DE102017114596A1

DE102017114596A1 - Verfahren und Einrichtung zur Regelung des Tiefziehprozesses während des Pressenhubes

Info

Publication number: DE102017114596A1
Application number: DE102017114596.6A
Authority: DE
Inventors: Christian Held; Martin Barthau; Mathias Liewald
Original assignee: FORSCHUNGSGES UMFORMTECHNIK; Forschungsgesellschaft Umformtechnik mbH
Current assignee: Ilariz De GmbH
Priority date: 2017-06-29
Filing date: 2017-06-29
Publication date: 2019-01-03
Anticipated expiration: 2037-06-30
Also published as: DE102017114596B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Tiefziehprozesses einer Platine (P) während eines Pressenhubes unter Verwendung eines Pressentischs (1) und eines Pressenstößels (2) sowie eines zwischen Pressentisch (1) und Pressenstößel (2) angeordneten Stempels (3) mit dem die Platine während eines Pressenhubes in eine Gravur einer Matrize (4) formbar ist, wobei der Rand der Platine mittels eines Blechhalters (5) zwischen dem Blechhalter (5) und der Matrize (4) mit einer Blechhaltekraft (FH) / Flächenpressung beaufschlagbar ist, wobei erfindungsgemäß wenigstens ein Koppelsystems (6) zwischen- dem Pressentisch (1) oder wenigstens einem pressentischseitig angeordneten Werkzeugelementund- dem Pressenstößel (2) oder wenigstens einem pressenstösselseitig angeordneten Werkzeugelementwährend des Tiefziehprozesses ein Kraftnebenschluss erzeugbar ist und wobei über den Kraftnebenschluss die auf den Rand der Platine wirkende Blechhaltekraft (FH) / Flächenpressung PF) verändert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung des Tiefziehprozesses während des Pressenhubes nach dem Oberbegriff des 1. und 9. Patentanspruchs.
Die Herstellung unregelmäßiger Tiefziehteile mit hohen Qualitätsansprüchen, wie sie heute z.B. in der Automobilaußenhaut erwartet werden, stellt die Fertigungstechnologie mittels Tief- oder Streckziehen immer wieder vor neue Herausforderungen hinsichtlich der Prozessrobustheit. Die umformtechnische Industrie versucht dem mit fortschrittlichen Methoden in der Materialflusssteuerung beim Tiefziehen zu begegnen.
Es sind bereits Lösungen zur Überwachung des Tiefziehprozesses bekannt, welche eine Sensorik verwenden.
Eine Messgröße zur Absicherung gegen Fehlerarten beim Tiefziehen stellt u.a. die Faltenhöhe dar, die als Differenz zwischen der Blechdicke und dem Abstand zwischen Blechhalter und Matrize berechnet werden. Zu Beginn der Umformung entspricht der Abstand exakt der Blechdicke. Die Differenz zwischen dem Blechhalterspalt und der Blechdicke entspricht der Faltenhöhe. Die Messung der Faltenhöhe ist jedoch nur bedingt möglich, da sie durch Blechaufdickung sowie durch die Durchbiegung des Werkzeugs während des Umformvorgangs verfälscht wird. Zur Messung werden zwei taktile Wegaufnehmer einander gegenüberliegend im Werkzeugflansch eingebaut.
Auch die Messung des Werkstoffflusses in Form des Platinenkanteneinzugs ist schon mehrfach Gegenstand von Untersuchungen des Umformprozesses gewesen und wird als sehr vielversprechend angesehen, da er auch eine aussagekräftige Größe für den Facharbeiter darstellt. Die Messprinzipien lassen sich in zwei Gruppen einteilen. Taktile und berührungslos arbeitende Messprinzipien. Der Platinenkanteneinzug folgt einem charakteristischen Verlauf und reagiert sensibel auf verschiedenste Einflüsse. Hauptsächliche Einflussgrößen sind die Reibungskraft, welche sich aus der Flächenpressung und der Reibungszahl zusammensetzt. Bei Bauteilen mit überwiegendem Tiefziehanteil liefert der Platinenkanteneinzug sehr gute Ergebnisse, bei überwiegendem Streckziehanteil ist die Aussagekraft weniger prozesssensitiv, da sich die Platinenkante kaum bewegt.
Komplexe Blechformteilgeometrien und der Einsatz von höher- sowie höchstfesten Stahlwerkstoffen erfordern zukünftig entlang des Ziehumrisses optimierte, partiell unterschiedlich hohe Rückhaltekräfte bzw. -kraftverläufe. Moderne Konzepte für Fahrzeugkarosserien machen dies notwendig, um die erforderliche Ziehtiefe des Bauteils und seine Geometrie trotz schwankender Eingangsparameter prozesssicher erreichen bzw. die Ausschussrate so niedrig wie möglich halten zu können. Dazu müssen Rückhaltekräfte entlang des Ziehumrisses und über der Ziehtiefe, d.h. im Verlauf der Prozesszeit, spezifisch einstellbar sein.
