DE102010048589A1

DE102010048589A1 - Method and device for forming flat workpieces

Info

Publication number: DE102010048589A1
Application number: DE201010048589
Authority: DE
Inventors: Walter Hommel
Original assignee: GIW GES fur INNOVATIVE WERKZEUGSYSTEME MBH; Giw Gesellschaft fur Innovative Werkzeugsysteme Mbh
Current assignee: GIW VERWALTUNGS- UND VERTRIEBS GMBH, DE
Priority date: 2010-09-21
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2012-03-22
Also published as: WO2012037914A1; EP2490835A1

Abstract

Ein Verfahren zum Formen flächiger Werkstücke, insbesondere zum Formen und Abkanten von Blechteilen, vorzugsweise von Außenteilen im Karosseriebau, wobei dem Werkstück beim Abkanten Druckspannungen und/oder Zugspannungen vermittelt werden, ist durch n überschüssiges Material des Werkstücks verbraucht und/oder in Dehnbereichen Material des Werkstücks gelängt wird. Eine Vorrichtung ist entsprechend ausgelegt.A method for shaping flat workpieces, in particular for shaping and folding sheet metal parts, preferably of outer parts in body construction, wherein the workpiece is imparted compressive stresses and / or tensile stresses when folding, is consumed by n excess material of the workpiece and / or material of the workpiece in stretching areas is lengthened. A device is designed accordingly.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Formen flächiger Werkstücke, insbesondere zum Formen und Abkanten von Blechteilen, vorzugsweise von Außenteilen im Karosseriebau, wobei dem Werkstück beim Abkanten Druckspannungen und/oder Zugspannungen vermittelt werden. Ebenso betrifft die Erfindung eine entsprechende Vorrichtung, die das erfindungsgemäße Verfahren nutzt.The invention relates to a method for forming flat workpieces, in particular for molding and folding of sheet metal parts, preferably of external parts in the bodywork, wherein the workpiece when folding compressive stresses and / or tensile stresses are mediated. Likewise, the invention relates to a corresponding device which uses the method according to the invention.

Grundsätzlich geht es hier um das Formen bzw. Umformen/Verformen von Werkstücken, insbesondere um das Tiefziehen von Blechen.Basically, this is about the forming or forming / deformation of workpieces, in particular the deep drawing of sheets.

Karosseriebauteile werden üblicherweise aus Blech geformt. Die Grundform solcher Karosseriebauteile wird regelmäßig durch einen Ziehvorgang hergestellt. Dem eigentlichen Ziehvorgang folgen weitere Arbeitsschritte, in denen der sogenannte Ziehrand abgeschnitten und die Teilform fertig geformt wird.Body components are usually formed from sheet metal. The basic shape of such body parts is regularly produced by a drawing process. The actual drawing process is followed by further work steps in which the so-called drawing edge is cut off and the part shape is finished.

Die Funktion und Anbindung des Fertigteils an sonstige Karosserieteile geben den zu betreibenden Aufwand vor. So ist es meist erforderlich, dass ein Bord nach der eigentlichen Formgebung abgekantet werden muss. Bei Außenblechen wie beispielsweise Motorhauben, Türen oder Heckklappen wird durch das Abkanten eine Zwischenform hergestellt, die später weitergeformt wird. Genauer gesagt wird das Außenblech gegen das Innenblech gebörtelt oder rollgefalzt. Bei anderen Außenblechen dient der abgekantete Bord als Schweiß- oder Nietflansch zum Verbinden der jeweiligen Blechteile in der Karosserie.The function and connection of the finished part to other body parts specify the effort to be operated. So it is usually necessary that a board must be folded after the actual shaping. For outer panels such as bonnets, doors or tailgates is made by folding an intermediate form, which is further formed later. More specifically, the outer panel is mortared or roll-folded against the inner panel. In other outer panels, the bent board serves as a welding or riveting flange for connecting the respective sheet metal parts in the body.

Zum besseren Verständnis der erfindungsgemäßen Lehre zeigen die 1 bis 3 am Beispiel einer Motorhaube die jeweils erforderliche Operationsfolge anhand einer vereinfachten Schnittdarstellung.For a better understanding of the teaching of the invention show the 1 to 3 using the example of a hood the respectively required sequence of operations based on a simplified sectional view.

Die 1 bis 3 beziehen sich auf einen Prinzipschnitt an einer Motorhaube und zeigen die erforderliche Operationsfolge.The 1 to 3 refer to a principle section on a bonnet and show the required sequence of operations.

Im Konkreten zeigt 1 in schematischer Draufsicht eine Motorhaube.In the concrete shows 1 in a schematic plan view of a hood.

2 zeigt in vereinfachter Schnittzeichnung den Schnitt A-A durch die Motorhaube im Anschlussbereich zum Kotflügel. Das Außenblech ist über einen Bördelflansch mit dem Innenblech verbunden. 2 shows in simplified sectional view the section AA through the hood in the connection area to the fender. The outer panel is connected to the inner panel via a flanging flange.

3 zeigt die am Außenblech vorzunehmenden Fertigungsschritte zur Herstellung des Bördelflansches. Nach dem eigentlichen Ziehen wird das Außenblech beschnitten. Es erfolgt ein Abkanten. Nach dem Abkanten erfolgt das Vorbördeln und schließlich das Fertigbördeln bis hin zum Bördelflansch. 3 shows the manufacturing steps to be carried out on the outer panel for the production of the flanging flange. After the actual drawing, the outer panel is trimmed. There is a folding. After bending, pre-flanging and finally finish flanging up to the flare flange.

