DE10058589A1

DE10058589A1 - Method and device for holding components on both sides

Info

Publication number: DE10058589A1
Application number: DE2000158589
Authority: DE
Inventors: Christian Bayerlein; Pierre Charvet
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2000-11-25
Filing date: 2000-11-25
Publication date: 2002-05-29
Also published as: EP1208925A3; EP1208925A2

Abstract

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur beidseitigen Halterung eines flächenhaften, plastisch verformbaren Bauteils entlang eines Randbereiches, welches anschließend in einem Formwerkzeug verpresst wird, wird durch ein fluidisches Druckmittel auf mindestens einer Seite des Bauteil-Randbereichs eine hydrostatische Trägerschicht erzeugt.In a method and a device for holding a planar, plastically deformable component on both sides along an edge region, which is subsequently pressed in a molding tool, a hydrostatic carrier layer is generated on at least one side of the component edge region by a fluidic pressure medium.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur beidseitigen Halterung eines flächen haften, plastisch verformbaren Bauteils, insbesondere eines Blechteils, entlang eines Randbereiches, wobei das Bauteil anschließend in einem Formwerkzeug verpresst wird, sowie eine dafür geeignete Bauteilhalterung.The invention relates to a method for holding a surface on both sides stick, plastically deformable component, in particular a sheet metal part, along of an edge area, the component subsequently in a molding tool is pressed, as well as a suitable component holder.

Bevor ein Bauteil, z. B. ein Blechteil, in einer Presse durch ein Formwerkzeug umgeformt werden kann, wird es am Rand durch eine Bauteilhalterung beidsei tig eingespannt. Da das umzuformende Bauteil während des Ziehvorganges auch aus dem derart eingespannten Randbereich nachgezogen wird, erzeugt eine solche Halterung Reibungskräfte und schränkt damit die Ziehtiefe ein. Die richtige Wahl des Einspanndrucks ist ohnehin ein Problem, da bei zu geringem Druck Faltenbildung im Bauteil auftritt und bei zu hohem Druck der Werkstoff nicht mehr nachfließen kann und im Extremfall reißt. Auch ergeben sich auf grund der relativ hohen Einspannkräfte Beschädigungen auf der Bauteiloberflä che. Zur Verminderung der Reibung wird im allgemeinen ein Schmiermittel auf das Bauteil aufgebracht; eine Beschädigung der Oberfläche kann jedoch damit nicht vermieden werden. Außerdem ist die Beseitigung des Schmiermittels ziemlich aufwendig, wenn nach dem Ziehvorgang die Oberfläche des Bauteiles weiter bearbeitet, z. B. lackiert werden soll.Before a component, e.g. B. a sheet metal part in a press by a mold can be reshaped, it is held on both sides by a component holder clamped. Because the component to be formed during the drawing process is also drawn from the edge area clamped in this way such a bracket frictional forces and thus limits the depth of the drawing. The Correct selection of the clamping pressure is a problem anyway, because too little Pressure Wrinkling occurs in the component and the material is too high can no longer flow and in extreme cases breaks. Also arise on due to the relatively high clamping forces, damage to the component surface che. To reduce friction, a lubricant is generally applied applied the component; This can damage the surface cannot be avoided. It also eliminates the lubricant quite expensive if the surface of the component after the drawing process further processed, e.g. B. to be painted.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur beidseitigen Halterung eines flächenhaften, plastisch verformbaren Bauteils, insbesondere eines Blechteils, entlang eines Randbereiches zu schaffen, bei welchen die Oberfläche des Bauteils nicht beschädigt wird und welche zusätz lich die Ziehtiefe erhöhen.It is therefore an object of the invention to provide a method and an apparatus for holding a flat, plastically deformable component on both sides, in particular to create a sheet metal part along an edge area which the surface of the component is not damaged and which additional Lich increase the depth of the draw.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentan spruchs 1 gelöst; eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Bauteilhalte rung ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 5 gekennzeichnet.This object is achieved by a method with the features of the patent Proverb 1 solved; a component holder suitable for carrying out the method tion is characterized by the features of claim 5.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird unter Verzicht auf den üblichen Schmiermittelauftrag eine unmittelbare Berührung der Oberflächen der Bauteil halterung und des zu bearbeitenden Bauteils zumindest auf einer Bauteilseite ohne Verminderung der Haltekräfte senkrecht zur Bauteiloberfläche dadurch vermieden, dass zwischen den gegenüberliegenden Flächen der Halterung und des Bauteils mit Hilfe eines fluidischen Druckmittels eine hydrostatische Träger schicht erzeugt wird. Dies kann entweder, falls z. B. nur eine Seite des Bauteil randes unbeschädigt bleiben soll, nur einseitig geschehen oder auf beiden Seiten des Bauteilrandes, falls z. B. die Reibung zwischen Bauteil und Halterung auf ein Minimum beschränkt werden soll.With the method according to the invention, the usual method is dispensed with Lubricant application a direct contact with the surfaces of the component bracket and the component to be machined at least on one component side without reducing the holding forces perpendicular to the component surface avoided that between the opposite surfaces of the bracket and the component with the help of a fluid pressure medium, a hydrostatic carrier layer is generated. This can either if z. B. only one side of the component randes should remain undamaged, only happen on one side or on both Sides of the component edge, if z. B. the friction between component and bracket should be kept to a minimum.

