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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Tiefziehen von Metallblech
mit Hilfe einer Presse, einem Tisch, einem Ziehstempel, sowie einer
Ziehmatrize und einer mit der Ziehmatrize zusammenwirkenden Gegendruckplatte,
welche gemeinsam einen Fließweg
für das
Metallblech bilden, wobei wenigstens eine relativ zur Gegendruckplatte
bewegliche Ziehleiste quer durch den Fließweg des Metallblechs geschoben
wird, um das Metallblech während
einer Ziehphase umzulenken – erste
Umlenkstufe – und die
Ziehleiste für
eine Stoppphase um ein weiteres Stück quer durch den Fließweg geschoben
wird – zweite
Umlenkstufe –,
wobei während
der zweiten Umlenkstufe eine nochmals vergrößerte Umlenkung den Fluss des
Metallblechs hemmt, und wobei das Metallblech am Ende des Tiefziehvorgangs
im Wesentlichen plastisch umgeformt wird.
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Der
Fließweg
ist ein zwischen Ziehmatrize und Gegendruckplatte gebildeter Ziehspalt.
Das Metallblech rutscht durch diesen Ziehspalt hindurch, wobei es
durch den Druck der Gegendruckplatte gehemmt wird.
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Außerdem betrifft
die Erfindung eine Tiefziehvorrichtung für Metallbleche mit einem Tisch,
einem Ziehstempel, einer Presse, einer Ziehmatrize, einer Gegendruckplatte,
mehreren Ziehleisten, die parallel zur Pressrichtung mit der Presse
beweglich in der Gegendruckplatte gelagert sind, und mit am Rand
der Ziehmatrize vorgesehenen Ziehrillen, in welche die Ziehleisten
unter Beibehaltung eines Ziehspalts stufenweise hineinbewegbar sind,
wobei zwecks stufenweiser Umformung des Metallblechs eine Ziehphase
vorgesehen ist, während
der das Metallblech eine Ziehsicke mit geringer Sickentiefe erhält und wenigstens
eine Stoppphase vorgesehen ist, während der das Metallblech eine
Stoppsicke erhält,
die eine größere Sickentiefe
aufweist als die Ziehsicke.
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Üblicherweise
werden für
die Produktion von Karosserieteilen sehr große mechanische oder hydraulische
Pressen mit Gegenhalteeinrichtungen eingesetzt, die im Wesentlichen
eine exakte Einstellbarkeit der Press- und Gegenhaltekraft gewährleisten müssen, weil
unterschiedliche Ziehteile unterschiedliche Press- und Gegenhaltekräfte erfordern.
Die Gegenhalteeinrichtungen können
auf verschiedenste Weise ausgeführt
sein, bevorzugt wird dabei die Gegenhaltekraft hydraulisch oder
durch Federkraft aufgebracht.
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Presse
und Gegenhalteeinrichtung liefern die Kräfte, die für die Umformung benötigt werden. Überdies
wird eine Tiefziehvorrichtung benötigt, die individuelle Formwerkzeuge
aufweist, wie Ziehstempel und Ziehmatrize sowie individuelle Einrichtungen zur
Steuerung des Materialflusses.
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Ein
gattungsgemäßes Verfahren
zum Tiefziehen von Metallblechen sowie eine Tiefziehvorrichtung
ist aus der
US 6,276,185
B1 bekannt. Hierbei wird der Materialfluss mit zwei Ziehleisten
gesteuert, die symmetrisch zu einem Ziehstempel angeordnet sind.
Die Ziehleisten werden quer in den Fließweg des Metallblechs geschoben,
um den Materialfluss zu dosieren. Diese erste Umlenkstufe bleibt
solange erhalten, bis die unteren Enden der Ziehleisten, die frei
aus einer Gegendruckplatte herausragen, auf einem Tisch anschlagen.
Ab diesem Zeitpunkt werden die Ziehleisten weiter quer durch den
Fließweg
des Metallblechs geschoben, wodurch der Fließvorgang weiter gehemmt wird.
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Ein
Nachteil dieses Standes der Technik ist die mangelnde Variabilität der Tiefziehvorrichtung. Die
bekannte Tiefziehvorrichtung lässt
sich nur mit sehr großem
Aufwand umrüsten
bzw. einstellen, falls die Justierung der Einstellung notwendig
wird.
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Eine
andere Tiefziehvorrichtung ist aus der
DE 199 53 751 A1 bekannt.
Diese schlägt
Ziehleisten vor, die über
mechanische Getriebe oder hydraulische Schaltungen bewegt werden
sollen, wobei jedoch nicht vorgesehen ist, die Ziehleisten für eine Ziehphase
und eine Stoppphase in zwei Schritten quer durch den Fließweg zu
schieben. Die aus der
DE
199 53 751 A1 bekannten Maßnahmen zum Antrieb der Ziehleisten
sind kompliziert und schadensanfällig
und erscheinen daher insbesondere für die Massenproduktion, wie
sie z. B. in der Automobilindustrie vorliegt, wenig geeignet.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs
beschriebenen Art zum Tiefziehen von Metallblechen vorzuschlagen,
das eine exakte wiederholgenaue Umlenkung des Fließweges des
Metallblechs während
einer Ziehphase gewährleistet,
wobei auf eine einfache und schnelle Einstellbarkeit Wert gelegt
wird, um das Maß der
Umlenkung zu variieren, wenn eine Feinjustierung Z. B. beim Verschleiß des Werkzeuges
oder bei Änderung
der Werkstoffkennwerte notwendig wird. Weiterhin ist es Aufgabe
der Erfindung, eine entsprechende Tiefziehvorrichtung der eingangs
beschriebenen Art zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens
zur Verfügung
zu stellen.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch ein eingangs beschriebenes Verfahren gelöst, bei dem
das während
der ersten Umlenkstufe benötigte Maß der Umlenkung
eingestellt wird mit Hilfe eines auswechselbaren Distanzstücks, das
zwischen der Gegendruckplatte und der Ziehleiste angeordnet wird und
als Anschlag dient.
