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Die Erfindung betrifft eine Rückhalteeinrichtung zur Beeinflussung des Materialflusses in einem Blechbearbeitungswerkzeug, mit einer Ziehwulst-Ziehsicke-Kombination die eine Ziehwulst und eine korrespondierende gegenüberliegende Ziehsicke aufweist.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Blechbearbeitungswerkzeug wie insbesondere ein Tiefziehwerkzeug.
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Zum Stand der Technik und zum Verständnis der Erfindung wird auf die
DE 10 2009 015 671 A1 (insbesondere auf den einleitenden Teil) hingewiesen.
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Aus dem Stand der Technik sind zwischen Niederhalter und Matrize (oder vergleichbaren Werkzeugkomponenten) eines Blechbearbeitungswerkzeugs wirksame Rückhalteeinrichtungen zur Beeinflussung des Blechmaterialsflusses (nachfolgend nur als Materialfluss bezeichnet) bekannt. Meist handelt es sich bei diesen Rückhalteeinrichtungen um Ziehwulst-Ziehsicke-Kombinationen. Eine Ziehwulst ist ein vom Niederhalter oder von der Matrize vorstehender bzw. abragender Profilkörper (auch als Wulstleiste oder Ziehstab bezeichnet), die in eine korrespondierende nutartige Ziehsicke im entgegenwirkenden Werkzeugteil (Matrize oder Niederhalter) eingreift. Während des Ziehvorgangs wird der Materialfluss durch die Ziehsicke um die Ziehwulst herum gelenkt und hierbei gehemmt bzw. gebremst. Ziehwulst-Ziehsicke-Kombinationen kommen insbesondere bei unregelmäßigen und komplexen Blechformteilgeometrien zum Einsatz, um dadurch den Materialfluss gezielt lokal beeinflussen zu können.
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Die mit einer solchen Ziehwulst-Ziehsicke-Kombination erzielte Rückhalte- bzw. Bremswirkung (was auch als Rückhalte- bzw. Bremseffekt bezeichnet werden kann) ist sowohl über mehrere Ziehvorgänge als auch während eines Ziehvorgangs nicht gleichmäßig bzw. konstant, was teilweise auch nicht gewünscht ist. Um die Rückhalte- bzw. Bremswirkung verändern zu können, sind aus dem Stand der Technik, neben dem in der
DE 10 2009 015 671 A1 vorgeschlagenen Lösungsansatz, höhenverstellbare Ziehwülste bekannt, wie bspw. in der
US 2008/0184764 A1 und der
US 6,276,185 B1 beschrieben.
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Die
JP 04210825 A zeigt eine Rückhalteeinrichtung zur Beeinflussung des Materialflusses in einem Blechbearbeitungswerkzeug, mit einer Ziehwulst und einer korrespondierenden gegenüberliegenden Ziehsicke, wobei das Blechmaterial während eines Ziehvorgangs durch die Ziehsicke um die Ziehwulst herum gelenkt und hierbei gebremst werden kann und wobei auf das durch die Ziehsicke und um die Ziehwulst herum gelenkte Blechmaterial veränderlich eingewirkt werden kann, um dadurch die erzielte Bremswirkung anpassen zu können. Eine ähnliche Rückhalteeinrichtung ist auch aus der
DE 10 2009 028 769 A1 bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde neue Möglichkeiten aufzuzeigen, wie bei einer Rückhalteeinrichtung der betreffenden Art die erzielbare Rückhalte- bzw. Bremswirkung zwischen einzelnen Ziehvorgängen schnell und einfach und insbesondere auch während eines laufenden Ziehvorgangs angepasst werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch eine erfindungsgemäße Rückhalteeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Mit dem nebengeordneten Anspruch erstreckt sich die Lösung der Aufgabe auch auf ein Blechbearbeitungswerkzeug, wobei es sich insbesondere um ein Tiefziehwerkzeug handelt, das wenigstens eine erfindungsgemäße Rückhalteeinrichtung aufweist. Die zur Rückhalteeinrichtung gehörenden Komponenten sind insbesondere matrizenseitig und niederhalterseitig in diesem Blechbearbeitungswerkzeug angeordnet, um damit einen Materialfluss zwischen Matrize und Niederhalter anpassen zu können.
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Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände sowohl aus den abhängigen Ansprüchen als auch aus den nachfolgenden Erläuterungen.
