DE102005005673A1

DE102005005673A1 - Deforming device for thin-walled sheet parts has tool with several shaping elements pressed against sheet part to produce micro-beading structure

Info

Publication number: DE102005005673A1
Application number: DE200510005673
Authority: DE
Inventors: Michael Schlesinger
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Daimler AG
Priority date: 2005-02-08
Filing date: 2005-02-08
Publication date: 2006-03-23

Abstract

The deforming device (1) the forms a thin-walled sheet part (2) by means of a deforming tool (3). The deforming tool has several shaping elements (4) which are pressed against the sheet part to produce a micro-beading structure (5) over a wide surface. The shaping elements may be in the form of needle-like rods.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umformen von dünnwandigen Blechteilen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein zugehöriges Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 8.The The invention relates to a device for forming thin-walled Sheet metal parts according to the preamble of claim 1 and an associated Method according to the preamble of claim 8.

Der moderne Fahrzeugbau stellt stetig steigende Anforderungen an Material und Technik. Um insbesondere die Steifigkeit von Kraftfahrzeugen zu erhöhen, ist es bekannt, an Stelle von zusätzlich angebrachten Versteifungsträgern sogenannte Versteifungssicken vorzusehen, welche die gleichen Steifigkeitseigenschaften bei deutlich geringerem Gewicht bewirken.Of the Modern vehicle construction makes steadily increasing demands on material and technology. In particular, the rigidity of motor vehicles to increase, it is known, instead of additionally attached stiffening carriers so-called Provide stiffening beads, which have the same stiffness properties effect at significantly lower weight.

Aus der DE 102 31 430 A1 ist ein Verfahren zum automatisierten Umformen von Werkstücken bekannt, bei dem das Werkstück zur Umformung einer hämmernden Bearbeitung mit einem formungebundenen Bearbeitungswerkzeug unterzogen wird und bei der das Werkstück und/oder das Bearbeitungswerkzeug mit einer angesteuerten Handhabungseinrichtung auf einer vorgegebenen Bahn geführt wird, während ein Formgebungselement des Bearbeitungswerkzeugs mit einem Hammer-Bär-Antrieb hämmernd gegen das Werkstück gestoßen wird. Hierdurch lassen sich Werkstücke automatisiert in nahezu beliebige Geometrien umformen.From the DE 102 31 430 A1 a method for the automated forming of workpieces is known, in which the workpiece is subjected to the forming of a hammering machining with a non-forming machining tool and in which the workpiece and / or the machining tool is guided with a controlled handling device on a predetermined path, while a forming element of Hammering the machining tool with a hammer bear drive against the workpiece. As a result, workpieces can be automatically transformed into almost any geometry.

Aus der DE 103 17 880 B3 ist ein weiteres Verfahren zum automatisierten Umformen von Werkstücken bekannt, bei dem das Werkstück und/oder das Bearbeitungswerkzeug mit einer angesteuerten Handhabungseinrichtung auf einer vorgegebenen Bahn geführt wird, während ein Formgebungselement des Bearbeitungswerkzeugs mit einem Hammer-Bär-Antrieb hämmernd gegen das Werkstück gestoßen wird. Das Werkstück ist dabei vollumfänglich an den Seitenkanten eingespannt. Hierdurch können Fertigprodukte mit definierter Geometrie bzw. bestimmten Freiformflächen hergestellt werden.From the DE 103 17 880 B3 Another method for the automated forming of workpieces is known in which the workpiece and / or the machining tool is guided with a controlled handling device on a predetermined path, while a forming element of the machining tool is hammered with a hammer-bear drive against the workpiece. The workpiece is fully clamped to the side edges. As a result, finished products can be produced with defined geometry or specific free-form surfaces.

Aus der DE 21 32 159 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schlagbehandeln bzw. Schlagverformen von Blechen bekannt. Bei dem Verfahren zum Schlagverformen von Blechen ist eine partikelwerfende Zentrifugalradanordnung über dem Blech vorgesehen. Dabei wird eine relative Längsbewegung zwischen der partikelwerfenden Zentrifugalradanordnung und dem Blech hervorgerufen, derart, dass das Blech im Effekt unter der partikelwerfenden Zentrifugalradanordnung durchläuft, Schlagpartikel der Radanordnung zugeführt werden, die Schlagpartikel von der Radanordnung gegen das Blech geworfen werden und das Blech mit den Schlagpartikeln dauerhaft verformt wird.From the DE 21 32 159 For example, a method and an apparatus for impact-treating sheet metal are known. In the method for impact deformation of sheets, a particle-throwing centrifugal wheel assembly is provided over the sheet. In this case, a relative longitudinal movement between the particle-throwing Zentrifugalradanordnung and the sheet is caused such that the sheet passes in effect under the particle-throwing Zentrifugalradanordnung, blown particles are supplied to the wheel assembly, the impact particles are thrown from the wheel assembly against the sheet and the sheet permanently with the impact particles is deformed.