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Ziehleisten
sind üblicherweise
abschnittsweise um ein Metallblech herum angeordnet und bilden eine
Art Rahmen, der die Ziehbewegung des Metallblechs steuert. Nach
dem neuen Verfahren wird das Maß,
um das die Ziehleiste in den Fließweg des Metallblechs ragt,
per fixen Anschlag eingestellt. Da das Distanzstück sehr leicht austauschbar
ist, kann daß Distanzstück gewechselt
werden, wenn ein anderes Maß benötigt wird,
um das die Ziehleiste den Fließweg
des Metallblechs durchqueren muß.
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Damit
kann auf einfache Weise die handelsübliche Schwankung der Werkstoffkennwerte
von Tiefziehblechen bzw. die bewußte Änderung der Werkstoffkennwerte
ausgeglichen werden. Mit der Erfindung kann eine Feinjustierung
des Tiefziehwerkzeuges selbst beim Abpressen einer Charge, in der Regel
eine Stahlrolle (Coil), durchgeführt
werden, da der benötigte
Zeitaufwand gering ist und es somit der Fertigungsausfall sich in
Grenzen hält.
Aber auch wenn eine Neueinstellung notwendig ist, weil z. B. ein anderes
Tiefziehteil aus einem anderen Werkstoff im gleichen Tiefziehwerkzeug
hergestellt werden soll, z. B. aus einer anderen, festeren oder
weicheren Stahlsorte, kann die Umrüstung des Tiefziehwerkzeuges rasch
und einfach erfolgen. Dies spielt vor allem eine Rolle bei der Plattformstrategie
in Automobilunternehmen, wo unterschiedliche Fahrzeuge auf der gleichen
Plattform aufgebaut werden, d. h. die Form der entsprechenden Tiefziehteile
ist gleich, während
die festigkeitsmäßige Anpassung
der Tiefziehteile ans jeweilige Fahrzeug über die Auswahl unterschiedlicher
Werkstoffe erfolgt, insbesondere sind hier die verschiedensten hochfesten
Stähle
zu nennen.
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Die
Ziehleiste im Sinne der Erfindung kann eine einteilige oder eine
mehrteilige Ziehleiste sein, wobei die mehrteilige Ziehleiste einen
Träger
aufweist sowie wenigstens ein Ziehwerkzeug, das austauschbar in
dem Träger
aufgenommen ist.
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Vorteilhaft
ist die Ziehleiste abnehmbar in der Gegendruckplatte gelagert. Sie
lässt sich
auf diese Weise rasch entfernen, um das darunter angeordnete Distanzstück auszutauschen.
Um die gewünschte Variabilität zu gewährleisten,
sind Distanzstücke
mit unterschiedlichem Distanzmaß vorgesehen,
die wahlweise verwendet werden können.
Mit jedem Distanzstück
wird ein individuelles Maß der
Umlenkung des Metallblechs erzielt.
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Eine
Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass ein Druckbolzen zwischen
Tisch und Ziehleiste vorgesehen ist, dass der Druckbolzen kürzer ist
als der Abstand den Tisch und Ziehleiste während der Ziehphase voneinander
aufweisen, wobei der Abstand während
der Ziehphase reduziert wird und am Ende der Ziehphase beziehungsweise
zu Beginn der Stoppphase der Druckbolzen zwischen Tisch und Ziehleiste
eingeklemmt wird, wodurch der Druckbolzen eine Druckkraft in die
bewegliche Ziehleiste leitet und die Ziehleiste abgehoben wird von
dem als Anschlag für
die Ziehleiste dienenden Distanzstück, wodurch die Ziehleiste
in die zweite Umlenkstufe verschoben wird.
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Während der
Verschiebung der Ziehleiste von der ersten in die zweite Umlenkstufe
wird die Fließbewegung
des Metallblechs in dem Fließweg verzögert. Die
zweite Umlenkstufe kann eine Hemmung des Ziehvorgangs verursachen,
die so groß ist, dass
das Metallblech durch die Umlenkung gestoppt und durch Weiterführung des
Tiefziehvorgangs nur noch plastisch umgeformt wird.
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Ob
die zweite Umlenkphase früher
oder später
einsetzt, hängt
ab von der Verlängerung
des Druckbolzens durch die Distanzstücke ab. Ein langer Druckbolzen
wird eher zwischen Tisch und Ziehleiste eingeklemmt als ein kurzer
Druckbolzen. Auf diese Weise ist einstellbar, wie lange die Ziehphase
dauert und wann die Stoppphase beginnt, wobei die Relativbewegung
des Druckbolzens immer zum gleichen Zeitpunkt beginnt.
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Das
Ende der Bewegung der Ziehleiste, gleichbedeutend mit der zweiten
Umlenkstufe, ist dann erreicht, wenn die Gegendruckplatte mit dem Tisch
in kraftschlüssigen
Kontakt gelangt ist. Dies kann durch direkten oder indirekten Kontakt
erfolgen.
