DE102016116243A1 - Method and device for producing a collar on a workpiece - Google Patents

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DE102016116243A1 DE102016116243.4A DE102016116243A DE102016116243A1 DE 102016116243 A1 DE102016116243 A1 DE 102016116243A1 DE 102016116243 A DE102016116243 A DE 102016116243A DE 102016116243 A1 DE102016116243 A1 DE 102016116243A1
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    • B21D19/00Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/08Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D35/001Shaping combined with punching, e.g. stamping and perforating

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kragens an einem Werkstück, umfassend die Schritte: Ziehen einer Vertiefung in das Werkstück (10), sodass ein getiefter Bereich (12) entsteht; Lochen des Werkstücks (10) in dem getieften Bereich (12), sodass eine Lochung (28) mit einem sich daran anschließenden getieften Randbereich (30) entsteht; und Umformen des getieften Randbereichs (30), sodass der Kragen (34) an dem Werkstück (10) entsteht. Die Erfindung betrifft zudem eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kragens an einem Werkstück umfassend: Mittel (4, 6) zum Ziehen einer Vertiefung in das Werkstück (10), sodass ein getiefter Bereich (12) entsteht; Mittel (18, 18', 20) zum Lochen des Werkstücks (10) in dem geteiften Bereich (12), sodass eine Lochung (28) mit einem sich daran anschließenden getieften Randbereich (30) entsteht; und Mittel (18, 18', 22) zum Umformen des getieften Randbereichs (30), sodass der Kragen (34) an dem Werkstück (10) entsteht.The invention relates to a method for producing a collar on a workpiece, comprising the steps of: pulling a recess into the workpiece (10) so that a dented region (12) is formed; Punching the workpiece (10) in the recessed area (12), so that a perforation (28) with an adjoining sunken edge region (30) is formed; and forming the recessed edge portion (30) so that the collar (34) on the workpiece (10) is formed. The invention also relates to a device for producing a collar on a workpiece comprising: means (4, 6) for drawing a recess in the workpiece (10), so that a grooved area (12) is formed; Means (18, 18 ', 20) for punching the workpiece (10) in the sealed area (12) so that a perforation (28) is formed with an adjoining recessed edge area (30); and means (18, 18 ', 22) for forming the recessed edge portion (30) so that the collar (34) is formed on the workpiece (10).

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kragens an einem Werkstück. Zudem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines Kragens an einem Werkstück, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The present invention relates to a method for producing a collar on a workpiece. In addition, the invention relates to a device for producing a collar on a workpiece, in particular for carrying out the method according to the invention.
  • Kragen oder Hälse werden an Werkstücken, wie etwa Platinen oder anderen Fertigteilen, zu unterschiedlichen Zwecken benötigt, beispielsweise als Führungsträger, Laufbuchse, Versteifungsträger oder Gewindeträger. Der hierzu notwendige Kragen wird beispielsweise mittels eines Umformverfahrens, dem sogenannten Kragenziehen, Aushalsen oder Lochaufweitung, an dem Werkstück hergestellt.Collar or necks are needed on workpieces, such as sinkers or other finished parts, for different purposes, for example as a guide support, bushing, stiffening support or thread carrier. The collar required for this purpose is produced for example by means of a forming process, the so-called collar pulling, necking or hole widening on the workpiece.
  • Sofern eine exakte Form des Kragens, etwa dessen Länge oder dessen Durchmesser, von Bedeutung ist, kann beispielsweise zunächst eine Lochung des Werkstücks vorgenommen werden. Anschließend kann mittels eines teilweise kegeligen, spitzen oder abgerundeten Kragenstempels ein Weiten des zuvor erzeugten Lochs erfolgen, wobei sich in der Regel senkrecht zum Werkstück ein Kragen ausbildet. Das Maß der Aufweitung kann dabei von der zu erreichenden Kragenlänge und/oder der zu erzielenden Größe der Aufweitung abhängig gemacht werden.If an exact shape of the collar, such as its length or its diameter, is of importance, for example, first a perforation of the workpiece can be made. Subsequently, by means of a partially conical, pointed or rounded collar stamp, the width of the previously produced hole can be made wide, with a collar usually forming perpendicular to the workpiece. The degree of expansion can be made dependent on the achievable collar length and / or the size of the expansion to be achieved.
  • So offenbart beispielsweise die DE 10 2011 054 865 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines Karosseriebauteils, wobei eine Blechplatine zunächst ausgestanzt oder ausgeschnitten wird. Danach wird die Platine vorgeformt, sodass ein zurückliegender Kragen ausgebildet wird, und anschließend endgeformt, sodass der Kragen ausgestülpt wird. Problematisch ist, dass der Bereich der entstehenden Lochkante am stärksten gedehnt wird und damit ausdünnt und die Kragenlänge begrenzt.For example, the DE 10 2011 054 865 A1 a method for producing a body component, wherein a sheet metal blank is first punched or cut out. Thereafter, the board is preformed so that a recessed collar is formed, and then final molded so that the collar is everted. The problem is that the area of the resulting hole edge is stretched the most and thus thins out and limits the collar length.
  • Das heißt, dass bei der Herstellung des Kragens zu beachten ist, dass das Weiten von Material für den jeweiligen Werkstoff eine erhebliche Belastung darstellt, da insbesondere die Kantenbereiche extrem gedehnt werden. Wird die Dehnungsfähigkeit des Materials dabei überschritten, kommt es lokal entweder zu grenzwertigen Dehnungen mit herabgesetzten Einsatzmöglichkeiten oder zu Materialversagen und der Werkstoff reißt im Bereich des Kragens auf oder ein.This means that when manufacturing the collar, it should be noted that the width of material for the respective material is a considerable burden, in particular because the edge areas are extremely stretched. If the stretchability of the material is exceeded, it is locally either marginal strains with reduced use or material failure and the material ruptures in the region of the collar or on.
  • Das sogenannte „Lochaufweitungsvermögen” ist dabei nicht nur von der anfänglichen oder zu erzielenden Lochabmessung, sondern auch vom Material selbst abhängig, was der erzielbaren Kragengröße und/oder Kragenlänge Grenzen setzt. So besitzen etwa weiche, tiefziehfähige oder hochmanganhaltige Stähle ein gutes Lochaufweitungsvermögen. Entsprechend ist das Lochaufweitungsvermögen bei anderen hochfesten Stählen geringer, sodass als Folge insbesondere die mit diesen Werkstoffen erzielbare Kragenlänge stark eingeschränkt sein kann.The so-called "hole widening capacity" is dependent not only on the initial or to be achieved hole size, but also on the material itself, which sets the achievable collar size and / or collar length limits. For example, soft, deep-drawable or high-manganese steels have good hole-expanding capacity. Accordingly, the hole widening capacity is lower in other high-strength steels, so that in particular the achievable with these materials collar length can be severely limited.
  • Insofern kann die Ausformung von Kragen, insbesondere in Hinblick auf deren Länge, entweder nicht in zufriedenstellendem Maße erfolgen oder die Umsetzung ist vergleichsweise aufwendig, beispielsweise durch die Implementierung von Hydroformen. Daher besteht weiterhin der Bedarf, vergrößerte Kragenlängen auch bei hochfesten und anderen Metallen bzw. hochfesten Stählen zu ermöglichen, ohne jedoch auf aufwendigere Verfahren wie etwa Hydroformen ausweichen zu müssen.In this respect, the formation of collars, in particular with regard to their length, either can not be done satisfactorily or the implementation is relatively complicated, for example by the implementation of hydroforming. Therefore, there is still the need to allow increased collar lengths even in high-strength and other metals or high-strength steels, but without having to resort to more expensive processes such as hydroforming.
  • Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 10 2014 115 073 A1 ist es bekannt, zunächst einen Tiefziehvorgang, einen sich anschließenden Lochvorgang und eine sich anschließende Aufweitung in einem Kombinationswerkzeug vorzusehen. Problematisch ist jedoch, dass zur Lochung notwendige scharfe Schneidkanten bei beispielsweise einem Kombinationsstempel während des Tiefziehens starke Einkerbungen am Material hervorrufen können, die die Qualität der späteren Kragenwandung herabsetzen oder die notwendige Ziehtiefe nicht erreichen lassen.From the German patent application DE 10 2014 115 073 A1 It is known to provide first a deep drawing process, a subsequent hole process and a subsequent expansion in a combination tool. The problem, however, is that necessary for punching sharp cutting edges in, for example, a combination punch during deep drawing can cause strong indentations on the material that reduce the quality of the collar later wall or can not reach the necessary drawing depth.