Die 4 und 5 betreffen einen Prinzipschnitt durch eine Seitenwand im Anschluss zum Stoßfänger und zeigen die erforderliche Operationsfolge.The 4 and 5 relate to a principle section through a side wall following the bumper and show the required sequence of operations.

Genauer gesagt zeigen die 4 und 5 in vereinfachter Schnittzeichnung eine Seitenwand im Anschluss zum Stoßfänger und die erforderliche Operationsfolge zur Erzeugung der Abkantung, die zum Anschweißen an das Innenblech dient. Nach dem Ziehen wird das Außenblech bzw. die Seitenwand beschnitten. Danach folgt die Abkantung, an der die Seitenwand mit dem Innenblech verschweißt wird.More specifically, the show 4 and 5 in simplified sectional view of a side wall in the connection to the bumper and the required sequence of operations for generating the fold, which serves for welding to the inner panel. After pulling, the outer panel or sidewall is trimmed. This is followed by the fold at which the side wall is welded to the inner panel.

Üblicherweise, d. h. im Normalfall, sind Karosserieteile dreidimensional geformt und haben daher entsprechend geformte bzw. gekrümmte Anschlussborde. Dies ist den 6, 7 und 9 bis 10 entnehmbar. Beim Abkanten wird der Bord gedehnt oder gestaucht, wie dies in den zuvor genannten Figuren detailliert dargestellt ist.Usually, ie normally, body parts are three-dimensionally shaped and therefore have correspondingly shaped or curved connection boards. This is the 6 . 7 and 9 to 10 removable. When folding the board is stretched or compressed, as shown in detail in the aforementioned figures.

Ebenso kann die abgekantete Bauteilkante gekrümmt sein. Der nach dem Ziehvorgang ausgelegte Bord wird beim Abkanten entsprechend gedehnt oder getaucht. Insoweit sei auf die 8 und 11 verwiesen.Likewise, the bent edge of the component can be curved. The designed after the drawing board is stretched or dipped accordingly when folding. In that regard, be on the 8th and 11 directed.

In Bezug auf die auftretenden Dehnungen und Stauchungen ist Wesentlich, dass sich diese aus der Bauteil- und Kantenkrümmung – zwangsweise – ergeben, wobei sich Dehnungen und Stauchungen überlagern können. Daraus resultierende Zug- und/oder Druckspannungen erzeugen eine problematische elastische Rückfederung des Materials, die das Bauteil deformieren können. Eine solche – ungewollte – Deformation gilt es zu vermeiden bzw. zu kompensieren.With regard to the strains and compressions that occur, it is essential that these result from the component and edge curvature - forcibly -, whereby stretching and compression can be superimposed. Resultant tensile and / or compressive stresses produce a problematic elastic resilience of the material, which can deform the component. Such an unwanted deformation is to be avoided or compensated.

Aus der Praxis sind unterschiedliche Prozessschritte bekannt, um solche – ungewollten – Deformationen im Wesentlichen auszuschließen. Zu diesen Methoden zählt das konventionelle Abkanten, auch freies Abkanten genannt (12, 13). Des Weiteren ist das Abkanten mit überbogener Form entsprechend den 14, 15 bekannt. Das bekannte Abkanten mit Wellen aus dem Ziehen ist in denFrom practice, different process steps are known to substantially eliminate such - unwanted - deformations. These methods include conventional folding, also called free folding ( 12 . 13 ). Furthermore, the folding over-arched shape according to the 14 . 15 known. The well-known folding with waves from the drag is in the

16, 17 dargestellt. Zum bekannten Abkanten mit vorgezogener Form oder Vorziehform sei auf die 18, 19 verwiesen. Ein kontrolliertes Abkanten mit Blechhalter, ebenfalls aus der Praxis bekannt, zeigen die 20, 21. Schließlich ist aus der Praxis ein Abkanten mit unterbrochener Abkantlinie bekannt, wie dies in den 22, 23 und 24 gezeigt ist. 16 . 17 shown. For the known folding with an advanced form or Vorziehform be on the 18 . 19 directed. A controlled folding with blank holder, also known in practice, show the 20 . 21 , Finally, from the practice of a folding with broken Abkantlinie is known, as shown in the 22 . 23 and 24 is shown.

Zu der beim Abkanten grundsätzlich auftretenden Problematik sei auf die 6 bis 11 verwiesen. Dazu im Einzelnen folgendes:
Wird das Werkstück bzw. Blech beim Abkanten um eine positiv gekrümmte Abkantlinie geformt, wird das Blech im Bord auf Druck belastet. Der Bord wird dabei gestaucht. Es entstehen beachtliche Druckspannungen. To the principle occurring during bending problem is on the 6 to 11 directed. In detail the following:
If the workpiece or sheet metal is formed by a positively curved bending line during bending, the sheet is subjected to pressure in the board. The board is compressed. There are considerable compressive stresses.

Eine positive Abkantlinie kann aus einer positiven Bauteilkrümmung oder einer positiv gekrümmten Bauteilkante resultieren. Nach dem Auseinanderfahren des Werkzeugs federt das Blech um den elastischen Betrag zurück und es entsteht eine sogenannte Auffederung. Dies lässt sich im Detail den Darstellungen aus den 6 und 7 entnehmen.A positive bending line can result from a positive component curvature or a positively curved component edge. After moving apart of the tool, the sheet springs back by the elastic amount and there is a so-called spring-back. This can be in detail the representations from the 6 and 7 remove.