Aus der DE 32 13 896 A1 sind ein Verfahren und eine Einrichtung zur Umformung von plattenförmigen Werkstücken bekannt, wobei auf die Oberseitenschicht des Werkstückes mittels frei fliegender Schlagkugeln eingewirkt wird. Zwischen den Schlagkugeln und dem Werkstück wird zur Verminderung der Reibung und Reduzierung der Wärmeausbildung eine Flüssigkeitsschicht eingebracht. Die Flüssigkeit dient außer zur Bildung der Flüssigkeitsschicht zur Beschleunigung der Schlagkugeln. Hierdurch kann eine Verbesserung der physikalischen Eigen schaften des Werkstoffes zusätzlich zu den durch die Schlagumformung erzielbaren Verbesserungen bewirkt werden.From the DE 32 13 896 A1 For example, a method and a device for shaping plate-shaped workpieces are known, wherein the top side layer of the workpiece is acted on by means of freely flying impact balls. Between the impact balls and the workpiece, a liquid layer is introduced to reduce friction and reduce heat build-up. The liquid is used except for the formation of the liquid layer to accelerate the impact balls. As a result, an improvement in the physical properties of the material properties in addition to the achievable by impact molding improvements can be effected.

Aus der DE 198 15 572 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung gezielter Oberflächenstrukturen durch Umformung von in wenigstens einer Richtung und zumindest bereichsweise biegbaren Gegenständen aus Material mit elastischem und plastischem Umformverhalten bekannt, wobei ein Stoffstrahl aus Formkörpern mit begrenzter, von der Dicke und Festigkeit des Gegenstands abhängigen, auf die Fläche bezogenen kinetischen Energie auf die eine Seite des Gegenstandes zur Einwirkung gebracht wird. Die Beaufschlagung des zu bearbeitenden Bereichs erfolgt mit einem engen Intensitätspotential.From the DE 198 15 572 A1 is a method for producing specific surface structures by forming in at least one direction and at least partially bendable objects made of material with elastic and plastic deformation behavior known, wherein a material jet of moldings with limited, dependent on the thickness and strength of the object, based on the area kinetic Energy is applied to one side of the object. The application of the area to be processed takes place with a narrow intensity potential.

Schließlich ist aus der DE 38 42 064 A1 ein Verfahren zum Umformen von ebenen, plattenförmigen Bauteilen in eine zweiachsig gekrümmte Form bekannt. Das Verfahren setzt zur Umformung von ebenen Bauteilen in eine Form mit zweiachsiger Krümmung das an sich bekannte Kugelstrahlumformverfahren ein, wobei die Umformung mit Hilfe computergesteuerter Strahlbeaufschlagung erfolgt, bei der eine Anpassung der Richtung und Stärke der Kugelbeaufschlagung in Abhängigkeit von den Abmessungen des Bauteils zum Beispiel in Abhängigkeit von der Wanddicke oder in Abhängigkeit von Wanddickeänderungen über die Erstreckung des Bauteils, auf vorbestimmten Bereichen wie Bereiche gleicher Dehnung voreinstellbar ist. Hierbei können beispielsweise notwendige Dickenstufen des Bauteils vor dem Kugelstrahlumformen durch mechanisches Fräsen vorgesehen werden und das Bauteilen mit den fertiggefrästen Konturen umgeformt werden.Finally, out of the DE 38 42 064 A1 a method for forming flat, plate-shaped components in a biaxially curved shape known. The method uses the per se known Kugelstrahlumformverfahren for forming planar components in a form with biaxial curvature, wherein the deformation takes place by means of computer-controlled Strahlbeaufschlagung, in which an adjustment of the direction and strength of the ball application depending on the dimensions of the component, for example Depending on the wall thickness or as a function of changes in wall thickness over the extension of the component, can be preset on predetermined areas such as areas of equal elongation. In this case, for example, necessary thickness stages of the component can be provided before the shot peening by mechanical milling and the components are formed with the finished milled contours.