  • Alternativ wäre denkbar, einen abgerundeten Boden des Ziehstempels vorzusehen. Dadurch würde zwar die Aufweitung des Bodenbereichs vereinfacht, da der Bodenbereich beim Aufweiten nicht so weit „umgeklappt” werden müsste. Hierbei wird der Bodenbereich jedoch ebenfalls stark vorgedehnt. Dies würde zudem dazu führen, dass weniger Material aus dem Randbereich in die Kragen fließen könnte, was die Zieh- und Kragentiefe reduzieren würde.Alternatively, it would be conceivable to provide a rounded bottom of the drawing punch. This would simplify the widening of the floor area, since the floor area would not have to be "folded down" so far during the widening process. However, the floor area is also strongly pre-stretched. This would also mean that less material could flow from the edge area into the collars, which would reduce the draw and collar depth.
  • Insbesondere im Falle eines ungünstigen Ziehverhältnisses, beispielsweise wenn der ursprüngliche Werkstückdurchmesser bzw. der Flanschbereich groß im Vergleich zum Durchmesser des tiefgezogenen Bereichs ist, besteht weiterhin das Bedürfnis die erreichbare Kragenlänge zu vergrößern, ohne dass der Bodenbereich ausdünnt und es zu Bodenreißern kommt.In particular, in the case of an unfavorable draw ratio, for example, when the original workpiece diameter or the flange area is large compared to the diameter of the deep-drawn area, there is still the need to increase the achievable collar length without thinning the bottom area and it comes to Bodenreißern.
  • Denkbar wäre in dieser Hinsicht, dass in dem Werkstück konzentrische Wellen rund um den später anzufertigenden Kragen erzeugt werden, welche eine zusätzliche Werkstücklänge zur Verfügung stellen. Während des Tiefziehens kann dann mehr Material in den Zargenbereich hineingezogen werden, was die Kragenlänge vergrößern kann.It would be conceivable in this respect that concentric shafts are generated in the workpiece around the collar to be manufactured later, which provide an additional workpiece length. During deep drawing, more material can be drawn into the frame area, which can increase the length of the collar.
  • Um das Problem einer zu starken Ausdünnung des Kragens zu reduzieren, wäre schließlich zudem denkbar, eine zusätzliche Abstreckung und Stauchung der Kragenwandung vorzunehmen. Hierdurch kann eine gleichmäßigere Kragen-Wanddicke erzielt werden.Finally, in order to reduce the problem of excessive thinning of the collar, it would also be conceivable to carry out additional ironing and compression of the collar wall. As a result, a more uniform collar wall thickness can be achieved.
  • Ebenfalls ist denkbar mittels eines vorgelagerten Prägevorgangs zusätzliches Material im Bereich des Kragenendes zur Verfügung zu stellen. Dies liefert zwar längere Kragen, nachteilig daran ist aber der sehr hohe Kraftbedarf, speziell zum Prägen hochfester Bleche. Dieser resultiert aus der ungünstigen Kraftwirkung (Längs- und nicht in Querrichtung) des Prägestempels. In der Praxis hat sich zudem herausgestellt, dass die hohe Flächenpressung sich ungünstig auf die Standzeit des Prägestempels auswirkt und dass es im Fall hochfester Stähle nur schwer gelingt, eine hinreichende Prägetiefe zu erreichen, also genügend Material zur Aufdickung zu verdrängen.It is also conceivable to provide additional material in the region of the collar end by means of an upstream embossing process. Although this provides longer collar, but disadvantageous because of the very high power requirement, especially for embossing high-strength sheets. This results from the unfavorable force effect (longitudinal and not in the transverse direction) of the embossing punch. In practice, it has also been found that the high surface pressure has an unfavorable effect on the life of the die and that it is difficult in the case of high-strength steels to achieve a sufficient embossing depth, so displace enough material to thickening.
  • Die beschriebenen Ansätze können zwar dazu führen, dass eine größere Kragenlänge erzeugt werden kann. Die zusätzliche Länge wird jedoch regelmäßig mit einer Ausreizung bis an die dünnste noch mögliche Kragen-Wanddicke erkauft. Mit anderen Worten geht dies zu Lasten der Kragen-Wanddicke, da mit den beschriebenen Ansätzen einhergeht, dass die Kragen-Wanddicke auf das werkstofftypische Mindestmaß ausgedünnt wird.Although the described approaches can lead to a larger collar length can be generated. However, the additional length is regularly bought with a spreading to the thinnest possible collar wall thickness. In other words, this is at the expense of the collar wall thickness, since it is accompanied by the described approaches that the collar wall thickness is thinned to the material-typical minimum size.
  • Auch weitere Ansätze, die Material von außen nach innen bringen sind häufig dadurch gekennzeichnet, dass sie entweder kaum in ein Realteil einzubinden sind oder dass sie durch die Vorformung bereits so ausgedünnt sind, dass eine weitere Belastung des Materials durch den dann folgenden Aufweitvorgang kaum noch möglich ist.Also, other approaches that bring material from the outside to the inside are often characterized by the fact that they are either barely involved in a real part or that they are already so thinned by preforming that further loading of the material by the subsequent expansion process barely possible is.
  • Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung anzugeben, mit denen große Kragenlängen mit guter Qualität auf einfache Weise erreicht werden können, wobei die Nachteile aus dem Stand der Technik möglichst reduziert oder vermeiden werden sollen.Proceeding from this, the present invention is therefore an object of the invention to provide a generic method and a generic device with which large collar lengths can be achieved with good quality in a simple manner, the disadvantages of the prior art should be reduced or avoided as possible.
  • Gemäß einer ersten Lehre wird die Aufgabe durch ein gattungsgemäßes Verfahren gelöst, umfassend die Schritte, insbesondere in zumindest teilweise überlagerter Reihenfolge stattfindenden Schritte: Ziehen einer Vertiefung in das Werkstück, sodass ein getiefter Bereich entsteht; Lochen des Werkstücks in dem getieften Bereich, sodass eine Lochung mit einem sich daran anschließenden, getieften Randbereich entsteht; und Umformen des getieften Randbereichs, insbesondere durch oder verbunden mit einem freien Einziehen und/oder Einebnen und/oder Aufweiten des getieften Randbereichs, sodass der Kragen an dem Werkstück entsteht.According to a first teaching, the object is achieved by a generic method, comprising the steps, in particular taking place in at least partially superimposed order steps: pulling a recess in the workpiece, so that a grooved area is formed; Punching the workpiece in the recessed area, so that a perforation with a subsequent, recessed edge region is formed; and forming the recessed edge region, in particular by or connected to a free retraction and / or leveling and / or widening of the recessed edge region, so that the collar is formed on the workpiece.
  • Durch das Ziehen (Tiefen) einer Vertiefung in das Werkstück entsteht ein getiefter Bereich, insbesondere mit einem im Wesentlichen flachen Boden (Mittenbereich des getieften Bereichs) und einer möglichst geringen Ausdünnung sowie einem im Wesentlichen getieften (gewölbten, gerundeten) Außenseite. Beispielsweise ist der getiefte Bereich im Wesentlichen zumindest bereichsweise flach, gerundet, sphärisch oder als Mischform ausgebildet. Dies kann beispielsweise mittels eines zumindest abschnittsweise flachen, gerundeten und/oder sphärischen Ziehstempels erfolgen. Das Ziehen des Werkstücks kann bevorzugt in einem ersten Werkzeug erfolgen.By drawing (depths) of a depression into the workpiece, a dented region is created, in particular with a substantially flat bottom (center region of the recessed region) and a thinnest possible thinning and a substantially deepened (curved, rounded) outer side. For example, the recessed area is substantially flat at least partially, rounded, spherical or formed as a hybrid form. This can be done for example by means of an at least partially flat, rounded and / or spherical drawing punch. The drawing of the workpiece can preferably take place in a first tool.