8 zeigt das Abkanten einer positiv gekrümmten Bauteilkante, wonach die Beschnittkante des ausgelegten Bords länger als die Abkantlinie ist. Wie 8 deutlich zeigt, wird jedes Element des Bords beim Abkanten in seinem Außenbereich um die in 8 gezeigte Längendifferenz gestaucht. Auch hier entstehen Druckspannungen, die zu einer elastischen Auffederung des Blechs führen. 8th shows the folding of a positively curved component edge, after which the trim edge of the laid out board is longer than the Abkantlinie. As 8th clearly shows, each element of the board when folding in its exterior around the in 8th shown length difference compressed. Here, too, compressive stresses occur, which lead to an elastic springing of the sheet.

Die 9 und 10 beziehen sich auf das Rückfedern des Materials beim Abkanten aufgrund von Zugspannungen. Wird das Blech beim Abkanten um eine negativ gekrümmte Abkantlinie geformt, entsteht im Bord eine Zugbelastung. Der Bord wird gedehnt, woraus Zugspannungen im Bord resultieren.The 9 and 10 refer to the springback of the material during bending due to tensile stresses. If the sheet is formed by a negatively curved bending line during bending, a tensile load is created in the board. The board is stretched, resulting in tensile stresses in the board.

Eine negative Abkantlinie kann aus einer negativen Bauteilkrümmung oder einer negativ gekrümmten Bauteilkante resultieren. Nach dem Auseinanderfahren des Werkzeugs federt das Blech um den elastischen Betrag der Verformung zurück. Es entsteht eine sogenannte Einfederung.A negative bending line can result from a negative component curvature or a negatively curved component edge. After moving apart of the tool, the sheet springs back by the elastic amount of deformation. It creates a so-called deflection.

11 zeigt das Abkanten einer negativ gekrümmten Bauteilkante, wonach die Beschnittkante des ausgelegten Bords kürzer ist als die Abkantlinie. Beim Abkanten wird jedes Element des Bords in seinem Außenbereich um die in 11 gezeigte Längendifferenz gedehnt. Auch hier entstehen Zugspannungen, die zu einer elastischen Einfederung entsprechend den voranstehenden Ausführungen führen. Wie bereits ausgeführt, hat man sich bereits im Stand der Technik damit beschäftigt, Methoden zur Rückfederungskompensation zu realisieren. 11 shows the bending of a negative curved component edge, after which the trim edge of the laid-out board is shorter than the Abkantlinie. When folding, each element of the board in its exterior around the in 11 shown length difference stretched. Again, tensile stresses that result in an elastic deflection according to the preceding statements. As already stated, it has already been the case in the prior art to implement methods for springback compensation.

Das in den 12 und 13 gezeigte freie Abkanten kommt bei relativ geraden Abkantungen in Frage, bei denen die Dehnung bzw. Stauchung gering ist. Ebenso ist das freie Abkanten bei Teilen mit steifer Geometrie denkbar, wonach nämlich das Bauteil in sich so steif ist, dass die Spannungen im Bord kaum zu Deformationen führen. Beim freien Abkanten sind keine Vorhaltemaßnahmen erforderlich. Dies ist – soweit das freie Abkanten möglich – von besonderem Vorteil. Nachteilig ist, dass das freie Abkanten nur anwendbar ist, wenn Druck- oder Zugspannungen äußerst gering sind und/oder wenn das Bauteil eine hinreichende Steifigkeit hat.That in the 12 and 13 shown free edge comes in relatively straight bends in question in which the strain or compression is low. Likewise, the free folding in parts with stiff geometry is conceivable, namely, namely, the component is so stiff in itself that the stresses in the board hardly lead to deformation. When free bending no Vorhaltemaßnahmen are required. This is - as far as the free bending possible - of particular advantage. The disadvantage is that the free folding is only applicable if compressive or tensile stresses are extremely low and / or if the component has a sufficient rigidity.

Das Abkanten mit überbogener Form entsprechend den 14 und 15 ist eine weitere Maßnahme zur Kompensation und Vermeidung von Rückfederungen, wobei dabei die Teilform soweit überbogen und dabei vorgespannt wird, dass nach dem Auf- bzw. Einfedern ein maßhaltiges Teil erhalten wird. Zur präzisen Werkzeugauslegung muss das Maß der Auf- bzw. Einfederung – im Vorfeld – präzise ermittelt werden, beispielsweise durch aufwändige Berechnung oder Simulation. Dies gilt sowohl für die in den 14 und 15 gezeigte positive Teilform wie auch für negative Teilformen, die hier nicht näher beschrieben sind.Bending with arched shape according to the 14 and 15 is another measure to compensate for and avoid springback, in which case the part form as far as arc and biased it is that after the compression or compression a dimensionally stable part is obtained. For precise tool design, the degree of deflection or deflection must be determined precisely in advance, for example by complex calculation or simulation. This applies to both in the 14 and 15 shown positive partial form as well as negative partial forms, which are not described here.

Das Abkanten mit überbogener Form hat den Nachteil, dass die richtigen Vorhaltemaße aufwändig und schwierig zu ermitteln sind. Üblicherweise sind trotz wiederholter Simulation mehrere manuelle Korrekturschleifen am Werkzeug erforderlich.The bending over-arched shape has the disadvantage that the correct Vormaßemaße are complex and difficult to determine. Usually, despite repeated simulation, several manual correction loops are required on the tool.