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Die erfindungsgemäße Rückhalteeinrichtung weist (wenigstens) eine Ziehwulst und eine korrespondierende (bezüglich dem Blechmaterial) gegenüberliegende Ziehsicke auf, wobei das Blechmaterial während eines Ziehvorgangs durch die Ziehsicke um die Ziehwulst herum gelenkt und hierbei gebremst wird bzw. gebremst werden kann bzw. einer Bremswirkung unterliegt. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass im Bereich der Ziehsicke, d. h. ziehsickenseitig, wenigstens ein Stellelement angeordnet ist, welches direkt oder gegebenenfalls auch indirekt (bspw. über Platteneinsätze oder dergleichen) auf das durch die Ziehsicke und um die Ziehwulst herum gelenkte Blechmaterial veränderlich einwirken kann, um dadurch die in der erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtung erzielte Bremswirkung (bzw. den erzielten Bremseffekt) anpassen, vorzugsweise schnell anpassen und insbesondere auch einstellen zu können.
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An einer erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtung können mehrere Stellelemente vorgesehen sein, die identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein können.
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Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Ziehwulst matrizenseitig angeordnet ist und dass die Ziehsicke niederhalterseitig angeordnet ist, wobei dann auch das Stellelement niederhalterseitig angeordnet ist. Diese Anordnung kann auch vertauscht sein.
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Bei dem Stellelement handelt es sich vorzugsweise um ein „aktives” Stellelement, dass bewegbar angeordnet ist und/oder formverändernde elastische Eigenschaften aufweist. Insbesondere handelt es sich um ein starres Stellelement, dass bspw. durch wenigstens einen geeigneten Stellantrieb (bspw. eine Feder, einen Hydraulikzylinder, einen elektromechanischen Aktuator oder dergleichen) aktiv mit Kraft beaufschlagt und/oder bewegt werden kann, um die erzielte Bremswirkung anzupassen. Bei dem Stellelement kann es sich jedoch auch um ein nachgiebiges Stellelement handeln, um durch Formveränderung und daraus resultierenden elastischen Kräften eine Anpassung der erzielten Bremswirkung herbeizuführen.
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Während die aus dem Stand der Technik bekannten Vorschläge zur Anpassung der Bremswirkung in einer Rückhalteeinrichtung an der Ziehwulst bzw. ziehwulstseitig ansetzen geht die Erfindung einen ganz anderen Weg, indem diese an der Ziehsicke bzw. ziehsickenseitig ansetzt. Etwaige Stellantriebe im Bereich der Ziehwulst können somit entfallen.
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Aufgrund der nachfolgend noch näher erläuterten Effekte, die sich bei der Anpassung der erzielbaren Bremswirkung in einer erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtung ergeben, ermöglicht die Erfindung eine effektive Veränderung und eine schnelle und einfache Anpassung der Bremswirkung, was gegebenenfalls auch während eines laufenden Ziehvorgangs erfolgen kann. Gegebenenfalls ist nicht nur eine Anpassung, sondern auch eine gezielte Einstellung der Bremswirkung möglich. Mit der Erfindung werden auch die mechanischen Grundlagen für eine Regelung oder Steuerung des Materialflusses geschaffen.
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Die Weiterbildungen und Ausgestaltungen der abhängigen Ansprüche beziehen sich im Wesentlichen auf die in den Figuren gezeigten und nachfolgend noch näher erläuterten Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung.
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Ein Stellelement einer erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtung kann als bewegbarer bzw. längsbeweglicher (bzw. höhenverstellbarer) Stab oder als bewegbare bzw. längsbewegliche (bzw. höhenverstellbare) Leiste ausgebildet sein, wobei der Stab oder die Leiste im Eingangsbereich und/oder im Ausgangsbereich der Ziehsicke angeordnet ist.
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Der Eingangsbereich bzw. der Einlaufbereich umfasst die Einlaufzone in der das fließende Blechmaterial in die Ziehsicke eintritt und kann sich in Fließrichtung bis zum höchsten Punkt (Umlenkstelle) der Ziehwulst erstrecken.
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Der Ausgangsbereich bzw. der Auslaufbereich umfasst die Auslaufzone in der das fließende Blechmaterial aus der Ziehsicke austritt und kann sich entgegen der Fließrichtung bis zum höchsten Punkt der Ziehwulst erstrecken. Typischerweise sind die Einlaufzone mit einem Einlaufradius bzw. Eingangsradius und die Auslaufzone mit einem Auslaufradius bzw. Ausgangsradius ausgebildet.
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Bei der erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtung kann nur im Eingangsbereich oder nur im Ausgangsbereich wenigstens ein Stellelement vorgesehen sein. Ebenso können sowohl im Eingangbereich als auch im Ausgangsbereich Stellelemente vorgesehen sein, die identisch oder unterschiedlich ausgebildet sein können. Die vorausgehend und nachfolgend erläuterten Stellelemente können innerhalb einer erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtung kombiniert werden.