  • Das Werkstück besteht vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl. Als Stahl kommen sowohl weiche tiefziehfähige Stähle als auch zumindest höherfeste oder hochfeste Stähle in Betracht. Das Werkstück kann beispielsweise eine im Wesentlichen ebene Platine, ein Blech, ein Halbzeug oder ein nahezu fertig geformtes Bauteil sein. Das Werkstück kann jedoch auch ein bereits ausgeformtes, beispielsweise ein tiefgezogenes, endkonturnahes Werkstück sein.The workpiece is preferably made of metal, in particular of steel. As steel both soft deep-drawing steels and at least higher-strength or high-strength steels come into consideration. The workpiece may be, for example, a substantially planar board, a sheet, a semi-finished product or a nearly finished molded component. However, the workpiece may also be an already formed, for example, a deep-drawn, near-net shape workpiece.
  • Die weitere Fertigung des Werkstücks, also das Umformen, Lochen, Aufweiten und insbesondere Einziehen und/oder Einebnen zum Kragen innerhalb des getieften Bereichs erfolgt bevorzugt, nachdem das Ziehen einer Vertiefung in das Werkstück abgeschlossen ist, beispielsweise in einem zweiten Werkzeug. Damit insbesondere eine in dem getieften Bereich konzentrisch liegende Umformung, Lochung, Aufweitung und insbesondere Einziehung und/oder Einebnung zum Kragen erzeugt werden kann, erfolgen diese Schritte vorzugsweise zentral darin.. Das Umformen des getieften Randbereichs beginnt bevorzugt kurz vor dem Lochen. Durch das Lochen entsteht zwischenzeitlich bevorzugt ein im Wesentlichen ringförmiger gerundeter Randbereich und ein Lochbutzen, welcher vorzugsweise nach unten aus dem zum Lochen verwendeten Werkzeug (Lochwerkzeug) fallen kann.The further production of the workpiece, ie the forming, punching, widening and in particular drawing in and / or leveling to the collar within the recessed area is preferably carried out after pulling a recess is completed in the workpiece, for example in a second tool. In order that, in particular, a forming, perforation, widening and in particular constriction and / or leveling towards the collar can be produced concentrically in the recessed region, these steps preferably take place centrally therein. The reshaping of the recessed edge region preferably begins shortly before the perforation. In the meantime, a substantially annular, rounded edge region and a hole in the hole, which preferably can fall downwards out of the tool used for punching (perforating tool), are produced by the perforation.
  • Vorteilhaft erstreckt sich der Kragen quer, insbesondere im Wesentlichen rechtwinklig zu der Werkstückebene. Der Kragen kann eine im Wesentlichen zylindrische Form aufweisen. Der lange Kragen entsteht demnach aus dem getieften Bereich, der durch eine effektive Materialverlagerung von außen nach innen gekennzeichnet ist. Es ist somit nicht unbedingt notwendig, in dem weiteren Kragenformprozess die inneren, dann gelochten Randbereiche noch stärker aufzuweiten.Advantageously, the collar extends transversely, in particular substantially at right angles to the workpiece plane. The collar may have a substantially cylindrical shape. The long collar thus arises from the recessed area, which is characterized by an effective material displacement from outside to inside. It is therefore not absolutely necessary to widen the inner, then perforated edge areas even more in the further collar molding process.
  • Vor allem im Vergleich zu den eingangs beschriebenen Ansätzen besitzt das erfindungsgemäße Verfahren eine Reihe von Vorteilen. Zum einen wird wesentlich weniger Kraft benötigt als beispielsweise bei Verfahren, welche sich ein Prägen oder ein Einebnen von Materialreserven zunutze machen. Zum anderen können größere Kragenlängen erzeugt werden, als das zum Beispiel bei der Erzeugung von Materialreserven in Form von Wellen im Randbereich der Fall ist. Diese ebnen eher Material ein, als das sie welches nach innen schieben. Zwar kann das Material im Kragen durch die Umformung des getieften Bereichs vorverfestigt werden, es hat sich jedoch gezeigt, dass es weiterhin noch ausreichend Kräfte aufnehmen kann, ohne im funktionellen Betrieb ein Versagen des Kragens zu provozieren.Especially compared to the approaches described above, the inventive method has a number of advantages. On the one hand, much less force is required than, for example, in processes which make use of embossing or leveling of material reserves. To the In addition, larger collar lengths can be produced than is the case, for example, with the generation of material reserves in the form of waves in the edge area. These are more likely to level up material than pushing them inside. Although the material in the collar can be preconsolidated by the deformation of the recessed area, it has been shown that it can still absorb sufficient forces without provoking a failure of the collar in functional operation.
  • Das Verfahren kann beispielsweise Teil einer Kaltumformung oder indirekten Warmumformung sein, oder in eine solche integriert sein. Beispielsweise kann/können das Ziehen, das Umformen, das Lochen und/oder das Aufweiten zum Kragen als indirekte Warmumformung oder Kaltumformung erfolgen.The method may, for example, be part of cold forming or indirect hot forming, or integrated into such. For example, drawing, forming, punching and / or expanding to the collar can be done as indirect hot working or cold working.
  • Im Ergebnis kann somit eine funktions- und kostengünstiges Verfahren angegeben werden, die es ermöglicht, die Herstellung eines insbesondere langen Kragens in wenigen Operationen umzusetzen und bei guter Qualität des Kragens in der gewohnten Prozesskette des pressengestützten Tiefziehens zu verbleiben, was eine entsprechend einfache und wirtschaftliche Herstellung ermöglicht.As a result, therefore, a functional and cost-effective method can be specified, which makes it possible to implement the production of a particular long collar in a few operations and to remain with good quality of the collar in the usual process chain of press-based deep drawing, which is a correspondingly simple and economical production allows.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Fläche des getieften Bereichs gleich oder größer als die Fläche des herzustellenden Kragens respektive richtet sich der getiefte Bereich nach der Länge des herzustellenden Kragens (Kragenlänge). Beispielsweise ist der Außendurchmesser des getieften Bereichs größer als der Durchmesser des herzustellenden Kragens. Es hat sich gezeigt, dass der getiefte Bereich über den Bereich des herzustellenden Kragens hinausgehen sollte. Dadurch kann der Materialvorrat zum Ausbilden des Kragens erhöht und die inneren, dann gelochten Randbereiche müssen weniger stark aufgeweitet werden. Vorzugsweise ist der Außendurchmesser des getieften Bereichs mindestens um den Faktor 1.5, vorzugsweise mindestens um den Faktor 1.8 besonders bevorzugt mindestens um den Faktor 2 oder mehr größer als der Durchmesser des herzustellenden Kragens.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the area of the recessed area is equal to or greater than the area of the collar to be produced or the recessed area depends on the length of the collar to be produced (collar length). For example, the outer diameter of the recessed area is greater than the diameter of the collar to be produced. It has been shown that the recessed area should go beyond the area of the collar to be produced. As a result, the supply of material for forming the collar can be increased and the inner, then perforated edge areas must be less dilated. Preferably, the outer diameter of the recessed region is at least a factor of 1.5, preferably at least a factor of 1.8, more preferably at least a factor of 2 or more greater than the diameter of the collar to be produced.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht die Tiefe des getieften Bereichs im Wesentlichen der Länge des herzustellenden Kragens oder die Tiefe des getieften Bereichs ist größer als die Länge des herzustellenden Kragens. Dadurch kann der Materialvorrat zum Ausbilden des Kragens erhöht und die inneren, dann gelochten Randbereiche müssen weniger stark aufgeweitet werden.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the depth of the recessed area substantially corresponds to the length of the collar to be produced or the depth of the recessed area is greater than the length of the collar to be produced. As a result, the supply of material for forming the collar can be increased and the inner, then perforated edge areas must be less dilated.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Zehen des Werkstücks durch einen Ziehvorgang. Der Ziehvorgang ist leicht und prozesssicher herstellbar, da die Tiefe von ausbeulenden Ziehvorgängen mit wachsendem Außendurchmesser ebenfalls stark anwachsen kann, ohne dass Reißer entstehen.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the toe of the workpiece is effected by a drawing process. The drawing process is easy and process reliable to produce, since the depth of bulging drawing processes with increasing outer diameter can also increase sharply without causing rupture.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist der Durchmesser der Lochung geringer als der Innendurchmesser des herzustellenden Kragens. Bevorzugt ist der Durchmesser der Lochung jedoch nur geringfügig geringer als der Innendurchmesser des herzustellenden Kragens, beispielsweise höchstens 30% geringer, vorzugsweise höchstens 15% geringer. Es hat sich gezeigt, dass zum einen trotz der Lochung durch das Vorsehen eines getieften Bereichs/Randbereichs noch ausreichend Material zur Verfügung steht. Zum anderen braucht nur ein vergleichsweise geringes Aufweiten der Lochung zu erfolgen.