Ein Abkanten mit Wellen aus dem Ziehen kommt dann zum Einsatz, wenn der Bord beim Abkanten gedehnt wird, nämlich bei negativer Krümmung der Bauteilfläche und/oder der Bauteilkante. Entsprechend der Darstellung in den 16 und 17 werden bei der Ziehoperation Wellen in den Bordbereich eingeformt. Dadurch kommt es zu einer Längung des Materials in diesem Bereich. Die so erzeugte zusätzliche Materiallänge steht beim Abkanten zur Verfügung. Durch diese Maßnahme lässt sich eine Dehnung vollständig kompensieren. Dies ist von Vorteil. Nachteilig ist jedoch, dass der Bord eine starke Markierung hält, wodurch der Bord wellig wird. Außerdem entsteht ein erheblicher Aufwand bei der Einarbeitung der Werkzeuge.A bending with waves from the pulling is used when the board is stretched during bending, namely at negative curvature of the component surface and / or the component edge. As shown in the 16 and 17 Waves are formed in the board area during the pulling operation. This leads to an elongation of the material in this area. The additional material length thus produced is available when folding. By this measure, an elongation can be completely compensated. This is an advantage. The disadvantage, however, is that the board holds a strong mark, causing the board is wavy. In addition, a considerable effort in the incorporation of the tools.

Das Abkanten mit einer Vorziehform kommt zur Anwendung bei Stauchung und Dehnung im Bord. Beim Vorziehen wird der Bord zu einem großen Teil auf einem Stempel fertig gezogen, anschließend beschnitten und danach abgekantet. Die Spannungen beim Abkanten lassen sich erheblich reduzieren. Dabei ist jedoch nachteilig, dass der Bord nach dem Abkanten regelmäßig eine umlaufende Einschnürung und somit Markierung im Bereich des Biegeradius aufweist. Die 18 und 19 zeigen diese Methode und die damit verbundene Problematik.The folding with a preform is used for compression and expansion in the board. When preferred, the board is drawn to a large extent on a stamp, then cropped and then folded. The stresses during bending can be reduced considerably. However, it is disadvantageous that the board after folding regularly has a circumferential constriction and thus marking in the region of the bending radius. The 18 and 19 show this method and the associated problems.

Die 20 und 21 betreffen das kontrollierte Formen mit Blechhalter, wonach der ausgelegte Bord in einer zusätzlichen Ziehoperation mit einem Blechhalter – kontrolliert – geformt wird. Bei dieser Umformung wird das Gefüge des Blechs regelmäßig durch Kaltverfestigung verändert, wodurch das Springmaß ganz erheblich reduziert wird. Diese Methode kommt hauptsächlich bei Stauchungen zum Einsatz. Nachteilig ist der werkzeugtechnische Aufwand, wodurch das Verfahren teuer ist. Außerdem neigt das Bordende etwas aufzufedern, woraus sich ein weiterer Nachteil dieser Methode ergibt.The 20 and 21 relate to controlled forming with blank holder, after which the designed board is controlled in an additional drawing operation with a blank holder - controlled -. In this transformation, the structure of the sheet is changed regularly by work hardening, whereby the show-jumping is considerably reduced. This method is mainly used for compression. A disadvantage is the tooling complexity, whereby the process is expensive. In addition, the onboard end tends to spring something, resulting in another disadvantage of this method.

Die 22, 23 und 24 beziehen sich auf das Abkanten mit unterbrochener Abkantlinie, wonach dem Bord beim Abkanten eine oder mehrere Sicken über die Bordhöhe eingeprägt wird/werden. Die Sicken „verbrauchen” überschüssiges Material und dienen zur Versteifung des Bords. Sie reduzieren jedoch das Springmaß. Diese Methode kommt üblicherweise bei Stauchungen im Bord zur Anwendung. Ein Nachteil dieser Methode ist darin zu sehen, dass in Folge des Sickenprägens nicht selten Oberflächenfehler auftreten, und zwar Oberflächenfehler auf bzw. in der Bauteiloberfläche. Daher ist diese Methode nur zur Anwendung bei Innenteilen im Karosseriebau geeignet.The 22 . 23 and 24 refer to the folding with an interrupted bending line, after which the board during folding one or more beads are imprinted on the board height / are. The beads "consume" excess material and serve to stiffen the board. However, they reduce the jumping size. This method is usually used for compressions in the board. A disadvantage of this method is the fact that not infrequently surface defects occur as a result of bead embossing, surface defects on or in the component surface. Therefore, this method is only suitable for use in interior parts in the body shop.

Im Lichte der voranstehenden Ausführungen liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die aus der Praxis bekannten Methoden zu verbessern. Insbesondere soll ein Verfahren zum Formen flächiger Werkstücke, insbesondere zum Formen und Abkanten von Blechteilen angegeben werden, wonach mit einfachen Mitteln ein Auf- bzw. Einfedern vermieden oder kompensiert wird. Eine entsprechende Vorrichtung soll angegeben werden.In light of the foregoing, the invention has for its object to improve the methods known from practice. In particular, a method for forming sheet-like workpieces, in particular for forming and folding of sheet metal parts is to be specified, according to which a simple or simple up or compression is avoided or compensated. A corresponding device should be specified.