Mit dieser Zielsetzung folgten in den letzten Dekaden weitere wissenschaftliche Arbeiten, um am Ziehumriss lokal unterschiedliche Einlaufwege der Platine zu erzeugen, wobei eine starre Blechhalterkonzeption möglichst beibehalten werden sollte. Beim gummielastischen Blechhalter [Stock, G.: Alternative Verfahren zur Verbesserung des Tiefziehergebnisses auf einfachwirkenden Pressen. Dr.-Ing. Dissertation, Universität Hannover, 1995] werden in der Kontaktfläche zur Platine Elastomerplatten eingesetzt. Mit diesem System kann trotz Flanschaufdickung eine annähernd gleichmäßige Flächenpressung erreicht werden. Eine gezielte lokale Steuerung des Platineneinlaufes über der Ziehtiefe ist jedoch ebenso wie beim hydroelastischen Blechhalter nach Stock nicht möglich.
Die Steuerbarkeit des Platineneinlaufs während des Ziehvorgangs wird jedoch erst durch eine Vielpunktzieheinrichtung und kugelförmige Gelenkeinheiten auf den Ziehpinolen ermöglicht. Im Falle dieser Anordnung spricht man von einem aktiv elastischen Blechhalter: Elend, L.-E.: Einsatz elastischer Niederhaltersysteme zur Erweiterung der Prozessgrenzen beim Tiefziehen. Dr.-Ing. Dissertation, Universität Hannover, 2001. (Die Prinzipskizze des darin beschriebenen aktiv elastischen Blechhalters nach dem Stand der Technik ist in 1 dargestellt).
Eine weitere Gruppe stellen die segmentierten Blechhaltersysteme dar, wobei zwischen diesen Segmenten keine direkten Verbindungen oder Gelenkpunkte bestehen. Die lokale Einleitung der Blechhalterkraft erfolgt jeweils über einen zugeordneten, werkzeuginternen Aktuator.. Da zwischen den Segmenten keine feste Verbindung besteht, zeichnen sich an den Übergangsstellen zwischen benachbarten Segmenten stets Trennkanten ab, die im Bauteilflansch bzw. in der Bauteilfläche zu Laufriefen führen.
Von Thoms und Schatz [Thoms, V.; Schatz, M.: Regelung des Werkstoffflusses in Niederhaltersystemen von Zieh- und Nachformwerkzeugen durch Piezoaktoren. Forschungsbericht Nr. 278 Europäische Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung e.V., 2008] wurde die Beeinflussung des Platineneinlaufs durch den Einsatz von Piezoaktuatoren untersucht. Dazu wurden Druckplatten (Einsätze) in die Matrizen eines Versuchs- und eines Praxiswerkzeugs integriert. Auf diese Druckplatten kann durch die Piezoaktuatoren in einzelnen Flanschabschnitten eine lokal veränderliche Druckkraft überlagert werden. Der biegeweiche Blechhalter entsteht dabei durch eine Verkettung biegesteifer Abschnitte mittels definierter Gelenkpunkte (Aussparungen in der Werkzeugverrippung), sodass keine Laufriefen entstehen können.
Zur Aktivierung des Blechhalters können neben hydraulischen Aktuatoren auch Piezoaktuatoren eingesetzt werden, dazu sind direkt unter der Blechhalterplatte Piezoaktuatoren eingebaut. Diese Aktoren dehnen sich unter elektrischer Spannung aus und bringen somit eine Kraft auf. Der Vorteil dieser Art von Aktorik ist die sehr gute Steuerbarkeit der Dehnung, da diese sich proportional zu der angelegten Spannung verhält. Der Nachteil dieser Art von Aktor, ist die Empfindlichkeit der Piezokristalle, sie können sehr schnell zerstört werden vor allem durch aufgebracht Scherkräfte, außerdem sind sie sehr teuer.
Der Schwerpunkt lag beim Großteil der Entwicklungen unter anderem auf der Entwicklung neuer Sensor- und Werkzeugtechnologien, der Entwicklung von Software für die Regelung von Prozessgrößen sowie auf dem Aufbau von geschlossenen Regelkreisen, welche eine Regelung während des Umformvorganges ermöglichen. Prozessschwankungen, hervorgerufen durch veränderte tribologische Eingangsparameter, den Pressenbediener, Chargenschwankungen des Blechwerkstoffs sowie verschleißbedingte Schwankungen im Umformwerkzeug während des Prozesses konnten dadurch minimiert werden.
Aus Klamser, M.: Ziehen von Blechformteilen auf einfachwirkenden Pressen mit hydraulischer Zieheinrichtung im Pressentisch. Dr.-Ing. Dissertation, Universität Stuttgart, IFU, 1994 ist es bekannt, mit induktiven Wegaufnehmern mit einer Tastspitze Messungen der Faltenhöhe im Flansch (Falten erster Art) durchzuführen. Die induktiven Wegaufnehmer werden gegenüberliegend in Matrize und Blechhalter eingebaut und messen jeweils den Abstand zwischen Platine und Werkzeug.
