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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum elektromagnetischen Umformen eines Blechmaterials.
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In bekannter Weise wird beim elektromagnetischen Umformen ein Blechmaterial durch die Krafteinwirkung eines von einer Spule erzeugten Magnetfelds umgeformt. Gegebenenfalls können auch mehrere Spulen zur Erzeugung mehrerer Magnetfelder vorgesehen sein.
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Vorrichtungen und Verfahren zum elektromagnetischen Umformen eines Blechmaterials sind z. B. in der
DE 10 2007 053 361 A1 beschrieben, wobei in dieser Patentschrift insbesondere auch auf das Problem der Faltenbildung beim elektromagnetischen Umformen eingegangen wird. Um eine solche Faltenbildung zu vermeiden wird vorgeschlagen, dass das die Umformung herbeiführende Magnetfeld ausschließlich in der Hauptumformzone aufgebracht wird. In der Praxis führt dies aber nicht zuverlässig zu guten Ergebnissen.
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Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum elektromagnetischen Umformen eines Blechmaterials anzugeben, mit der zuverlässig gute Ergebnisse erzielt werden können.
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Diese Aufgabe wird gelöst von einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, wobei sich die Merkmale einzelner Ausgestaltungen und Weiterbildungen im Rahmen der Erfindung kombinieren lassen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist wenigstens einen Aktuator und wenigstens eine Matrize auf, zwischen denen das umzuformende Blechmaterial positionierbar ist bzw. positioniert werden kann. Es ist vorgesehen, dass der Aktuator, oder zumindest ein Teil des Aktuators, als nachrückender Niederhalter (Stößel) ausgebildet ist, der beim Umformen durch ein Nachrücken im Umformbereich ein Rückfedem des Blechmaterials und/oder eine Faltenbildung im Blechmaterial unterbinden oder zumindest erschweren soll.
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Unter einem Aktuator wird eine Bau- oder Konstruktionseinheit verstanden, die wenigstens eine Spule zur Erzeugung eines Magnetfelds aufweist. Unter einem Umformbereich wird der durch die Matrize und insbesondere durch deren Formgebungsabschnitt vorgegebene Bereich verstanden, in dem es zu einer sichtbaren Umformung des Blechmaterials kommt bzw. kommen soll. Unter einem Niederhalter wird im Sinne der Erfindung eine Bau- oder Konstruktionseinheit (gegebenenfalls auch nur ein Bau- oder Konstruktionselement) verstanden, die im Umformbereich sowohl bereichsweise oder vollflächig, als auch direkt oder indirekt gegen das Blechmaterial drückt bzw. drücken kann. Ein solcher Niederhalter kann annähernd als stößelartige Bau- oder Konstruktionseinheit aufgefasst werden. Bei einem solchen Niederhalter handelt es sich nicht um einen Niederhalter im konventionellen Sinne, der außerhalb des Umformbereichs positioniert ist und der hierin als Blechhalter bezeichnet wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann jedoch auch einen solchen Blechhalter umfassen.
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Die Erfindung beruht zum Teil auf der Feststellung, dass es beim elektromagnetischen Umformen aufgrund der zum Umformen erforderlichen hohen kinetischen Energien zu Rückfederungseffekten bzw. Rückpralleffekten des beschleunigten Blechmaterials an der Matrize kommt, was Unruhen im Blechmaterial und gegebenenfalls auch Faltenbildungen hervorruft. Um ein solches Rückfedem des Blechmaterials zu verhindern ist vorgesehen, dass der Aktuator, oder ein Teil des Aktuators, beim Umformen zumindest in einem kritischen Bereich nachgeführt wird und gegen das Blechmaterial drückt, um so das Rückfedern zumindest zu erschweren. Im Umformbereich bleibt das Blechmaterial damit frei von Unruhen und Falten, wobei sich ein positiver Effekt auch außerhalb des eigentlichen Umformbereichs bemerkbar macht. So konnte z. B. festgestellt werden, dass so genannte Einfallstellen im Blechmaterial außerhalb des eigentlichen Umformbereichs nicht mehr auftreten. Damit eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung hervorragend zur Herstellung von Fahrzeug-Außenhautteilen. Ferner kann auch die Maßhaltigkeit innerhalb des Umformbereichs verbessert werden, da der Niederhalter, je nach Ausgestaltung, durch Aufbringen von mechanischen Kräften auf das Blechmaterial die elektromagnetische Umformung unterstützen oder ergänzen kann, was zu besseren Ergebnissen führt. Hierdurch können z. B. auch verringerte magnetische Druckkräfte, bspw. aufgrund eines erhöhten Abstands zwischen Spule und Blechmaterial, kompensiert werden.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der Aktuator, gegebenenfalls auch nur ein Teil des Aktuators, beweglich an einem Rahmen gehaltert und in Richtung auf das Blechmaterial kraftbeaufschlagt ist, so dass dieser im Umformbereich gegen das Blechmaterial drückt und beim Umformen der Umformung bzw. der Umformbewegung des Blechmaterials nachgeführt wird. Ein Rahmen kann ein Werkzeugteil, wie z. B. ein Oberwerkzeug oder eine Unterwerkzeug eines konventionellen Tiefziehwerkzeugs, sein. Für den beweglichen Aktuator können Führungselemente und/oder Anschlagmittel vorgesehen sein.