In erfindungsgemäßer Weise geht es letztendlich um die Realisierung eines Abkantkonzeptes, wonach sich das Springmaß des Bauteils bzw. die elastische Rückfederung beim Abkanten gezielt einstellen lässt.In accordance with the invention, it is ultimately about the realization of a Abkantkonzeptes, according to which the jumping size of the component or the elastic recoil can be selectively adjusted when folding.

Erfindungsgemäß ist die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale der nebengeordneten Patentansprüche 1 und 7 gelöst.According to the invention the above object is achieved by the features of the independent claims 1 and 7.

Gemäß Patentanspruch 1 ist das erfindungsgemäße Verfahren durch Maßnahmen gekennzeichnet, wonach in Stauchbereichen des Werkstücks überschüssiges Material verbraucht und/oder in Dehnbereichen des Werkstücks das Material gelängt wird. Im Konkreten dient der „Verbrauch” des Materials in Stauchbereichen dazu, die dort üblicherweise entstehenden Druckspannungen zu eliminieren, zumindest aber zu reduzieren. In Dehnbereichen ist zusätzliches Material erforderlich, welches durch Längen des Blechs bereitgestellt wird, um nämlich Zugspannungen zu eliminieren, zumindest aber zu reduzieren.According to claim 1, the method according to the invention is characterized by measures, according to which consumes excess material in compression areas of the workpiece and / or the material is elongated in Dehnbereichen of the workpiece. Specifically, the "consumption" of the material in compression areas serves to eliminate, but at least to reduce, the compressive stresses that usually arise there. In Dehnbereichen additional material is required, which is provided by lengths of the sheet, namely to eliminate tensile stresses, but at least reduce.

Das erfindungsgemäße Verfahren löst die voranstehende Aufgabe durch die Merkmale des nebengeordneten Patentanspruchs 7. Danach ist eine Vorrichtung angegeben, die ein besonderes Abkantwerkzeug umfasst, welches vorzugsweise einstellbar ist. Durch das Werkzeug lassen sich Maßnahmen realisieren, wonach in Stauchbereichen überschüssiges Material des Werkstücks verbrauchbar und/oder in Dehnbereichen Material des Werkstücks längbar ist. Die Vorkehrung eines insoweit einstellbaren Werkzeugs ist von Vorteil.The inventive method solves the above problem by the features of the independent claim 7. Thereafter, a device is provided which comprises a special bending tool, which is preferably adjustable. Measures can be implemented by the tool, according to which excess material of the workpiece can be consumed in compression areas and / or material of the workpiece can be elongated in expansion areas. The provision of a so far adjustable tool is advantageous.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass in erfindungsgemäßer Weise eine Elimination, zumindest aber eine Kompensation von Einfederung bzw. Auffederung realisiert wird. Unterschiedliche Varianten lassen sich zu einer entsprechenden Kompensation kombinieren. Vor allem ist es möglich, Kompensationsmaßnahmen zu realisieren, ohne Stempel und Abkantlinie beim Abkanten zu unterbrechen.At this point it should be noted that in accordance with the invention an elimination, but at least a compensation of deflection or rebound is realized. Different variants can be combined to a corresponding compensation. Above all, it is possible to realize compensation measures without interrupting punch and Abkantlinie when folding.

In Bezug auf die erfindungsgemäße Lehre ist von Bedeutung, dass sie sich bei Außenteilen im Karosseriebau anwenden lässt, nämlich bei Formteilen, bei denen keinerlei Oberflächenprobleme durch Unterbrechungen der Abkantlinie tolerierbar sind. Darauf stellen das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung ganz besonders ab.With regard to the teaching according to the invention, it is important that it can be used for exterior parts in body construction, namely for molded parts where no surface problems due to interruptions of the bending line are tolerable. The method according to the invention and the device according to the invention are based thereon in particular.

In Bezug auf die erfindungsgemäße Lehre gibt es mehrere Lösungsansätze, die unter Bezugnahme auf die die Erfindung beschreibenden 25 bis 48 nachfolgend erläutert sind.With regard to the teaching according to the invention, there are several approaches that are described with reference to the invention 25 to 48 are explained below.

Während die 1 bis 24 die zugrundeliegende Problematik und aus der Praxis bekannte Lösungsansätze zeigen, beziehen sich die 25 bis 48 auf Ausführungen der erfindungsgemäßen Lehre, nämlich unter Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und unter Nutzung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Im Konkreten zeigen dieWhile the 1 to 24 the underlying problems and known from practice solutions show that refer 25 to 48 on embodiments of the teaching of the invention, namely using the method according to the invention and using the device according to the invention. In concrete, the show

1 bis 24 in schematischen Ansichten den aus der Praxis bekannten Stand der Technik, 1 to 24 in schematic views known from the prior art,

25 bis 31 eine erste Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens unter Nutzung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung am Beispiel eines Pkw-Dachs, 25 to 31 a first variant of a method according to the invention using a device according to the invention using the example of a car roof,

32 bis 39 eine weitere Variante eines erfindungsgemäßen Verfahrens unter Nutzung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung am Beispiel einer Pkw-Motorhaube, 32 to 39 a further variant of a method according to the invention using a device according to the invention using the example of a car bonnet,

40 bis 43 eine weitere alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Nutzung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 40 to 43 a further alternative embodiment of the invention Method using a device according to the invention,

44 bis 46 eine weitere alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Nutzung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, 44 to 46 a further alternative embodiment of the method according to the invention using a device according to the invention,

47 eine weitere alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Nutzung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung und 47 a further alternative embodiment of the method according to the invention using a device according to the invention and

48 eine weitere alternative Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Nutzung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. 48 a further alternative embodiment of the method according to the invention using a device according to the invention.