Das fluidische Druckmittel zur Erzeugung der hydrostatische Trägerschicht kann entweder einer separaten Druckmittelquelle, zum Beispiel einer Hoch druckpumpe, oder bei Verwendung einer hydromechanischen Umformpresse in besonders vorteilhafter Weise direkt dem Flüssigkeitskissen, welches das Bauteil gegen das Formwerkzeug drückt, entnommen werden. Insbesondere im letztgenannten Fall wird die Umformung von hochfesten Werkstoffen verein facht, so dass die Wandstärken bei Strukturteilen reduziert werden können.The fluid pressure medium for generating the hydrostatic carrier layer can either be a separate pressure medium source, for example a high pressure pump, or when using a hydromechanical forming press in particularly advantageously directly the liquid cushion, which the Presses component against the mold, be removed. Especially in the latter case combines the forming of high-strength materials folds, so that the wall thicknesses of structural parts can be reduced.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der in den Figuren schematisch darge stellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben. Es zeigen: The invention is illustrated schematically in the following with the aid of the figures presented embodiments described in more detail. Show it:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Bauteilhalterung einer hydro mechanischen Umformpresse mit einseitiger hydrostatischer Trä gerschicht; und Fig. 1 carrier layer a cross-section through the component supporting a hydro-mechanical forming press with unilateral hydrostatic Trä; and

