DE102008013823B3

DE102008013823B3 - Component i.e. airfoil base support, forming e.g. mechanical aligning, method for aircraft industry, involves detecting torque acting on displacing device, and forming component by pressure segments, when maximum value is reached

Info

Publication number: DE102008013823B3
Application number: DE200810013823
Authority: DE
Inventors: Andreas Skolaude
Original assignee: Eckold GmbH and Co KG; Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau
Current assignee: Eckold GmbH and Co KG; Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2028-03-12

Abstract

The method involves storing a reference value for a forming channel to be used by pressure segments, in a control unit (2). A maximum value for a torque acting on a displacing device i.e. spindle, is stored in the control unit. A pressure piece is linearly displaced by an electromagnetic drive unit, which is controlled by the control unit. The torque acting on the displacing device is detected. A component (4) is formed by the pressure segments using the reference value for the forming channel, when the maximum value stored in the control unit is reached. An independent claim is also included for a forming device for executing a method for forming e.g. mechanical aligning, clinching or punching, of a component.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umformen, insbesondere zum mechanischen Richten, Clinchen oder Prägen eines Bauteiles mittels eines Umformgerätes mit einer elektromechanischen Antriebseinheit mit einer Verschiebeeinrichtung (Spindel), einem mit der Antriebseinheit verbundenen Werkzeugeinsatz und einer Steuereinheit, wobei der Werkzeugeinsatz ein linear verschiebbares Druckstück und damit zusammenwirkende, gegenläufig bewegbare Drucklamellen aufweist, mit denen das Bauteil umformbar ist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Umformgerät zur Durchführung eines solchen Verfahrens.The The invention relates to a method for forming, in particular for mechanical Straightening, clinching or embossing a component by means of a forming device with an electromechanical Drive unit with a displacement device (spindle), a a tool insert connected to the drive unit and a control unit, wherein the tool insert a linearly displaceable pressure piece and thus cooperative, in opposite directions has movable pressure plates, with which the component formable is. Furthermore the invention relates to a forming apparatus for performing a such process.

Speziell in der Luftfahrtindustrie, aber auch in anderen Industriezweigen, werden heute großflächige Bauteile (z. B. Tragflächengrundträger) verwendet, die aus einem massiven Materialblock herausgefräst werden. Um eine hohe Stabilität des Bauteiles zu gewährleisten, wird so gefräst, dass einzelne Stege stehen bleiben, die von dem Bauteil an sich nach oben oder unten hervorragen. So hergestellte Bauteile können nach der mechanischen Bearbeitung einen Verzug gegenüber den Sollmaßen aufweisen. Liegen diese Abweichungen außerhalb einer vorher festgesetzten Toleranz grenze, müssen die Bauteile gerichtet werden. Vorzugsweise werden die Stege der Bauteile durch Dehnen gerichtet.specially in the aviation industry, but also in other industries, become today large-scale components (eg wing base) used, which are milled out of a massive block of material. To a high stability of the component too guarantee, is milled, that individual webs remain standing, that of the component itself protrude up or down. Components manufactured in this way can be the mechanical processing have a delay compared to the nominal dimensions. Are these deviations outside a previously set tolerance limit, the components must be addressed become. Preferably, the webs of the components by stretching directed.

Es sind Richtverfahren bekannt, bei denen ein hydraulisch angetriebener Richteinsatz verwendet wird. Dabei wird das umzuformende Bauteil zwischen zwei als Drucklamellen ausgebildete Formkörper positioniert. Über einen Hydraulikzylinder werden die beiden Formkörper zusammengedrückt und üben so eine Kraft auf das umzuformende Bauteil aus. Die Materialverdrängung der Formkörper bzw. deren Abdrucktiefe verhält sich proportional zum Hydraulikdruck. Die zulässige Abdrucktiefe, beispielsweise bei Bauteilen aus dem Flugzeugbau, beträgt oft nur wenige hundertstel Millimeter und hängt unter anderem vom verwendeten Material, der Stegdicke und den Kräften ab, denen das Bauteil im späteren Einsatz stand halten muss. Das Richten wird von hoch qualifizierten Fachkräften ausgeführt, die aufgrund ihrer langjährigen Erfahrung wissen, an welchen Stellen der Richteinsatz angesetzt werden muss.It Straightening methods are known in which a hydraulically driven Straightening insert is used. In the process, the component to be formed becomes positioned between two formed as pressure fins molding. About one Hydraulic cylinders are pressed together the two moldings and practice so a Force on the component to be formed. The material displacement of the moldings or whose impression depth behaves proportional to the hydraulic pressure. The allowable impression depth, for example for components from the aircraft industry, often only a few hundredths Mm and hangs among other things on the material used, the web thickness and the forces, which the component in later Use has to stand up. The judging is done by highly qualified professionals executed because of their longtime Knowing the experience at which points the guideline is applied must become.

Bei einem hydraulisch angetriebenen Richteinsatz wird über die beiden Formkörper eine vorher festegelegte Kraft auf das umzuformende Bauteil ausgeübt. Festigkeitsschwankungen des Materials innerhalb des Bauteils führen dazu, dass der von den Formkörpern zurückgelegte Umformweg, also die Abdrucktiefe, an unterschiedlichen Stellen des Bauteils unterschiedlich groß ist. Im ungünstigsten Fall wird so trotz der großen Erfahrung des Personals die maximal zulässige Abdrucktiefe überschritten und das Bauteil ist Ausschuss. Der so entstehende Schaden ist enorm, da die Herstellung des Bauteils kosten- und zeitintensiv war. Wo in dem großen Materialblock, aus dem das Bauteil gefräst wurde, die Festigkeit des Materials größer oder kleiner ist, hängt von vielen Faktoren ab und ist nicht vorherzusagen.at a hydraulically driven straightening insert is over the two shaped bodies a previously determined force applied to the component to be formed. fluctuations in strength of the material within the component lead to that of the moldings traversed Umformweg, so the impression depth, at different points of the Component is different sizes. In the worst case Case will be so in spite of the big one Experience of the personnel exceeded the maximum permissible impression depth and the component is scrap. The resulting damage is enormous, because the production of the component was costly and time-consuming. Where in the big one Material block from which the component was milled, the strength of the Material larger or is smaller, hangs depends on many factors and is unpredictable.