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Ein Stellelement einer erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtung kann auch als drehbarer bzw. drehbeweglicher Kurveneinsatz ausgebildet sein, wobei dieser Kurveneinsatz im Eingangsbereich und/oder im Ausgangsbereich der Ziehsicke angeordnet ist.
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Ein Stellelement einer erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtung kann auch als bewegbarer bzw. längsbeweglicher starrer Einsatzkörper ausgebildet sein, wobei der Einsatzkörper im Eingangsbereich und/oder im Ausgangsbereich der Ziehsicke angeordnet ist und gleichfalls auch den Einlaufradius und/oder den Auslaufradius der Ziehsicke ausbildet.
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Die erfindungsgemäße Rückhalteeinrichtung kann wenigstens einen Stellantrieb, wie vorausgehend und nachfolgend näher erläutert, zum aktiven Bewegen wenigstens eines Stellelements gemäß vorausgehend erläuterter Ausgestaltung aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Rückhalteeinrichtung kann mehrere Stellelemente gemäß vorausgehend oder nachfolgend erläuteter Ausgestaltung aufweisen, die gekoppelt und insbesondere mechanisch gekoppelt sind und so synchron mit einem Stellantrieb oder gegebenenfalls auch mit mehreren Stellantrieben bewegt und/oder mit Kraft bzw. Drehmoment beaufschlagt werden können.
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Ein Stellelement einer erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtung kann auch als gebogener Platteneinsatz ausgebildet sein, wobei der Platteneinsatz im Eingangsbereich und/oder im Ausgangsbereich der Ziehsicke angeordnet ist und gleichfalls auch den Einlaufradius und/oder den Auslaufradius der Ziehsicke ausbilden kann.
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Ein Stellelement einer erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtung kann auch als nachgiebiger elastischer Einsatzkörper ausgebildet sein, wobei der Einsatzkörper im Eingangsbereich und/oder im Ausgangsbereich der Ziehsicke angeordnet ist und gleichfalls auch den Einlaufradius und/oder den Auslaufradius der Ziehsicke ausbilden kann.
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Die Ziehwulst der erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtung kann mit fester Höhe oder höhenverstellbar ausgeführt sein. Eine Höhenverstellung kann mit wenigstens einem geeigneten Stellantrieb bewerkstelligt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der schematischen und nicht maßstabsgetreuen Schnittzeichnungen beispielhaft und in nicht einschränkender Weise näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, unabhängig von konkreten Merkmalskombinationen, zugleich allgemeine Merkmale der Erfindung darstellen.
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1 zeigt eine in einem Tiefziehwerkzeug verbaute Rückhalteeinrichtung mit einer Ziehwulst-Ziehsicke-Kombination gemäß dem Stand der Technik.
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2 zeigt eine erste Ausführungsmöglichkeit der Erfindung und veranschaulicht das erfindungsgemäße Prinzip.
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3 zeigt eine Abwandlung der Ausführungsmöglichkeit gemäß 2.
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4 zeigt eine weitere Abwandlung der Ausführungsmöglichkeit gemäß 2.
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5 zeigt eine zweite Ausführungsmöglichkeit der Erfindung.
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6 zeigt eine dritte Ausführungsmöglichkeit der Erfindung.
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7 zeigt eine vierte Ausführungsmöglichkeit der Erfindung.
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8 zeigt eine fünfte Ausführungsmöglichkeit der Erfindung.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Tiefziehwerkzeugs mit einer Matrize 210 und einem korrespondierenden Niederhalter 220 beispielhaft beschrieben, wobei auch eine vertauschte Anordnung der Komponenten am Niederhalter und der Matrize möglich ist. Ferner ist die Erfindung nicht auf ein Tiefziehwerkzeug beschränkt, sondern kann auch in anderen Blechbearbeitungswerkzeugen eingesetzt werden. Gleiche oder funktionsgleiche Komponenten sind in den Figuren mit den selben Bezugszeichen versehen. Die in den Figuren gezeigten Stelleinrichtungen weisen je nach Bedarf eine räumliche Tiefe (senkrecht zur Blattebene) und gegebenenfalls auch einen gekrümmten räumlichen Verlauf auf.
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Zur Unterscheidung der Ausführungsmöglichkeiten und Varianten sind die erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtungen ergänzend mit den Buchstaben a bis g (100a–100g) bezeichnet. Etwaige in der Beschreibung verwendete Richtungsangaben beziehen sich in nicht einschränkender Weise auf die in den Figuren gezeigten Darstellungen. Ferner soll ausdrücklich darauf hingewiesen werden, dass die Merkmale der nachfolgend erläuterten Ausführungsmöglichkeiten im Rahmen der Erfindung auch miteinander zu einer weiteren Ausführungsmöglichkeit kombiniert werden können.