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Das
vorgeschlagene Verfahren setzt eine Ziehleiste ein, die durch Kombination
mit unterschiedlichen Distanzstücken
variabel einsetzbar ist, um das Maß der Umlenkung des Metallblechs
während
der Ziehphase individuell abzustimmen. Auf die Weise können unterschiedliche
Sickentiefen erreicht werden, ohne einen separaten Antrieb einzusetzen, der
die Sickentiefe steuern müsste.
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Der
Antrieb für
die Bewegung der Ziehleisten von der ersten in die zweite Umlenkstufe
erfolgt durch Kraftschluß zwischen
Tisch, Druckbolzen und Ziehleiste. Ab dann beginnt die Stoppphase,
während
der die Ziehleiste weiter durch den Fließweg des Metallblechs geschoben
wird.
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Zur
Lösung
der Aufgabe wird weiterhin eine eingangs beschriebene Tiefziehvorrichtung
vorgeschlagen, bei der zwecks Einstellung der Sickentiefe der während der
Ziehphase wirkenden Ziehsicke wenigstens ein auswechselbares Distanzstück vorgesehen
ist, und das Distanzstück
zwischen der Gegendruckplatte und der Ziehleiste wirkt.
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Da
eine Ziehleiste unter Umständen
ein langes Werkzeug ist, können
nebeneinander mehrere Distanzstücke
angeordnet sein, welche die Ziehleiste gleichmäßig unterbauen. Auf diese Weise
wird eine Durchbiegung der Ziehleiste vermieden.
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Die
vorgeschlagene Tiefziehvorrichtung ist weiterhin darauf ausgelegt,
eine rasche Umrüstung zwecks
Herstellung unterschiedlicher Ziehteile zu ermöglichen, deren Sickentiefe
individuell eingestellt werden muss. Es wird Wert darauf gelegt,
die zur Verstellung auszutauschenden Distanzstücke einfach zugänglich zwischen
der entfernbaren Ziehleiste und der Gegendruckplatte anzuordnen.
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Darüber hinaus
wird mit der erfinderischen Lösung
auf Robustheit der Vorrichtung Wert gelegt. Die vorgeschlagene Art
der Steuerung der Bewegung der Ziehleiste ist sehr wartungsarm und
bedienerfreundlich und verglichen mit der aus der
DE 199 53 751 A1 bekannten
störungsanfälligen Ziehleistensteuerung
besonders betriebssicher.
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Vorteilhaft
ist versetzt zu dem Distanzstück zwischen
der Ziehleiste und dem Tisch ein Druckbolzen angeordnet und ist
mit dem Druckbolzen eine Druckkraft zwischen dem Tisch und der Ziehleiste übertragbar.
Der Druckbolzen ist nach Entfernen der Ziehleiste zwecks Umrüstung auf
ein anderes herzustellendes Ziehteil einfach herausnehmbar. Er kann gegen
einen Druckbolzen ausgetauscht werden, der eine andere Länge aufweist.
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Zweckmäßig ist
die Tiefziehvorrichtung so ausgelegt, dass der Druckbolzen während der
Stoppphase zwischen Tisch und Ziehleiste eingespannt ist und während der
Ziehphase druckfrei ist, weil der Abstand zwischen Tisch und Ziehleiste
während
der Ziehphase größer ist
als die Länge
des Druckbolzens. Mit der erfindungsgemäßen Kombination von Distanzstück und Druckbolzen
kann der Gesamtweg den die Ziehmatrize auf den Stempel gepresst
wird variabel in eine Ziehphase und eine Stoppphase eingeteilt werden.
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Die
Handhabung der Tiefziehvorrichtung lässt sich weiter verbessern,
wenn wenigstens ein Distanzelement vorgesehen ist, das zusätzlich zu dem
Druckbolzen zwischen dem Tisch und der Ziehleiste angeordnet ist.
Das Distanzelement ist mit Tisch, Druckbolzen und Ziehleiste in
Reihe geschaltet und günstigerweise
so angeordnet, dass es gut zugänglich
und ohne großen
Aufwand austauschbar ist. Auf diese Weise kann, wenn die Stoppphase
verändert
werden soll, auf einen Austausch des Druckbolzens verzichtet werden.
Ersatzweise wird das Distanzelement ausgetauscht, um die Stoppphase
zu variieren.
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Das
Distanzelement kann ein Distanzstück mit fixem Distanzmaß sein.
In diesem Fall sind für
unterschiedliche Ziehteile aus unterschiedlichen Werkstoffen individuelle
Distanzstücke
mit unterschiedlichem Distanzmaß vorgesehen.
Alternativ kann eine einstellbare Distanzvorrichtung vorgesehen
sein, die nicht ausgetauscht werden muss, weil das Distanzmaß der Distanzvorrichtung
variabel ist. Als Distanzvorrichtung kann ein Exzenter vorgesehen
sein oder ein paar Distanzkeile, die durch Verschiebung gegeneinander
ein variables Distanzmaß der
Distanzvorrichtung ermöglichen.
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Einfacherweise
ist der Druckbolzen in der Gegendruckplatte axial beweglich gelagert,
nämlich parallel
zur Pressrichtung der Presse beweglich.
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Eine
Ausführungsform
eines Druckbolzens weist an dem der Ziehleiste zugewandten Ende
einen radial hervorstehenden Haltekragen auf, dessen Durchmesser
größer ist
als eine Lagerbohrung der Gegendruckplatte, in der der Druckbolzen
geradgeführt
ist. Auf diese Weise ist der Druckbolzen in der Gegendruckplatte
eingehängt.
