DE102007054679A1

DE102007054679A1 - Sheet metal drawing device, has sheet metal fixed contactless in holding down zone during shaping by electromagnetic force, where electromagnetic force for fixing is adjustable and independent of electromagnetic force for shaping

Info

Publication number: DE102007054679A1
Application number: DE200710054679
Authority: DE
Inventors: Frank Dr. Löschmann; Paul-Michael Dipl.-Ing. Mickel; Horst Dipl.-Ing. Jucht; Gerd Dipl.-Ing. Wunderlich; Thomas Dipl.-Ing. Klemt
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2009-05-20

Abstract

The device has a sheet metal (1) shaped into a hollow body (6) by an electromagnetic force (2). The sheet metal is fixable by a blank holder and/or a plunger during shaping. The sheet metal is fixed contactless in a holding down zone (7) during the shaping by an electromagnetic force (3). The electromagnetic force for fixing is adjustable and independent of the electromagnetic force for shaping. The forces are produced by coils (4, 5) e.g. flat induction coil, respectively. A flexible plate is arranged in an area between the coil (4) and the sheet metal. An independent claim is also included for a method for fixing a sheet metal.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Tief- und/oder Streckziehen eines Blechs, bei der das Blech mittels einer insbesondere elektromagnetischen Kraft in einen Hohlkörper umformbar ist, wobei das Blech während des Umformens von einem Niederhalter und/oder Stempel fixierbar ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Fixieren eines Blechs beim Tief- und/oder Streckziehen, bei dem das Blech mittels einer insbesondere elektromagnetischen Kraft umgeformt wird.The The invention relates to a device for deep drawing and / or stretch drawing a sheet in which the sheet by means of a particular electromagnetic Force in a hollow body is deformable, wherein the sheet during the forming of a hold-down and / or stamp can be fixed is. Furthermore, the invention relates to a method for fixing a sheet during deep drawing and / or ironing, in which the sheet is transformed by means of a particular electromagnetic force.

Tiefziehen ist das Zugdruckumformen eines Blechzuschnitts in einen einseitig offenen Hohlkörper oder eines vorgezogenen Hohlkörpers in einen solchen mit geringerem Querschnitt ohne gewollte Veränderung der Blechdicke. Es sind drei Bereiche des Tiefziehens bekannt, das Tiefziehen mit Werkzeugen, dem Ziehring, dem Stempel und dem Niederhalter, das Tiefziehen mit Wirkmedien wie Gasen und Flüssigkeiten und das Tiefziehen mit Wirkenergie. Die elektromagnetische Umformung ist ein Verfahren des Tiefziehens mit Wirkenergie, wobei die Wirkenergie aus dem Magnetfeld der Induktionsspule resultiert.thermoforming is the Zugdruckumformen a sheet metal blank in a one-sided open hollow body or a preferred hollow body in such a smaller cross-section without deliberate change the sheet thickness. There are three known areas of thermoforming, the Deep drawing with tools, the drawing ring, the punch and the downholder, Deep drawing with active media such as gases and liquids and deep drawing with active energy. The electromagnetic transformation is a method of Deep drawing with active energy, the active energy from the magnetic field the induction coil results.

Beim Tiefziehen mit Werkzeugen und mit Wirkmedien wird das Blech während des Umformens mechanisch fixiert. Dabei presst der Niederhalter in der Art eines Stempels das Blech in einer Niederhaltezone gegen den Hohlkörper, wodurch eine Faltenbildung im Blech während des Umformens vermieden wird.At the Deep drawing with tools and with active media, the sheet during the Forming mechanically fixed. The hold down presses in the Kind of a stamp the sheet metal in a holddown zone against the Hollow body thereby avoiding wrinkling in the sheet during forming becomes.