Aus der DE 198 47 233 ist eine Richtmaschine für ein lang gestrecktes zylindrisches Werkstück bekannt. Dabei wird das zu richtende Werkstück in Öffnungen eingeführt, die in den Richtkörpern enthalten sind. Diese Richtkörper können anschließend in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen bewegt werden und formen so das Werkstück um. Über Sensoren kann die Kontrolle des Arbeitsergebnisses erfolgen.From the DE 198 47 233 is a straightening machine for an elongated cylindrical workpiece known. In this case, the workpiece to be straightened is introduced into openings which are contained in the straightening bodies. These straightening bodies can then be moved in two mutually perpendicular directions and thus shape the workpiece. Sensors can be used to control the work result.

Die DE 24 52 435 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum abschnittsweisen Richten von Werkstücken. Dabei wird über Sensoren der Verzug eines Werkstückes an zwei Messstellen ermittelt und ein theoretischer Verzug an einer zwischen den beiden Messstellen liegenden dritten Messstelle so errechnet, dass dieser auf einer die beiden Verzugswerte an den äußeren Messstellen verbindenden Geraden liegt. Zudem wird auch an der mittleren Messstelle der tatsächliche Verzug über Sensoren ermittelt und die Messstelle anschließend mit einer Zustellung gerichtet wird, die der Differenz aus dem tatsächlichen und dem theoretisch errechneten Verzug entspricht. Anschließend liegen die drei Messstellen folglich auf einer Geraden. Auf diese Weise kann stückweise das Werkstück gerichtet werden.The DE 24 52 435 discloses a method and apparatus for sectioning workpieces. In this case, the delay of a workpiece at two measuring points is determined via sensors and a theoretical delay at a third measuring point lying between the two measuring points is calculated so that it lies on a line connecting the two default values at the outer measuring points. In addition, the actual distortion via sensors is also determined at the middle measuring point and the measuring point is subsequently directed with a delivery which corresponds to the difference between the actual and the theoretically calculated delay. Subsequently, the three measuring points lie on a straight line. In this way, piecewise, the workpiece can be addressed.

Die DE 1 627 511 offenbart ein Verfahren zum Geraderichten lang gestreckter Werkstücke. Dabei wird das Werkstück über die völlig gerade Gestaltung hinaus um ein Maß verformt, das in etwa der vorher festzustellenden elastischen Durchbiegung des Materials entspricht. Nachdem das Werkstück entlastet wurde wird der verbleibende Verzug festgestellt und der so ermittelte Wert für den nächsten Arbeitshub verwendet.The DE 1 627 511 discloses a method for straightening elongate workpieces. In this case, the workpiece is deformed beyond the completely straight design by a measure that corresponds approximately to the previously found to be elastic deflection of the material. After the workpiece has been relieved, the remaining delay is determined and the value thus determined is used for the next working stroke.

Nachteilig an den genannten Verfahren ist, dass sie nur zum Geraderichten rohrförmiger oder zylinderförmiger Werkstücke geeignet sind. Komplexer geformte Werkstücke, wie etwa in der Flugzeugindustrie üblich, können nicht gerichtet werden.adversely The method mentioned is suitable only for straightening tubular or cylindrical workpieces are. More complex shaped workpieces, as is customary in the aircraft industry, can not be addressed.

Die DE 33 22 777 offenbart ein Verfahren zum richtenden Umformen von Werkstücken. Dabei werden während der Verformung des Werkstücks die Kennwerte der elastischen Verformung durch Messen der Umformkraft und des Verformungsweges ermittelt. Aus diesen Kennwerten wird anschließend die Rückfederung des Werkstücks nach der Entlastung errechnet. Dadurch ist es möglich, den Verformungsweg so zu korrigieren, dass nach dem Entlasten des Werkstücks die Sollform erreicht wird.The DE 33 22 777 discloses a method for straightening workpieces. During the deformation of the workpiece, the characteristic values of the elastic deformation are determined by measuring the deformation force and the deformation path. From these characteristics, the springback of the workpiece after unloading is calculated. This makes it possible to correct the deformation so that after the discharge ten of the workpiece, the desired shape is achieved.

Nachteilig bei allen genannten Verfahren ist, dass zwar der nötige Verschiebeweg des Umformwerkzeuges bekannt ist und auch Effekte der elastischen Verformung eingerechnet werden können, der Beginn der plastischen Umformung des Werkstücks jedoch nicht feststellbar ist. Ist der Verformungsweg, um den das Werkstück verformt werden soll, bekannt, ist es notwendig, sicher zu stellen, dass das Umformwerkzeug direkt am Werkstück angreift, wenn das Umformwerkzeug mit der Verschiebung beginnt.adversely in all the above-mentioned methods, that is indeed the necessary displacement of the forming tool is known and also effects of the elastic Deformation can be included, However, the beginning of the plastic deformation of the workpiece not detectable is. Is the deformation path by which the workpiece is to be deformed known, It is necessary to make sure that the forming tool is direct on the workpiece attacks when the forming tool starts to move.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zum Umformen, insbesondere mechanischen Richten, Clinschen oder Prägen eines Bauteils anzugeben, bei dem der Beginn des Umformens des Werkstücks durch die gegenläufig bewegbaren Drucklamellen des Umformgerätes einfach und sicher feststellbar ist.Of the The invention is therefore based on the object, a method for forming, in particular mechanical straightening, clinching or embossing of a component specify at which the beginning of the forming of the workpiece by the opposite movable pressure lamellae of the forming device easily and securely lockable is.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein gattungsgemäßes Verfahren, mit folgenden Schritten:

a) Speichern eines Sollwertes für den von den Drucklamellen auszuführenden Umformweg in der Steuereinheit,
b) Speichern eines Maximalwertes für das auf die Verschiebeeinrichtung wirkende Drehmoment in der Steuereinheit,
c) lineares Verschieben des Druckstückes mittels der von der Steuereinheit gesteuerten Antriebseinheit, und gleichzeitiges
d) Detektieren des auf die Verschiebeeinrichtung wirkenden Drehmomentes und
e) wenn der in der Steuereinheit gespeicherte Maximalwert erreicht ist, Umformen des Bauteils mittels der Drucklamellen mit dem in der Steuereinheit gespeicherten Sollwerts des Umformweges.