Der Druckbolzen kann aus dieser Position in der Gegendruckplatte
in Richtung der Ziehleiste bewegt werden. Dies geschieht dann, wenn
das untere Ende des Druckbolzens auf dem Tisch anschlägt, nämlich ein
direkter oder indirekter Kraftschluss zu dem Tisch entsteht.
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Eine
weitere Verbesserung sieht vor, dass zu beiden Enden des Druckbolzens
wenigstens ein Distanzelement zwischen dem Tisch und der Ziehleiste angeordnet
ist.
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Durch
mehrere Distanzelemente, die zusammen mit dem Druckbolzen zwischen
Ziehleiste und Tisch auf Block gesetzt werden können, erhöht sich die Variabilität. So können beispielsweise
Distanzstücke,
die in Schritten von 1 mm gestufte Distanzmaße aufweisen kombiniert werden
mit anderen Distanzstücken,
die in Schritten von 0,5 mm gestufte Distanzmaße aufweisen. Selbstverständlich kann
die Stufung von Distanzstücken
auch wesentlich feiner als Stufen von 0,5 mm und wesentlich grober
als Stufen von 1 mm sein.
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Nachstehend
ist die Erfindung in einer Zeichnung beispielhaft dargestellt und
anhand mehrerer schematischer Figuren detailliert beschrieben. Es zeigen:
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1 eine
Symmetriehälfte
einer Tiefziehvorrichtung im Schnitt im geöffneten Zustand,
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2 die
Tiefziehvorrichtung gemäß 1 während einer
Ziehphase mit quer durch den Fließweg eines Metallblechs geschobene
Ziehleiste,
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3 die
Tiefziehvorrichtung gemäß 1 während einer
Stoppphase am Ende des Tiefziehvorgangs,
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4 eine
vergrößerte Darstellung
einer Tiefziehvorrichtung mit einem direkt zwischen einer Ziehleiste
und einem Tisch angeordneten Druckbolzen, das ganze als vergrößerter Ausschnitt,
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5 eine
Seitenansicht der Tiefziehvorrichtung gemäß 4,
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6 die
Tiefziehvorrichtung gemäß 4 während einer
Stoppphase am Ende des Tiefziehvorgangs mit einem zwischen Ziehleiste
und Tisch eingeklemmten Druckbolzen,
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7 eine
Seitenansicht der Tiefziehvorrichtung in der Position gemäß 6,
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8 ein
vergrößerter Ausschnitt
einer alternativen Ausführungsform
einer Tiefziehvorrichtung im Stadium einer Ziehphase gemäß 2,
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9 eine
Seitenansicht der Tiefziehvorrichtung gemäß 8,
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10 eine
ausschnittsweise Schnittdarstellung der Tiefziehvorrichtung gemäß der 8 und 9 im
Stadium einer Stoppphase am Ende des Tiefziehvorgangs,
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11 eine
Seitenansicht der Tiefziehvorrichtung gemäß 10,
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12 einen
ausschnittsweisen Querschnitt durch eine Tiefziehvorrichtung mit
einem von außerhalb
des Werkzeuges einstellbaren Distanzelement in Reihe geschaltet
mit einem Druckbolzen,
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13 eine
Tiefziehvorrichtung mit einer Weiterbildung des Distanzelements
gemäß 12,
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14 einen
ausschnittsweisen Querschnitt einer Tiefziehvorrichtung mit einem
mit Druckbolzen in Reihe geschalteten einstellbaren Distanzelement, das
einen Exzenter.
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In
den 1 bis 3 ist ein Tiefziehvorgang in
mehreren Schritten dargestellt. Die Schnittdarstellungen zeigen
jeweils eine Symmetriehälfte
einer Tiefziehvorrichtung 1. Die Tiefziehvorrichtung 1 weist
einen Tisch 2 auf. Auf dem Tisch 2 steht ein Ziehstempel 3,
neben dem Ziehstempel 3 ist auf dem Tisch 2 eine
Gegendruckplatte 4 vorgesehen, die senkrecht vom Tisch
weggerichtet eine Gegenhaltekraft erzeugen kann. Über dem
Ziehstempel 3 und der Gegendruckplatte 4 weist
die Tiefziehvorrichtung eine Ziehmatrize 5 auf. Die Ziehmatrize 5 ist
an einer Presse 6 angeordnet, mit der ein Druck in Richtung des
Tisches 2 bewirkt wird. In der Gegendruckplatte 4 ist
eine Ziehleiste 7 angeordnet, die während des Tiefziehvorgangs
quer zur Ebene eines Metallblechs 8 beziehungsweise quer
zu einem Fließweg
F des Metallblechs 8 bewegbar ist. Als Fließweg F wird
der Weg bezeichnet, der, wie in 2 zwischen
der Ziehmatrize 5 und der Gegendruckplatte 4 gezeigt,
orthogonal zur Längenausdehnung
der Ziehleiste Richtung Stempel verläuft. Das Metallblech 8 rutscht durch
diesen als Fließweg
F bezeichneten Ziehspalt hindurch.
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In 1 ist
die Tiefziehvorrichtung 1 im geöffneten Zustand dargestellt.