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1 zeigt eine insgesamt mit 100 bezeichnete Rückhalteeinrichtung gemäß dem Stand der Technik zur Beeinflussung des Materialflusses in einem Tiefziehwerkzeug. Das Tiefziehwerkzeug weist eine untenliegende Matrize 210 und einen obenliegenden zur Matrize 210 relativbeweglichen Niederhalter 220 auf. Zwischen der Matrize 210 und dem Niederhalter 220 ist ein Blechmaterial M angeordnet, das während eines Ziehvorgangs durch den Niederhalter 220 gegen die Matrize 210 gepresst wird und gleichzeitig eine reibkraftbehaftete Relativbewegung zwischen der Matrize 210 und dem Niederhalter 220 ausführt. Die Relativbewegung ist mit Pfeilen veranschaulicht (siehe auch 2). Bei dieser Relativbewegung des Blechmaterials M handelt es sich um einen Materialfluss des Blechmaterials innerhalb des Tiefziehwerkzeugs der mit der Rückhalteeinrichtung 100 beeinflusst werden kann. Ein Tiefziehwerkzeug kann mehrere solche Rückhalteeinrichtungen 100 aufweisen, die nach Bedarf angeordnet und geometrisch ausgebildet sind.
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Die Rückhalteeinrichtung 100 umfasst eine matrizenseitig angeordnete Ziehwulst bzw. Ziehleiste 110 und eine korrespondierende niederhalterseitig angeordnete Ziehsicke 120. Bezüglich des Blechmaterials. M ist die Ziehsicke 120 direkt gegenüberliegend der Ziehwulst 110 auf der anderen Blechseite angeordnet und umgekehrt. Während des Ziehvorgangs (d. h. bei geschlossenem Tiefziehwerkzeug, wie dargestellt) ragt die Ziehwulst 110 um eine definierte Höhe H von der Wirkfläche der Matrize 210 ab und in die Ziehsicke 120 hinein, so dass der Materialfluss durch die Ziehsicke 120 um die Ziehwulst 110 herum gelenkt und hierbei gehemmt bzw. gebremst wird. Erreicht die Bremswirkung einen entsprechenden Grenzwert, so wird der Materialfluss komplett unterbunden; in diesem Fall fungiert die Rückhalteeinrichtung 100 als Absperreinrichtung. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Ziehwulstformen (geometrische Ausbildung der Ziehwulst) bekannt. Die Ziehsickenform folgt der Ziehwulstform. Durch Gestaltung der Reibkontaktfläche 111 an der Ziehwulst 110 und/oder durch Gestaltung der Ziehsicke, insbesondere der Radien 121 und 122 an der Einlaufkante in der Einlaufzone und an der Auslaufkante in der Auslaufzone, und/oder durch Veränderung der Ziehwulsthöhe H kann die erzielte Bremswirkung und damit der resultierende Materialfluss angepasst werden.
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Die Höhe H der Ziehwulst 110 ist vorzugsweise konstant. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass es sich um eine höhenverstellbare Ziehwulst 110 handelt, deren Höhe H variiert und insbesondere zielgerichtet eingestellt werden kann, was durch einen geeigneten Stellantrieb bewerkstelligbar ist. Ferner kann die Ziehwulst 110 nicht als separate Komponente, sondern einstückig mit der Matrize 210 (oder einem anderen Werkzeugteil) ausgebildet sein. Dies gilt auch für alle nachfolgend erläuterten Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung.
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Um die mit der Rückhalteeinrichtung 100 erzielbare Rückhalte- bzw. Bremswirkung zwischen einzelnen Ziehvorgängen schnell und einfach verändern und insbesondere auch während eines laufenden Ziehvorgangs anpassen zu können, sieht die Erfindung vor, dass im Bereich der Ziehsicke 120 wenigstens ein Stellelement angeordnet wird, welches auf das durch die Ziehsicke 120 und um die Ziehwulst 110 herum gelenkte Blechmaterial M veränderlich bzw. variabel einwirken kann, um dadurch die erzielte Bremswirkung schnell und einfach verändern bzw. anpassen zu können.
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Das erfindungsgemäße Prinzip wird nachfolgend anhand der 2 näher erläutert. Im Anschluss daran werden im Zusammenhang mit den 3 bis 8 diverse Ausführungsmöglichkeiten und Varianten der Erfindung erläutert. Die Erläuterungen im Zusammenhang mit einer Ausführungsmöglichkeit gelten analog auch immer für die anderen Ausführungsmöglichkeiten und Varianten, sofern sich kein technischer Widerspruch ergibt.