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Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass der bewegliche Aktuator starr ausgebildet ist und an seiner dem Blechmaterial zugewandten Stirnseite, die direkt oder indirekt mit dem Blechmaterial in Berührung kommt, mit einer zum Formgebungsabschnitt der Matrize korrespondierenden Kontur ausgebildet ist, um in den Formgebungsabschnitt eintauchen zu können. Im Endzustand der Umformung befindet sich der bewegliche Aktuator in einer Endposition, wobei das Blechmaterial quasi zwischen der Stirnseite des beweglichen Aktuators und dem Formgebungsabschnitt der Matrize eingeklemmt ist.
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Zur Kraftbeaufschlagung des beweglichen Aktuators, oder eines Teils des Aktuators, ist bevorzugt wenigstens ein Federelement und/oder Stellelement vorgesehen, dass insbesondere rückseitig, d. h. auf der von der Stirnseite abgewandten Seite, des beweglichen Aktuators angeordnet ist. Bevorzugt ist ein solches Federelement und/oder Stellelement zwischen der Rückseite des Aktuators und dem Rahmen angeordnet. Ein Federelement beaufschlagt den Aktuator autark durch inhärente elastische Federkräfte mit einer Druckkraft. Ein Federelement kann z. B. eine mechanische Feder (z. B. Tellerfeder, Spiralfeder, etc.) oder eine pneumatische Feder (z. B. ein unter Druck stehender Pneumatikzylinder) sein. Ein Federelement ist insbesondere eine Elastomerfeder (z. B. Urethan-Feder). Ein Stellelement beaufschlagt den Aktuator aktiv mit einer Druckkraft. Ein Stellelement kann z. B. ein Hydraulikzylinder sein, der aktiv mittels eines Hydraulikaggregats oder dergleichen betrieben wird. Mit einem Stellelement kann ein aktives Nachführen bzw. Nachschieben des Aktuators und/oder Nachformen des Blechmaterials im Umformbereich bewerkstelligt werden. Bevorzugt sind, gegebenenfalls auch in Kombination, mehrere Feder- und/oder Stellelemente vorgesehen.
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Eine ebenfalls bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der Aktuator an seiner dem Blechmaterial zugewandeten Stirnseite mit wenigstens einem kraftbeaufschlagten Druckelement, wie bspw. eine Druckplatte, ausgebildet ist, das im Umformbereich gegen das Blechmaterial drückt und beim Umformen der Umformung bzw. der Umformbewegung des Blechmaterials nachgeführt wird. Bevorzugt ist der Aktuator ortsfest an einem Rahmen oder dergleichen gehaltert. Auch hier kann die Kraftbeaufschlagung des Druckelements durch wenigstens ein Federelement und/oder Stellelement erfolgen, wie obenstehend erläutert. Ferner ist bevorzugt vorgesehen, dass das Druckelement starr ausgebildet ist und an seiner dem Blechmaterial zugewandten Stirnseite mit einer zum Formgebungsabschnitt der Matrize korrespondierenden Kontur ausgebildet ist, wozu auf die obenstehenden Erläuterungen verwiesen wird.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass wenigstens eine mit dem Blechmaterial in Berührung kommende Kontaktfläche des Aktuators mit einem Schutzmaterial und insbesondere mit einer bspw. elastischen Schutzbeschichtung versehen ist. Hierdurch kann ein Beschädigen des Blechmaterials im Umformbereich, wie z. B. ein Verkratzen der Oberfläche, verhindert werden. Ferner kann über eine elastische Schutzbeschichtung auch eine flexible Formanpassung im Umformbereich bewerkstelligt werden.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass der Aktuator mit einem auswechselbaren Treibblech versehen ist. Damit könnten auch schlecht leitende Blechmaterialien oder nicht leitende blechähnliche Materialien (aus einem nicht metallischen Werkstoff) mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung umgeformt werden. Das elektromagnetische Umformen mit einem Treibblech ist z. B. in der
DE 10 2005 013 539 A1 und der
DE 10 2005 013 540 A1 erläutert. Ferner ist auch eine Zwischenlage denkbar, die zwischen der Stirnseite des Aktuators und dem umzuformenden Blechmaterial positioniert ist, so dass der Aktuator oder das betreffende Aktuatorteil nicht direkt, sondem indirekt auf das Blechmaterial drückt. Eine solche Zwischenlage kann z. B. aus einem flexiblen und/oder elastischen Material bestehen.