Die Ziehmatrize 5 ist in einem Abstand über dem Ziehstempel 3 und
der Gegendruckplatte 4 angeordnet, so dass ein Metallblech 8 in
die Tiefziehvorrichtung 1 eingelegt werden kann. Das Metallblech 8 liegt
zunächst
nur auf der Ziehleiste 7 auf. Die Ziehleiste 7 ragt
um ein bestimmtes Maß von
der Gegendruckplatte 4 hervor. Dieses Maß ist individuell
einstellbar.
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In 2 ist
eine Ziehphase der Umformung dargestellt, während der das Metallblech 8 durch
den Fließweg
F gezogen wird, der sich zwischen der Ziehmatrize 5 und
der Gegendruckplatte 4 gebildet hat. Für die Umformung des Metallblechs 8 wird
die Ziehmatrize 5 durch die Kraft der Presse 6 in
Richtung des Tisches 2 bewegt. Die Gegendruckplatte 4 wird
dabei in Richtung der Ziehmatrize 5 gedrückt und überträgt eine
Gegenhaltekraft in das Metallblech 8. Es nähern sich
die Ziehmatrize 5 und die Gegendruckplatte 4 in
synchroner Bewegung dem Tisch 2 an, während das Metallblech 8 eingespannt
ist.
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Die
Ziehleiste 7 ragt in eine in der Ziehmatrize 5 vorgesehene
Ziehrille 9 hinein und bewirkt auf diese Weise eine Umlenkung
des Fließweges
F des Metallblechs 8. Die in 2 dargestellte
Umlenkung des Metallblechs 8 durch die Ziehleiste 7 ist
sickenförmig
und soll im Sinne der Erfindung als Ziehsicke 10 bezeichnet
werden.
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Die
Sickentiefe der Ziehsicke 10 oder anders ausgedrückt das
Maß der
Umlenkung bleibt während einer
Ziehphase konstant. Das Metallblech 8 wird kontinuierlich
durch die Ziehsicke 10 gezogen. Das Ende des Metallblechs 8 rückt immer
Näher an
die Ziehleiste 7 heran. Die Gegendruckplatte 4 und
die Ziehmatrize 5 nähern
sich immer mehr dem Tisch 2. Die Tiefziehvorrichtung 1 ist
so gebaut, dass beim Absenken der Gegendruckplatte 4 zunächst ein Druckbolzen 11 mit
dem Tisch 2 und danach mit der Ziehleiste 7 in
Kontakt kommt. Ab diesem Zeitpunkt wird zur Fortführung des
Tiefziehvorgangs die Ziehleiste 7 tiefer in die Ziehrille 9 der
Ziehmatrize 5 geschoben, weil der Druckbolzen 11 zwischen
Tisch 2 und Ziehleiste 7 eingeklemmt ist. Anders
formuliert wurde die Ziehleiste 7 während der Ziehphase synchron
mit der Gegendruckplatte 4 und der Ziehmatrize 5 abgesenkt.
Die Sickentiefe der Ziehsicke 10 bleibt konstant. Sobald
der Druckbolzen 11 mit dem Tisch 2 und der Ziehleiste 7 in
Kontakt gekommen ist, kann die Ziehleiste 7 nicht weiter
abgesenkt werden. Werden die Ziehmatrize 5 und die Gegendruckplatte 4 dennoch
weiter abgesenkt, erhöht
sich die Sickentiefe und es bildet sich eine Sicke, die im Sinne
der Erfindung als Stoppsicke 12 bezeichnet werden soll. Der
Tiefziehvorgang ist spätestens
dann beendet, wenn der Ziehstempel 3 mit Metallblech 8 und
Ziehmatrize 5 formschlüssig
ist bzw. die Gegendruckplatte 4 mit dem Tisch 2 in
Kontakt kommt. Für
die beiden in 2 eingezeichneten Abstandsmaße gilt:
D < G. Der Abstand
D des Druckbolzens 11 zum Tisch 2 ist geringer
als der Abstand G der Gegendruckplatte 4 zum Tisch 2.
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Das
Ende der Stoppphase und das Ende des Tiefziehvorgangs ist in 3 dargestellt.
In dieser Position ist sowohl der Ziehstempel 3 als auch
die Ziehmatrize 5 mit dem Metallblech 8 in Kontakt.
Die Ziehleiste 7 ist um ihren maximalen Weg in die Ziehrille 9 der
Ziehmatrize 5 verschoben.
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In
den 4 bis 11 sind vergrößerte Ausschnitte
zweier Ausführungsformen
einer Tiefziehvorrichtung 1 dargestellt. Weitere Ausführungsbeispiele
sind in den 12 bis 14 gezeigt.
Alle Ausführungsbeispiele
zeigen einen Tisch 2, eine Gegendruckplatte 4,
eine Ziehleiste 7 und Druckbolzen 11.
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Ein
Ziehstempel 3 und eine Ziehmatrize 5 ist nur in
den 4, 6, 8, 10, 12 und 14 zu
sehen, während
diese in den übrigen
Figuren verdeckt sind.
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Der
Gegenhalter 4 weist ein abnehmbares Plattenteil 4a auf.
Dieses ist leicht demontierbar. Wenn das Plattenteil 4a entfernt
ist, kann die Ziehleiste 7 herausgenommen und ausgetauscht
werden. Auf diese Weise ist die Tiefziehvorrichtung 1 besonders
einfach umzurüsten,
wenn andere Ziehparameter eingestellt oder der Verschleiß ausgeglichen
werden sollen.