Im Rahmen eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens, unter Nutzung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, werden Stauchbereiche bei senkrechten oder annähernd senkrechten Abkantungen kompensiert. Der Verbrauch überschüssigen Materials erfolgt durch Anlegen von Raffsicken, wodurch eine Reduktion/Kompensation der Druckspannungen erreicht wird.As part of a first embodiment of a method according to the invention, using a device according to the invention, compression areas are compensated for vertical or approximately vertical bends. The consumption of excess material takes place by applying Raffsicken, whereby a reduction / compensation of the compressive stresses is achieved.

25 zeigt in Draufsicht und in Seitenansicht, schematisch, ein Pkw-Dach. 25 shows in plan view and in side view, schematically, a car roof.

Gemäß der Darstellung in 25 hat der seitlich abgekantete Bord nach dem Abkanten eine Fertigform erhalten und wird nicht weiter umgeformt. Das Bauteil verbleibt im Abkantwerkzeug. Die Abkantleiste steht zu diesem Zeitpunkt in ihrem unteren Totpunkt. Der Bord steht auf seiner gesamten Höhe unter Druckspannung.As shown in 25 has the laterally folded board after folding a finished shape and will not be reshaped. The component remains in the bending tool. The bending bar is at this time in its bottom dead center. The board is under compressive stress over its entire height.

Um die Stauchung zu reduzieren, werden im unteren Bereich des abgekanteten Bords Raffsicken eingeformt, wie dies die 26 bis 28 deutlich zeigen. Die Sicken verbrauchen das überschüssige Material. Durch das bereichsweise herausnehmen der Druckspannung lässt sich die Auffederung reduzieren. Die Abwicklung der Sicken verbraucht nicht nur das überschüssige Blech, setzt vielmehr bei genügender Anzahl von Sicken und hinreichender Formtiefe den Bord bereichsweise unter Zugspannung. Die so erzeugten Zugspannungen können die im oberen Bereich des Bords verbleibenden Druckspannungen kompensieren, wodurch sich ein weiterer positiver Effekt ergibt.To reduce the compression, in the lower part of the folded board Raffsicken be formed, as the 26 to 28 clearly show. The beads consume the excess material. By partially removing the compressive stress can reduce the springing. The development of the beads not only consumes the excess sheet, but places the board partially under tension with sufficient number of beads and sufficient depth of form. The tensile stresses generated in this way can compensate for the compressive stresses remaining in the upper area of the board, which results in a further positive effect.

Unter Bezugnahme auf die 29 bis 31 lässt sich die Werkzeugausführung mit durch die Abkantleiste laufenden Raffsicken-Stempeln erläutern. Bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel sind die Stempel durch Keiltrieb angetrieben.With reference to the 29 to 31 The tool design can be explained with the Raffsicken stamping running through the bending bar. In the embodiment chosen here, the punches are driven by wedge drive.

Die Formstempel für die Raffsicken laufen durch die Abkantleiste und formen die Sicken erst nachdem die Abkantleiste den Bord überfahren hat. Dadurch ist ein gleichmäßiges Eintauchen der Abkantleiste möglich, ohne die Abkantlinie zu unterbrechen. Die Raffsicken-Stempel sind durch einen Keiltrieb angetrieben.The shaping punches for the Raffsicken run through the bending strip and form the beads only after the folding edge has run over the board. As a result, a uniform immersion of the bending bar is possible without interrupting the Abkantlinie. The Raffsicken stamps are driven by a wedge drive.

In vorteilhafter Weise richtet sich die Anzahl wie auch die Formtiefe der Sicken nach der Bordlänge und der zu vermeidenden Auffederung. Die Formtiefe kann über einen Schiebermechanismus eingestellt werden. Auch ist es denkbar, dass einzelne Raffsicken-Stempel aktiviert bzw. stillgelegt werden, je nach Bedarf. Zur Minimierung des Einarbeitungsaufwands lassen sich die Raffsicken-Stempel – nach Bedarf – in ihrer Formtiefe variieren, aktivieren und/oder stilllegen.Advantageously, the number as well as the shape depth of the beads depends on the board length and the deflection to be avoided. The mold depth can be adjusted via a slider mechanism. It is also conceivable that individual Raffsicken-stamp activated or shut down, as needed. To minimize the training effort, the Raffsicken stamp can - vary as needed - in their depth of form, activate and / or shut down.

Die 32 bis 36 dienen zur Erörterung eines zweiten Lösungsansatzes für Dehnbereiche bei senkrechten oder annähernd senkrechten Abkantungen. Die erforderliche Längung des Materials erfolgt durch Prägefelder. Dadurch lässt sich eine Reduktion bzw. Kompensation von Zugspannungen realisieren. Eine Unterbrechung der Abkantlinie ist entsprechend den 32 bis 36 vermieden.The 32 to 36 serve to discuss a second approach for Dehnbereiche for vertical or approximately vertical bends. The required elongation of the material is done by embossing fields. As a result, a reduction or compensation of tensile stresses can be realized. An interruption of the bending line is according to the 32 to 36 avoided.