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the diameter of the perforation is smaller than the inner diameter of the collar to be produced. However, the diameter of the perforation is preferably only slightly smaller than the inner diameter of the collar to be produced, for example at most 30% lower, preferably at most 15% lower. It has been found that on the one hand despite the perforation by the provision of a recessed area / edge area still sufficient material is available. On the other hand, only a comparatively small expansion of the perforation needs to be done.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Werkstück in Richtung des später herzustellenden Kragens gezogen. Beispielsweise wird im weiteren Verfahrensablauf der getiefte Randbereich zumindest bereichsweise in Richtung des Tiefens oder ihm entgegengerichtet umgeformt. Dazu wird der getiefte Randbereich beispielsweise mit Hilfe eines, dem Innendurchmesser des späteren Kragens entsprechenden Kragenstempels weiter umgeformt, indem der Kragenstempel sich in die gewünschte Richtung (konvexe oder konkave Seite) bewegt. Bevorzugt wird der getiefte Randbereich dabei auf der jeweils entgegengesetzt liegenden Seite durch ein Werkzeug, das ein Kragengesenk bildet, gestützt.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the workpiece is pulled in the direction of the collar to be produced later. For example, in the further course of the process, the recessed edge region is reshaped at least in regions in the direction of the depth or in the opposite direction. For this purpose, the recessed edge region is further formed, for example, by means of a collar punch corresponding to the inner diameter of the later collar, in that the collar punch moves in the desired direction (convex or concave side). Preferably, the recessed edge region is supported on the respective opposite side by a tool which forms a collar die.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der getiefte Randbereich zumindest bereichsweise entgegen der Tiefung zum Kragen umgeformt. Beispielsweise wird durch das Umformen des getieften Randbereichs ein Teil des getieften Randbereichs eingeebnet. Beispielsweise wird durch das Umformen des getieften Randbereichs nur ein geringer Teil des getieften Randbereichs eingeebnet und dabei weiter verfestigt, beispielsweise ein außen liegender, ringförmiger Bereich. Damit wird zwar das Tiefen zumindest teilweise wieder rückgängig gemacht, dennoch bleibt ein großer Teil der vergrößerten Fläche des getieften Bereichs gegenüber der flachen Platine dadurch erhalten, wobei das Material in den Kragenbereich/-hals hineingeschoben wird.According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the recessed edge region is at least partially reshaped against the depression to form the collar. For example, by forming the recessed edge region, part of the recessed edge region is leveled. For example, by forming the recessed edge region, only a small part of the recessed edge region is leveled and thereby further solidified, for example an outer, annular region. Although this reverses the depth at least in part, a large portion of the enlarged area of the recessed area relative to the flat board is retained thereby, with the material being pushed into the collar area / neck.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird durch das Umformen eines Teils des getieften Bereichs und des getieften Randbereichs zu dem Kragen und einem sich daran anschließenden eingeebneten Bereich umgeformt wird. Beispielsweise wird ein innenliegender Teil des getieften Randbereichs durch das Umformen zu dem Kragen geformt, wobei der spätere Kragenbereich an den eigeebneten Bereich angrenzt. Das Umformen des getieften Randbereichs kann dabei einen Aufweitvorgang umfassen, der jedoch aufgrund der vorhandenen Lochung vergleichsweise gering gehalten werden kann. Bevorzug erfolgt das Umformen des getieften Randbereichs im Wesentlichen durch ein freies Einziehen zum Kragenhals und weniger durch ein Einebnen. Die konkave Innenseite des getieften Randbereichs wird somit entweder zur Innen- oder Außenseite des Kragens umgeformt. Bei der konvexen Außenseite des getieften Randbereichs verhält es sich dagegen genau umgekehrt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind der getiefte Bereich und die Lochung so dimensioniert, dass die Fläche des getieften Randbereichs abzüglich der Fläche der Lochung größtenteils der Summe der Fläche des eingeebneten Teils und der Fläche des Kragens entspricht. Dadurch kann erreicht werden, dass der getiefte Randbereich nur noch geringfügigen Flächenänderungen und damit Materialverschiebungen unterworfen werden muss. Dies führt weiterhin zu einer Vermeidung von übermäßigen Materialbelastungen während der Herstellung des Kragens. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Umformen des getieften Randbereichs im Wesentlichen eine Kombination aus freiem Einziehen, Biegen und/oder Stauchen. Da das Material frei fließen kann, lassen sich übermäßige Materialbelastungen im Wesentlichen vermeiden.According to a preferred embodiment of the method according to the invention is formed by the forming of a portion of the recessed area and the recessed edge portion to the collar and an adjoining flattened area. For example, an inner part of the recessed edge portion is formed by the forming to the collar, the later Collar area adjacent to the leveled area. The reshaping of the recessed edge region may include a widening process, which, however, can be kept comparatively low due to the existing perforation. Preferably, the reshaping of the recessed edge region essentially takes place by a free draw-in to the collar neck and less by a leveling. The concave inside of the recessed edge region is thus converted either to the inside or outside of the collar. The convex outside of the recessed edge area, however, behaves exactly the opposite. According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the recessed area and the perforation are dimensioned such that the area of the recessed edge area minus the area of the perforation corresponds for the most part to the sum of the area of the flattened part and the area of the collar. As a result, it can be achieved that the recessed edge region only has to be subjected to slight surface changes and thus material shifts. This further leads to an avoidance of excessive material stress during the production of the collar. According to a preferred embodiment of the method according to the invention, the reshaping of the recessed edge region is essentially a combination of free drawing in, bending and / or compressing. Since the material can flow freely, excessive material loads can essentially be avoided.
  • Weiterhin lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren bei Bedarf vorteilhaft mit den folgenden weiteren Aspekten, welche teilweise bereits eingangs beschrieben sind, kombinieren, um insbesondere eine weiterhin vergrößerte Länge des Kragens zu erzielen.Furthermore, if required, the method according to the invention can advantageously be combined with the following further aspects, some of which have already been described in the introduction, in order in particular to achieve a further enlarged length of the collar.
  • Als weiteres Beispiel kann vorgesehen sein, eine zusätzliche Inline-Abstreckung der Kragenwandung und/oder eine Inline-Stauchung des Kragenendes während bzw. zum Abschluss des Ausbildens des Kragens erfolgen. Die Abstreckung sorgt dafür, dass eine gleichmäßige Kragen-Wanddicke erzielt wird und die Stauchung stellt eine ebene Abschlussfläche bereit.As a further example, it may be provided that an additional inline ironing of the collar wall and / or an inline compression of the collar end take place during or at the end of the formation of the collar. The ironing ensures that a uniform collar wall thickness is achieved and the compression provides a flat finish.
  • Beispielsweise kann in einer Vorform mittels eines Prägevorgangs, bei dem Material aus der Werkstückmitte nach außen geschoben wird, ein aufgedickter Bereich erzeugt werden, dessen dickste Stelle sich im Bereich des späteren Kragenendes befindet.For example, in a preform by means of an embossing process, in which material is pushed out of the center of the workpiece, a thickened region are generated, whose thickest point is in the region of the later collar end.
  • Dabei wird vorzugsweise gleichzeitig (etwa durch einen Außenstempel) der Materialfluss der Aufdickung auf den späteren Kragenbereich begrenzt und zusätzlich Material nach innen in Richtung des späteren Kragens gedrückt. Nach dem Prägevorgang können dann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens das Lochen ausgedünnten mittigen Bereichs und das Kragenziehen zum gewünschten Fertigkragen erfolgen.In this case, the material flow of the thickening is preferably simultaneously limited (for example by an outer punch) to the later collar region and, in addition, material is pressed inwards in the direction of the later collar. After the embossing process, the punched thinned central area and the collar pull can then be made to the desired finished collar by means of the method according to the invention.