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Die
Ziehleiste 7 weist ein Ziehleistenwerkzeug 7a und
einen Ziehleistenträger 7b für das Ziehleistenwerkzeug 7a auf.
Das Ziehleistenwerkzeug 7a ist lösbar mit Ziehleistenträger 7b verbunden.
Der Ziehleistenträger 7b ist
verschiebbar in einer Ausnehmung 4b der Gegendruckplatte 4 aufgenommen, nämlich parallel
zur Bewegungsrichtung der Ziehmatrize 5 verschiebbar. In
der Ausnehmung 4b ist ein Führungsstift 4c angebracht,
der mit einer Führungsbohrung 7c des
Ziehleistenträgers 7b einen
Schiebesitz bildet.
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Auf
der dem Tisch zugewandten Seite der Gegendruckplatte 4 sind
Pinolen 13 angebracht, welche eine Gegenhaltekraft in die
Gegendruckplatte 4 einleiten. Die Gegenhaltekraft kann
beispielsweise hydraulisch erzeugt sein.
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Eine
Ausführungsform
einer Tiefziehvorrichtung ist detaillierter in den 4 bis 7 dargestellt.
Diese weist einen Druckbolzen 11 auf, der während die
Stoppphase sowohl mit der Ziehleiste 7 als auch mit dem
Tisch 2 in direktem Kontakt ist. Im Betrieb kommt ein Kopfende
des Druckbolzens 11 mit der Ziehleiste 7 in Kontakt.
Ein Fußende
des Druckbolzens 11 sitzt mit dem Tisch 2 auf,
wenn die Stoppphase des Tiefziehvorgangs beginnt. Die 4 und 5 gehören zueinander. 5 zeigt
die gleiche Tiefziehvorrichtung 1 und das gleiche Stadium
des Tiefziehvorgangs. In beiden Darstellungen weist der Druckbolzen 11 jeweils
den gleichen Abstand D zum Tisch 2 auf.
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Um
einzustellen, wie tief die Ziehleiste 7 während der
anfänglichen
Ziehphase durch den Fließweg
F des Metallblechs 8 hindurch geschoben wird, ist, wie
in 5 dargestellt, ein Distanzstück 14 vorgesehen. Über eine Änderung
der Dicke des Distanzstücks 14 kann
die Sickentiefe der Ziehsicke variiert werden. Selbstverständlich können Distanzstücke auch
gestapelt werden, um durch Änderung
der Gesamtdicke eines Stapels die Sickentiefe zu variieren. Das
Distanzstück 14 ist
in der Ausnehmung 4b der Gegendruckplatte 4 angeordnet.
Wenn die Ziehleiste in die Ausnehmung eingesetzt wird, kann sie nicht
bis auf den Boden der Ausnehmung abgesenkt werden, weil das Distanzstück 14 einen
Anschlag bildet. Je nach Dicke des Distanzstücks 14 ragt die Ziehleiste über das
Niveau der Oberfläche
der Gegendruckplatte 4 hinaus.
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Die
gleiche Tiefziehvorrichtung 1, wie in 4 und 5 ist
nochmals in den 6 und 7 gezeigt.
In diesem Stadium ist der Tiefziehvorgang beendet.
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6 zeigt
einen Ausschnitt der Tiefziehvorrichtung 1. Die Ziehleiste 7 ist
im Querschnitt zu sehen. 7 zeigt dasselbe Stadium des
Tiefziehvorgangs, jedoch als Seitenansicht. Das Metallblech 8 ist
vollständig
um den Ziehstempel 3 gezogen. Der vorherige Abstand D des
Druckbolzens 11 vom Tisch 2 ist in 6 auf
Null geschrumpft. Der Druckbolzen 11 ist zuerst mit dem
Tisch 2 in Kontakt gekommen. Im Augenblick dieses Kontakts,
besteht noch ein Abstand zwischen dem Druckbolzen 11 und
der Ziehleiste 7. Durch Fortsetzung des Tiefziehvorgangs senkte
sich die Gegendruckplatte 4 weiter ab und mit ihr die Ziehleiste 7,
bis die Ziehleiste 7 an dem Druckbolzen aufstößt. Dieser
Moment ist der Beginn der Stoppphase des Ziehvorgangs. Bei einer
Fortsetzung des Tiefziehvorgangs wird die Gegendruckplatte 4 weiter
abgesenkt, bis auch das Abstandsmaß G zwischen der Gegendruckplatte 4 und
dem Tisch 2 auf Null geschrumpft ist, wie in 7 zu
sehen. Während
der Absenkung der Gegendruckplatte 4 wurde die Ziehleiste 7 tiefer
in die Ziehrille 9 der Ziehmatrize 5 geschoben.
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Die
zugehörige 7 zeigt
eine Seitenansicht der Tiefziehvorrichtung 1. Der Tiefziehvorgang befindet
sich im gleichen Stadium, wie in 6. Das Distanzstück 14 ist
mit der Gegendruckplatte 4 und der Ziehmatrize 5 abgesenkt
worden. Zwischen dem Distanzstück 14 und
der Ziehleiste 7 ist, weil die Ziehleiste 7 nicht
weiter abgesenkt werden kann, ein Spalt S entstanden. Die Ziehleiste 7 ist,
seit dem Moment, an dem sie auf dem Druckbolzen 11 aufliegt, an
einer weiteren Absenkung gehindert worden. Mit anderen Worten: Der
Druckbolzen 11 bildet dann, wenn er auf dem Tisch 2 aufsteht,
einen Anschlag für die
Ziehleiste 7. Sobald die Ziehleiste 7 mit diesem Anschlag
in Kontakt kommt, ist die Ziehphase beendet und beginnt die Stoppphase
des Tiefziehvorgangs. Das am Ende der Stoppphase vorhandene Maß des Spaltes
S zwischen Distanzstück 14 und Ziehleiste 7 entspricht
dem Weg, um den die Ziehleiste 7 vom Beginn der Stoppphase
bis Ende der Stoppphase in die Ziehrille 9 der Ziehmatrize 5 bewegt
wird.