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2 zeigt eine erste Ausführungsmöglichkeit der Erfindung und veranschaulicht das erfindungsgemäße Prinzip, wobei von der Rückhalteeinrichtung 100a nur der Auslaufbereich dargestellt ist. Im Niederhalter 220 ist ein starres Stellelement 130 in Form eines Stabs oder einer Leiste (mit räumlicher Tiefe) angeordnet, das durch einen nicht dargestellten Stellantrieb (wie nachfolgend noch näher erläutert) in den mit dem Doppelpfeil angegebenen Richtungen aktiv bewegt werden und hierdurch ausgefahren und eingefahren werden kann, wozu das leistenartige Stellelement 130 in einer nutartigen Ausnehmung 230 verschieblich gelagert ist. Das leistenartige Stellelement 130 kann auch als Hilfswulst oder Gegenwulst bezeichnet werden. Ein solches Stellelement kann alternativ oder ergänzend auch im Einlaufbereich der Rückhalteeinrichtung 100a angeordnet sein (siehe z. B. 3).
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Beim Ausfahren bzw. Herausbewegen wird das leistenartige Stellelement 130 in die Ziehsicke 120 hineinbewegt (siehe Bezugszeichen 130' und 131'). Beim Einfahren bzw. Zurückbewegen wird das leistenartige Stellelement 130 aus der Ziehsicke 120 zurückbewegt bzw. zurückgezogen. Das Aus- und Einfahren des leistenartigen Stellelements 130, was abhängig vom Antrieb verhältnismäßig schnell erfolgen kann, ermöglicht eine Anpassung der erzielbaren Bremswirkung innerhalb der Rückhalteeinrichtung 100a. Die mit dem leistenartigen Stellelement 130 herbeiführbare Anpassung der Bremswirkung kann auf mehreren Effekten beruhen, wie nachfolgend erläutert.
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Beim Ausfahren des leistenartigen Stellelements 130 drückt dieses mit seiner stirnseitigen Reibkontaktfläche 131 direkt gegen das fließende Blechmaterial M, wodurch eine zusätzliche Reibung herbeigeführt oder die bestehende Reibung erhöht und damit die Bremswirkung erhöht wird. Die resultierende Reibkraft ist abhängig von der Normalkraft mit der das leistenartige Stellelement 130 gegen das Blechmaterial M gedrückt wird (Coulombsche Reibung). Wird das leistenartige Stellelement 130 weiter ausgefahren, so hat dies auch eine Umlenkung des Materialsflusses zur Folge, was mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Diese Umlenkung führt einerseits zu einer Vergrößerung des ursprünglichen Umschlingungswinkels a zwischen dem fließenden Blechmaterial M und der Ziehwulst 110, was eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen der Reibkontaktfläche 111 (an der Ziehwulst 110) und dem Blechmaterial M zur Folge hat. Der vergrößerte Umschlingungswinkel ist mit b bezeichnet. Die Ziehwulst 110 ist entsprechend ausgebildet. Auch an der Reibkontaktfläche 131 des leistenartigen Stellelements 130 kommt es zu einer Vergrößerung des Umschlingungswinkels, was sich anschaulich aus 2 ergibt. Das Stellelement 130 ist entsprechend ausgebildet. Im Gegenzug verringert sich die Umschlingung am Auslaufradius 122. Die Umlenkung führt andererseits auch zu einer zusätzlichen Biegung und Rückbiegung des fließenden Blechmaterials M (zusätzliche Umformung). Ferner wird auch die Spannung im fließenden Blechmaterial M erhöht. Im Ergebnis wird hierdurch die in der Rückhalteeinrichtung 100a erzielte Bremswirkung deutlich erhöht.
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Durch Einfahren bzw. Zurückbewegen des leistenartigen Stellelements 130 wird die erzielte Bremswirkung spontan (wieder) verringert. Das leistenartige Stellelement 130 kann gegebenenfalls eine Position einnehmen, in der dieses keinen Kontakt mit dem Blechmaterial M hat. Durch Ausfahren und Einfahren des leistenartigen Stellelements 130 kann die in der Rückhalteeinrichtung 100a erzielte Bremswirkung zwischen einzelnen Ziehvorgängen schnell und einfach angepasst werden. Es ist aber auch eine Anpassung der Bremswirkung während eines laufenden Ziehvorgangs möglich, wobei dies insbesondere auch in einem Regel- und Steuerkreis (zur Anpassung des Materialflusses) erfolgen kann.
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In einer einfachen Ausführungsform wird das leistenartige Stellelement 130 mit einer konstanten Permanentkraft beaufschlagt, was bspw. durch einen Stellantrieb in Form einer Federeinrichtung oder dergleichen erfolgen kann. Abhängig von der Spannung im fließenden Blechmaterial M, die während eines Ziehvorgangs typischerweise Schwankungen unterliegt, wird das leistenartige Stellelement 130 selbsttätig aus- bzw. eingefahren, womit der Materialfluss während eines laufenden Ziehvorgangs durch Veränderung der erzielten Bremswirkung automatisch bzw. sich selbst regulierend angepasst wird.