  • Als weiteres Beispiel kann zunächst ein Vorkragen ausgebildet werden, der mittels einer Massivformung eingeebnet wird und dabei einen aufgedickten Lochrand mit dem Ziel-Durchmesser erzeugt. Dieser aufgedickte Bereich kann dann dafür genutzt werden, mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens den Kragen mit entsprechend großer Ziellänge zu erzeugen. Dies ist möglich, weil der aufgedickte Lochrand größere Dehnungen erlaubt.As a further example, firstly a projecting collar can be formed which is leveled by means of a solid shaping and thereby produces a thickened hole edge with the target diameter. This thickened area can then be used to produce the collar with a correspondingly long target length by means of the method according to the invention. This is possible because the thickened hole edge allows larger strains.
  • Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe auch durch eine gattungsgemäße Vorrichtung gelöst, umfassend: Mittel zum Ziehen einer Vertiefung in das Werkstück, sodass ein getiefter Bereich entsteht; Mittel zum Lochen des Werkstücks in dem getieften Bereich, sodass eine Lochung mit einem sich daran anschließenden getieften Randbereich entsteht; und Mittel zum Umformen des getieften Randbereichs, sodass der Kragen an dem Werkstück entsteht.According to a second teaching of the present invention, the object mentioned at the outset is also achieved by a generic device, comprising: means for drawing a depression in the workpiece, so that a thickened region is formed; Means for punching the workpiece in the recessed area, so that a perforation with an adjoining sunken edge region is formed; and means for reshaping the recessed edge portion so that the collar is formed on the workpiece.
  • Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann ein Kragen an einem Werkstück bereitgestellt werden, wobei im Vergleich zu eingangs genannten Ansätzen, welche sich ein Prägen oder ein Einebnen von Materialreserven zunutze machen, wesentlich weniger Kraft benötigt wird. Somit können vergleichsweise hohe Standzeiten der Vorrichtung erreicht werden. Im Übrigen wird auf die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und den Ausgestaltungen verwiesen.With the device according to the invention, a collar can be provided on a workpiece, wherein compared to the aforementioned approaches, which make use of embossing or flattening of material reserves, much less force is needed. Thus, comparatively long service life of the device can be achieved. Incidentally, reference is made to the advantages of the method according to the invention and the embodiments.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen die Mittel zum Ziehen des Werkstücks einen Ziehstempel und/oder ein Vorformgesenk umfassen. Beispielsweise sind die Mittel zum Ziehen einer Vertiefung in das Werkstück in einem ersten Werkzeug angeordnet. Sie umfassen darin beispielsweise einen Ziehstempel, bei Bedarf ein Vorformgesenk und optional einen Niederhalter. Der Ziehstempel und das Vorformgesenk weisen bevorzugt eine Kontur auf, die der herzustellenden Tiefe des zu tiefenden Bereichs entspricht. Der Ziehstempel ist beispielsweise zur Erzeugung einer konkaven Innenseite des getieften Bereichs ausgebildet. Das Vorformgesenk ist beispielsweise zur Erzeugung einer konvexen Außenseite des getieften Bereichs eingerichtet. Der optionale Niederhalter kann zur Fixierung des Werkstücks eingerichtet sein. Durch das Vorsehen der genannten Mittel in dem ersten Werkzeug kann die weitere Herstellung des Kragens auf einfache Weise umgesetzt werden und bei guter Qualität des Kragens in der gewohnten Prozesskette des pressengestützten Tiefziehens zu verblieben werden, was eine entsprechend einfache und wirtschaftliche Herstellung ermöglicht. According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the means for drawing the workpiece comprise a drawing punch and / or a preform die. For example, the means for drawing a recess in the workpiece are arranged in a first tool. They include, for example, a drawing punch, if necessary, a preform die and optionally a hold-down. The drawing die and the preforming die preferably have a contour that corresponds to the depth of the region to be deepened. The drawing punch is formed, for example, to create a concave inside of the recessed area. The preform die is configured, for example, to create a convex outside of the recessed area. The optional hold-down device can be set up to fix the workpiece. By providing said means in the first tool, the further production of the collar can be implemented in a simple manner and remain with good quality of the collar in the usual process chain of press-based deep drawing, allowing a correspondingly simple and economical production.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen die Mittel zum Lochen des Werkstücks in dem getieften Bereich einen Kragenstütz- und Schneidstempel und/oder ein Schneidgesenk. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen die Mittel zum Umformen des getieften Randbereichs einen Kragenstütz- und Schneidstempel und/oder einen Funktionsstempel.According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the means for punching the workpiece in the recessed area comprise a collar support and cutting punch and / or a cutting die. According to a preferred embodiment of the device according to the invention, the means for reshaping the recessed edge region comprise a collar support and cutting punch and / or a functional punch.
  • Beispielsweise sind die Mittel zur Erzeugung des Kragens des Werkstücks in einem zweiten Werkzeug angeordnet. Sie umfassen zum einen Mittel zum Einebnen des getieften Bereichs/Randbereichs, beispielsweise in Form eines verschiebbaren, funktionsintegrativen Druckstempels (kurz Funktionsstempel), dessen Stirnfläche die Einebnung von der konvexen Seite der Tiefe des getieften Bereichs her vornimmt und dessen innere Mantelfläche die Außenkontur des zu erzeugenden Kragens bereitstellt. Des Weiteren umfasst das zweite Werkzeug der erfindungsgemäßen Vorrichtung Mittel zum Lochen des Werkstücks in dem getieften Bereich in Form eines verschiebbaren Schneidstempels, einem dem Funktionsstempel fest gegenüber stehenden Schneidgesenks. Der Schneidstempel und das Schneidgesenk stehen sich stets gegenüber und bilden damit eine Funktionsgruppe. Zudem kann das zweite Werkzeug beispielsweise einen beweglichen Niederhalter und ein feststehendes Außengesenk zur Fixierung des Werkstücks umfassen.. Durch das Vorsehen der Mittel im zweiten Werkzeug kann die Herstellung des Kragens in wenigen Operationen umgesetzt werden und bei guter Qualität des Kragens in der gewohnten Prozesskette des pressengestützten Tiefziehens zu verblieben werden, was eine entsprechend einfache und wirtschaftliche Herstellung ermöglicht.For example, the means for producing the collar of the workpiece are arranged in a second tool. They comprise, on the one hand, means for leveling the recessed area / edge area, for example in the form of a displaceable, functionally integrative plunger (short functional stamp), whose end face makes the leveling from the convex side of the depth of the recessed area, and whose inner circumferential area is the outer contour of the recessed area Collar provides. Furthermore, the second tool of the device according to the invention comprises means for punching the workpiece in the recessed area in the form of a displaceable cutting punch, a cutting die fixedly opposite the function punch. The cutting punch and the cutting die are always facing each other and thus form a functional group. In addition, the second tool may comprise, for example, a movable hold-down and a fixed outer die for fixing the workpiece. By providing the means in the second tool, the production of the collar can be carried out in a few operations and with good quality of the collar in the usual press-based process chain Deep drawing to remain, which allows a correspondingly simple and economical production.
  • Bezüglich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Vorrichtung wird auf die Beschreibung des Verfahrens und dessen Vorteile verwiesen.With regard to further advantageous embodiments of the device, reference is made to the description of the method and its advantages.
  • Durch die vorherige und folgende Beschreibung von Verfahrensschritten gemäß bevorzugter Ausführungsformen des Verfahrens sollen auch entsprechende Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte durch bevorzugte Ausführungsformen der Vorrichtung offenbart sein. Ebenfalls soll durch die Offenbarung von Mitteln zur Durchführung eines Verfahrensschrittes der entsprechende Verfahrensschritt offenbart sein.By the preceding and following description of method steps according to preferred embodiments of the method, corresponding means for carrying out the method steps by preferred embodiments of the device should also be disclosed. Likewise, by the disclosure of means for carrying out a method step, the corresponding method step should be disclosed.
  • Im Weiteren soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt inIn addition, the invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment in conjunction with the drawing. The drawing shows in
  • 1a–e ein Ausführungsbeispiel eines ersten Werkzeugs zum Ziehen/Tiefen eines Werkstücks in schematischen Schnittdarstellungen; 1a 1 shows an embodiment of a first tool for drawing / depthing a workpiece in schematic sectional representations;
  • 2a–f ein Ausführungsbeispiel eines zweiten Werkzeugs zum Lochen des Werkstücks in dem getieften Bereich und zum Umformen des getieften/gerundeten Randbereichs in schematischen Schnittdarstellungen; und 2a FIG. 5 shows an exemplary embodiment of a second tool for punching the workpiece in the recessed area and for reshaping the recessed / rounded edge area in schematic sectional representations; FIG. and
  • 3a–f ein zweites Ausführungsbeispiel eines zweiten Werkzeugs zum Lochen des Werkstücks in dem getieften Bereich und zum Umformen des getieften/gerundeten Randbereichs in schematischen Schnittdarstellungen. 3a F shows a second embodiment of a second tool for punching the workpiece in the recessed area and for forming the recessed / rounded edge area in schematic sectional views.