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Eine weiterhin bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass der Aktuator fest in einem Rahmen (wie bspw. einem Werkzeugteil gemäß obenstehenden Erläuterungen) gehaltert ist und dass an seiner Stirnseite wenigstens eine flächige Elastomerfeder angeordnet ist, die im Umformbereich gegen das Blechmaterial drückt und die beim Umformen durch elastisches Entspannen der Umformung bzw. der Umformbewegung des Blechmaterials nachfolgt. Zu Beginn der Umformung ist die aus einem elastischen Material bestehende Elastomerfeder gespannt und dehnt sich dann der Umformung des Blechmaterials folgend aus, wobei gleichzeitig eine Druckkraft auf das Blechmaterial ausgeübt wird, um hierdurch ein Rückfedem des Blechmaterials und/oder eine Faltenbildung im Blechmaterial zu unterbinden oder zumindest zu erschweren. Aufgrund der elastischen Eigenschaften der Elastomerfeder ist keine oder nur eine geringe Formanpassung an den Formgebungsabschnitt der Matrize erforderlich, gleichwohl jedoch möglich.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Matrize als kombinierte Umform-Schneid-Matrize ausgebildet ist, die neben einem Umformen des Blechmaterials auch ein Schneiden des Blechmaterials ermöglicht, wozu an der Matrize wenigstens eine Schneidkante oder dergleichen vorhanden ist. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass es sich bei der Matrize um eine Prägematrize oder um eine kombinierte Präge-Schneid-Matrize handelt.
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Die Lösung der Aufgabe erstreckt sich auch auf ein Umformwerkzeug zur Blechbearbeitung, das wenigstens eine erfindungsgemäße Vorrichtung aufweist. Hierunter ist zu verstehen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung in ein konventionelles Umformwerkzeug integriert ist und dort z. B. zum Nachformen oder zum ergänzenden Umformen von Teilbereichen, sowie gegebenenfalls auch zum Schneiden, dient. Ein solches ergänzendes Umformen kann z. B. ein Prägen des Blechmaterials sein. Unter einem Prägen wird ein Umformen des Blechmaterials mit geringen Umformgraden und hoher Detailgenauigkeit verstanden (bspw. Einbringen von Logos und Schriftzeichen in das Blechmaterial).
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen Figuren beispielhaft näher erläutert.
- 1 zeigt in zwei Schnittansichten das elektromagnetische Umformen eines Blechmaterials gemäß dem Stand der Technik mit auftretender Faltenbildung.
- 2 zeigt in zwei Schnittansichten ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 3 zeigt in zwei Schnittansichten ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 4 zeigt in zwei Schnittansichten ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
- 5 zeigt in zwei Schnittansichten ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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1 zeigt eine insgesamt mit 100 bezeichnete Vorrichtung zum elektromagnetischen Umformen eines Blechmaterials M. Die Vorrichtung 100 umfasst einen als Matrize ausgebildeten unteren Rahmen (Unterwerkzeug) 10, der einen Formgebungsabschnitt (Kavität) 11 aufweist. Durch den Formgebungsabschnitt 11 ist ein Umformbereich für das Blechmaterial M definiert. Die Vorrichtung 100 umfasst ferner einen oberen Rahmen (Oberwerkzeug) 20, in dem in Überdeckung mit dem Formgebungsabschnitt 11 ein Aktuator 30 mit einer Spule 31 angeordnet ist. Die Spule 31 ist beispielhaft als Flachspule ausgeführt. Zwischen dem unteren Rahmen 10 und dem oberen Rahmen 20 ist ein umzuformendes ebenes Blechmaterial M eingeklemmt. Bei dem Blechmaterial M muss es sich nicht zwangsläufig um ein ebenes Blechmaterial handeln. Bspw. kann es sich bei dem Blechmaterial M auch um ein Formteil handeln, das mit der Vorrichtung 100 weiter verformt werden soll. Die Klemm- bzw. Schließkräfte für die Vorrichtung 100 sind durch die mit F bezeichneten Pfeile angedeutet.