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3 zeigt eine Abwandlungsmöglichkeit bzw. Variante der zuvor im Zusammenhang mit 2 erläuterten Ausführungsmöglichkeit der Erfindung. Hier sind sowohl im Einlaufbereich als auch im Auslaufbereich der Ziehsicke 120 leistenartige Stellelemente 130 spiegelsymmetrisch angeordnet, wobei auch nur im Einlaufbereich oder nur im Auslaufbereich ein solches Stellelement 130 vorgesehen sein kann. Die leistenartigen Stellelemente 130 können mit den Stellantrieben bzw. Aktuatoren 135 bewegt und hierdurch ausgefahren und eingefahren werden. Bei den Stellantrieben 135 kann es sich z. B. um mechanische Federeinrichtungen, hydraulische oder pneumatische Feder-Dämpfer-Einrichtungen, hydraulische oder pneumatische Stellzylinder, elektromechanische Stellantriebe oder dergleichen handeln. Bevorzugt ermöglichen die Stellantriebe 135 eine präzise Kraftbeaufschlagung der leistenartigen Stellelemente 130. Letztere können auch ein aktives Bewegen der leistenartigen Stellelemente 130 in beide Richtungen und das Verfahren der Stellelemente 130 in definierte Positionen ermöglichen. Die Stellantriebe 135 zur Betätigung der leistenartigen Stellelemente 130 können synchron oder asynchron (bzw. separat) betätigt werden.
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Abweichend zu der in 2 gezeigten Ausführungsmöglichkeit wirkt ein leistenartiges Stellelement 130 nicht direkt, sondern indirekt über eine bogenförmige Gleitkufe 137 auf das fließende Blechmaterial M ein. Eine klappenartige Gleitkufe 137 ist über ein Schwenk- bzw. Klappgelenk 139 am Niederhalter 220 derart befestigt, dass diese die Einlaufzone bzw. Auslaufzone für das fließende Blechmaterial M abdeckt und durch die bogenförmige Gestaltung auch den Einlaufradius bzw. Auslaufradius (siehe Bezugszeichen 121 und 122 in 1) der Ziehsicke 120 vorgibt. Beim Ausfahren des leistenartigen Stellelements 130 kommt es aufgrund der Gleitkufen 137 und abweichend zu der in 2 gezeigten Ausführungsmöglichkeit sowohl zu einer Vergrößerung der Umschlingung der Ziehwulst 110 als auch zu einer Vergrößerung der Umschlingung am Einlaufradius und am Auslaufradius der Ziehsicke 120, wodurch die erzielbare Bremswirkung besonders effektiv beeinflusst werden kann.
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Eine Gleitkufe 137 kann steif oder elastisch ausgebildet sein. Eine elastisch ausgebildete Gleitkufe 137 kann gegebenenfalls direkt (d. h. ohne Schwenkgelenk 139) am Niederhalter 220 befestigt sein (ähnlich wie in 5 gezeigt). Die Gleitkufe 137 kann z. B. aus einem Metallmaterial bestehen. Derartige Gleitkufen oder dergleichen können im Übrigen auch bei anderen Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung vorgesehen sein.
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Anstelle des gezeigten leistenartigen Stellelements 130 kann auch ein direkt mit der bogenförmigen Gleitkufe 137 verbundener Stellantrieb vorgesehen sein, der die bogenförmige Gleitkufe 137 in beide Richtungen aktiv verschwenken oder verbiegen kann, um damit die in der Rückhalteeinrichtung 100b erzielte Reibwirkung anpassen zu können (ähnlich wie in 5 gezeigt).
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4 zeigt eine weitere Abwandlungsmöglichkeit bzw. Variante der zuvor im Zusammenhang mit 2 erläuterten Ausführungsmöglichkeit der Erfindung. Bei dieser Variante sind zwei spiegelsymmetrisch angeordnete leistenartige Stellelemente 130a und 130b sowohl im Einlaufbereich als auch im Auslaufbereich der Ziehsicke 120 vorgesehen, wobei auch nur im Einlaufbereich oder nur im Auslaufbereich ein solches Stellelement 130a bzw. 130b vorgesehen sein kann. Die beiden leistenartigen Stellelemente 130a und 130b sind mehr oder weniger eng neben der Ziehwulst 110 angeordnet und können im Wesentlichen parallel zu der Ziehwulst 110 bewegt werden (bezogen auf die gezeigte Darstellung), wobei mit verhältnismäßig kleinen Stellbewegungen eine große Veränderung des Umschlingungswinkels zwischen dem fließenden Blechmaterial M und der Ziehwulst 110 herbeigeführt werden kann. Außerdem wird auch die absolute Reibfläche innerhalb der Rückhalteeinrichtung 100 verändert. Die leistenartigen Stellelemente 130a und 130b können synchron oder asynchron (bzw. separat) betätigt werden. Außerdem besteht die Möglichkeit die beiden leistenartigen Stellelemente 130a und 130b zu koppeln und insbesondere mechanisch miteinander zu verbinden und zusammen zu lagern und zu bewegen. Auch hier können Gleitkufen oder dergleichen vorgesehen sein, wie im Zusammenhang mit 3 erläutert.