Aus der Druckschrift DE 196 46 122 C2 ist ein Niederhalter für die segmentweise Steuerung des Materialflusses bekannt, wobei der Niederhalter getrennt von Ziehstempel bewegbar ist und mehrere nebeneinander angeordnete Segmente aufweist, die in einem Kunststoffrahmen formschlüssig eingebettet sind. Die einzelnen Segmente sind einzeln durch eine über dem Ziehweg steuerbare Einzelniederhalterkraft beaufschlagbar.
Dabei ist auch bereits aus DE 40 35 005 A1 ein hydraulischer Blechhalter für einfachwirkende Pressen zum Tiefziehen großflächiger Formteile, dessen Blechhalterplatte vor dem Aufsetzen der Ziehmatrize bzw. des Ziehstempels auf die Platine mittels mechanischer Verriegelungselemente mit dem Stößel bzw. der Ziehmatrize formschlüssig arretierbar ist und die Platine während des Ziehprozesses unabhängig von der Stößelbewegung niederhält, wobei zwischen der Blechhalterplatte und der Platine eine Druckplatte vertikal verschiebbar in Führungen der Blechhalterplatte gelagert ist und in der Blechhalterplatte bzw. zwischen dieser und der Druckplatte durch ein Druckmedium betätigbare Spannzylinder angeordnet sind. Damit soll es möglich sein, unabhängig von den Toleranzen in der Blechdicke - insbesondere auch bei komplizierten großflächigen Ziehteilen - eine gleichbleibend hohe Formgenauigkeit und Qualität der Ziehteile zu erreichen.
In DE 41 12 656 A1 wird eine Zieheinrichtung in einer Presse vorgeschlagen, die zum Ziehen von Blechformteilen dient. Um eine optimale Kraftunterstützung des Blechhalters (6) zu erzielen, wird die Druckwange durch eine an sich bekannte Vier-Punkte-Steuerung höhenverstellbar reguliert. Zusätzlich hierzu werden höhenverstellbare Bolzen mit Antrieben versehen, um eine gezielte örtliche Krafteinwirkung auf den Blechhalter zu ermöglichen. Dies wird durch Wegsensoren und Kraftsensoren gesteuert oder geregelt.
Aus EP 0 589 066 B1 ist es bekannt, zur indirekten Ermittlung der Bewegung des Werkstoffs beim Tiefziehen die Blechgeschwindigkeit zu Messen. Dazu wird die Materialtextur mittels Sensoren vermessen, die im Niederhalter angeordnet sind.
Eine Ziehpresse zum Ziehen von Werkstücken mit einem Wegsensor zur Messung von Geschwindigkeiten und Wegen der zu ziehenden Werkstücke wird in DE 197 12 664 A1 beschrieben. Der Wegsensor als bildwandelnder Sensor ausgebildet, der in einer Aussparung des hubbeweglichen oder des stationären Teiles des Ziehwerkzeuges angeordnet ist, wobei die Aussparung mit einem zur Oberfläche des zu ziehenden Werkstückes gerichteten Sehschlitz versehen ist.
Bei der DE 199 54 310 B4 wird zur Ermittlung des Ist-Einlaufweges des Rohteilrandes am Niederhalter ein induktiver Wegsensor angebracht, der prozessbegleitend zum Ziehvorgang den momentanen Ist-Einlaufweg misst. Die Messwerte werden laufend der Regeleinheit zugeleitet und dort mit dem Soll-Einlaufweg verglichen.
Eine Vorrichtung zur Erfassung des Blecheinzugs bei einem Tiefziehprozess ist aus DE 10 2012 007 995 A1 bekannt. Diese weist eine Lichtquelle zur Beleuchtung eines Erfassungsbereichs und einen optischen Halbleitersensor zur Erfassung von Lageänderungen im Erfassungsbereich auf, wobei der optische Halbleitersensor derart angeordnet ist, dass er Licht aus einer Richtung senkrecht zur Richtung von Lageänderungen im Erfassungsbereich empfängt.
Aus der Druckschrift DE 10 2012 002 231 A1 ist ein Werkzeug zur Blechumformung und eine elektromagnetische Stelleinrichtung zur Anpassung der Niederhalter-Flächenpressung zum Umformen eines Blechmaterials bekannt, weiches zwei zueinander relativbeweglichen Werkzeugteile aufweist, zwischen denen das Blechmaterial umgeformt werden kann, wobei eines der Werkzeugteile einen Niederhalter aufweist, der beim Umformen einen Flanschabschnitt des Blechmaterials mit vorgegebener Niederhalterkraft gegen das andere Werkzeugteil drückt, und mit wenigstens einer zwischen dem Niederhalter und dem anderen Werkzeugteil wirksamen Stelleinrichtung, die beim Umformen den Niederhalter und das andere Werkzeugteil auseinander drücken kann, um hierüber die Flächenpressung und/oder die Flächenpressungsverteilung variieren zu können, wobei diese Stelleinrichtung wenigstens ein Stellglied und wenigstens einen elektromagnetischen Stellantrieb zur Betätigung des Stellglieds aufweist.