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In
den Bildausschnitten der 5 und 7 sind jeweils
zwei Druckbolzen 11 nebeneinander dargestellt. Je nach
Größe der Ziehleiste 7 kann
eine Vielzahl Druckbolzen 11 nebeneinander vorgesehen sein,
um die Ziehleiste 7 gleichmäßig abzustützen. Das gleiche gilt für Distanzstücke 14,
von denen auch eine Vielzahl nebeneinander über die Länge der Ziehleiste 7 verteilt
sein kann, um diese gleichmäßig abzustützen und
Durchbiegung zu verhindern.
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Wenn
bei der Tiefziehvorrichtung gemäß der 4 bis 7 die
Sickentiefe der anfänglichen Ziehsicke
größer sein
soll als in dem dargestellten Beispiel, muss dafür das Distanzstück, das
in den 5 und 7 dargestellt ist, ausgetauscht
werden gegen ein Distanzstück
mit anderer Dicke.
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Wenn
ein Ziehteil hergestellt werden soll, das einen früheren oder
späteren
Beginn der Stoppphase erforderlich macht, kann dies eingestellt
werden. Der Beginn der Stoppphase des Ziehvorgangs wird bei der
Tiefziehvorrichtung gemäß der 4 bis 7 verändert, in
dem der vorhandene Druckbolzen 11 ausgetauscht wird gegen
einen kürzeren
oder längeren
Druckbolzen 11.
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Da
die Stoppphase immer dann beginnt, wenn der Druckbolzen 11 sowohl
mit dem Tisch 2 als auch mit der Ziehleiste 7 in
Kontakt gekommen ist, muss im Verlauf des Ziehvorgangs zunächst der
Abstand D auf Null reduziert sein und zudem muss der Abstand K zwischen
Druckbolzen 11 und Ziehleiste 7 zu Null geworden
sein. Ein früherer
Beginn der Stoppphase lässt
sich also erreichen, wenn wenigstens einer der Abstände K oder
D verringert wird. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, dass ein
längerer
Druckbolzen 11 verwendet wird. Der Druckbolzen 11 kann
verlängert
werden, mit dem Zweck, das Maß K
zu verringern oder das Maß K bleibt
und der Druckbolzen 11 wird am gegenüberliegenden Ende verlängert, mit
dem Zweck, das Maß D zu
verringern. Selbstverständlich
kann der Druckbolzen auch an beiden Enden verlängert werden.
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Die
Stoppphase kann andererseits verändert werden,
indem ein zusätzliches
Distanzelement mit dem Druckbolzen 11 in Reihe zwischen
die Ziehleiste 7 und den Tisch 2 gebracht wird.
Ein Ausführungsbeispiel
dafür ist
anhand der 8 bis 11 beschrieben.
Die 8 bis 11 zeigen jeweils die gleiche Tiefziehvorrichtung.
Die 8 und 9 gehören zusammen, weil sie die
Tiefziehvorrichtung aus zwei Perspektiven jedoch im gleichen Stadium
des Tiefziehvorgangs zeigen. In 8 ist die
Ziehleiste 7 zu sehen, welche den Fließweg F des Metallblechs 8 umgelenkt
hat, in dem das Metallblech in eine Ziehrille 9 der Ziehmatrize 5 gedrückt worden
ist. Der Ziehstempel 3 hat noch keine Umformung des Metallblechs 8 bewirkt.
Der Druckbolzen 11 der Tiefziehvorrichtung ist kürzer ausgebildet
als der Druckbolzen 11 gemäß der 4 bis 7,
dafür ist
zusätzlich
zu dem Druckbolzen 11 ein Distanzstück 15 zwischen Druckbolzen 11 und
Ziehleiste 7 vorgesehen und außerdem ist zwischen Druckbolzen 11 und
Tisch 2 ein zusätzliches
Distanzstück 16 angeordnet.
Letzteres Distanzstück 16 ist
auf einer Konsole angeordnet, die auf dem Tisch 2 steht.
Bei dieser Konstruktion bildet das auf der Konsole 17 liegende
Distanzstück 16 einen
Anschlag für
den Druckbolzen 11 und die Konsole 17 weist eine
Auflagefläche 17a auf,
die höher
liegt als das Distanzstück 16,
und einen tischseitigen Anschlag für die Gegendruckplatte 4 bildet.
Wenn die Ziehmatrize 5 und die Gegendruckplatte 4 während des
Tiefziehvorgangs in Richtung des Tisches 2 abgesenkt werden,
reduziert sich zunächst
der Abstand D zwischen Druckbolzen 11 und Distanzstück 16 auf Null.
Die Tiefe der Ziehsicke bleibt während
dieser Phase konstant. Bei weiterem Absenken der Ziehmatrize 5 verkleinert
sich nun der Abstand K zwischen dem Distanzstück 15, das auf dem
Druckbolzen 11 liegt, und der Ziehleiste 7. Wenn
der Abstand K zu Null geworden ist und der Tiefziehvorgang weiter
fortgesetzt wird, beginnt die Stoppphase, während der die Ziehleiste 7 tiefer
in die Ziehrille 9 der Ziehmatrize 5 geschoben
und die Umlenkung des Metallblechs 8 erhöht wird.