The invention solves this problem by a generic method, with the following steps:

a) storing a setpoint value for the forming path to be executed by the pressure fins in the control unit,
b) storing a maximum value for the torque acting on the displacement device in the control unit,
c) linear displacement of the pressure piece by means of the control unit controlled by the drive unit, and simultaneous
d) detecting the torque acting on the displacement device and
e) when the stored in the control unit maximum value is reached, forming the component by means of the pressure fins with the setpoint of the forming path stored in the control unit.

Im Verfahrensschritt a) wird zunächst in der Steuereinheit des verwendeten Umformgerätes ein Sollwert für den von den Drucklamellen zurückzulegenden Umformweg, also eine Sollabdrucktiefe, gespeichert. Dieser Umformweg soll von den Drucklamellen zurückgelegt werden, nachdem sie an der Oberfläche des umzuformenden Bauteils anliegen. Über die Verschiebeeinrichtung der Antriebseinheit werden die Drucklamellen von der Steuereinheit gesteuert aufeinander zu bewegt. Solange die Drucklamellen nicht am umzuformenden Bauteil anliegen ist die hierfür aufzuwendende Kraft und damit das auf die Verschiebeeinrichtung wirkende Drehmoment klein. Sobald die Drucklamellen jedoch am umzuformenden Bauteil anliegen, ist eine weitere Verschiebung nur unter erhöhtem Kraftaufwand möglich. Das auf die Verschiebeeinrichtung wirkende Drehmoment steigt an. Im Verfahrensschritt b) wird daher ein Maximalwert für das auf die Verschiebeeinrichtung wirkende Drehmoment in der Steuereinheit gespeichert. Beim linearen Verschieben des Druckstückes in Verfahrensschritt c) werden die Drucklamellen aufeinander zu bewegt. Gleichzeitig wird das auf die Verschiebeeinrichtung wirkende Drehmoment detektiert und mit dem in Verfahrensschritt b) gespeicherten Maximalwert verglichen. Solange die Drucklamellen nicht am umzuformenden Bauteil anliegen, ist das wirkende Drehmoment deutlich kleiner als der eingestellte Maximalwert.in the Process step a) is first in the control unit of the converter used a setpoint for the of the pressure fins zurückzulegenden Forming, so a target impression depth stored. This forming path should be covered by the pressure fins after they touch the surface of the component to be formed issue. about the displacement device of the drive unit become the pressure lamellae controlled by the control unit moves toward each other. As long as the Pressure plates do not rest on the component to be formed is the expended for this purpose Force and thus the torque acting on the displacement device small. However, as soon as the pressure fins lie against the component to be formed, is a further shift possible only under increased effort. That up the displacement acting torque increases. In the process step b) is therefore a maximum value for the torque acting on the displacement device in the control unit saved. When linear displacement of the pressure piece in Process step c), the pressure plates are moved towards each other. At the same time, the torque acting on the displacement device becomes detected and with the maximum value stored in step b) compared. As long as the pressure lamellae are not at the component to be formed applied, the effective torque is significantly smaller than the set maximum value.

Wenn das in Verfahrensschritt d) detektierte auf die Verschiebeeinrichtung wirkende Drehmoment den in der Steuereinheit gespeicherten Maximalwert erreicht hat, beginnt das eigentliche Umformen des Bauteils. Von diesem Augenblick an werden die Drucklamellen über die Verschiebeeinrichtung um den in Verfahrensschritt a) gespeicherten Sollwert des Umformweges verschoben. Dies wird beispielsweise über Detektion des bereits zurückgelegten Umformweges, etwa durch Messung der Spindelumdrehungen, gewährleistet.If the in step d) detected on the displacement device acting torque reaches the maximum value stored in the control unit has, the actual reshaping of the component begins. From this moment on the pressure lamellae over the displacement device to the stored in step a) Setpoint of Umformweges shifted. This is for example about detection the already completed forming path, for example, by measuring the spindle revolutions guaranteed.

Vorteilhafterweise wird der Maximalwert für das auf die Verschiebeeinrichtung wirkende Drehmoment so gewählt, dass er kleiner ist als das während des Umformens in Verfahrensschritt e) auf die Verschiebeeinrichtung wirkende Drehmoment. Andernfalls wird das Bauteil bereits umgeformt, obwohl der gespeicherte Maximalwert für das Drehmoment noch nicht erreicht wurde. In diesem Fall liegt bereits eine Abdrucktiefe vor, wenn in Verfahrensschritt e) mit dem Umformen des Bauteils begonnen wird. Die am Ende des Verfahrens resultierende Abdrucktiefe ist dann größer als der in Verfahrensschritt a) in der Steuereinheit gespeicherte Sollwert für den auszuführenden Umformweg.advantageously, will be the maximum value for the torque acting on the displacement device selected so that he is smaller than that during the Forming in step e) on the displacement device acting torque. Otherwise, the component is already reshaped, although the stored maximum value for the torque is not yet was achieved. In this case, there is already an impression depth, if in step e) started with the forming of the component becomes. The impression depth resulting at the end of the procedure is then greater than the setpoint stored in the control unit in method step a) for the be executed Forming path.