Damit soll die beim Umformen in (wenigstens) einem Flanschabschnitt des Blechmaterials gegebene Flächenpressung und/oder Flächenpressungsverteilung während des ablaufenden bzw. fortschreitenden Umformvorgangs variiert (bzw. angepasst oder eingestellt) werden. Mit der Stelleinrichtung werden der Niederhalter und das andere Werkzeugteil (bzw. die Matrize) auseinandergedrückt bzw. distanziert, um hierüber die (resultierende) Flächenpressung und/oder Flächenpressungswerteilung zu variieren bzw. variieren (bzw. anpassen oder einstellen) zu können. Dies wird mit einem elektromagnetischen Stellantrieb realisiert. Falls mehrere Stelleinrichtungen vorgesehen sind, so können diese z.B. je nach Bedarf in umformkritischen Bereichen (bspw. Eckbereichen) angeordnet werden. Ferner ist eine gleichmäßig verteilte Anordnung der Stelleinrichtungen am Umfang des Niederhalters und/oder der Matrize möglich. Nachteilig dabei ist, dass keinerlei Sensoren vorgesehen sind und dass damit diese Lösung nicht funktionssicher ist, da nicht offenbart wird, welche Stell- und Regelgrößen Anwendung finden und wie diese bestimmt werden. Es handelt sich somit lediglich um eine Aktorik eines Regelkreises. Ein weiterer Nachteil besteht in den zur Betätigung der elektromagnetischen Spulen notwendigen elektrischen Zuleitungen. Diese müssen vom Querschnitt so ausgelegt werden, dass diese für die benötigen hohen Ströme geeignet sind, wodurch ein Bauraum-Problem entsteht. Ein weiterer Nachteil ist die elektromagnetische Verträglichkeit in der Pressenumgebung. Die Hubbewegung der Hubeinheit wird mittels aufgebrachten Magnetfeldern ausgeführt, welche durch die ferromagnetische Werkzeugumgebung gestört werden kann Weiterhin ist der benötigte Kraftbedarf (pro Aktoreinheit größer als 200kN) mit elektromagnetsichen Aktoren schwer darstellbar.
Aus der DE 103 29 898 B4 ist ein Verfahren zum Umformen von Blechplatinen umfassend folgende Schritte bekannt: a) Auflegen der jeweiligen Blechplatine auf eine Matrize derart, dass die Blechplatine mit ihrem Randbereich auf der Auflagefläche einer die Matrizenausnehmung umgebenden Wandung aufliegt, b) Absenken eines Niederhalters auf den Randbereich der Blechplatine derart, dass die Blechplatine mit diesem Randbereich im zwischen dem Niederhalter und der Matrize gebildeten Spalt mit einer von einer Krafterzeugungseinrichtung erzeugten Druckkraft gehalten ist, c) Beaufschlagen der Blechplatine mit einer Umformkraft, d) Erfassen mindestens einer charakteristischen Größe der in Folge der Beaufschlagung mit der Umformkraft eintretenden Veränderungen im Spalt zwischen dem Niederhalter und der Matrize, e) Erfassen des Ist-Wertes der von der Krafterzeugungseinrichtung erzeugten Druckkraft, f) sofern die erfasste Größe der Veränderung im Spalt von einer Soll-Größe abweicht: Manipulieren des erfassten Ist-Wertes der Druckkraft in Abhängigkeit vom Ergebnis eines Vergleichs der erfassten Größe der Veränderungen im Spalt mit der Soll-Größe der Veränderung im Spalt und g) Einstellen der von der Krafterzeugungseinrichtung erzeugten Druckkraft derart, dass der manipulierte Ist-Wert einem Soll-Wert der Druckkraft entspricht, wobei die Schritte d) bis g) wiederholt werden, bis die Umformung der Blechplatine (B, BD) abgeschlossen ist.
Der Nachteil hierbei ist in diesem Fall der notwendige Eingriff in die Pressensteuerung, welcher sich in der Praxis als nachteilig bzw. nicht realisierbar erwiesen hat. Es handelt sich hier um eine pressengebundene Lösung, bei der die Kommunikation von Sensoren im Werkzeug und Aktoren in der Pressenumgebung gewährleistet sein muss.
Der entscheidende Nachteil des_Standes der Technik besteht darin, dass zwar einige pressengebunde Ansätze existieren, um den Materialfluss mit Methoden der Regelungstechnik zu steuern. Die eingesetzten Regelungen stellen jedoch in allen bekannten Fällen entweder eine ,globale‛ Prozessregelung des Produktionsprozesses dar, welche den eigentlichen Tiefziehprozess als Teil eines Produktionsprozesses sehen oder eine pressengebunde Aktorik dar. Im ersten Fall werden bei einem Pressenhub n die IST-Größen ermittelt, worauf die Reaktion des Reglers allerdings erst im nächsten Pressenhub (n+1) stattfindet. In diesem Pressenhub werden wiederum SOLL- und IST-Größe verglichen, um im folgenden Pressenhub (n+2) eine Anpassung der Regelgrößen vorzunehmen usw. Eine Anpassung der Aktuatoren kann demnach immer nur von Hub zu Hub und nicht während des Pressenhubes erfolgen. Dies führt zu einem anfänglich erhöhten Ausschussanteil (konträr der eigentlichen Zielstellung der Verringerung des Schrottausschusses), sobald das Regelsystem anfängt, auf gegebene Prozessschwankungen zu reagieren und auf die Zielgrößen innerhalb von mehreren Hüben „regelt“ bzw. steuert. Mit diesen bekannten Reglerstrukturen, die keinen geschlossenen Regelkreis darstellen, ist kein Eingriff während des Ziehhubes, also die ,lokale‛ Prozessreglung des Tiefziehprozesses als Teil des Produktionsprozesses möglich, sondern ausschließlich eine Voreinstellung auf Basis der vorhergehenden Hübe und empirischer Annahmen.