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Bei elektrischer Aktivierung der Spule 31, was z. B. durch Kondensatorentladung erfolgen kann, wird im Blechmaterial M ein Strom induziert, auf den das Magnetfeld der Spule 31 eine abstoßende Druckkraft ausübt. Die hierbei freiwerdende kinetische Energie treibt das Blechmaterial M in den Formgebungsabschnitt 11 hinein, wodurch das Blechmaterial M umgeformt wird. Den Anfangszustand zeigt 1a. Den Endzustand zeigt 1b. Zwischen dem Aktuator 30 bzw. der Spule 31 und dem Blechmaterial M kann ein so genanntes Treibblech angeordnet sein, wodurch sich auch elektrisch schlecht leitende und elektrisch nicht leitende Materialien umformen lassen.
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Um eine Umformung des Blechmaterials M zu erzielen, muss das Blechmaterial M aus dem Ruhezustand heraus (vgl. 1a) ausreichend stark beschleunigt werden. Die hierbei auftretenden hohen kinetischen Energien, die einerseits zur Umformung des Blechmaterials M benötigt werden, führen andererseits zu Rückfederungseffekten bzw. Rückpralleffekten an der Kontur des Formgebungsabschnitts 11, was im Umformbereich Unruhen im Blechmaterial und gegebenenfalls auch Falten W hervorruft, wie in 1b gezeigt. Diese unkoordiniert auftretenden Effekte können auch Fehler in benachbarten Materialbereichen hervorrufen. So kann es z. B. aufgrund der Materialverwerfungen im Umformbereich zu zusätzlichen Spannungen im Blechmaterial M kommen, die dann z. B. so genannten Einfallstellen außerhalb des eigentlichen Umformbereichs zur Folge haben können.
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2 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100a. Der im Wesentlichen starr ausgebildete Aktuator 30 ist hier beweglich in einer Ausnehmung 21 im oberen Rahmen 20 gelagert, wobei sich die durch Führung vorgegebene Bewegungsrichtung B (vgl. 2b) in etwa quer bzw. senkrecht zur Ebene des umzuformenden Blechmaterials M erstreckt. Die Führung des beweglichen Aktuators 30 wird in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch seitliche Führungsflächen 22 bewerkstelligt. Selbstverständlich sind auch andere Führungskonzepte möglich.
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Rückseitig des Aktuators 30 sind mehrere Federelemente 40 angeordnet, die sich gegen den oberen Rahmen 20 abstützen und die jeweils den Aktuator 30 in Richtung auf das Blechmaterial M definiert mit Kraft beaufschlagen. Die Federelemente 40 sind in separaten taschenartigen Vertiefungen 23 platziert. Bei den Federelementen 40 handelt es sich um Spiralfedern. Ebenso können Tellerfedern, Elastomerfedem, pneumatische Federn, hydraulische Federn oder dergleichen mehr vorgesehen sein. Auch sind Kombinationen verschiedener Federtypen möglich. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Federelemente 40 vorgesehen. Ebenso können auch mehr oder weniger Federelemente vorgesehen sein. Wenigstens ist ein Federelement vorgesehen.
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2a zeigt die Vorrichtung 100a im Anfangszustand vor dem Umformvorgang mit gespannten bzw. vorgespannten Federelementen 40, wobei sich der bewegliche Aktuator 30 in einer Ausgangsposition befindet. Der bewegliche Aktuator 30 kann z. B. beim Schließen der Vorrichtung 100a (Zusammenführen von unteren Rahmen 10 und oberen Rahmen 20) in die gezeigte Ausgangsposition verbracht werden, was mit einem gleichzeitigen Spannen der Federelemente 40 einhergeht. Ebenso können hydraulische, pneumatische und/oder elektromechanische Mittel vorgesehen sein, um den Aktuator 30 in die Ausgangsposition zu bringen. Die Bereiche 24 zwischen den Vertiefungen 23 dienen als Anschläge für den beweglichen Aktuator 30, um z. B. etwaige Anschlagkräfte des Aktuators 30 am Rahmen 20 abfangen zu können und/oder um eine Ausgangsposition für den Aktuator 30 zu definieren.