32 zeigt die hier zugrundeliegende Problematik am Beispiel einer Motorhaube. Der abgekantete Bord an der Hinterseite der Motorhaube (Schnitt P-P) stellt lediglich eine Vorform dar und wird erst beim Bördeln oder Rollfalzen gegen das Innenblech fertig geformt. Insoweit sei auf die eingangs erörterten 2 und 3 verwiesen. Dennoch wird nach dem Abkanten ein Bauteil in Toleranz gefordert. 32 shows the underlying problem on the example of a hood. The folded board at the rear of the bonnet (section PP) is only a preform and is formed only when crimping or Rollfalzen against the inner panel finished. In that regard, it should be noted at the beginning 2 and 3 directed. Nevertheless, a component in tolerance is required after folding.

Beim Abkanten wird der Bord gedehnt, und zwar mit negativ gekrümmter Abkantlinie. Daher steht der Bord über seine gesamte Höhe unter Zugspannung. Die daraus entstehende Einfederung führt zu einer übermäßigen Überwölbung, wodurch das Bauteil außer Toleranz ist.When folding the board is stretched, with a negative curved bending line. Therefore, the board is under tension over its entire height. The resulting deflection leads to excessive over-buckling, which makes the component out of tolerance.

Durch das bereichsweise Einbringen von Prägefeldern wird das Blech – in erfindungsgemäßer Weise – in Dickenrichtung örtlich unter Druck gesetzt. Material wird seitlich verdrängt, was zu einer Längung des Bords führt. Dies wirkt der Überwölbung entgegen.Due to the introduction of embossed fields, the sheet is - in the inventive manner - placed locally in the thickness direction under pressure. Material is displaced sideways, which leads to an elongation of the board. This counteracts the over-arching.

Die Prägefelder längen nicht nur das Blech, setzen vielmehr das Blech bei genügender Anzahl von Prägefeldern und hinreichender Formtiefe unter Druckspannungen. Diese Druckspannungen sind geeignet, die im oberen Bereich des Bords verbleibenden Zugspannungen zu kompensieren. Die notwendige Anzahl der Prägungen und die Prägetiefe resultieren aus der Bordlänge und der zu kompensierenden Auffederung.The embossing fields not only lengthen the sheet, but rather set the sheet under compressive stresses with a sufficient number of embossing fields and sufficient depth of form. These compressive stresses are suitable for compensating for the tensile stresses remaining in the upper region of the board. The necessary number of embossments and the embossing depth result from the board length and the springback to be compensated.

Die 37 bis 39 zeigen eine Werkzeugausführung mit durch Abkantleiste laufenden Prägestempeln. Der Antrieb erfolgt durch Keiltrieb.The 37 to 39 show a tool with running by bending bar embossing dies. The drive is effected by wedge drive.

Die Abkantleiste steht im unteren Totpunkt. Die Formstempel für die Prägefelder laufen durch die Abkantleiste und formen die Prägefelder erst dann, wenn die Abkantleiste den Bord überfahren hat. Dadurch ist ein gleichmäßiges Eintauchen der Abkantleiste möglich, ohne die Abkantlinie zu unterbrechen. Auch hier ist der Keilantrieb ein bevorzugter Antrieb. Die Formtiefe kann über einen Schiebermechanismus eingestellt werden. Zur Minimierung des Einarbeitungsaufwands können die Prägestempel nach Bedarf in ihrer Form variiert oder – wahlweise – aktiviert bzw. stillgelegt werden.The bending bar is at bottom dead center. The stamping dies for the embossing fields run through the bending strip and form the embossing fields only when the folding edge has crossed the board. As a result, a uniform immersion of the bending bar is possible without interrupting the Abkantlinie. Again, the wedge drive is a preferred drive. The mold depth can be adjusted via a slider mechanism. To minimize the training effort, the dies can be varied in shape as required or - optionally - activated or shut down.

Die 40 bis 43 zeigen eine weitere – alternative – Werkzeugausführung mit Prägefeldern, die auf abstimmbaren Einsätzen im Aufsatz sitzen.The 40 to 43 show another - alternative - tool design with embossed fields that sit on tunable inserts in the essay.

Im Unterschied zu der zuvor erörterten Variante kommen hier keine Prägestempel in der Abkantleiste zum Einsatz. Stattdessen sitzen Einsätze im Aufsatz und formen die Prägefelder. Beim Durchstreifen der Abkantleiste wird durch die hier verwendeten – vorstehenden – Einsätze das Blech zumindest geringfügig ausgedünnt. Die dadurch erreichte Auswirkung ist der Darstellung in 35 zu entnehmen.In contrast to the previously discussed variant, no stamping dies are used here in the bending strip. Instead, inserts sit in the attachment and form the embossed fields. When roaming the bending strip is thinned by at least slightly thinned by - used here - inserts. The effect achieved is the presentation in 35 refer to.

Über die Bordlänge ist eine vorgegebene Anzahl von Einsätzen vorgesehen, die mittels der Dicke von Abstimmplatten in ihrer Prägetiefe auf die Größe und Einfederung anpassbar sind. Auch hier lässt sich eine ganz erhebliche Reduzierung des Einarbeitungsaufwands erreichen.About the board length a predetermined number of inserts is provided, which are adaptable by means of the thickness of tuning plates in their embossing depth on the size and deflection. Here, too, can be achieved a very significant reduction of the training effort.

Im Rahmen einer weiteren Variante sind im Gegensatz zu dem voranstehend erörterten Ausführungsbeispiel im Aufsatz fest eingebaute Prägefelder vorgesehen. Eine Abstimmbarkeit ist dabei nicht gegeben.In the context of a further variant, in contrast to the embodiment discussed above, fixed embossed fields are provided in the attachment. A tunability is not given.