  • Das erste Werkzeug 1 aus 1 bildet zusammen mit dem zweiten Werkzeug 2 aus 2 oder dem zweiten Werkzeug 2 aus 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, welche ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens durchführen kann.The first tool 1 out 1 forms together with the second tool 2 out 2 or the second tool 2 out 3 An embodiment of a device according to the invention, which can perform an embodiment of a method according to the invention.
  • 1a zeigt zunächst ein Ausführungsbeispiel des ersten Werkzeugs 1. Das Werkzeug 1 weist einen Ziehstempel 4 und ein Vorformgesenk 6 und damit Mittel zum Ziehen/Tiefen eines Werkstücks auf. Die Vorrichtung umfasst weiterhin einen beweglichen Niederhalter 8. In diesem Fall ist das Vorformgesenk 6 fest positioniert und der Ziehstempel 4 beweglich ausgebildet. Beispielsweise wird der Ziehstempel 4 über einen Pressenstempel (nicht dargestellt) abgesenkt, während der bewegliche Niederhalter 8 durch (nicht dargestellte) Pinolen der Presse angetrieben werden kann. Alternativ wäre jedoch ebenfalls denkbar, dass der Ziehstempel 4 ortsfest und das Vorformgesenk 6 beweglich angeordnet ausgebildet sind. 1a shows first an embodiment of the first tool 1 , The tool 1 has a drawing punch 4 and a preform die 6 and thus means for pulling / deepening a workpiece. The device further comprises a movable hold-down 8th , In this case, the preform die is 6 firmly positioned and the drawing punch 4 movably formed. For example, the drawing punch 4 lowered over a press ram (not shown) while the movable hold-down 8th can be driven by (not shown) sleeves of the press. Alternatively, however, it would also be conceivable that the drawing punch 4 stationary and the preform die 6 are arranged movably arranged.
  • Mittels des ersten Werkezugs 1 erfolgt zunächst die Ausformung eines getieften Bereichs. Zu Prozessbeginn wird ein Werkstück 10, welches hier eine Platine ist, aber auch ein komplexeres Bauteil sein kann, auf dem Vorformgesenk 6 aufgelegt (1b). Anschließend fixiert der Niederhalter 8 vorzugsweise mittels Distanzierung auf Werkstückdicke das Werkstück 10 und der Ziehstempel 4 senkt sich auf das Werkstück 10 ab (1c). In seiner weiteren Bewegung formt der Ziehstempel 4 einen getieften Bereich in gewünschtem Maße in dem Werkstück 10 aus, bis er seine Endstellung über dem Vorformgesenk 6 erreicht hat (1d). Das Werkzeug 1 wird anschließend geöffnet und das Werkstück 10 entnommen (1e).By means of the first work train 1 First, the formation of a recessed area. At the beginning of the process, a workpiece is produced 10 , which is a circuit board here, but may also be a more complex component, on the preform die 6 hung up ( 1b ). Then the hold-down fixes 8th preferably by means of distancing on workpiece thickness, the workpiece 10 and the drawing punch 4 sinks onto the workpiece 10 off ( 1c ). In its further movement forms the drawing stamp 4 a recessed area to the desired extent in the workpiece 10 until it reaches its end position above the preform 6 has reached ( 1d ). The tool 1 is then opened and the workpiece 10 taken ( 1e ).
  • Dabei erhält das Werkstück 10 weit über den Bereich des späteren Kragenrandes hinaus beginnend (hier etwa um das Doppelte) einen getieften Bereich 12, das heißt der Bereich 12 kann zumindest bereichsweise flach, gerundet, sphärisch oder als Mischform ausgebildet sein. Der Durchmesser des getieften Bereichs 12 ist etwa doppelt so groß, gleich oder kleiner wie der Durchmesser des späteren Kragens (Vergleich Kragen 34 in 2f, 3f), vorzugsweise größer als der spätere Kragenaußendurchmesser ist. Die Tiefe des getieften Bereichs 12 ist nur gering größer als der spätere Kragen lang ist. Der getiefte Bereich 12 ist in Richtung des herzustellenden Kragens gewölbt und weist eine konkave Innenseite 14 und eine konvexe Außenseite 16 auf. Der getiefte Bereich 12 ist insofern leicht herstellbar, da die Tiefe von Ziehvorgängen mit wachsendem Außendurchmesser ebenfalls stark wachsen kann, ohne dass Reißer entstehen.This preserves the workpiece 10 Starting far beyond the area of the later collar edge (here about twice), a recessed area 12 that is the area 12 may be at least partially flat, rounded, spherical or formed as a hybrid form. The diameter of the recessed area 12 is about twice as large, equal or smaller than the diameter of the later collar (comparing collar 34 in 2f . 3f ) preferably greater than the later collar outer diameter. The depth of the recessed area 12 is only slightly larger than the later collar is long. The deepened area 12 is curved in the direction of the collar to be produced and has a concave inside 14 and a convex outside 16 on. The deepened area 12 is so far easy to produce, since the depth of drawing operations with increasing outside diameter can also grow strongly without rupture arise.
  • Nachdem das Werkzeug 1 geöffnet und das Werkstück 10 entnommen wurde, wird das Werkstück 10 mit dem getieften Bereich in das Werkzeug 2 eingelegt (2a). Das zweite Werkzeug 2 weist mit einem verschiebbaren Kragenstütz- und Schneidstempel 18 und einem ortfesten Schneidgesenk 20 Mittel zum Lochen des Werkstücks 10 in dem getieften Bereich 12 auf. Zudem weist das Werkzeug 2 mit einem Kragenstütz- und Schneidstempel 18 und einem Kragengesenk 22 (Funktionsstempel) Mittel zum Umformen des getieften/gerundeten Randbereichs auf. Der verschiebbare Kragenstütz- und Schneidstempel 18 besitzt außerdem mit dem verschiebbaren Funktionsstempel 22 eine Stützfunktion für die Innenstruktur des auszubildenden Kragens. Zudem weißt das zweite Werkzeug 2 ein Außengesenk 24 auf, welches in diesem Fall fest positioniert ist. Auch das Schneidgesenk 20 ist fest positioniert. Das Kragengesenk 22 (Funktionsstempel) und der verschiebbare Kragenstütz- und Schneidstempel 18 sind hingegen beweglich ausgebildet.After the tool 1 opened and the workpiece 10 was removed, the workpiece becomes 10 with the recessed area in the tool 2 inserted ( 2a ). The second tool 2 has a sliding collar support and cutting punch 18 and a fixed cutting die 20 Means for punching the workpiece 10 in the troughed area 12 on. In addition, the tool points 2 with a collar support and cutting punch 18 and a collar 22 (Function stamp) Means for reshaping the recessed / rounded edge area. The sliding collar support and cutting punch 18 also has the sliding function stamp 22 a support function for the internal structure of the trainee collar. In addition, the second tool knows 2 an outside die 24 which is firmly positioned in this case. Also the cutting die 20 is firmly positioned. The collar 22 (Functional stamp) and the movable collar support and cutting punch 18 On the other hand, they are designed to be movable.
  • Nach dem Einlegen des Werkstücks 10 in das Werkzeug 2 wird das Werkstück 10 durch einen Niederhalter 26 fixiert. Dies geschieht vorzugsweise mit einer ausreichend hohen Niederhalterkraft, sodass kein oder nur wenig Werkstofffluss von dem getieften Bereich 12 in den Niederhalterbereich hinein zugelassen wird (2b).After inserting the workpiece 10 in the tool 2 becomes the workpiece 10 through a hold-down 26 fixed. This is preferably done with a sufficiently high hold-down force, so that no or only little flow of material from the recessed area 12 admitted into the hold-down area ( 2 B ).