Die Erfindung, wie sie in den Ansprüchen gekennzeichnet ist, beschäftigt sich mit dem Problem, für eine Vorrichtung eingangs erwähnter Art eine verbesserte Ausführungsform an zugeben, mit welcher sich insbesondere hohe Steifigkeiten bei dünnwandigen Blechteilen erzielen lassen.The Invention as defined in the claims is employed dealing with the problem, for a device initially mentioned Kind an improved embodiment at which in particular high stiffness at thin Achieve sheet metal parts.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are Ge subject of the dependent claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Vorrichtung zum Umformen von dünnwandigen Blechteilen an einem Umformwerkzeug mehrere Fahrumgebungselemente vorzusehen, die gegen das Blechteil gepresst werden können und dadurch eine großflächige Mikrosickenstruktur in das Blechteil einbringen. Durch diese Mikrosickentechnik kann bei gleichen Steifigkeitseigenschaften das Gewicht der Blechteile entsprechend reduziert werden, was zu einer Reduzierung des Gesamtgewichts der Blechteile bzw. eines mit diesem Blechteil ausgestatteten Kraftfahrzeuges führt, oder aber es können bei gleichem Gewicht deutlich höhere Steifigkeiten erzielt werden. Hierdurch reduzieren sich insbesondere Material- und Transportkosten sowie Energiekosten beim Betrieb des Kraftfahrzeuges. Von besonderem Interesse ist darüber hinaus, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Einbringen von Mikrosicken in vielen Einsatzbereichen verwendbar ist, beispielsweise im Flugzeugbau, und nicht auf den Kraftfahrzeugbau beschränkt bleibt.The The invention is based on the general idea of a device for forming thin-walled Sheet metal parts on a forming tool several driving environment elements provide, which can be pressed against the sheet metal part and thereby a large-scale microsug structure bring in the sheet metal part. Through this microsip technique can with the same stiffness properties, the weight of the sheet metal parts be reduced accordingly, resulting in a reduction of the total weight the sheet metal parts or a vehicle equipped with this sheet metal part leads, or it can at the same weight much higher Stiffness can be achieved. This reduces in particular Material and transport costs as well as energy costs during operation of the Motor vehicle. Of particular interest is, moreover, that the device according to the invention suitable for introducing micro-beads in many applications is, for example in aircraft, and not on the automotive industry limited remains.

Zweckmäßig sind die Formgebungselemente als nadelähnliche Stäbe ausgebildet. Derartige Stäbe erlauben das Einbringen von Mikrosickenmustern in das Blechteil und sind insbesondere für fein verästelte Muster geeignet. Die nadelähnlichen Stäbe können dabei gleichzeitig und/oder unabhängig voneinander verstellt werden, wodurch sich nahezu frei wählbare Mikrosickenmuster in das umzuformende Blechteil einbringen lassen.Are useful the shaping elements formed as needle-like rods. Allow such bars the introduction of Miksickenmustern in the sheet metal part and are especially for finely ramified Pattern suitable. The needle-like Bars can do this simultaneously and / or independently be adjusted, resulting in almost arbitrary Miksickenmuster in allow the sheet metal part to be formed.

Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind die Formgebungselemente in oder an einem Werkzeugkopf des Umformwerkzeugs befestigt. Dies ermöglicht es, spezielle Werkzeugköpfe mit spezifischen Formgebungselementen vorzusehen, welche beispielsweise eine unterschiedliche Anzahl von Formgebungselementen aufnehmen können und dadurch in der Lage sind, unterschiedlich feine Mikrosickenmuster in das Blechteil einzubringen.According to one particularly preferred embodiment the solution according to the invention are the Shaping elements in or on a tool head of the forming tool attached. this makes possible it, special tool heads to provide with specific shaping elements, which, for example accommodate a different number of shaping elements can and thereby are capable of different fine microsize patterns to introduce into the sheet metal part.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Formgebungselemente und/oder der Werkzeugkopf austauschbar ausgebildet. Dies ermöglicht eine flexible und schnell abänderbare Fertigung, wobei zum Einbringen eines anderen Mikrosickenmusters lediglich die Formgebungselemente beziehungsweise der Werkzeugkopf ausgetauscht werden müssen. Hierdurch ist es weiter möglich, die Mikrosickenvorrichtung mit unterschiedlichen Formgebungselementen bzw. Werkzeugköpfen zu betreiben und dadurch besonders ökonomisch einzusetzen. Denkbar ist auch, dass ein Werkzeugkopf eine Vielzahl von Formgebungselementen aufnehmen kann und dadurch Wartungs- und/oder Reparaturarbeiten oder Tauschzeiten reduziert werden können, indem anstatt der einzelnen Formgebungselemente der gesamte Werkzeugkopf ausgetauscht wird.at a further advantageous embodiment of the invention formed the shaping elements and / or the tool head interchangeable. this makes possible a flexible and quickly changeable Manufacturing, wherein for introducing a different microsieve pattern only the shaping elements or the tool head exchanged Need to become. This further makes it possible the micro-beading device with different shaping elements or tool heads to operate and thereby use particularly economically. Conceivable is also that a tool head a variety of shaping elements and thus maintenance and / or repair work or barter times can be reduced by replacing the entire tool head instead of the individual shaping elements becomes.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Formgebungselemente jeweils einen dem zu formenden Blechteil zugewandten und gehärteten Formkopf auf. Gehärtete Formköpfe bewirken eine besonders lange Lebensdauer der Formgebungselemente bei gleichzeitiger höherer Präzision während des Einbringens der großflächigen Mikrosickenstruktur. Durch die verlängerte Betriebs- bzw. Lebensdauer der Formgebungselemente kann darüber hinaus ein Reparatur- und/oder Wartungsaufwand reduziert werden, wodurch sich ebenfalls Kostenvorteile in der Produktion sowie der mit der erfindungsgemäßen Mikrosickenstruktur versehenen Blechteile erzielen lassen.According to one preferred embodiment the shaping elements each one to be formed sheet metal part facing and hardened forming head on. hardened forming heads cause a particularly long life of the shaping elements at the same time higher precision during the Introducing the large-area microsole structure. By the extended Operating life of the forming elements may also be Repair and / or maintenance costs are reduced, resulting in likewise cost advantages in production as well as with the microsize structure according to the invention let achieved sheet metal parts.

Zweckmäßig weist die Vorrichtung einen pneumatischen und/oder elektromechanischen Antrieb auf. Sowohl pneumatische als auch elektromechanische Antriebe sind heutzutage kostengünstig und wartungsarm herzustellen bzw. zu betreiben. Auch eigenen sich beide Antriebsformen für ein präzises und schnelles Einbringen der Mikrosickenstruktur in das umzuformende Blechteil, wodurch sich hohe Stückzahlen und damit verbunden geringe Stückkosten der herzustellenden Blechteile realisieren lassen.Appropriately points the device is a pneumatic and / or electromechanical Drive up. Both pneumatic and electromechanical drives are inexpensive and inexpensive today low maintenance or manufacture. Also own both Drive forms for a precise one and rapid introduction of the microsize structure in the reshaped Sheet metal part, resulting in high quantities and associated low unit costs let realize the sheet metal parts to be produced.

Die Erfindung beruht weiter auf dem allgemeinen Gedanken, das Blechteil durch Umformen mit einer großflächigen Mikrosickenstruktur zu versehen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die Blechteile großflächig und strichförmig verdichtet, wobei die derart bearbeiteten dünnen Blechteile eine vorbestimmte Struktur, nämlich die Mikrosickenstruktur, erhalten. Diese Mikrosickenstruktur erlaubt es, Blechteile herzustellen, welche bei gleichem Gewicht deutlich höhere Steifigkeiten oder bei gleichen Steifigkeiten ein deutlich reduziertes Gewicht aufweisen. Beim Umformvorgang wird dabei vorzugsweise das Blechteil unterhalb des mit den Formgebungselementen bestückten Werkzeugkopfes hindurchbewegt oder aber es bewegt sich der Werkzeugkopf relativ zum Blechteil, während die Formgebungselemente, beispielsweise die nadelähnlichen Stäbe, aus dem Umformwerkzeug auf das Blech gepresst bzw, gestoßen werden und dieses strichförmig verdichten. Selbstverständlich ist auch denkbar, dass sowohl das Blechteil als auch das Umformwerkzeug bewegt werden.The Invention is further based on the general idea, the sheet metal part by forming with a large microsize structure to provide. In the method according to the invention, the sheet metal parts large area and line-art compacted, wherein the thus processed thin sheet metal parts a predetermined Structure, namely the microsug structure. This microsug structure allows it to produce sheet metal parts, which at the same weight clearly higher Stiffness or significantly reduced at the same stiffness Have weight. When forming process is preferably the sheet metal part moved through below the equipped with the shaping elements tool head or else the tool head moves relative to the sheet metal part, while the shaping elements, such as the needle-like bars, From the forming tool pressed or pushed on the sheet and this line-shaped compacted. Of course It is also conceivable that both the sheet metal part and the forming tool to be moved.