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In der Ausgangsposition drückt der bewegliche Aktuator 30 im Umformbereich mit seiner Stirnseite gegen das Blechmaterial M. Bei Aktivierung der Spule 31 wird das Blechmaterial M in den Formgebungsabschnitt 11 hineingetrieben, wie obenstehend erläutert. Im Wesentlichen Gleichzeitig, oder gegebenenfalls auch aufgrund von Trägheitseffekten zeitversetzt, wird der bewegliche Aktuator 30 der Umformung bzw. der Umformbewegung des Blechmaterials M in den Formgebungsabschnitt 11 hinein nachgeführt. Die Nachführbewegung ist in 2b durch die Pfeile B verdeutlicht. Um ein vollständiges Nachführen bzw. Nachrücken des Aktuators 30 zu ermöglichen, ist dieser stirnseitig mit einer zum Formgebungsabschnitt 11 korrespondierenden Kontur ausgebildet Durch dieses Nachrücken mit einhergehender Kraftbeaufschlagung wird das Blechmaterial M beruhigt und der Aktuator 30 verhindert ein Rückfedem bzw. Rückprallen des Blechmaterials M, so dass keine Unruhen und/oder Falten gebildet werden können.
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Im Endzustand der Umformung ist das Blechmaterial M zwischen der Stirnseite des beweglichen Aktuators 30 und dem Formgebungsabschnitt 11 eingeklemmt, wie in 2b gezeigt, wobei sich der bewegliche Aktuator 30 in seiner Endposition befindet. Idealerweise sind die Federelemente 40 hierbei nicht voll entspannt, sondern üben noch eine Druckkraft auf den beweglichen Aktuator 30 aus. Die Bewegung B des beweglichen Aktuators 30 wird durch das indirekte Anschlagen im Formgebungsabschnitt 11 beendet. Ebenso können auch gesonderte Anschlagmittel vorgesehen sein.
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Anstelle der in 2 gezeigten Federelemente 40 kann auch ein einzelnes oder mehrere aktiv steuerbare Stellmittel vorgesehen sein, um beim Umformen des Blechmaterials M den Aktuator 30 der Umformung des Blechmaterials M nachführen zu können. Hierbei kann es sich z. B. um Hydraulikzylinder oder Pneumatikzylinder handeln, die gezielt mit einem Steuermedium beaufschlagt werden. Solche Stellmittel können auch ergänzend zu Federelementen vorgesehen sein. Je nach erzeugbarer Kraft kann hiermit auch ein mechanisches Umformen des Blechmaterials bewerkstelligt werden, um das elektromechanische Umformen zu unterstützen oder zu ergänzen, und um z. B. höhere Umformgrade und/oder Detailausformungen realisieren zu können.
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Die Stromversorgung für die Spule 31 ist im Einzelnen nicht dargestellt. Bspw. kann die Stromversorgung über Kontaktelemente realisiert werden, die lediglich dann eine elektrische Verbindung herstellen, wenn sich der bewegliche Aktuator 30 in der Ausgangsposition (
2a) befindet. Die Spule 31 wird dann lediglich in dieser Ausgangsposition bestromt, um die Umformung des Blechmaterials M zu initiieren. Ebenso kann vorgesehen sein, dass die Stromversorgung durch eine flexible Kabelverbindung oder durch eine Schienen-Schleifer-Anordnung bewerkstelligt wird. In diesem Fall wäre eine mehrfache Bestromung der Spule 31 möglich, wodurch das umzuformende Blechmaterial M quasi vor dem sich bewegenden Aktuator 30 hergetrieben werden kann. Im Übrigen ist es möglich, das Blechmaterial M in den Strompfad einzubinden (wie z. B. in der
DE 2 231 717 A erläutert) .
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3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100b, bei dem abweichend zum ersten Ausführungsbeispiel der 2 die Kraftbeaufschlagung des beweglichen Aktuators 30 durch eine Elastomerfeder 50 erfolgt. Die Elastomerfeder 50 ist rückseitig des Aktuators 30 direkt innerhalb der Ausnehmung 21 im oberen Rahmen 20 positioniert. Ebenso könnte die Elastomerfeder 50 auch in einer Vertiefung, wie im ersten Ausführungsbeispiel (vgl. 2), angeordnet sein. Vor dem Umformvorgang ist die Elastomerfeder 50 gespannt, wie in 3a gezeigt und kann sich dann während der Umformung des Blechmaterials M entspannen, indem diese den beweglichen Aktuator 30 der Umformung des Blechmaterials M in den Formgebungsabschnitt 11 hinein nachschiebt bzw. nachführt. Den Endzustand zeigt 3b. Anstelle einer einzigen Elastomerfeder können auch mehrere Elastomerfedern vorgesehen sein.