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5 zeigt eine zweite Ausführungsmöglichkeit der Erfindung. Bei dieser Ausführungsmöglichkeit sind Stellelemente in Form von Platteneinsätzen (bzw. Zungen) 140 vorgesehen, die im Einlaufbereich und im Auslaufbereich der Ziehsicke 120 angeordnet sind, wobei auch nur im Einlaufbereich oder nur im Auslaufbereich ein solches Stellelement 140 vorgesehen sein kann. Bei den Stellelementen 140 handelt es sich bevorzugt um vorgekrümmte Platten mit einer definierten bzw. baulich vorgegebenen Biegesteifigkeit. Die plattenförmigen Stellelemente 140 sind fest am Niederhalter 220 fixiert (bspw. durch Verschraubung, Verschweißung oder dergleichen) und ragen mit ihren freien Enden in die Ziehsicke 120 hinein. Mit ihren freien Enden können die plattenförmigen Stellelemente in der Art einer Federzunge direkt auf das fließende Blechmaterial M einwirken, wodurch in Abhängigkeit von der Spannung im fließenden Blechmaterial M der Materialfluss während eines laufenden Ziehvorgangs durch Veränderung der erzielten Bremswirkung automatisch angepasst wird. Durch die gekrümmte Gestaltung werden auch der Einlaufradius und der Auslaufradius (siehe Bezugszeichen 121 und 122 in 1) der Ziehsicke 120 vorgegeben.
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Zusätzlich besteht die Möglichkeit das freie Ende eines plattenartigen Stellelements 140 gegen den Niederhalter 220 abzustützen. Eine solche Abstützung kann über wenigstens ein Stützelement 145 erfolgen, was schematisch für das plattenartige Stellelement 140 im Auslaufbereich (rechter Bildbereich) dargestellt ist. Die mit dem Stützelement 145 herbeigeführte Abstützung kann bspw. unelastisch bzw. steif sein. Bevorzugt ist jedoch vorgesehen, dass es sich um eine elastische Abstützung handelt, wobei das Stützelement 145 z. B. eine mechanische Federeinrichtung, eine hydraulische oder pneumatische Feder-Dämpfer-Einrichtung oder dergleichen sein kann. Alternativ kann die Abstützung auch über einen Stellantrieb 146 erfolgen, wodurch das plattenartige Stellelement 140 in beide Richtungen aktiv bewegt (bzw. verstellt) oder ausgelenkt (bzw. elastisch gebogen) werden kann. Bei dem Stellantrieb 146 kann es sich z. B. um einen hydraulischen oder pneumatischen Stellzylinder, einen elektromechanischen Stellantrieb oder dergleichen handeln. Die Abstützung mittels Stellelement 145 oder Stellantrieb 146 erlaubt auch eine schwenkbare Befestigung des plattenartigen Stellelements 140 (ähnlich wie in 3 gezeigt).
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6 zeigt eine dritte Ausführungsmöglichkeit der Erfindung. Bei dieser Ausführungsmöglichkeit sind Stellelemente in Form von Kurveneinsätzen 150 vorgesehen, die im Einlaufbereich und im Auslaufbereich der Ziehsicke 120 angeordnet sind, wobei auch nur im Einlaufbereich oder nur im Auslaufbereich ein solches Stellelement 150 vorgesehen sein kann. Durch Verdrehen dieser Kurveneinsätze 150 um die Achsen 152 (siehe Bogenpfeile), was mittels geeigneter Stellantriebe erfolgt, kann die Kontaktfläche bzw. Reibfläche mit dem fließenden Blechmaterial M und gegebenenfalls auch der Materialfluss durch die Ziehsicke 120 verändert werden, wodurch die mit der Rückhalteeinrichtung 100 erzielte Bremswirkung anpassbar ist. Die Kurveneinsätze 150 können gegebenenfalls eine Drehposition einnehmen, in der diese keinen Kontakt mit dem fließenden Blechmaterial M haben. Das Verdrehen der Kurveneinsätze 150 kann synchron oder asynchron erfolgen. Ferner können die Kurveneinsätze 150 gekoppelt und insbesondere mechanisch gekoppelt sein. Anstelle der gezeigten Kurveneinsätze 150 mit variablem Radius können auch exzentrisch gelagerte kreiszylindrische Einsätze bzw. Zylindereinsätze vorgesehen sein.