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Bauteilhalterung einer hydro mechanischen Umformpresse mit beidseitiger hydrostatischer Trägerschicht. Fig. 2 shows a cross section through the component holder of a hydromechanical forming press with a hydrostatic carrier layer on both sides.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Bauteil 1, z. B. ein Karosserieblech, an seinem Randbereich 1.1 zwischen einem unteren, stationä ren Blechhalter 2.1 und einem oberen, absenkbaren Blechhalter 2.2 einer Bau teilhalterung einer an sich bekannten und daher nicht näher gezeigten hydro mechanischen Umformpresse eingespannt. Einer der Blechhalter, im gezeigten Fall der obere Blechhalter 2.2, weist in einem Teil der Anpressfläche, welche nicht mehr auf den Rand 1.1 des Bauteils 1 zu liegen kommt, einen Abstand halter 2.3 sowie eine Dichtung 2.4 zum gegenüberliegenden Blechhalter 2.1 auf, wobei der Abstandhalter 2.3 höher als die Wandstärke des Bauteiles 1 ist und damit die Dicke einer hydrostatischen Trägerschicht 3 bestimmt, welche in der Größenordnung von zehntel Millimetern liegt. Die hydrostatische Träger schicht 3 wird nach dem Absenken des Blechhalters 2.2 durch ein Flüssigkeits kissen 4 aufgebaut, welches das Bauteil 1 gegen das Formwerkzeug, hier einen Formstempel 5, drückt. Das Flüssigkeitskissen 4 kann aus einer fluidischen Druckmittelquelle P gespeist werden. Der Druck in der Trägerschicht 3 sowie im Flüssigkeitskissen 4 ist im gezeigten Fall nahezu identisch und beträgt etwa 100 bar.In the embodiment shown in Fig. 1, a component 1 , z. B. a body panel, clamped at its edge region 1.1 between a lower, stationary Ren sheet holder 2.1 and an upper, lowerable sheet holder 2.2 of a construction part holder of a known and therefore not shown hydro mechanical forming press. One of the sheet metal holders, in the case shown the upper sheet metal holder 2.2 , has in a part of the contact surface, which no longer comes to rest on the edge 1.1 of component 1 , a spacer 2.3 and a seal 2.4 to the opposite sheet metal holder 2.1 , the spacer 2.3 is higher than the wall thickness of the component 1 and thus determines the thickness of a hydrostatic carrier layer 3 , which is of the order of tenths of a millimeter. The hydrostatic carrier layer 3 is built up after the lowering of the sheet metal holder 2.2 by a liquid cushion 4 , which presses the component 1 against the mold, here a die 5 . The liquid cushion 4 can be fed from a fluidic pressure medium source P. The pressure in the carrier layer 3 and in the liquid cushion 4 is almost identical in the case shown and is approximately 100 bar.

Wahlweise kann auch auf die Dichtung 2.4 verzichtet und eine geregelte Flüs sigkeitsleckage aus der Trägerschicht 3 über nicht gezeigte Durchlässe im Ab standhalter 2.3 zugelassen werden. Optionally, the seal 2.4 can also be dispensed with and a regulated liquid leakage from the carrier layer 3 can be permitted via passages (not shown) in the spacer 2.3 .

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel wird ein Bauteil 6, z. B. wie in Fig. 1 ein Karosserieblech, zur plastischen Verformung in einer hydro mechanischen Umformpresse an seinem Rand 6.1 zwischen den Spannflächen eines stationären und eines absenkbaren Blechhalters 7.1 und 7.2 einer Blech halterung eingespannt. Zwischen den Spannflächen und beiden Seiten des Bauteilrandes 6.1 werden jeweils hydrostatische Trägerschichten 8.1 und 8.2 aufgebaut. Das Druckmittel für diese Trägerschichten 8.1, 8.2 kann wiederum einem Flüssigkeitskissen 9 entnommen werden, welches beim Absenken des Formstempels 10 aufgebaut wird. Der Einspanndruck des Blechhalters 7.2 wird dabei so geregelt, dass er mit den Drücken in den Trägerschichten 8.1 und 8.2 im Gleichgewicht ist.In the embodiment shown in Fig. 2, a component 6 , z. B. as in Fig. 1 a body sheet, for plastic deformation in a hydro mechanical forming press at its edge 6.1 between the clamping surfaces of a stationary and a lowerable sheet holder 7.1 and 7.2 clamped a sheet metal holder. Hydrostatic support layers 8.1 and 8.2 are built up between the clamping surfaces and both sides of the component edge 6.1 . The pressure medium for these carrier layers 8.1 , 8.2 can in turn be removed from a liquid cushion 9 , which is built up when the die 10 is lowered. The clamping pressure of the sheet metal holder 7.2 is regulated so that it is in equilibrium with the pressures in the carrier layers 8.1 and 8.2 .