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4 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100c. Abweichend zum ersten und zweiten Ausführungsbeispiel (vgl. 2 und 3) ist der Aktuator 30 ortsfest im oberen Rahmen 20 angeordnet und weist stirnseitig eine bewegliche Druckplatte 60 auf. Die Druckplatte 60 ist mittels Federelemente 41 kraftbeaufschlagt und kann somit beim Umformen der Umformung des Blechmaterials M in den Formgebungsabschnitt 11 hinein nachgeführt werden. 4a zeigt die Druckplatte 60 in der Ausgangsposition vor dem Umformvorgang. Den Endzustand der Blechumformung zeigt 4b, wobei sich die Druckplatte 60 in der Endposition befindet. Bevorzugt ist die Druckplatte 60 aus einem starren Material gebildet. Anstelle der gezeigten Spiralfedern 41 können auch andere Federelemente wie z. B. Tellerfedern, Elastomerfedern oder dergleichen vorgesehen sein. Ebenso sind Stellmittel möglich, wie bereits oben erläutert. Wenigstens ist ein Feder- oder Stellelement vorgesehen.
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5 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 00d. Wie auch beim dritten Ausführungsbeispiel (vgl. 4) ist der Aktuator ortsfest im oberen Rahmen 20 angeordnet. Anstelle einer stirnseitigen Druckplatte ist hingegen eine flächige Elastomerfeder 70 vorgesehen, die beim Umformen durch elastisches Entspannen der Umformung des Blechmaterials M in den Formgebungsabschnitt 11 hinein nachfolgt. 5a zeigt die Elastomerfeder 70 im Ausgangszustand vor dem Umformvorgang. Den Endzustand zeigt 5b. Idealerweise übt die Elastomerfeder auch im Endzustand noch eine flächige Druckkraft (Flächenpressung) auf das umgeformte Blechmaterial M aus. Anstelle einer einzelnen Elastomerfeder 70 können auch mehrere Elastomerfedern vorgesehen sein, die dann idealerweise nur in kritischen Bereichen angeordnet sind. Während beim dritten Ausführungsbeispiel (siehe 3) eine mehr oder weniger exakte Formanpassung der Druckplatte 60 an die Kontur des Formgebungsabschnitts 11 erforderlich ist (unter Berücksichtigung der Dicke des Blechmaterials M), erübrigt sich bei der Elastomerfeder 70 aufgrund der elastischen Eigenschaften eine detaillierte Formanpassung.
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Eine Abwandlung des vierten Ausführungsbeispiels sieht vor, dass sich die Elastomerfeder 70 über den Umformbereich hinaus erstreckt und somit in den angrenzenden Bereichen eine Blechhalterfunktion übernimmt, wodurch z. B. die Gefahr der Ausbildung von Einfallstellen, wie oben erläutert, weiter verringert werden kann.
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Die Merkmale der vorausgehend erläuterten und in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele können im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden. Ferner kann vorgesehen sein, dass sich die vorausgehend erläuterten Maßnahmen nicht auf den gesamten Umformbereich, sondern nur auf einen Teilbereich oder mehrere Teilbereiche des Umformbereichs erstrecken, wobei es sich dann insbesondere um kritische Bereiche handelt. Auch kann ein separater Blechhalter vorgesehen sein. Durch das Anordnen von einer oder mehreren Schneidkanten im Formgebungsabschnitt 11 kann auch ein Schneiden des Blechmaterials M bewerkstelligt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- unterer Rahmen (Matrize)
- 11
- Formgebungsabschnitt (Matrizenkontur)
- 20
- oberer Rahmen
- 21
- Ausnehmung
- 22
- Führungsfläche
- 23
- Vertiefung(en), Ausnehmung(en)
- 24
- Anschlagfläche(n)
- 30
- Aktuator
- 31
- Spule
- 40
- Federelement(e)
- 41
- Federelement(e)
- 50
- Elastomerfeder
- 60
- Druckplatte
- 70
- Elastomerfeder (stimseitig)
- 100
- Vorrichtung
- B
- Bewegung
- F
- Kraft
- M
- Blechmaterial
- W
- Falten