Gleichzeitig wird sich zwischen der Ziehleiste 7 und dem
Distanzstück 14 ein
Spalt S bilden, der in der 11 eingezeichnet
ist.
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10 zeigt
das Ende des Tiefziehvorgangs. Der Ziehstempel 3 hat das
Metallblech 8 vollständig
umgeformt. Die Ziehleiste 7 ist tiefer in die Ziehrille 9 der
Ziehmatrize 5 verschoben worden, als während der Ziehphase. Sie hat
während
der Schlussphase des Tiefziehvorgangs eine stärkere Umlenkung des Fließwegs F
des Metallblechs 8 herbeigeführt und die Fließbewegung
beziehungsweise Rutschbewegung des Metallblechs 8 in dem
Fließweg
F gehemmt.
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Das
gleiche Stadium des Tiefziehvorgangs ist in 11 dargestellt.
Durch das Anschlagen der Gegendruckplatte 4 auf der Auflagefläche 17a der Konsole 17 wird
der Tiefziehvorgang beendet. Das Maß des Spaltes S zwischen dem
Distanzstück 14 und
der Ziehleiste 7 entspricht dem Weg, um den die Ziehleiste 7 während der
Stoppphase tiefer in die Ziehrille 9 der Ziehmatrize 5 hineinbewegt
wird.
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Weitere
Ausführungsbeispiele
von Tiefziehvorrichtungen sind in den 12 bis 14 dargestellt.
Diese weisen verstellbare Distanzvorrichtungen auf. Gleiche Merkmale
sind darin mit den gleichen Bezugszeichen versehen, wie in den vorherigen
Ausführungsbeispielen.
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12 ist
ein Beispiel für
eine Tiefziehvorrichtung, die eine mit einem Druckbolzen 11 in
Reihe geschaltete Distanzvorrichtung 18 aufweist, deren Distanzmaß einstellbar
ist. Es sind zwei gegeneinander gesetzte Distanzkeile 18a und 18b vorgesehen, von
denen ein Distanzkeil 18a in Keilrichtung verschiebbar
ist. Auf diese Weise wird die Gesamtdicke des Keilpaares 18a/18b verändert. Der
Distanzkeil 18b ist an einem Ende des Druckbolzens 11 angebracht.
Dieser Distanzkeil 18b weist zu Beginn des Tiefziehvorgangs
einen Abstand zu dem anderen Distanzkeil 18a auf. Wenn
der Tiefziehvorgang fortschreitet, treffen beide Distanzkeile 18a und 18b aufeinander,
wie in 12 dargestellt. Sobald ein Kraftschluss
zwischen dem Tisch 2 und der Ziehleiste 7 hergestellt
ist, beginnt die Stoppphase des Tiefziehvorgangs. Der Zeitpunkt
des Auftreffens der Distanzkeile 18a und 18b ist
durch die Verstellbarkeit der Distanzkeile 18a und 18b stufenlose
variierbar.
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13 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
einer einstellbaren Distanzvorrichtung 19, bei der ein
Paar Distanzklötze 19a und 19b vorgesehen
ist, die stufenförmig
ausgebildet sind. Ein Distanzklotz 19b ist an dem Druckbolzen 11 angebracht.
Der zughörige Distanzklotz 19a ist
auf dem Tisch 2 angeordnet. Das Ausführungsbeispiel gemäß 13 vermeidet
durch seine inkrementale Verstellbarkeit Querkräfte auf den Druckbolzen 11.
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In 14 ist
zwischen Druckbolzen 11 und Tisch 2 eine Distanzvorrichtung 20 angeordnet,
die ein Exzenterelement 20a aufweist. Das Exzenterelement 20a ist
in einem Lagerblock 20b drehbar aufgenommen. Der Zeitpunkt,
zu dem der Druckbolzen 11 während des Tiefziehvorgangs
in einen Kraftschluss mit dem Tisch 2 gelangt, kann durch
Verdrehung des Exzenterelements 20a variiert werden.
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- 1
- Tiefziehvorrichtung
- 2
- Tisch
- 3
- Ziehstempel
- 4
- Gegendruckplatte
- 4a
- Plattenteil
- 4b
- Ausnehmung
- 4c
- Führungsstift
- 5
- Ziehmatrize
- 6
- Presse
- 7
- Ziehleiste
- 7a
- Ziehleistenwerkzeug
- 7b
- Ziehleistenträger
- 7c
- Führungsbohrung
- 8
- Metallblech
- 9
- Ziehrille
- 10
- Ziehsicke
- 11
- Druckbolzen
- 12
- Stoppsicke
- 13
- Pinole
- 14
- Distanzstück
- 15
- Distanzstück
- 16
- Distanzstück
- 17
- Konsole
- 17a
- Auflagefläche
- 18
- Distanzvorrichtung
- 18a
- Distanzkeil
- 18b
- Distanzkeil
- 19
- Distanzvorrichtung
- 19a
- Distanzklotz
- 19b
- Distanzklotz
- 20
- Distanzvorrichtung
- 20a
- Excenterelement
- 20b
- Lagerbock
- D
- Abstand
- F
- Fließweg
- G
- Abstand
- K
- Abstand
- S
- Spalt