Das eingebrachte Mikrosickenmuster hängt dabei u.a. von den Abmessungen des Werkzeugkopfes, der Anzahl der Formgebungs elemente und beispielsweise einer Press- bzw. Hammerfrequenz ab. Der Anwendungsbereich des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere im Unterbodenbereich, im Bereich einer Stirnwand, im Bereich einer Hutablage und/oder sonstigen im Kraftfahrzeugbau verwendeten Blechteilen zu sehen, bei denen es nicht auf völlig glatte Oberflächen ankommt. Selbstverständlich kann das Verfahren auch in anderen Bereichen, beispielsweise im Flugzeugbau, eingesetzt werden.The introduced Miksickenmuster depends, inter alia, on the dimensions of the tool head, the number of shaping elements and, for example, a pressing or hammer frequency. The field of application of the method according to the invention is in particular in the underbody area, in the range of an end wall to see in the range of a parcel shelf and / or other sheet metal parts used in automotive engineering, where it does not depend on completely smooth surfaces. Of course, the method can also be used in other areas, for example in aircraft construction.

Zweckmäßig besteht die Mikrosickenstruktur aus einer Vielzahl linienförmiger Mikrosicken. Derartige linienförmige Mikrosicken lassen sich je nach Anordnung der Formgebungselemente zu individuellen Mikrosickenmustern kombinieren, wodurch ein individuelles und problemangepasstes Erstellen des Mikrosickenmusters ermöglicht wird.Appropriately exists the microsugar structure of a multitude of line-shaped micro-beads. Such linear Micro-beads can be depending on the arrangement of the shaping elements combine to individual microsize patterns, creating an individualized and customizing the microsize pattern is enabled.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Mikrosickenstruktur in einem einstufigen oder mehrstufigen Bearbeitungsvorgang in das Blechteil eingebracht. Denkbar sind hierbei beispielsweise bei -dünneren Blechteilen einstufige Verfahren, bei welchen die Mikrosickenstruktur in einem Arbeitsgang in das Blechteil eingebracht wird. Bei dickeren Blechteilen kann es materialschonender sein, die Mikrosickenstruktur in mehreren aufeinander folgenden Bearbeitungsschritten in das Blechteil einzubringen.at a particularly preferred embodiment the invention, the microsugar structure in a single stage or multi-stage machining process introduced into the sheet metal part. It is conceivable, for example, single-level in thinner sheet metal parts Method in which the microsize structure in one operation is introduced into the sheet metal part. For thicker sheet metal parts can it may be gentler on the material, the microsugar structure in several bring successive processing steps in the sheet metal part.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Dependent claims, from the drawings and from the associated description of the figures the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombi nationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche oder ähnliche Bauteile beziehen.preferred embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explains where like reference numerals refer to the same or functionally same or similar Refer to components.

Dabei zeigen:there demonstrate:

1 eine schematische Ansicht auf eine mögliche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Umformen von dünnwandigen Blechteilen, 1 a schematic view of a possible embodiment of the inventive device for forming thin-walled sheet metal parts,

2 eine schematische Ansicht auf eine mögliche Ausführungsform eines Werkzeugkopfes der Vorrichtung mit mehreren Formgebungselementen. 2 a schematic view of a possible embodiment of a tool head of the device with a plurality of shaping elements.

Entsprechend 1 weist eine Vorrichtung 1 zum Umformen von dünnwandigen Blechteilen 2 ein Umformwerkzeug 3 auf, welches mehrere Formgebungselemente 4 besitzt, die gegen das Blechteil 2 gepresst werden können und dadurch eine großflächige Mikrosickenstruktur 5 in dasselbe einbringen. Die Formgebungselemente 4 können selbstverständlich auch gegen das Blechteil 2 gehämmert bzw. gestoßen werden. Bei der Vorrichtung 1 gemäß 1 ist das Umformwerkzeug 3 an einem Arm 6, beispielsweise an einem Roboterarm, angeordnet, der in der Lage ist, das Umformwerkzeug 3 an alle notwendigen Positionen des Blechteils 2 zu bewegen. Ebenfalls vorstellbar ist eine Vorrichtung mit einem feststehenden Umformwerkzeug 3, bei der das Blechteil 2 mittels einer nicht gezeigten Positioniervorrichtung bezüglich des Umformwerkzeugs 3 positioniert bzw. geführt wird. Darüber hinaus sind auch kombinierte Verfahren denkbar, bei denen sich sowohl das Umformwerkzeug 3 als auch das Blechteil 2 während des Umformvorgangs bewegen.Corresponding 1 has a device 1 for forming thin-walled sheet metal parts 2 a forming tool 3 on which several shaping elements 4 owns that against the sheet metal part 2 can be pressed and thereby a large-scale micro-bead structure 5 bring in the same. The shaping elements 4 can of course also against the sheet metal part 2 hammered or bumped. In the device 1 according to 1 is the forming tool 3 on one arm 6 , For example, on a robot arm, which is able, the forming tool 3 to all necessary positions of the sheet metal part 2 to move. Also conceivable is a device with a fixed forming tool 3 in which the sheet metal part 2 by means of a positioning device, not shown with respect to the forming tool 3 is positioned or guided. In addition, combined methods are conceivable in which both the forming tool 3 as well as the sheet metal part 2 move during the forming process.