Weiterhin besteht bei allen werkzeuggebundenen vorgenannten Lösungen stets die Schwierigkeit, dass eine Kommunikation von Werkzeug und Presse stattfinden muss und damit ein pressenunabhäniger Betrieb von Werkzeugen mit zugehöriger Prozessregelung ohne große Investitionen in die Modernisierung aller vorhandenen Pressen nicht möglich ist.
Weiterhin sind alle bereits bestehenden Ansätze schwer bzw. nicht auf bestehende Standardprozesse in der blechverarbeitenden Industrie adaptierbar bzw. sind pressengebunden, woraus auch die bisher nur eingeschränkte Nutzung in der industriellen Praxis resultiert. Ansätze zur Adaptierung wurden anhand verstellbarer Ziehhilfen realisiert, womit gezielt ein Kraftnebenschluss zwischen Matrize und Blechhalter möglich ist. Diese haben jedoch den entscheidenden Nachteil, dass die eingesetzten Servoverstelleinrichtungen nicht während des Hubes betätigt werden können und somit eine Regelung des Tiefziehprozesses nicht möglich ist.
Zur Prozessregelung beim Tiefziehen wurden wie vorgenannt beschrieben in der spezifischen Fachliteratur in den letzten Jahren bereits einige Ansätze vorgestellt. Nachteilig bei sämtlichen vorgestellten Lösungen ist jedoch, dass diese den Produktionsprozess regeln und nicht den eigentlichen Tiefziehprozess, da die IST-Größen an einem Pressenhub ermittelt werden und der Regler erst im folgenden Pressenhub auf diese Änderung der IST-Größen auf die SOLL-Größe reagieren kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, erstmalig ein werkzeuggebundenes und pressenunabhängiges Verfahren und eine Einrichtung zur Regelung des Tiefziehprozesses während des Pressenhubes zu entwickeln, welches es gestattet, den Tiefziehvorgang derart zu beeinflussen, dass der regelnde Eingriff immer während des Umformvorganges bzw. Pressenhubes n erfolgt und vor Erreichen des unteren Totpunktes des Ziehstempels abgeschlossen sein soll. Die dabei eingesetzte Anzahl von Sensoren und Aktoren sowie die Prozesskräfte sind dabei so modular auswählbar, dass die erfindungsgemäße Lösung für unterschiedliche Bauteil- bzw. Werkzeuggrößen einsetzbar ist. Weiterhin soll eine Adaptierbarkeit an kommerziell verwendete Werkzeugkonstruktionen gewährleistet werden, indem z.B. die Abmessungen der eingesetzten Komponenten mit den Abmessungen von Standard-Normalien identisch sind. Hiermit wird eine Austauschbarkeit bzw. Nachrüstbarkeit von bestehenden Werkzeugen erst möglich und das Produkt kommerziell nutzbar.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 1 und 9 gelöst.
Das Verfahren zur Regelung des Tiefziehprozesses einer Platine erfolgt während eines Pressenhubes unter Verwendung eines Pressentischs und eines Pressenstößels sowie eines zwischen Pressentisch und Pressenstößel angeordneten Stempels mit dem die Platine während eines Pressenhubes in eine Gravur einer Matrize formbar ist, wobei der Rand der Platine mittels eines Blechhalters zwischen dem Blechhalter und der Matrize mit einer Blechhaltekraft / Flächenpressung beaufschlagbar ist, wobei erfindungsgemäß dass mittels wenigstens eines Koppelsystems zwischen

- dem Pressentisch oder wenigstens einem pressentischseitig angeordneten Werkzeugelement und
- dem Pressenstößel oder wenigstens einem pressenstösselseitig angeordneten Werkzeugelement während des Tiefziehprozesses ein Kraftnebenschluss erzeugbar ist und dass über den Kraftnebenschluss die auf den Rand der Platine wirkende Blechhaltekraft (FH) / Flächenpressung PF) veränderbar ist.

Dadurch kann erstmalig während eines Pressenhubes die auf den Rand des Bauteils wirkende Kraft/Flächenpressung verändert und dadurch das Einlaufverhalten des Randbereichs des Bleches gezielt beeinflusst werden, wodurch auch bei komplizierten Bauteilgeometrien und /oder schwer umformbaren Werkstoffen ein qualitativ gutes Tiefziehergebnis gewährleistet wird. Eine Faltenbindung und/oder ein Reißen des Materials werden zuverlässig vermieden und es wird ein werkzeuggebundenes und pressenunabhängiges Verfahren bereitgestellt.