Ein Verfahren der genannten Art ist als Tief- und/oder Streckziehen mittels elektromagnetischer Krafteinwirkung bekannt. Üblicherweise wird dabei ein Blech mittels magnetischer Krafteinwirkung in einen Hohlkörper gefügt, wobei das Blech plastisch entsprechend der Konturen des Hohlkörpers verformt wird.One Method of the type mentioned is as deep drawing and / or ironing known by electromagnetic force. Usually is doing a sheet by means of magnetic force in a hollow body together, wherein the sheet plastically deformed according to the contours of the hollow body becomes.

Bei der elektromagnetischen Umformung wirken sich die mechanischen Niederhalter störend auf das Magnetfeld der Induktionsspulen aus. Auch ist die Kraft der Niederhalter, die auf das umzuformende Blech wirkt, insbesondere bei hoher Umformgeschwindigkeit schwer zu do sieren. Daher wird bei der elektromagnetischen Umformung auf einen Niederhalter häufig verzichtet. Der Verzicht auf einen Niederhalter führt infolge von Faltenbildung an dem Blech zur Einschränkung der Umformmöglichkeiten und zu erhöhtem Verschleiß an der Umformspule.at The electromagnetic hold-down effect the mechanical hold-down disturbing the magnetic field of the induction coils. Also, the power of Hold-down, which acts on the sheet to be formed, in particular difficult to do at high forming speed. Therefore, at the Electromagnetic deformation often dispensed with a hold-down. The abandonment of a hold-down leads as a result of wrinkling on the sheet for restriction the forming possibilities and to increased Wear on the forming coil.

Eine Vorrichtung zum Tiefziehen besteht üblicherweise aus einem Hohlkörper, der entsprechend der gewünschten Formgebung des Bleches ausgebildet ist, aus einer Induktionsspule zur Erzeugung der erforderlichen magnetischen Kraft und aus einem Niederhalter.A Deep-drawing device usually consists of a hollow body, the according to the desired Forming of the sheet is formed from an induction coil to generate the required magnetic force and from a hold-down.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart auszuführen, dass die Niederhaltekraft bei hohen Umformgeschwindigkeiten gut dosierbar ist, das Magnet- und/oder Induktionsfeld nicht gestört wird, Beschädigungen an dem Blech vermieden und der Verschleiß minimiert werden.In front In this background, the invention is based on the object Device and a method of the type mentioned above perform, that the hold-down force is good at high forming speeds can be metered, the magnetic and / or induction field is not disturbed, damage avoided on the sheet and the wear can be minimized.

Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst mit einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche 2 bis 7 betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.The the first task is solved with a device according to the features of claim 1. The dependent claims 2 to 7 relate particularly appropriate training the invention.

Erfindungsgemäß ist also eine Vorrichtung vorgesehen, bei der das Blech bei der Umformung durch eine elektromagnetische Kraft fixiert ist. Hierdurch ist es möglich, auf einen mechanischen Niederhalter zu verzichten und Faltenbildung bei der elektromagnetischen Umformung zu vermeiden, wodurch das technologische Prozessfenster für die elektromagnetische Umformung von Flachteilen und/oder Blechen wesentlich erweitert ist.According to the invention is thus a device provided in which the sheet in the forming by an electromagnetic force is fixed. This makes it possible to to dispense with a mechanical hold-down and wrinkling to avoid the electromagnetic deformation, causing the technological process window for the electromagnetic transformation of flat parts and / or sheets is significantly expanded.

Mittels elektromagnetischer Kräfte kann das Blech umgeformt und fixiert werden, dabei ist es vorteilhaft, dass die Kraft zum Fixieren unabhängig von der Kraft zum Umformen einstellbar ist. Hierdurch ist es möglich, die Kraft zum Fixieren elektrisch sowohl in ihrer Intensität als auch in ihrer zeitlichen Wirkung genau auf den schnelllaufenden Umformprozess abzustimmen.through electromagnetic forces the sheet can be reshaped and fixed, it is advantageous that the force for fixing regardless of the force to reshape is adjustable. This makes it possible to fix the force electrically both in their intensity and in their temporal Effect to exactly match the high-speed forming process.