Die erfindungsgemäß großflächig eingebrachte Mikrosickenstruktur 5 bewirkt eine deutliche Zunahme der Steifigkeit des Blechteils 2 bei konstantem Bauteilgewicht oder aber die gleiche Steifigkeit bei deutlich reduziertem Gewicht. Im Kraftfahrzeugbau oder beispielsweise auch im Flugzeugbau lassen sich hierdurch deutlich leichtere Konstruktionen realisieren, die trotzdem die erforderliche Steifigkeit aufweisen und dazu beitragen, Treibstoffkosten einzusparen. Die Mikrosickenstruktur 5 weist dabei viele eng benachbart angeordnete Mikrosicken 7 auf, die beispielsweise in Form eines Musters angeordnet sein können oder in Abstimmung mit konstruktiven Erfordernissen eingebracht werden. Die Gestalt der Mikrosicken 7 wird dabei durch die Formgebungselemente 4 bzw. einen daran endseitig angeordneten Formkopf 10 bestimmt.The present invention large-scale introduced microsole structure 5 causes a significant increase in the rigidity of the sheet metal part 2 at constant component weight or the same rigidity at significantly reduced weight. In the automotive industry or, for example, in aircraft can thereby significantly lighter structures realize that still have the required stiffness and help to save fuel costs. The microsug structure 5 has many closely juxtaposed micro-beads 7 on, which may be arranged for example in the form of a pattern or introduced in accordance with design requirements. The shape of the micro-beads 7 is doing by the shaping elements 4 or a forming head arranged at the end 10 certainly.

Als dünnwandige Blechteile 2 kommen beispielsweise Bleche aus dem Unterbodenbereich des Kraftfahrzeugbaus oder andere Bauteile in Betracht, bei denen es nicht unbedingt auf eine völlig ebene Oberfläche ankommt. Denkbar ist – wie oben erwähnt – auch die Anwendung der Vorrichtung 1 zur Bearbeitung von Bauteilen im Flugzeugbau, bei denen eine Gewichtseinsparung noch größere Vorteile bringt.As thin-walled sheet metal parts 2 For example, come from the underbody area of the automotive industry or other components into consideration, in which it does not necessarily depend on a completely flat surface. It is conceivable - as mentioned above - and the application of the device 1 for machining components in aircraft construction, where weight savings bring even greater benefits.

Gemäß 1 sind die Formgebungselemente 4 in oder an einem Werkzeugkopf 8 des Umformwerkzeugs 3 befestigt, wobei vorgesehen ist, dass die Formgebungselemente 4 und/oder der Werkzeugkopf 8 austauschbar ausgebildet sind. Dies erleichtert bzw. vereinfacht Reparatur- und/oder Wartungsarbeiten und reduziert zudem die Umrüstzeiten der Vorrichtung 1, so dass diese sich schnell an geänderte Produktionsanforderungen anpassen lässt. Gemäß 2 ist ein möglicher Werkzeugkopf 8 dargestellt, welcher eine Vielzahl nebeneinanderliegender Formgebungselemente 4 aufweist. Die Formgebungselemente 4 sind dabei parallel angeordnet und können unabhängig voneinander in Richtung 9 gegen das Blechteil 2 verfahren bzw. gepresst werden. Vorzugsweise sind die Formgebungselemente 4 dabei als nadelähnliche Stäbe (vgl. 2) ausgebildet.According to 1 are the shaping elements 4 in or on a tool head 8th of the forming tool 3 attached, it being provided that the shaping elements 4 and / or the tool head 8th are formed exchangeable. This facilitates or simplifies repair and / or maintenance work and also reduces the changeover times of the device 1 , so that they quickly ge adapted to changing production requirements. According to 2 is a possible tool head 8th shown, which has a plurality of juxtaposed forming elements 4 having. The shaping elements 4 are arranged in parallel and can move independently in the direction 9 against the sheet metal part 2 be moved or pressed. Preferably, the shaping elements 4 as needle-like rods (cf. 2 ) educated.