  • Nun fährt der Kragenstütz- und Schneidstempel 18 mittig gegen den getieften Bereich 12 und locht diesen mit seinen Schneidkanten gegen das Schneidgesenk 20. Dabei stützt sich der getiefte Bereich 12 gegen das Schneidgesenk 20 ab. Der getiefte Bereich 12 wird mittig mit einer Lochung 28 versehen, dessen Durchmesser nur wenig kleiner ist als der Durchmesser des herzustellenden Kragens. In dieser Position hat der bewegliche Kragenstütz- und Schneid-Stempel 18 auch gleichzeitig seine Endlage erreicht und verbleibt im Weiteren dort. Es entsteht also eine Lochung 28 mit einem sich an die Lochung 28 daran anschließenden getieften/gerundeten Randbereich 30 (2c)Now moves the collar support and cutting punch 18 in the middle against the welled area 12 and punctures it with its cutting edges against the cutting die 20 , Here, the deepened area is supported 12 against the cutting die 20 from. The deepened area 12 becomes centered with a perforation 28 provided whose diameter is only slightly smaller than the diameter of the collar to be produced. In this position has the movable collar support and cutting punch 18 at the same time reaches its final position and remains there thereafter. So it creates a perforation 28 with a to the punching 28 adjoining deepened / rounded edge area 30 ( 2c )
  • Der Kragenstütz- und Schneidstempel 18 und das Schneidgesenk 20 verbleiben nun in ihrer Position. Im Weiteren wird der Funktionsstempel 22 (zum Beispiel durch die Pinolen 32) weiter aufwärts in Richtung der Außenseite 16 des getieften Randbereichs 30 geschoben. Dabei ist der getiefte Randbereich 30 innen mit dem Krangenstütz- und Schneidstempel 18 gestützt, dessen Außendurchmesser dem Innendurchmesser des späteren Kragens entspricht. Der getiefte Randbereich 30 wird somit wieder entgegen der eingebrachten Tiefung umgeformt.The collar support and cutting punch 18 and the cutting die 20 remain in their position. In the following, the function stamp 22 (for example through the quills 32 ) continue upwards towards the outside 16 of the recessed edge area 30 pushed. Here is the deepened edge area 30 inside with the crane support and cutting punch 18 supported, whose outer diameter corresponds to the inner diameter of the later collar. The deepened edge area 30 is thus reshaped against the introduced depression.
  • Wie in den 2d dargestellt, ebnet zwar der Funktionsstempel 22 aufgrund der Platzverhältnisse und der Hebelwirkung einen Teil des getieften/gerundeten Randbereichs 30 ein. Es wird aber der größte Teil des getieften Randbereichs 30 um die Lochung 28 herum in den Spalt zwischen Kragenstütz- und Schneidstempel 18 und Funktionsstempel 22 hineingezogen. Gleichzeitig damit weitet sich die Lochung 28 gering auf. Der getiefte Randbereich 30 verformt sich fortschreitend in einen Kragen 34 und einen ebenen Bereich 36. In der Endposition des Funktionsstempels 22 ist der getiefte Randbereich eingeebnet und der Kragen 34 fertig ausgeformt (2e). Die Fläche des getieften Randbereichs 30 entspricht größtenteils der Summe aus der Fläche des eingeebneten Teils 36 und der Fläche des Kragens 34. Das heißt, das Umformen des getieften Randbereichs 30 kann im Wesentlichen als ein freies Einziehen mit kombinierten Biegeumformen bezeichnet werden.As in the 2d Although the functional stamp paves 22 due to the space and the leverage a part of the deepened / rounded edge area 30 one. But it will be the largest part of the well-drilled edge area 30 around the perforation 28 around in the gap between Kragenstütz- and cutting punch 18 and functional stamp 22 drawn. At the same time, the perforation widens 28 low on. The deepened edge area 30 deforms progressively into a collar 34 and a flat area 36 , In the end position of the function stamp 22 the deepened edge area is leveled and the collar 34 fully formed ( 2e ). The area of the recessed edge area 30 corresponds largely to the sum of the area of the leveled part 36 and the surface of the collar 34 , That is, the reshaping of the recessed edge area 30 may be referred to essentially as a free draw with combined bend formations.
  • Der aufgrund der Lochung 28 entstandene Schneidbutzen 38 fällt dabei ohne Mehraufwand nach unten hinaus. Mit der Ausbildung des Kragens 34 ist der Umformprozess beendet. Die Werkzeugteile fahren in ihre Ausgangslage zurück und die (nicht dargestellten) Auswerfer und/oder der Funktionsstempel 22 heben das Werkstück 10 in dem Werkzeug 2 (2f) an. Der fertig ausgeformte Kragen 34 liegt in großer Länge und das Werkstück 10 kann dem Werkzeug 2 entnommen werden.The due to the perforation 28 resulting cutting stock 38 falls down without additional effort. With the training of the collar 34 the forming process is finished. The tool parts return to their original position and the (not shown) ejector and / or the function stamp 22 lift the workpiece 10 in the tool 2 ( 2f ) at. The finished molded collar 34 lies in great length and the workpiece 10 can the tool 2 be removed.
  • In den 3a–f ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines zweiten Werkzeugs 2' zum Lochen und Umformen des Werkstücks in dem getieften Bereich 12 dargestellt. Das Werkzeug 2' kann alternativ anstelle des Werkzeugs 2 eingesetzt werden. Das Werkzeug 2' ist in seinem unteren Bereich, das heiß insbesondere in Bezug auf das Schneidgesenk 20, das Kragengesenk 22 und das Außengesenk 24, identisch mit dem Werkzeug 2, sodass im Folgenden hauptsächlich auf die Unterschiede eingegangen werden soll.In the 3a -F is a second embodiment of a second tool 2 ' for punching and forming the workpiece in the recessed area 12 shown. The tool 2 ' may alternatively instead of the tool 2 be used. The tool 2 ' is in its lower area, which is hot especially with respect to the cutting die 20 , the collar thing 22 and the outer die 24 , identical to the tool 2 so that in the following mainly the differences should be discussed.
  • Wie in 3a zu erkennen ist, ist insbesondere der obere Bereich des Werkzeugs 2' einfacher gestaltet und besteht aus dem modifizierten Kragenstütz- und Schneidstempel 18' mit einer breiten Schulter 26' für die Niederhalterfunktion. Die Ausformung des getieften Bereichs 12 erfolgt zunächst wie in Zusammenhang mit 1 beschrieben. Nach dem Einlegen des Werkstücks 10 in das Werkzeug 2' fährt der modifizierte Kragenstütz- und Schneidstempel 18' mit breiter Schulter gegen die Mitte des getieften Bereichs 12 (3b). Im weiteren Absenken locht er diesen mit seinen Schneidkanten. Dabei stützt sich der getiefte Bereich gegen das Schneidgesenk 20' und Funktionsstempel 22 ab. In dieser Position hat der Kragenstütz- und Schneidstempel 18' auch gleichzeitig seine unteren Endlage erreicht, verbleibt im Weiteren dort und erfüllt nun seine Funktion als Niederhalter (3c).As in 3a it can be seen, in particular, the upper portion of the tool 2 ' designed simpler and consists of the modified collar support and cutting punch 18 ' with a broad shoulder 26 ' for the hold-down function. The shape of the recessed area 12 initially as related to 1 described. After inserting the workpiece 10 in the tool 2 ' the modified collar support and drive cutting punch 18 ' with a broad shoulder against the middle of the deepened area 12 ( 3b ). In further lowering, he punches it with his cutting edges. The recessed area is supported against the cutting die 20 ' and functional stamp 22 from. In this position has the collar support and cutting punch 18 ' also reaches its lower end position at the same time remains there and now fulfills its function as hold-down ( 3c ).
  • Das in den 3d, 3e dargestellte Ausformen des Kragens erfolgt wie bereits in Zusammenhang mit 2d, 2e beschrieben. Mit der Ausbildung des Kragens ist der Prozess beendet. Die Werkzeugteile fahren in ihre Ausgangslage zurück und die (nicht dargestellten) Auswerfer und/oder der Funktionsstempel 22 heben das Werkstück 10 in dem Werkzeug 2' (3f) an, um es entnehmen zu können.That in the 3d . 3e shown shaping of the collar takes place as already in connection with 2d . 2e described. With the training of the collar the process is finished. The tool parts return to their original position and the (not shown) ejector and / or the function stamp 22 lift the workpiece 10 in the tool 2 ' ( 3f ) to be able to remove it.
  • Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die Einebnung und Kragenausformung insbesondere deshalb gut möglich, da der getiefte Bereich 12 und die Lochung 28 so dimensioniert sind, dass die Fläche des getieften Randbereichs (30) abzüglich der Fläche der Lochung (28) größtenteils aus der Fläche des Kragens (34) und der eingeebneten Fläche gebildet ist. Vielmehr können die Umformoperationen des getieften Bereichs 12 innerhalb des Werkzeugs 2, 2' im Wesentlichen als ein freies Einziehen mit kombiniertem Biegeumformen bezeichnet werden.In the described embodiments, the leveling and collar formation is therefore particularly well possible because the recessed area 12 and the perforation 28 are dimensioned so that the surface of the recessed edge region ( 30 ) minus the area of the perforation ( 28 ) mostly from the surface of the collar ( 34 ) and the leveled surface is formed. Rather, the forming operations of the recessed area 12 within the tool 2 . 2 ' essentially referred to as free draw with combined bend forming.
  • Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen umfasst die Vorrichtung zwei Werkzeuge 1 und 2 bzw. 1 und 2' und setzt das Verfahren in einer zwei- bzw. dreistufigen Vorgehensweise um. Ebenfalls ist jedoch denkbar, dass das Verfahren beispielsweise in drei oder mehreren unterschiedlichen Werkzeugen umgesetzt wird. Vorteilhaft kann das Verfahren in die sowieso benötigten Tiefzieh- und Beschnittoperationen von Pressen integriert werden.In the illustrated embodiments, the device comprises two tools 1 and 2 respectively. 1 and 2 ' and implements the procedure in a two- or three-step approach. However, it is also conceivable that the method is implemented, for example, in three or more different tools. Advantageously, the method can be integrated into the anyway required deep-drawing and trimming operations of presses.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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  • Zitierte PatentliteraturCited patent literature
    • DE 102011054865 A1 [0004] DE 102011054865 A1 [0004]
    • DE 102014115073 A1 [0008] DE 102014115073 A1 [0008]

Claims (15)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Kragens an einem Werkstück, umfassend die, insbesondere teilweise überlagerten Reihenfolge stattfindenden Schritte: – Ziehen einer Vertiefung in da Werkstück (10), sodass ein getiefter Bereich (12) entsteht; – Lochen des Werkstücks (10) in dem getieften Bereich (12), sodass eine Lochung (28) mit einem sich daran anschließenden getieften Randbereich (30) entsteht; und – Umformen des getieften Randbereichs (30), sodass der Kragen (34) an dem Werkstück (10) entsteht.Method for producing a collar on a workpiece, comprising the steps, in particular partially superimposed order: - pulling a recess in the workpiece ( 10 ), so that a dented area ( 12 ) arises; - Punching the workpiece ( 10 ) in the recessed area ( 12 ), so that a perforation ( 28 ) with an adjoining deepened edge region ( 30 ) arises; and - forming the recessed edge region ( 30 ), so that the collar ( 34 ) on the workpiece ( 10 ) arises.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Fläche des getiefte Bereichs (12) gleich oder größer als die Fläche des herzustellenden Kragens (34) ist.Method according to claim 1, wherein the area of the recessed area ( 12 ) equal to or greater than the area of the collar to be produced ( 34 ).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Tiefe des getieften Bereichs (12) im Wesentlichen der Länge des herzustellenden Kragens (34) entspricht oder größer als die Länge des herzustellenden Kragens (34) ist.Method according to claim 1 or 2, wherein the depth of the recessed area ( 12 ) substantially the length of the collar to be produced ( 34 ) or greater than the length of the collar to be produced ( 34 ).
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Ziehen des Werkstücks (10) durch einen Ziehvorgang erfolgt.Method according to one of claims 1 to 3, wherein the pulling of the workpiece ( 10 ) takes place by a drawing process.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Durchmesser der Lochung (28) geringer ist als der Durchmesser des herzustellenden Kragens (34).Method according to one of claims 1 to 4, wherein the diameter of the perforation ( 28 ) is smaller than the diameter of the collar to be produced ( 34 ).
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Werkstück (10) in Richtung des später herzustellenden Kragens (34) gezogen wird.Method according to one of claims 1 to 5, wherein the workpiece ( 10 ) in the direction of the collar to be produced later ( 34 ) is pulled.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der getiefte Randbereich (30) zumindest bereichsweise entgegen der Tiefung zum Kragen (34) umgeformt wird.Method according to one of claims 1 to 6, wherein the recessed edge region ( 30 ) at least partially against the depression to the collar ( 34 ) is transformed.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei durch das Umformen des getieften Randbereichs (30) ein Teil des getieften Randbereichs (36) eingeebnet wird.Method according to one of claims 1 to 7, wherein by forming the recessed edge region ( 30 ) a part of the recessed edge region ( 36 ) is leveled.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei durch das Umformen eines Teils des getieften Bereichs (12) und des getieften Randbereichs (30) zu dem Kragen (34) und einem sich daran anschließenden eingeebneten Bereich (36) umgeformt wird.Method according to one of claims 1 to 8, wherein by forming a part of the recessed area ( 12 ) and the recessed edge region ( 30 ) to the collar ( 34 ) and a subsequent leveled area ( 36 ) is transformed.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 und 9, wobei der getiefte Bereich (12) und die Lochung (28) so dimensioniert sind, dass die Fläche des getieften Bereichs (30) abzüglich der Fläche der Lochung (28) größtenteils der Summe der Fläche des eingeebneten Teils (36) und der Fläche des Kragens (34) entspricht.Method according to claim 8 and 9, wherein the recessed area ( 12 ) and the perforation ( 28 ) are dimensioned so that the area of the recessed area ( 30 ) minus the area of the perforation ( 28 ) is largely the sum of the area of the leveled part ( 36 ) and the surface of the collar ( 34 ) corresponds.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Umformen des getieften Randbereichs (30) im Wesentlichen eine Kombination aus freiem Einziehen, Biegen und/oder Stauchen ist.Method according to one of claims 1 to 10, wherein the forming of the recessed edge region ( 30 ) is essentially a combination of free drawing, bending and / or upsetting.
  12. Vorrichtung zur Herstellung eines Kragens an einem Werkstück, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend: – Mittel (4, 6) zum Ziehen einer Vertiefung in das Werkstück (10), sodass ein getiefter Bereich (12) entsteht; – Mittel (18, 18', 20) zum Lochen des Werkstücks (10) in dem getieften Bereich (12), sodass eine Lochung (28) mit einem sich daran anschließenden getieften Randbereich (30) entsteht; und – Mittel (18, 18', 22) zum Umformen des getieften Randbereichs (30), sodass der Kragen (34) an dem Werkstück (10) entsteht.Device for producing a collar on a workpiece, in particular for carrying out a method according to one of claims 1 to 11, comprising: - means ( 4 . 6 ) for pulling a recess in the workpiece ( 10 ), so that a dented area ( 12 ) arises; - Medium ( 18 . 18 ' . 20 ) for punching the workpiece ( 10 ) in the recessed area ( 12 ), so that a perforation ( 28 ) with an adjoining deepened edge region ( 30 ) arises; and - means ( 18 . 18 ' . 22 ) for forming the recessed edge region ( 30 ), so that the collar ( 34 ) on the workpiece ( 10 ) arises.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12, wobei die Mittel zum Ziehen des Werkstücks (10) einen Ziehstempel (4) und/oder ein Vorformgesenk (6) umfassen.Apparatus according to claim 12, wherein the means for drawing the workpiece ( 10 ) a drawing punch ( 4 ) and / or a preform die ( 6 ).
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Mittel zum Lochen des Werkstücks in dem getieften Bereich einen Kragenstütz- und Schneidstempel (18, 18') und/oder ein Schneidgesenk (20) umfassen.Apparatus according to claim 12 or 13, wherein the means for punching the workpiece in the recessed area comprises a collar support and cutting punch (10). 18 . 18 ' ) and / or a cutting die ( 20 ).
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei die Mittel zum Umformen des getieften Randbereichs einen Kragenstütz- und Schneidstempel (18, 18') und/oder einen Funktionsstempel (22) umfassen.Device according to one of claims 12 to 14, wherein the means for forming the recessed edge region a collar support and cutting punch ( 18 . 18 ' ) and / or a functional stamp ( 22 ).
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