Vorteilhaft ist es, dass das Blech berührungslos fixierbar ist. Hierdurch ist es möglich, den mechanischen Verschleiß und Beschädigungen an dem Blech und der Induktionsspule zu vermeiden.Advantageous is it that the sheet is contactless can be fixed. This makes it possible to reduce mechanical wear and damage to avoid the sheet and the induction coil.

Günstig ist es, dass eine biegsame Platte im Bereich zwischen der Spule und dem zu verformenden Blech angeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, dass die elektromagnetische Kraft zum Fixieren des Blechs verstärkt wird.Cheap is it is that a flexible plate in the area between the coil and is arranged to be deformed sheet. This makes it possible that the electromagnetic force is strengthened to fix the sheet.

Günstig ist es, dass die Kraft zum Umformen mittels einer Spule erzeugbar ist und/oder die Kraft zum Fixieren mittels einer anderen Spule erzeugbar ist. Hierdurch ist es möglich, die Intensität und zeitliche Wirkung der Kraft elektrisch einzustellen.Cheap is it is that the force for forming by means of a coil can be generated and / or the force for fixing by means of another coil can be generated. This makes it possible the intensity and to adjust the temporal effect of the force electrically.

Für den Einsatz in einem Tiefziehprozess ist es günstig, dass eine der Spulen flächig, insbesondere als eine flächige Induktionsspule, ausgebildet ist. Hierdurch ist es möglich, dass die elektromagnetische Kraft in der gesamten Niederhalterzone gleichmäßig wirkt.For use In a thermoforming process, it is favorable that one of the coils area, especially as a two-dimensional Induction coil, is formed. This makes it possible that the electromagnetic force acts uniformly throughout the holddown zone.

Die Spule zum Fixieren und die Spule zum Umformen sind geometrisch nebeneinander angeordnet, dabei ist es vorteilhaft, dass die Spulen getrennt ansteuerbar sind. Hierdurch ist es möglich, dass die Spulen in ihrer Wirkung und zeitlichen Abfolge synchron auf den Umformprozess ausgerichtet sind; eine synchrone Ausrichtung durch getrenntes Ansteuern wird realisierbar.The Coil for fixing and the coil for forming are geometrically next to each other arranged, it is advantageous that the coils can be controlled separately are. This makes it possible that the coils synchronously in their effect and time sequence are aligned with the forming process; a synchronous alignment by separate driving becomes feasible.

Des Weiteren wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 8. Der Unteranspruch 9 betrifft eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung.Of Furthermore, the task is solved with a method according to the features of claim 8. The dependent claim 9 relates to a particular appropriate training the invention.

Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren vorgesehen, bei dem das Blech mittels einer elektromagnetischen Kraft während des Umformens berührungslos fixiert wird. Hierdurch wird es möglich, den mechanischen Verschleiß und Beschädigungen an dem Blech zu reduzieren und auf einen mechanischen Niederhalter zu verzichten, wodurch eine Störung der elektromagnetischen Umformung vermieden und somit der Verschleiß an der Spule beim Umformen minimiert wird.According to the invention is thus a method is provided in which the sheet by means of an electromagnetic Force during the forming contactless is fixed. This makes it possible, the mechanical wear and damage to reduce to the sheet and a mechanical hold down to give up, causing a disruption the electromagnetic deformation avoided and thus the wear on the Coil is minimized during forming.

Besonders günstig ist es, dass die elektromagnetische Kraft mittels einer Spule erzeugt wird. Hierdurch wird es möglich, die Intensität und zeitliche Wirkung der Kraft elektrisch einzustellen.Especially Cheap it is that the electromagnetic force is generated by means of a coil becomes. This will make it possible the intensity and to adjust the temporal effect of the force electrically.

Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt inThe Invention leaves numerous embodiments to. To further clarify their basic principle are two of them shown in the drawing and will be described below. These shows in

1 einen schematischen Schnitt durch die Vorrichtung vor dem Umformen; 1 a schematic section through the device before forming;

2 einen schematischen Schnitt durch die Vorrichtung während des Umformens; 2 a schematic section through the device during the forming;

3 einen schematischen Schnitt durch die Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform. 3 a schematic section through the device in a second embodiment.

1 und 2 zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem schematischen Schnitt. Beim Tiefziehen wird ein Blech 1 mittels einer Kraft 2 in einen einseitig offenen Hohlkörper 6 umgeformt. Die elektromagnetische Kraft 2 zum Umformen wird mittels zumindest einer Spule 5 erzeugt. Während des in 2 dargestellten Umformens wird das Blech 1 in einer Niederhaltezone 7 mittels einer elektromagnetischen Kraft 3 fixiert. Die elektromagnetische Kraft 3 wird von zumindest einer Spule 4 erzeugt. Die Spule 5 zum Umformen ist unabhängig von der Spule 4 zum Fixieren ansteuerbar, wobei die Intensität der Kräfte 2, 3 unabhängig voneinander und im zeitlichen Verlauf individuell einstellbar sind. 1 and 2 show the device according to the invention in a schematic section. When deep drawing is a sheet 1 by means of a force 2 in a hollow body open on one side 6 reshaped. The electromagnetic force 2 for forming is by means of at least one coil 5 generated. During the in 2 Forming shown is the sheet 1 in a holddown zone 7 by means of an electromagnetic force 3 fixed. The electromagnetic force 3 is from at least one coil 4 generated. The sink 5 for forming is independent of the coil 4 controllable for fixing, the intensity of the forces 2 . 3 independent of each other and individually adjustable over time.

3 zeigt die in 1 und 2 beschriebene Vorrichtung mit einer Platte 8, die zwischen der Spule 4 und dem Blech 1 angeordnet ist. Die Platte 8 wirkt gemeinsam mit der elektromagnetischen Kraft 3 auf das Blech 1. Dabei wird die elektromagnetischen Kraft 3 zum Fixieren des Blechs 1 durch die Platte 8 verstärkt. 3 shows the in 1 and 2 described device with a plate 8th that is between the coil 4 and the tin 1 is arranged. The plate 8th works together with the electromagnetic force 3 on the sheet 1 , This is where the electromagnetic force becomes 3 for fixing the sheet 1 through the plate 8th strengthened.

Claims

Device for deep drawing and / or stretch drawing of a sheet, in which the sheet is deformable by means of a particular electromagnetic force in a hollow body, wherein the sheet during the forming of a hold-down and / or stamp is fixed, characterized in that the sheet ( 1 ) during the transformation by an electromagnetic force ( 3 ) is fixed.

Device according to claim 1, characterized in that the force ( 3 ) for fixing regardless of the force ( 2 ) is adjustable for forming.

Device according to at least one of claims 1 and 2, characterized in that the sheet ( 1 ) Can be fixed without contact.

Device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the force ( 3 ) for fixing by means of a coil ( 4 ) is producible.

Device according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the force ( 2 ) for forming by means of a coil ( 5 ) is producible.

Device according to at least one of claims 4 and 5, characterized in that at least one of the coils ( 4 . 5 ) surface, in particular as a flat induction coil is formed.

Device according to at least one of claims 4 to 6, characterized in that the coils ( 4 . 5 ) are controlled separately.

Device according to at least one of claims 4 and 6, characterized in that in the region between the coil ( 4 ) and the sheet metal ( 1 ) a flexible plate ( 8th ) is arranged.

Method for fixing a sheet during deep drawing and / or stretch drawing, in which the sheet is shaped by means of a particular electromagnetic force, characterized in that the sheet ( 1 ) by means of an electromagnetic force ( 3 ) is fixed without contact during the forming.

Method according to claim 9, characterized in that the electromagnetic force ( 3 ) With a coil ( 4 ) is produced.