Hängt der Sollwert für den von den Drucklamellen auszuführenden Umformweg etwa in Form einer Prozentangabe nur von der Dicke des umzuformenden Bauteils ab, umfasst ein erfindungsgemäßes Verfahren folgende Schritte:

A) Speichern des maximal möglichen Verschiebeweges der Verschiebeeinrichtung,
B) Speichern eines von der Bauteildicke prozentualen Sollwertes für den von den Drucklamellen auszuführenden Umformweg in der Steuereinheit,
C) Speichern eines Maximalwertes für das auf die Verschiebeeinrichtung wirkende Drehmoment in der Steuereinheit,
D) lineares Verschieben des Druckstückes mittels der von der Steuereinrichtung gesteuerten Antriebseinheit,
E) stetiges Ermitteln des Verschiebeweges durch Detektieren der Spindelumdrehungen und gleichzeitiges,
F) Detektieren des auf die Verschiebeeinrichtung wirkenden Drehmomentes und
G) wenn der in der Steuereinheit gespeicherte Maximalwert erreicht ist, Beenden der Verschiebebewegung des Druckstückes durch die Steuereinheit,
H) Errechnen der Bauteildicke aus der Differenz des gespeicherten maximal möglichen Verschiebeweges und dem zurückgelegten Verschiebeweg und
I) Umformen des Bauteils mittels der Drucklamellen mit dem in der Steuereinheit von der Bauteildicke prozentualen Sollwert.

If the nominal value for the forming path to be executed by the pressure fins depends, for example, only in the form of a percentage, on the thickness of the component to be formed, a method according to the invention comprises the following steps:

A) storing the maximum possible displacement of the displacement device,
B) storing a percentage of the component thickness of the nominal value for the forming path to be executed by the pressure fins in the control unit,
C) storing a maximum value for the torque acting on the displacement device in the control unit,
D) linear displacement of the pressure piece by means of the drive unit controlled by the control unit,
E) continuously determining the displacement path by detecting the spindle revolutions and simultaneous,
F) detecting the torque acting on the displacement device and
G) if the stored in the control unit Maximum value is reached, terminating the sliding movement of the pressure piece by the control unit,
H) Calculate the component thickness from the difference of the stored maximum possible displacement and the distance traveled displacement and
I) Reshaping of the component by means of the pressure fins with the percentage in the control unit of the component thickness setpoint.

In diesem Verfahren wird der Sollwert für den von den Drucklamellen auszuführenden Umformweg nicht in einem absoluten Wert, etwa in Millimetern oder Zehntelmillimetern, angegeben, sondern als prozentuale Angabe der Bauteildicke. Zusätzlich wird in der Steuereinrichtung der maximal mögliche Verschiebeweg der Verschiebeeinrichtung gespeichert. Dieser gespeicherte maximal mögliche Verschiebeweg der Verschiebeeinrichtung entspricht dem zurückgelegten Weg, bis die beiden Drucklamellen einander berühren. Um sicherzustellen, dass die Drucklamellen nicht beschädigt werden, ist es natürlich sinnvoll, es nicht zuzulassen, dass sich diese berühren, so dass der mechanisch mögliche Verschiebeweg der Verschiebeeinrichtung geringer ausgeführt wird und sich beim maximal möglichen Verschiebeweg ein Sicherheitsabstand zwischen den Drucklamellen einstellt. Dann wird der mechanisch mögliche Verschiebeweg plus dem konstanten Sicherheitsabstand gespeichert.In This method is the setpoint for the of the pressure fins be executed Umformweg not in an absolute value, about in millimeters or Tenths of a millimeter, but as a percentage of the Component thickness. additionally is the maximum possible displacement of the displacement device in the control device saved. This stored maximum possible displacement of the displacement device corresponds to the distance traveled Way, until the two pressure lamellae touch each other. To ensure, that the pressure lamellae are not damaged it makes sense, of course, It does not allow these to touch, so that the mechanical possible Displacement of the displacement device is performed less and at the maximum possible Move a safety distance between the pressure plates established. Then the mechanically possible displacement plus the saved constant safety distance.

Auch in diesem Verfahren wird ein Maximalwert für das auf die Verschiebeinrichtung wirkende Drehmoment in der Steuereinheit gespeichert, um ein Kriterium für das Anliegen der Drucklamellen an dem Bauteil zu haben.Also In this method, a maximum value for that on the shifter acting torque stored in the control unit to a criterion for the Concern of the pressure fins on the component to have.

Während des linearen Verschiebens des Druckstückes, wodurch die Drucklamellen aufeinander zu bewegt werden, wird nun zusätzlich zum auf die Verschiebeeinrichtung wirkenden Drehmoment der bereits zurückgelegte Verschiebeweg ermittelt. Beispielsweise durch Detektieren der Spindelumdrehungen. Erreicht das auf die Verschiebeinrichtung wirkende Drehmoment den in Verfahrensschritt C) gespeicherten Maximalwert, wird die Verschiebebewegung des Druckstückes durch die Steuereinheit beendet. Aus dem in Verfahrensschritt A) gespeicherten maximal möglichen Verschiebeweg und dem während des Verschiebens detektierten tatsächlich zurückgelegten Verschiebeweges wird nun der Abstand der Drucklamellen und damit die Dicke des Bauteils in der Steuereinheit errechnet. Von dem so erhaltenen Wert wird der in Verfahrensschritt B) gespeicherte prozentuale Anteil in der Steuereinrichtung errechnet. Dieser Wert ist der Sollwert für den von den Drucklamellen auszuführenden Umformweg. Im letzten Verfahrensschritt I) wird das Bauteil mittels der Drucklamellen umgeformt, indem die Verschiebeeinrichtung von der Steuereinheit gesteuert soweit verschoben wird, dass die Drucklamellen den ausgerechneten Sollwert für den auszuführenden Umformweg zurücklegen.During the linear displacement of the pressure piece, whereby the pressure fins to be moved towards each other, is now in addition to the displacement device acting torque determined the already traveled displacement. For example by detecting the spindle revolutions. Reaches the acting on the displacement device Torque the maximum value stored in step C), the sliding movement of the pressure piece is terminated by the control unit. From the maximum possible stored in step A) Displacement and the while the displacement detected actually covered displacement Now the distance between the pressure fins and thus the thickness of the component calculated in the control unit. From the value thus obtained the percentage fraction stored in process step B) in the Control device calculated. This value is the setpoint for the to perform the pressure fins Forming path. In the last step I), the component by means of the pressure fins formed by the displacement device of controlled as far as the control unit, that the pressure fins the calculated setpoint for the forming path to be executed return.