Um die Mikrosicken 7 in das Blechteil 2 einzubringen, weisen die Formgebungselemente 4 jeweils den oben erwähnten und dem zu formenden Blechteil 2 zugewandten und gehärteten Formkopf 10 auf. Dieser Formkopf 10 besitzt beispielsweise einen punkt- oder linienförmige Stempelfläche (vgl. 2), welche die Gestalt der späteren Mikrosickenstruktur 5 erzeugt. Generell sind aber auch anders gestaltete bzw. geformte Formköpfe 10 denkbar, deren Gestalt bzw. Form sich nach dem gewünschten Muster der Mikrosickenstruktur 5 richtet. Die Mikrosickenstruktur 5 wird außerdem dadurch beeinflusst, wie viele Formgebungselemente 4, wie dicht im Werkzeugkopf 8 untergebracht sind und selbstverständlich auch welche Abmessungen der Werkzeugkopf 8 bzw. das Umformwerkzeug 3 haben.To the micro beads 7 in the sheet metal part 2 bring, have the shaping elements 4 in each case the above-mentioned and the sheet metal part to be formed 2 facing and hardened forming head 10 on. This form head 10 has, for example, a punctiform or linear stamp surface (cf. 2 ) showing the shape of the later microsugar structure 5 generated. In general, however, are differently shaped or shaped mold heads 10 conceivable, whose shape or shape according to the desired pattern of the microsugar structure 5 directed. The microsug structure 5 is also influenced by how many shaping elements 4 how close in the tool head 8th are housed and of course what dimensions of the tool head 8th or the forming tool 3 to have.

Zum Betrieb der Vorrichtung 1 kann beispielsweise ein pneumatischer und/oder elektromechanischer Antrieb vorgesehen sein, wobei diese Aufzählung nicht abschließend ist, so dass auch andere geeignete Antriebe eingeschlossen sind.To operate the device 1 For example, a pneumatic and / or electromechanical drive may be provided, this list is not exhaustive, so that other suitable drives are included.

Im Folgenden soll kurz das erfindungsgemäße Verfahren zum Umformen der dünnwandigen Blechteile 2 erläutert werden:
Zunächst wird das umzuformende Blechteil 2 in die Vorrichtung 1 eingelegt. Daraufhin werden die in dem Werkzeugkopf 8 des Umformwerkzeugs 3 angeordneten Formgebungselemente 4 gegen das Blechteil 2 gepresst und bringen dadurch die großflächige Mikrosickenstruktur 5 auf. Die Mikrosickenstruktur 5 kann da bei aus einer Vielzahl linien- und/oder punktförmiger Mikrosicken 7 bestehen. Die Gestalt der Mikrosicken 7 steht in unmittelbarem Zusammenhang mit der Gestalt des an den Formgebungselementen 4 angeordneten Formkopfes 10.In the following, the method according to the invention for forming the thin-walled sheet-metal parts will be briefly described 2 be explained:
First, the sheet metal part to be formed 2 into the device 1 inserted. Then they are in the tool head 8th of the forming tool 3 arranged shaping elements 4 against the sheet metal part 2 pressed and thereby bring the large-scale micro-bead structure 5 on. The microsug structure 5 can because of a variety of line and / or punctiform micro-beads 7 consist. The shape of the micro-beads 7 is directly related to the shape of the forming elements 4 arranged mold head 10 ,

Dabei können die Formgebungselemente 4 – je nach Ausführungsform – in hämmernder und/oder walzender und/oder pressender Weise gegen das Blechteil 2 bewegt werden und dadurch die Mikrosickenstruktur 5 einbringen. Bei einer hämmernden Bearbeitung ist beispielsweise denkbar, dass die Formgebungselemente 4 mit einer bestimmten Frequenz auf das zu formende Blechteil 2 hämmern, wobei die jeweils verwendete Frequenz vorzugsweise an die besonderen Eigenschaften des jeweiligen Materials und auch an die jeweils gewünschte Produktionsgeschwindigkeit angepasst ist.In this case, the shaping elements 4 - Depending on the embodiment - in a hammering and / or rolling and / or pressing manner against the sheet metal part 2 be moved and thereby the microsugar structure 5 contribute. In a hammering processing, for example, it is conceivable that the shaping elements 4 with a certain frequency on the sheet metal part to be formed 2 hammering, wherein the frequency used in each case is preferably adapted to the particular properties of the respective material and also to the particular desired production speed.