Das pressenstößelseitige Werkzeugelement ist bevorzugt die Matrize und das pressentischseitige Werkzeugelement der Blechhalter.
Zwischen diesen wird wenigstens ein Koppelsystem angeordnet und mittels des Koppelsystems der Kraftnebenschlusses zwischen Matrize und Blechhalter während eines Pressenhubes verstellt.
Die Einwirkung auf den Kraftnebenschluss zwischen Matrize und Blechhalter erfolgt insbesondere derart, dass die Größe dieses Kraftnebenschlusses an eine Regelgröße in Form von lokalen Deformationen im pressenstößelseitigen bzw. pressentischseitigem Element, vorzugsweise im Stempel oder der Matrize oder an einer anderen Werkzeugaktivfläche des Stempels und/oder der Matrize angepasst wird.
Der veränderliche / einstellbare Kraftnebenschluss wird bevorzugt durch hydraulische oder piezoelektrische Koppelelemente des Koppelsystems beeinflusst, die zwischen Blechhalter und Matrize angeordnet sind, wobei mit diesen die auf den Randbereich der Platine wirkende lokale Flächenpressung, die mittels Blechhalter und Matrize aufgebracht wird, mit Hilfe des Kraftnebenschlusses beeinflusst wird.
Die hydraulischen oder piezoelektrischen Koppelelemente des Koppelsystems dienen dabei erstmalig als Aktor des Regelkreises.
Dabei wirken die Koppelelemente in Summe mit einer Kraft, die gleich oder größer ist, als die realisierbare Blechhalterkraft welche mittels der Zieheinrichtung der Presse aufgebracht wird. Führungsgrößen zur Regelung des Verfahrens werden aus Dehnungs- oder Kraftsensoren ermittelt, welche Dehnungen oder Kräfte im Werkzeug (insbesondere im Stempel und/oder der Matrize messen.
Es ist möglich, die Führungsgrößen aus einem Musterprozess, beispielsweise durch einen oder mehrere durch Vorversuche oder aus einer numerischen Simulation zu ermitteln.
Dabei ist vorteilhafter Weise wenigstens eine Führungsgröße in Form einer im Werkzeug auftretenden Dehnung und /oder einer im Werkzeug wirkenden Kraft aus wenigstens einer Messgröße der Dehnungs- oder Kraftsensoren ableitbar.
Bevorzugt erfolgt die Bestimmung der Führungs-Größen einer Trajektorienfolgeregelung ebenfalls aus einem Musterprozess oder aus numerischen Untersuchungen oder die Führungsgrößen werden aus einem festgelegten Maximalwert der Führungsgrößen abgeleitet.
Die erfindungsgemäße werkzeuggebundene und pressenunabhängige Vorrichtung zur Regelung des Tiefziehprozesses einer Platine während eines Pressenhubes einer Presse weist mindestens ein pressentischseitiges Werkzeugelement und mindestens ein pressenstößelseitiges Werkzeugelement sowie mit einen zwischen Pressentisch und Pressenstößel angeordneten Stempel auf, mit dem die Platine während eines Pressenhubes in eine Gravur einer Matrize formbar ist, wobei der Rand der Platine mittels eines Blechhalters zwischen dem Blechhalter und der Matrize mit einer Blechhaltekraft / Flächenpressung beaufschlagbar ist und erfindungsgemäß das wenigstens eine Koppelsystem zwischen

- dem Pressentisch oder wenigstens einem pressentischseitig angeordneten Element und
- dem Pressenstößel oder wenigstens einem pressenstösselseitig angeordneten Element angeordnet ist, wobei mit dem Koppelsystem während des Tiefziehprozesses ein Kraftnebenschluss erzeugbar ist mit dem die auf den Rand der Platine wirkende Blechhaltekraft / Flächenpressung veränderbar ist.

Bevorzugt ist das pressenstößelseitige Werkzeugelement die Matrize und das pressentischseitige Werkzeugelement der Blechhalter und zwischen diesen ist das wenigstens ein Koppelsystem angeordnet.
Das Koppelelement ist insbesondere in Form eines hydraulischen oder piezoelektrischen Koppelelementes ausgebildet ist und mit diesem eine einstellbare Kraft zwischen Matrize und Blechhalter erzeugbar.
Das hydraulische oder piezoelektrische Koppelelement ist dabei als Aktor eines Regelkreises zur Regelung des Tiefziehprozesses ausgebildet.
Dabei ist die Summe der Kraft der verwendeten Koppelelemente gleich oder größer, als eine aufbringbare Blechhalterkraft der Presse.
Insbesondere sind das/die Koppelelemente als Hydraulikzylinder, als hydraulische Flachzylinder oder sonstige hydraulische oder piezoelektrischen Steuerelemente ausgebildet.
Die Vorrichtung weist vorteilhafter Weise Dehnungs- und/oder Kraftsensoren auf. Diese dienen insbesondere zur SOLL-Größenermittlung der Führungsgrößen in Form von einer im Werkzeug auftretenden Dehnung und/oder einer im Werkzeug wirkenden Kraft.