Vorzugsweise wird in beiden beschriebenen Verfahren durch die Detektion des Drehmomentes in der Antriebseinheit von der Steuereinheit erkannt, dass die Drucklamellen am Bauteil anliegen. Dies geschieht über den Vergleich des während des Verschiebens der Drucklamellen ermittelten auf die Verschiebeeinrichtung wirkenden Drehmomentes mit dem vorher gespeicherten Maximalwert. Von dem Moment an, in dem das tatsächlich wirkende Drehmoment größer ist als der so gespeicherte Maximalwert für das auf die Verschiebeeinrichtung wirkende Drehmoment werden die Drucklamellen um den gespeicherten Sollwert für den zurückzulegenden Umformweg verschoben.Preferably in both described methods by the detection of the torque in the drive unit detected by the control unit that the pressure fins abut the component. This is done by comparing the during the Moving the pressure lamellae determined on the displacement device acting torque with the previously stored maximum value. From the moment in which the actual torque is larger as the thus stored maximum value for that on the shifter acting torque, the pressure plates are stored around the Setpoint for the one to be covered Forming path shifted.

Ein erfindungsgemäßes Umformgerät zur Durchführung eines der vorgenannten Verfahren weist eine elektromechanische Antriebseinheit mit einer Verschiebeeinrich tung, einen mit der Antriebseinheit verbundenen Werkzeugeinsatz und eine Steuereinheit, in der ein Maximalwert für das auf die Verschiebeeinheit wirkende Drehmoment speicherbar ist, auf, wobei der Werkzeugeinsatz ein linear verschiebbares Druckstück und damit zusammenwirkende, gegenläufig bewegbare Drucklamellen aufweist, mit denen das Bauteil umformbar ist und wobei das auf die Verschiebeeinheit wirkende Drehmoment detektierbar ist.One Inventive forming device for carrying out a the aforementioned method has an electromechanical drive unit with a sliding device, one connected to the drive unit Tool insert and a control unit in which a maximum value for the the displacement unit acting torque is storable, wherein the tool insert a linearly displaceable pressure piece and thus cooperative, in opposite directions has movable pressure plates, with which the component formable and wherein the torque acting on the displacement unit is detectable is.

Vorzugweise ist die Verschiebeeinrichtung eine Spindel.preferably, the displacement device is a spindle.

Mit Hilfe einer Zeichnung wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:With Help of a drawing will now be a preferred embodiment closer to the invention explained. It shows:

1 – ein Umformgerät zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens; 1 - A forming apparatus for carrying out a method according to the invention;

2 – einen Schnitt durch eine elektromechanische Antriebseinheit eines Umformgerätes, und 2 - A section through an electromechanical drive unit of a forming, and

3 – einen Schnitt durch einen Werkzeugeinsatz eines Umformgerätes. 3 - A section through a tool insert a Umformgerätes.

1 zeigt ein Umformgerät zum Richten eines Bauteiles. Es verfügt über eine Steuereinheit 2, eine elektromagnetische Antriebseinheit 10 sowie über einen Werkzeugeinsatz 20. Zur einfacheren Handhabung des Umformgerätes ist es mit zwei Griffen 6 ausgestattet, von denen jedoch nur einer in 1 gezeigt ist. 1 shows a forming device for straightening a component. It has a control unit 2 , an electromagnetic drive unit 10 as well as a tool insert 20 , For easier handling of the forming device, it is with two handles 6 equipped, of which only one in 1 is shown.

Am unteren Ende des Umformgerätes ist der Werkzeugeinsatz 20 an der elektromechanischen Antriebseinheit 10 montiert. Er weist in seinem Gehäuse 29 mehrere gegenüberliegend angeordnete Formkörper 22 auf, an denen Drucklamellen 24 anliegen, um eine plane Anlagefläche zu bilden. Das umzuformende Bauteil 4 wird zwischen die beiden Formkörper 22 am unteren Ende des Werkzeugeinsatzes 20 des Umformgerätes positioniert. Die beiden Formkörper 22 werden im Laufe des Verfahrens aufeinander zu bewegt, wodurch ein Druck auf das Bauteil 4 ausgeübt wird, durch welchen das Bauteil umgeformt wird.At the lower end of the Umformgerätes is the tool insert 20 at the electromechanical drive unit 10 assembled. He points in his case 29 a plurality of oppositely arranged moldings 22 on, on which pressure lamellae 24 abut to form a plane contact surface. The component to be formed 4 is between the two shaped bodies 22 at the bottom of the tool insert 20 the Umformgerätes positioned. The two shaped bodies 22 be moved towards each other in the course of the process, causing a pressure on the component 4 is exercised, by which the component is formed.

Die elektromechanische Antriebseinheit 10 verfügt über einen Elektromotor 12, der über ein Getriebe 14 eine Verschiebeeinrichtung bewegt, die als Spindel 16 ausgebildet ist. Durch Drehen der Spindel 16 wird ein am unteren Ende der elektromechanischen Antriebseinheit 10 befestigtes Schiebstück 18 entlang der durch den Pfeil A bezeichneten Richtung bewegt. An dem unteren Ende der elektromechanischen Antriebseinheit 10 wird der Werkzeugeinsatz montiert.The electromechanical drive unit 10 has an electric motor 12 that has a gearbox 14 a displacement device moves as a spindle 16 is trained. By turning the spindle 16 becomes one at the lower end of the electromechanical drive unit 10 attached sliding piece 18 along the direction indicated by the arrow A moves. At the lower end of the electromechanical drive unit 10 the tool insert is mounted.