Damit sich der Bauteilrand 6.1 während des Aufbaus der Trägerschichten 8.1 und 8.2 aus dem Flüssigkeitskissen 9 nicht sofort an die Spannfläche des Blechhalters 7.2 angelegt, kann eine zusätzliche Druckmittelzufuhr in die Trä gerschicht 8.2, beispielsweise über eine Bohrung 7.3 im Blechhalter 7.2 vorteil haft sein; unter Umständen kann auch schon eine zusätzliche Dichtung 7.4 zwi schen dem Blechhalter 7.2 und dem Bauteilrand 6.1 dafür ausreichen. Auch eine Dichtung 7.5 zwischen den Blechhaltern 7.1 und 7.2 kann zur Vermeidung eines größeren Druckabfalls in den hydrostatischen Trägerschichten 8.1 und 8.2 vorteilhaft sein.So that the component edge 6.1 does not immediately lay against the clamping surface of the sheet metal holder 7.2 during the construction of the carrier layers 8.1 and 8.2 from the liquid cushion 9 , an additional pressure medium supply into the carrier layer 8.2 , for example via a bore 7.3 in the sheet metal holder 7.2, can be advantageous; Under certain circumstances, an additional seal 7.4 between the sheet metal holder 7.2 and the component edge 6.1 can suffice for this. A seal 7.5 between the sheet metal holders 7.1 and 7.2 can also be advantageous in order to avoid a greater pressure drop in the hydrostatic support layers 8.1 and 8.2 .

Das erfindungsgemäße Verfahren lässt sich in analoger Weise auch auf andere Verfahren zur plastischen Verformung von flächenhaften Bauteilen, z. B. auf herkömmliche Tiefziehpressen, anwenden. Insbesondere können für den Auf bau der hydrostatischen Trägerschichten eine oder mehrere separate Druck mittelquellen verwendet werden, wobei es sich dann empfiehlt, den Bauteilrand auf beiden Seiten gegen die Formwerkzeuge abzudichten. Für die hydrostati schen Trägerschichten kann grundsätzlich jedes fluidische Druckmittel, im ein fachsten Fall auch Wasser, verwendet werden.The method according to the invention can also be applied to others in an analogous manner Process for the plastic deformation of flat components, e.g. B. on use conventional deep drawing presses. In particular, for the on construction of the hydrostatic carrier layers one or more separate pressure medium sources are used, in which case it is recommended to use the component edge seal against the molds on both sides. For the hydrostati In principle, any fluidic pressure medium can be used in the carrier layers In the simplest case, water can also be used.

Claims

1. A method for holding a two-dimensional, plastically deformable component, in particular a sheet metal part, along an edge region, the component being subsequently formed in a molding tool, characterized in that a fluidic pressure medium on at least one side of the component edge region a hydrostatic carrier layer is generated.

2. The method according to claim 1, characterized in that the fluid pressure medium to the liquid cushion of a hydromechanical device forming press is removed.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the pressure of the fluid pressure medium depending on the formge The pressing pressure of the molding tool is adjustable.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the pressure of the fluid pressure medium at least approximately the shape corresponding pressing pressure of the mold.

5. Component holder for a molding tool for the plastic reshaping of flat components, in particular sheet metal parts, the component being clamped in its edge region between two surfaces corresponding to the contour of the component, characterized in that at least one of the clamping surfaces has a hydrostatic carrier layer ( 3 ; 8.1 , 8.2 ).

6. Component holder according to claim 5, characterized in that the distance between the clamping surfaces by the thickness of at least one hydrostatic carrier layer ( 3 ; 8.1 , 8.2 ) is greater than the thickness of the part edge ( 1.1 ; 6.1 ) and the resulting space between the Component ( 1 , 6 ) and at least one clamping surface is connected to a fluid pressure medium source (P).

7. Component holder according to claim 5 or 6, characterized in that the pressure medium source for at least one hydrostatic carrier layer ( 3 ; 8.1 , 8.2 ) is the liquid cushion ( 4 ; 9 ) of a hydromechanical molding press.