Die 44 bis 48 zeigen einen weiteren Lösungsansatz der erfindungsgemäßen Lehre, der sich für Dehnbereiche bei hinterschnittigen Formungen mit Schieberwerkzeugen eignet. Die Dehnungen und dadurch Längung des Materials erfolgt durch Prägefelder. Es lassen sich Zugspannungen reduzieren bzw. kompensieren.The 44 to 48 show a further approach to the teaching of the invention, which is suitable for Dehnbereiche in undercut shapes with pusher tools. The stretching and thus elongation of the material is done by embossing fields. It is possible to reduce or compensate for tensile stresses.

44 zeigt in grundsätzlicher Darstellung eine Motorhaube. Das seitlich abgekantete und mit Schiebern nachgeformte Anschlussflansch dient zur Befestigung mit dem Innenblech der Motorhaube. Schnitt V-V ist in 45 gezeigt. 44 shows a basic illustration of a hood. The laterally folded and reshaped with sliders connection flange is used for attachment to the inner panel of the hood. Cut VV is in 45 shown.

Um die Dehnung zu reduzieren, werden beim Fertigformen des Flansches Prägefelder eingebracht, wie 46 deutlich zeigt. Zuspannungen werden in Druckspannungen umgewandelt. Das Einbringen der Prägefelder im Werkzeug ist bereits beiden voranstehenden Varianten beschrieben worden.In order to reduce the elongation, embossing fields are introduced during the finish-forming of the flange, such as 46 clearly shows. Tensions are converted into compressive stresses. The introduction of the embossed fields in the tool has already been described two preceding variants.

Die 47 und 48 zeigen weiter vorteilhafte Ausgestaltungen, wobei in 47 der grundsätzliche Schieberaufbau gezeigt ist. Ein abstimmbarer Prägeeinsatz sitzt auf dem Schieber. 47 ist selbstredend, so dass sich weitere Ausführungen dazu erübrigen.The 47 and 48 show further advantageous embodiments, wherein in 47 the basic slide structure is shown. A tunable embossing insert sits on the slider. 47 is self-evident, so that further explanations are unnecessary.

48 zeigt ebenfalls einen schematischen Schieberaufbau, wobei dort der Prägeeinsatz auf dem Füllschieber sitzt. 48 also shows a schematic slide structure, where the embossing insert sits on the filling slide there.

Zu den in den 47 und 48 gezeigten Ausführungsformen sei angemerkt, dass es möglich ist, im Rahmen weiterer Varianten Prägeeinsätze unmittelbar in die Schieber bzw. Füllschieber einzubringen, jedoch ohne die Möglichkeit einer Abstimmung, nämlich in Ermangelung von Einsätzen und Abstimmplatten. Es handelt sich dabei um eine jeweils vereinfachte Ausführungsform.To the in the 47 and 48 embodiments shown should be noted that it is possible to introduce embossing inserts directly in the slide or Füllschieber within the scope of other variants, but without the possibility of a vote, namely in the absence of inserts and tuning plates. It is a simplified embodiment.

Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen sowohl des erfindungsgemäßen Verfahrens als auch der erfindungsgemäßen Vorrichtung sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die beigefügten Patentansprüche verwiesen.With regard to further advantageous embodiments of both the method according to the invention and the device according to the invention, reference is made to the general part of the description and to the appended claims in order to avoid repetition.

Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die voranstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lehre lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.Finally, it should be expressly understood that the above-described embodiments of the teaching of the invention are only for the purpose of discussion of the claimed teaching, but do not limit these to the embodiments.

Claims

A method of forming sheet-like workpieces, in particular for forming and folding of sheet metal parts, preferably of outer parts in the bodywork, wherein the workpiece when folding compressive stresses and / or tensile stresses are mediated, characterized by measures, which consumes in compression areas excess material of the workpiece and / or in Dehnbereichen Material of the workpiece is lengthened.

A method according to claim 1, characterized in that the consumption of the excess material takes place by generating Raffsicken.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the elongation of the material is effected by the production of embossments or embossing fields.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Raffsicken or embossing or embossing fields are formed only after a folding strip or the like. Has run over the workpiece or the board.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the Raffsicken or embossing or embossing fields by projecting Tool inserts are formed when roughening a bending strip.

Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the number and shape depth or embossing depth of the beads or embossing or embossing fields are set depending on board length and springing.

Apparatus for forming flat workpieces, in particular for molding and folding of sheet metal parts, preferably of outer parts in the bodywork, wherein the workpiece when folding compressive stresses and / or tensile stresses are mediated, in particular using a method according to one of claims 1 to 6, characterized by a preferably adjustable tool, whereby measures can be implemented, according to which excess material of the workpiece can be consumed in compression areas and / or material of the workpiece can be elongated in expansion areas.

Apparatus according to claim 7, characterized in that the tool comprises by a bending bar running Raffsicken punch and / or dies.

Apparatus according to claim 7, characterized in that tools or tool parts for producing the beads and / or embossing / embossing fields are provided directly on a tool attachment, slide, Füllschieber, etc. or on preferably tunable inserts in the essay, slide, Füllschieber, etc.

Device according to one of claims 7 to 9, characterized in that the Raffsicken punch and / or dies are activatable, deactivatable and / or adjustable via a slide mechanism.

Device according to one of claims 7 to 10, characterized in that the tool for generating the Raffsicken and / or embossments can be driven by a wedge drive.