3 zeigt eine Seitenansicht eines Werkzeugeinsatzes 20. Die elektromechanische Antriebseinheit 10 schließt sich auf der rechten Seite an den gezeigten Werkzeugeinsatz 20 an. Auf der linken Seite befinden sich die beiden Formkörper 22, zwischen den sich ein Zwischenraum 26 zur Aufnahme des umzuformenden Bauteils 4 befindet. An der jeweils dem anderen Formkörper 22 zugewandten Seite der beiden Formkörper 22 befinden sich die Drucklamellen 24. Entlang der durch den Pfeil A bezeichneten Richtung greift das Schiebstück 18 der elektromechanischen Antriebseinheit 10 (siehe 2) in den Werkzeugeinsatz 20 ein. Das Schiebstück 18 trifft dabei auf ein Druckstück 28 und schiebt dieses in der durch den Pfeil A bezeichneten Richtung. Dabei verschiebt das Druckstück 28 zwei obere Keile 30 in derselben Richtung. An den beiden oberen Keilen 30 ist jeweils ein unterer Keil 32 gelagert, an deren in Richtung Zwischenraum 26 weisenden Seite die Drucklamellen 24 angeordnet sind. Verschiebt sich der obere Keil 30 in der durch den Pfeil A bezeichneten Richtung, gleitet ein jeder der beiden unteren Keile 32 mit jeweils einer Schrägseite 32a auf einer Schrägseite 30a des jeweiligen oberen Keils 30 ab und die beiden unteren Keile 32 bewegen sich aufeinander zu. Dadurch wird der Zwischenraum 26 zwischen den Drucklamellen 24 verringert. 3 shows a side view of a tool insert 20 , The electromechanical drive unit 10 closes on the right side to the shown tool insert 20 at. On the left side are the two moldings 22 , between which there is a gap 26 for receiving the component to be formed 4 located. At each of the other shaped body 22 facing side of the two moldings 22 are the pressure fins 24 , Along the direction indicated by the arrow A direction engages the sliding piece 18 the electromechanical drive unit 10 (please refer 2 ) in the tool insert 20 one. The sliding piece 18 meets a pressure piece 28 and pushes this in the direction indicated by the arrow A direction. The pressure piece shifts 28 two upper wedges 30 in the same direction. At the two upper wedges 30 is a lower wedge 32 stored, in the direction of space 26 facing side the pressure lamellae 24 are arranged. Shifts the upper wedge 30 in the direction indicated by the arrow A, slides each of the two lower wedges 32 each with a sloping side 32a on a slanted side 30a of the respective upper wedge 30 off and the two lower wedges 32 move towards each other. This will create the gap 26 between the pressure plates 24 reduced.

Bei der Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird nun zunächst in der Steuereinheit 2 sowohl ein Sollwert für den von den Drucklamellen 24 auszuführenden Umformweg als auch ein Maximalwert für das auf die Verschiebeeinrichtung, die hier als Spindel 16 ausgebildet ist, wirkende Drehmoment gespeichert. Das Schiebstück 18 der elektromechanischen Antriebseinheit 10 (siehe 2) befindet sich zu Beginn des Verfahrens in der oberen Endposition. Dadurch befindet sich auch das Druckstück 28 des Werkzeugeinsatzes 20 in der in 3 gezeigten Ausgangsposition. Durch zwei Federn 34 wird das Druckstück 28 in diese Position gedrückt. Dadurch sind die Drucklamellen 24 auseinander gefahren und der Zwischenraum 26 ist maximal. In dem Zwischenraum 26 befindet sich das umzuformende Bauteil 4, wie in 1 gezeigt. Als nächstes wird das Schiebstück 18 entlang der in 2 mit dem Pfeil A bezeichneten Richtung mittels der von der Steuereinheit 2 gesteuerten elektromechanischen Antriebseinheit 10 bewegt. Es verschiebt damit das Druckstück 28 und damit die beiden oberen Keile 30, wodurch die unteren Keile 30 auf den jeweiligen Schrägflächen 30a, 32a abgleiten und die Drucklamellen 24 aufeinander zu be wegen. Dabei wird das auf die Spindel 16 wirkende Drehmoment über einen hier nicht gezeigten Sensor detektiert und der gemessene Wert an die Steuereinheit 2 übermittelt. Dies geschieht über ein Kabel oder eine kabellose Verbindung. In der Steuereinheit 2 wird der gemessene Wert des wirkenden Drehmomentes mit dem zuvor gespeicherten Maximalwert für das auf die Verschiebeeinrichtung wirkende Drehmoment verglichen. Solange der Zwischenraum 26 zwischen den Drucklamellen 24 größer ist als die Dicke des umfzuformenden Bauteils 4, ist das auf die Verschiebeeinrichtung wirkende Drehmoment sehr gering. Solange ist der gemessene Wert des tatsächlich auf die Verschiebeeinrichtung wirkenden Drehmomentes kleiner als der vorher gespeicherte Maximalwert. Erst wenn die Breite des Zwischenraums 26 der Dicke des Bauteils 4 entspricht, also die Drucklamellen 24 am Bauteil 4 anliegen, ist ein weiteres Verschieben der Drucklamellen 24 und damit des Druckstückes 28 durch die Verschiebeeinrichtung 16 nicht mehr so einfach möglich und das auf die Verschiebeeinrichtung 16 wirkende Drehmoment steigt stark an. Dieses erhöhte auf die Verschiebeeinrichtung 16 wirkende Drehmoment wird ebenfalls an die Steuereinheit 2 übermittelt und mit dem in der Steuereinheit 2 gespeicherten Maximalwert verglichen. Sobald der gemessene Wert größer ist als der in der Steuereinheit 2 gespeicherte Maximalwert, wird das Schiebstück 18 der elektromechanischen Antriebseinheit 10 noch soweit verschoben, dass der dadurch von den Drucklamellen 24 zurückgelegte Umformweg dem vorher in der Steuereinheit 2 gespeicherten Sollwert entspricht. Dies geschieht beispielsweise über eine Detektion der Umdrehungen der Spindel 16, die für das Verschieben des Schiebstücks 18 verantwortlich ist. Aus der Anzahl der Umdrehungen der Spindel 18 kann der von den Drucklamellen 24 zurückgelegte Weg errechnet werden. Entspricht dieser Weg dem im Verfahrensschritt in der Steuereinheit 2 gespeicherten Sollwert, beendet ein Signal der Steuereinheit den Umformvorgang. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass der von den Drucklamellen 24 tatsächlich zurückgelegte Umformweg dem vorher gespeicherten Sollwert entspricht.In carrying out a method according to the invention is now first in the control unit 2 both a setpoint for that of the pressure fins 24 to be executed Umformweg as well as a maximum value for the on the displacement device, which here as a spindle 16 is formed, acting torque stored. The sliding piece 18 the electromechanical drive unit 10 (please refer 2 ) is at the beginning of the process in the upper end position. As a result, there is also the pressure piece 28 of the tool insert 20 in the in 3 shown starting position. By two springs 34 becomes the pressure piece 28 pressed into this position. This causes the pressure fins 24 moved apart and the gap 26 is maximum. In the gap 26 is the component to be formed 4 , as in 1 shown. Next is the sliding piece 18 along the in 2 indicated by the arrow A direction by means of the control unit 2 controlled electromechanical drive unit 10 emotional. It thus shifts the pressure piece 28 and thus the two upper wedges 30 , causing the lower wedges 30 on the respective inclined surfaces 30a . 32a slide off and the pressure lamellae 24 because of each other. It will do this on the spindle 16 acting torque detected by a sensor not shown here and the measured value to the control unit 2 transmitted. This is done via a cable or a wireless connection. In the control unit 2 the measured value of the acting torque is compared with the previously stored maximum value for the torque acting on the displacement device. As long as the gap 26 between the pressure plates 24 greater than the thickness of the component to be formed 4 , the torque acting on the displacement device is very low. As long as the measured value of the torque actually acting on the displacement device is smaller than the previously stored maximum value. Only when the width of the gap 26 the thickness of the component 4 corresponds, so the pressure fins 24 on the component 4 abut, is another shift of the pressure fins 24 and thus the pressure piece 28 through the displacement device 16 not so easy and that on the shifting device 16 acting torque increases sharply. This increased to the displacement device 16 acting torque is also sent to the control unit 2 transmitted and with the in the control unit 2 stored maximum value compared. Once the measured value is greater than that in the control unit 2 stored maximum value, will be the sliding piece 18 the electromechanical drive unit 10 shifted so far that the resulting from the pressure fins 24 Deformed Umformweg the previously in the control unit 2 stored setpoint corresponds. This happens, for example, via a detection of the revolutions of the spindle 16 , which is responsible for moving the sliding piece 18 responsible for. From the number of revolutions of the spindle 18 can that of the pressure fins 24 traveled path can be calculated. Corresponds to this way in the process step in the control unit 2 stored setpoint, a signal of the control unit terminates the forming process. In this way it is guaranteed that the of the pressure fins 24 actually completed forming path corresponds to the previously stored setpoint.