Die Dehnungs- und/oder Kraftsensoren sind im Stempel und/oder der Matrize und/oder dem Blechhalter und/oder auch in anderen Werkzeugkomponenten in Form von Stempel- oder Matrizeneinsätzen, Krafteinleitungspunkten der Pressenumgebung in das Werkzeug oder Werkzeugführungselementen angeordnet. Weiterhin können die Dehnungs- und/oder Kraftsensoren in der Nähe einer Ziehsicke und/oder eines Stempelradius und/oder eines Matrizenradius im Werkzeug angeordnet sein.
Die Anzahl der Dehnungs- oder Kraftsensoren kann der Anzahl der Koppelelemente entsprechen oder gleich oder unterschiedlich zur Anzahl der Koppelelemente sein.
Neuartig in der vorgestellten Variante ist die Kombination aus konstruktiver Lösung und dem dazu passenden Regelkreis, welche es erstmalig erlaubt, gezielt einen Kraftnebenschluss zwischen Werkzeugelementen des Werkzeugoberteils und des Werkzeugunterteils während des Pressenhubes herzustellen und dabei zu verändern. Dieser Kraftnebenschluss, realisiert durch hydraulische Koppelelemente, sorgt für eine während des Pressenhubes veränderliche Flächenpressung wodurch der Stofffluss bzw. Platineneinlauf des Tiefziehprozesses geregelt werden kann. Weiterhin ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass diese aufgrund ihres Aufbaus modular in vorhandene Tiefziehwerkzeuge eingebaut werden und in vorhandene Prozesse adaptiert werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgen anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine Einrichtung zum Tiefziehen nach dem Stand der Technik,
2 eine Einrichtung zum Tiefziehen mit einem hydraulischem Koppelsystem bei einem Tiefziehprozess während des Pressenhubs, bei dem nahezu der gesamte Kraftschluss über das hydraulische Koppelsystem erfolgt, mit einer dadurch niedrigen Flächenpressung auf den Rand der Platine,
3 eine Einrichtung zum Tiefziehen mit einem hydraulischen Koppelsystem bei einem Tiefziehprozess, wobei der Kraftschluss hälftig über das hydraulische Koppelsystem und das System Matrize/Platine/Blechhalter erfolgt und einer dadurch im Wesentlichen mittleren Flächenpressung auf den Randbereich der Platine,
4 eine Einrichtung zum Tiefziehen mit einem hydraulischen Koppelsystem in einem Zustand während des Tiefziehprozesses in einem Pressenhub, bei dem der gesamte Kraftschluss über das System Matrize/Platine/Blechhalter erfolgt. Es entsteht dadurch ein konventioneller Tiefziehprozess,
5 die Draufsicht auf verschiedene Varianten a) bis d) eines Umformwerkzeuges mit Stempel und Blechhalter mit unterschiedlichen möglichen Anordnungen und u8nterschiedlicher Anzahl von Sensorik und Aktorik,
6: Die Abbildung zeigt den prinzipiellen Aufbau eines Regelkreises.

In 1 ist eine konventionelle Vorrichtung für einen Tiefziehprozess einer Platine P ohne ein hydraulisches Koppelsystem mittels einer Presse dargestellt.
Die 2, 3 und 4 zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung mit Koppelsystem K.
In allen Darstellungen der 1 bis 5 weist die nicht bezeichnete Presse einen Pressentisch 1 und einen Pressenstößel 2 sowie mit einen zwischen Pressentisch 1 und Pressenstößel 2 angeordneten Stempel 3 auf, der hier auf dem Pressentisch 1 angeordnet ist und nach oben ragt. An dem Pressenstößel 2 ist eine Matrize 4 aufgenommen, die eine Gravur 4.1 aufweist. Mit dem Stempel 2 ist die Platine P während eines Pressenhubes in die Gravur 4.1 der Matrize 4 formbar ist, wobei der Rand P1 der Platine P mittels eines Blechhalters 5 zwischen dem Blechhalter 5 und einer Anlagefläche 4.2 der Matrize 4 mit einer Blechhaltekraft FH / Flächenpressung PF beaufschlagbar ist. Die Presse weist eine Zieheinrichtung Z auf, welche beim Tiefziehen mit einer Kraft FZ gegen den Blechhalter 5 wirkt.
Da bei dem in 1 dargestellten Stand der Technik kein Koppelsystem vorhanden ist, findet der Kraftschluss zwischen Matrize 4 (am Pressenstößel 2 befestigt bzw. am Werkzeugoberteil) und Blechhalter 5 über die umzuformende Platine P statt. Es besteht keine Möglichkeit während des Tiefziehprozesses den Kraftschluss bzw. die Blechhaltekraft FH und die Höhe der Flächenpressung PF zu regeln.