Unabhängig von der Einbringungsart der Mikrosicken 7 in das Blechteil 2 können das Umformwerkzeug 3 und das Blechteil 2 während des Umformvorgangs relativ zueinander bewegt werden. Hierbei ist denkbar, dass das Umformwerkzeug 3 feststehend oder verstellbar ausgebildet ist und/oder dass das Blechteil 2 während des Umformvorgangs ortsfest oder beweglich ist.Regardless of the method of incorporation of the micro beads 7 in the sheet metal part 2 can use the forming tool 3 and the sheet metal part 2 be moved relative to each other during the forming process. It is conceivable that the forming tool 3 is formed fixed or adjustable and / or that the sheet metal part 2 stationary or movable during the forming process.

Darüber hinaus ist denkbar, dass die Mikrosickenstruktur 7 in einem einstufigen oder mehrstufigen Umformvorgang in das Blechteil 2 eingebracht wird. Dadurch wäre es möglich den Mikrosickeneinbringungsprozess auf mehrere Vorrichtungen 1 zu verteilen, was insbesondere von der Werkstoffseite her besonders schonend ist. Denkbar ist hierbei, dass das gesamte Einbringen der Mikrosicken 7 vollautomatisch oder zumindest teilautomatisch erfolgt.In addition, it is conceivable that the micro-bead structure 7 in a single-stage or multi-stage forming process in the sheet metal part 2 is introduced. This would allow the microsuggestion process to multiple devices 1 to distribute, which is particularly gentle particularly from the material side. It is conceivable here that the entire introduction of the micro-beads 7 fully automatic or at least semi-automatic.

Allen Einbringungsarten ist dabei gemein, dass das Blechteil 2 im Bereich der Mikrosicken 7 verdichtet wird und dadurch eine erhöhte Steifigkeit erhält.All types of insertion is common that the sheet metal part 2 in the field of micro-beads 7 is compressed and thereby receives increased rigidity.

Claims

Contraption ( 1 ) for forming thin-walled sheet metal parts ( 2 ), with a forming tool ( 3 ), characterized in that the forming tool ( 3 ) a plurality of shaping elements ( 4 ), which against the sheet metal part ( 2 ) and thereby a large-scale microsole structure ( 5 ) in the sheet metal part ( 2 ).

Device according to claim 1, characterized in that the shaping elements ( 4 ) are formed as needle-like rods.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the shaping elements ( 4 ) in / on a tool head ( 8th ) of the forming tool ( 3 ) are attached.

Device according to claim 3, characterized in that the shaping elements ( 4 ) and / or the tool head ( 8th ) are formed exchangeable.

Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the shaping elements ( 4 ) each one to be formed sheet metal part ( 2 ) facing and hardened forming head ( 10 ) exhibit.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the forming head ( 10 ) has a punctiform or linear shape.

Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the device ( 1 ei NEN pneumatic and / or electromechanical drive has.

Method for forming thin-walled sheet metal parts ( 2 ), characterized in that the sheet metal part ( 2 ) by forming with a large-scale microsize structure ( 5 ).

Method according to claim 8, characterized in that the microsugar structure ( 5 ) from a multiplicity of line- and / or punctiform micro-beads ( 7 ) consists.

Method according to claim 8 or 9, characterized in that the microsugar structure ( 5 ) is applied by pressing and / or rolling and / or hammering.

Method according to claim 10, characterized in that the shaping elements ( 4 ) with a predetermined frequency on the sheet metal part to be formed ( 2 ), the frequency depending on the material of the sheet metal part ( 2 ) and / or the desired production speed varies or is adjustable.

Method according to one of claims 8 to 11, characterized in that the forming tool ( 3 ) and the sheet metal part ( 2 ) are moved relative to each other during the forming process.

Method according to one of claims 8 to 12, characterized in that the microsize structure ( 5 ) in a single-stage or multi-stage forming process in the sheet metal part ( 2 ) is introduced.

Method according to one of claims 8 to 13, characterized in that the sheet metal part ( 2 ) in the area of micro-beads ( 7 ) is compressed.