Soll der von den Drucklamellen 24 zurückgelegte Umformweg ein prozentualer Anteil der Dicke des Bauteils 4 sein, wird vor Beginn des Verschiebens des Schiebestückes 18 in der Steuereinheit 2 zusätzlich der maximal mögliche Verschiebeweg der Ver schiebeeinrichtung 16 sowie der prozentuale Sollwert von der Dicke des Bauteils 4, der dem auszuführenden Umformweg entspricht, in der Steuereinheit 2 gespeichert.Should that of the pressure fins 24 traveled Umformweg a percentage of the thickness of the component 4 be, before the start of moving the sliding piece 18 in the control unit 2 in addition, the maximum possible displacement of the sliding device Ver 16 and the percentage set point of the thickness of the component 4 , which corresponds to the forming path to be executed, in the control unit 2 saved.

Während des linearen Verschiebens des Schiebstückes 18 der elektromechanischen Antriebseinheit und dem damit verbundenen Verschieben des Druckstücks 28, der oberen Keile 30, der unteren Keile 32 sowie der Drucklamellen 24 wird nun neben dem auf die Verschiebeeinrichtung 16 wirkenden Drehmoment zusätzlich der bereits zurückgelegte Verschiebeweg durch Detektieren der Umdrehungen der Spindel 16 detektiert. Beide detektierten Größen werden über ein Signal an die Steuereinheit 2 übermittelt. In der Steuereinheit 2 wird der ermittelte Wert des auf die Verschiebeeinrichtung 16 wirkenden Drehmomentes mit dem in der Steuereinheit 2 gespeicherten Maximalwert verglichen. Ist der ermittelte Wert größer als der in der Steuereinheit 2 gespeicherte Maximalwert, liegend die Drucklamellen 24 am Bauteil 4 an und die Steuereinheit 2 beendet über ein Signal die Verschiebebewegung des Schiebstückes 18. Durch Differenzbildung wird aus der in der Steuereinheit 2 gespeicherten maximal möglichen Verschiebung sowie dem ermittelten tatsächlich zurückgelegten Verschiebeweg die Dicke des Bauteils 4 errechnet. Aus der so errechneten Dicke des Bauteils 4 wird der in der Steuereinheit 2 gespeicherte prozentuale Sollwert in der Steuereinheit 2 errechnet. Dieser prozentuale Anteil der Dicke des Bauteils 4 ist der von den Drucklamellen 24 auszuführende Umformweg. In der Steuereinheit 2 wird dieser Umformweg in eine Verschiebung des Schiebstücks 18 der elektromechanischen Antriebseinheit 10 umgerechnet und das Bauteil 4 mittels der Drucklamellen 24 mit dem in der Steuereinheit 2 von der Dicke des Bauteils 4 ausgerechneten prozentualen Sollwert umgeformt.During the linear displacement of the sliding piece 18 the electromechanical drive unit and the associated displacement of the pressure piece 28 , the upper wedges 30 , the lower wedges 32 as well as the pressure lamellae 24 is now next to the on the shifting device 16 acting torque additionally the already traveled displacement by detecting the revolutions of the spindle 16 detected. Both detected quantities are sent via a signal to the control unit 2 transmitted. In the control unit 2 is the determined value of the on the displacement device 16 acting torque with the in the control unit 2 stored maximum value compared. Is the determined value greater than that in the control unit 2 stored maximum value, lying the pressure fins 24 on the component 4 on and the control unit 2 terminated via a signal, the sliding movement of the sliding piece 18 , By subtraction is from the in the control unit 2 stored maximum possible displacement and the determined actually traveled displacement the thickness of the component 4 calculated. From the calculated thickness of the component 4 becomes the one in the control unit 2 stored percentage set point in the control unit 2 calculated. This percentage of the thickness of the component 4 is that of the pressure lamellae 24 to be executed Umformweg. In the control unit 2 this Umformweg is in a shift of the sliding piece 18 the electromechanical drive unit 10 converted and the component 4 by means of pressure lamellae 24 with the in the control unit 2 on the thickness of the component 4 calculated percentage setpoint.

Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der von der Drucklamellen 24 tatsächlich zurückgelegte Umformweg dem vorher gespeicherten prozentualen Anteil der Dicke des Bauteils 4 entspricht.In this way it is ensured that the of the pressure fins 24 actually traversed Umformweg the previously stored percentage of the thickness of the component 4 equivalent.

Da in beiden Verfahren nicht die auf das Bauteil 4 aufgebrachte Kraft konstant gehalten oder kontrolliert wird, sondern ab dem Zeitpunkt des Aufliegens der Drucklamellen 24 auf das Bauteil der von den Drucklamellen 24 zurückgelegte Weg über die Steuereinheit 2 gesteuert wird, ist die Abdrucktiefe der Formkörper 22, bzw. der Drucklamellen 24 im Bauteil 4 unabhängig von der Festigkeit des Materials an der Stelle, an der die Drucklamellen 24 am Bauteil 4 anliegen.Because in both methods not on the component 4 applied force is kept constant or controlled, but from the date of resting the pressure fins 24 on the component of the pressure fins 24 traveled way through the control unit 2 is controlled, the impression depth of the moldings 22 , or the pressure fins 24 in the component 4 regardless of the strength of the material at the point where the pressure lamellae 24 on the component 4 issue.

AA: Pfeilarrow
22: Steuereinheitcontrol unit
44: Bauteilcomponent
66: GriffHandle
1010: elektromechanische Antriebseinheitelectromechanical drive unit
1212: Elektromotorelectric motor
1414: Getriebetransmission
1616: Spindel/VerschiebeeinrichtungSpindle / shifter
1818: Schiebstücksliding piece
2020: Werkzeugeinsatztool insert
2222: Formkörpermoldings
2424: Drucklamellenchevron
2626: Zwischenraumgap
2828: DruckstückPressure piece
2929: Gehäusecasing
3030: oberer Keilupper wedge
30a30a: obere Schrägseiteupper oblique side
3232: unterer Keillower wedge
32a32a: untere Schrägseitelower oblique side
3434: Federfeather

Claims

Method for forming, in particular mechanical straightening, clinching or embossing a component ( 4 ) by means of a forming device with an electromechanical drive unit ( 10 ) with a displacement device (spindle) ( 16 ), one with the drive unit ( 10 ) associated tool insert ( 20 ) and a control unit ( 2 ), wherein the tool insert ( 20 ) a linearly displaceable pressure piece ( 28 ) and cooperating, oppositely movable pressure blades ( 24 ), with which the component ( 4 ) is deformable, characterized by the following steps: a) storing a setpoint for the pressure lamellae ( 24 ) to be executed Umformweg in the control unit ( 2 b) storing a maximum value for the displacement device ( 16 ) acting torque in the control unit ( 2 ), c) Linear displacement of the pressure piece ( 28 ) by means of the drive unit controlled by the control unit ( 10 ), and simultaneous d) detecting the on the displacement device ( 16 ) acting torque and e) when in the control unit ( 2 ) is reached, reshaping of the component ( 4 ) by means of the pressure fins ( 24 ) with the in the control unit ( 2 ) stored setpoint of Umformweges.

Method for forming, in particular mechanical straightening, clinching or embossing a component ( 4 ) by means of a forming device with an electromechanical drive unit ( 10 ) with a displacement device (spindle) ( 16 ), one with the drive unit ( 10 ) associated tool insert ( 20 ) and a control unit ( 2 ), wherein the tool insert ( 10 ) a linearly displaceable pressure piece ( 28 ) and cooperating, oppositely movable pressure blades ( 24 ), with which the component ( 4 ) is deformable, characterized by the following steps: a) storing the maximum possible displacement of the displacement device ( 16 b) storing a percentage of the nominal thickness of the component of the pressure fins ( 24 ) to be executed Umformweg in the control unit ( 2 c) storing a maximum value for the torque acting on the displacement device in the control unit ( 2 ), d) Linear displacement of the pressure piece ( 28 ) by means of the control unit ( 2 ) controlled drive unit ( 10 e) continuously determining the displacement path by detecting the spindle revolutions and simultaneously f) detecting the displacement on the displacement device ( 16 ) acting torque and g) when in the control unit ( 2 ) is reached, terminating the sliding movement of the pressure piece ( 28 ) by the control unit ( 2 h) calculating the component thickness from the difference between the stored maximum possible displacement and the distance traveled and i) reshaping the component ( 4 ) by means of the pressure fins ( 24 ) with the in the control unit ( 2 ) percentage of the component thickness.

A method according to claim 2, characterized in that the stored maximum possible displacement of the displacement device ( 16 ) is the displacement path until the two pressure lamellae ( 24 ) touch each other.

A method according to claim 2, characterized in that the stored maximum possible displacement of the displacement device ( 16 ) the mechanically possible displacement of the displacement device ( 16 ) and is a constant.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that by detecting the torque in the drive unit ( 10 ) from the control unit ( 2 ) is detected that the pressure lamellae ( 24 ) on the component ( 4 ) issue.

Forming device for carrying out a method according to one of the preceding claims with an electromechanical drive unit ( 10 ) with a displacement device ( 16 ), one with the drive unit ( 10 ) associated tool insert ( 20 ) and a control unit ( 2 ) in which a maximum value for the on the displacement unit ( 16 ) torque is storable, wherein the tool insert ( 20 ) a linearly displaceable pressure piece ( 28 ) and thus to sammenwirkende, in opposite directions movable pressure plates ( 24 ), with which the component ( 4 ) is deformable and that on the displacement unit ( 16 ) acting torque is detectable.

Forming device according to claim 6, characterized in that the displacement device ( 16 ) is a spindle.