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7 zeigt eine vierte Ausführungsmöglichkeit der Erfindung. Bei dieser Ausführungsmöglichkeit sind Stellelemente in Form von nachgiebigen Einsätzen bzw. Einsatzkörpern 160a und 160b vorgesehen, die im Einlaufbereich und im Auslaufbereich der Ziehsicke 120 angeordnet sind, wobei auch nur im Einlaufbereich oder nur im Auslaufbereich ein solcher Einsatz 160a bzw. 160b vorgesehen sein kann. Die Einsätze 160a und 160b sind in korrespondierenden Ausnehmungen 227a und 227b im Niederhalter 220 angeordnet und in geeigneter Weise befestigt. Die Einsätze 160a und 160b sind lediglich beispielhaft unterschiedlich ausgebildet.
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An den Einsätzen 160a und 160b sind der Einlaufradius und der Auslaufradius (siehe Bezugszeichen 121 und 122 in 1) der Ziehsicke 120 ausgebildet. Durch eine definierte Nachgiebigkeit der Einsätze 160a und 160b (zumindest im Bereich dieser Radien) verändert sich der Radius in Abhängigkeit der darauf wirkenden Normalkräfte (dies ist mit gestrichelten Linien veranschaulicht), was Einfluss auf das Reibverhalten hat, so dass der Materialfluss während eines laufenden Ziehvorgangs durch Veränderung der erzielten Bremswirkung automatisch angepasst wird. Die Einsätze 160a und 160b können bspw. aus einem Elastomer (z. B. Gummi) gebildet sein. Ebenso ist denkbar die Einsätze 160a und 160b als Kissen auszubilden, die, gegebenenfalls auch veränderbar, mit einem Fluid gefüllt sind. Die Einsätze bzw. Einsatzkörper 160a und 160b können mit einer verschleißmindernden Beschichtung versehen sein.
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8 zeigt eine fünfte Ausführungsmöglichkeit der Erfindung. Bei dieser Ausführungsmöglichkeit sind Stellelemente in Form von steifen Einsätzen bzw. Einsatzkörpern 170a und 170b vorgesehen, die im Einlaufbereich und im Auslaufbereich der Ziehsicke 120 angeordnet sind, wobei auch nur im Einlaufbereich oder nur im Auslaufbereich ein solcher Einsatz 170a bzw. 170b vorgesehen sein kann. Abweichend zu der in 7 gezeigten Ausführungsmöglichkeit weisen die Einsätze 170a und 170b eine feste bzw. starre Radiusgeometrie auf. Die Einsätze 170a und 170b sind über Führungselemente 175a und 175b in korrespondierenden Ausnehmungen 226a und 226b im Niederhalter 220 verschieblich gelagert und können durch Stellantriebe 177a und 177b in vorgegebenen Richtungen bewegt werden (siehe Doppelpfeile), um dadurch den Materialfluss des Blechmaterials M durch Verändern der Bremswirkung anpassen zu können.
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Bei den Stellantrieben 177a und 177b kann es sich z. B. um mechanische Federeinrichtungen (bspw. Federstifte), hydraulische oder pneumatische Feder-Dämpfer-Einrichtungen, hydraulische oder pneumatische Stellzylinder, elektromechanische Stellantriebe oder dergleichen handeln. Für den Einsatzkörper 170a im Einlaufbereich und für den Einsatzkörper 170b im Auslaufbereich sind beispielhaft unterschiedliche Führungs- und Antriebsmöglichkeiten dargestellt.
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Die geometrische Ausführung bzw. Ausgestaltung (wie insbesondere die Höhe und die Kantenradien) und die materielle Beschaffenheit der Stellelemente sowie deren Anordnung in den erfindungsgemäßen Rückhalteeinrichtungen 100a–100g richtet sich nach den jeweiligen Anforderungen. Gleiches gilt für die Auslegung der anderen Komponenten, bspw. der Stellantriebe, Führungselemente und dergleichen. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Stellelemente und die anderen Komponenten austauschbar im Blechbearbeitungswerkzeug angeordnet sind. Damit ist einerseits eine Reparatur- und Wartungsfreundlichkeit gegeben. Andererseits können die Elemente bzw. Komponenten relativ schnell gegen Elemente bzw. Komponenten mit anderer Ausgestaltung und/oder mit anderen Eigenschaften ausgetauscht werden, bspw. um bestimmte Eigenschaften herbeizuführen (individuelle Anpassung).