In den 2 bis 4 ist die erfindungsgemäße Lösung in drei verschiedenen Stadien dargestellt. Erfindungsgemäß ist ein Koppelsystem 6 zwischen dem Pressentisch 1 der Zieheinrichtung Z und der am Pressenstößel 2 befestigten Matrize 4 angeordnet. Das Koppelsystem weist ein hydraulisches oder piezoelektrisches Koppelelement 6.1 auf. Dieses ist über eine erste Verbindung V1 mit einem Regler 7 verbunden.
In dem Blechhalter 5 ist im Bereich, der auf den Rand P1 der Platine wirkt, ein oder mehrere erste Sensoren S1 angeordnet, der/die über eine zweite Verbindung V2 ebenfalls mit dem Regler 7 in Verbindung stehen. Weiterhin ist im Pressenstößel 3 ein oder mehrere zweite Sensoren S2 integriert, die über eine dritte Verbindung V3 mit dem Regler 7 verbunden ist/sind. Der/die ersten und/oder der zweiten Sensoren S1, S2 sind bevorzugt in Form von Kraft- und/oder Dehnungssensoren ausgebildet.
Während des Tiefziehens wird der Kraftschluss zwischen Koppelsystem 6 (am Blechhalter 5) und Matrize 4 angepasst.
Bei 2 wirkt erste eine niedrige Flächenpressung FH, PF auf den Randbereich P1 der Platine P. Der Rand P1 der Platine P kann dadurch am Anfang des Tiefziehprozesses besser Nachfließen. Der Kraftschluss zwischen Matrize 4 und Blechhalter 5 findet über die umzuformende Platine P und zusätzlich über das hier beispielsweise hydraulische oder piezoelektrische Koppelsystem 6 statt. Es entsteht ein Kraftnebenschluss. Während des Tiefziehprozesses wird der Kraftschluss zwischen Koppelsystem 6 (am Blechhalter 5) und Matrize 4 angepasst und auf diese Weise die Flächenpressung geregelt. 2 skizziert einen Zustand des Tiefziehprozesses während des Pressenhubs, bei dem nahezu der gesamte Kraftschluss über das Koppelsystem 6 erfolgt.
3 zeigt ebenfalls einen Tiefziehprozess mit hydraulischem Koppelsystem 6. Der Kraftschluss zwischen Matrize 4 (am Pressenstößel 3 befestigt bzw. Werkzeugoberteil) und Blechhalter 4 findet ebenfalls über die umzuformende Platine P und zusätzlich über das Koppelsystem 6 statt. Während des Tiefziehprozesses wird den Kraftschluss zwischen Koppelsystem 6 (am Blechhalter 5) und Matrize 4 angepasst und auf diese Weise die Flächenpressung geregelt.
3 stellt einen Zustand während des Tiefziehprozesses in einem Pressenhub dar, bei dem der Kraftschluss zirka hälftig über das hydraulische oder piezoelektrische Koppelsystem 6 und das System Matrize 4 / Platine P / Blechhalter 5 erfolgt. Es wirkt dadurch eine mittlere Flächenpressung FH / PF auf den Randbereich P1 der Platine P.
In 4 ist eine Vorrichtung mit Koppelsystem 6 dargestellt. Der Kraftschluss zwischen Matrize 4 (am Pressenstößel 2 befestigt bzw. Werkzeugoberteil) und Blechhalter 5findet über die umzuformende Platine P und nicht über das Koppelsystem 6 statt. Während des Tiefziehprozesses wird den Kraftschluss zwischen Koppelsystem (am Werkzeugunterteil bzw. Blechhalter) und Matrize angepasst und auf diese Weise die Flächenpressung geregelt. 4 zeigt einen Zustand während des Tiefziehprozesses in einem Pressenhub, bei dem nun der gesamte Kraftschluss über das System Matrize/Platine/Blechhalter erfolgt. Es entsteht dadurch ein konventioneller Tiefziehprozess mit einer hohen Flächenpressung auf den Randbereich P1 der Platine P.
Es ist dadurch möglich, die Flächenpressung während des Tiefziehens von einer geringen Flächenpressung (2) auf eine mittlere Flächenpressung (3) und eine hohe Flächenpressung (4) zu erhöhen oder umgekehrt, die auf den Rand P1 wirkende Flächenpressung während des Tiefziehens zu reduzieren.
Es ist auch möglich, partiell in einem oder mehreren Bereichen die Flächenpressung während der Tiefziehens zu erhöhen und die Flächenpressung in anderen Bereichen konstant zu halten oder zu verringern.
Erstmalig wird dazu über Sensoren S1, S2 in dem Blechhalter und/oder im Stempel die dort wirkende Dehnung und/oder Kraft gemessen und über eine Änderung der Kraft und/oder Dehnung die mit den Sensoren S1, S2 erfasst und an den Regler weitergeleitet und über das Koppelsystem die auf den Rand P1 der Platine P wirkende Flächenpressung während des Tiefziehvorganges geregelt.
Die 5 zeigt die Draufsicht auf vier Varianten a bis d eines Umformwerkzeuges mit Stempel(Stößel 3) und Blechhalter 5. Die Anordnung und die Anzahl von Sensorik und Aktorik ist nicht begrenzt und kann entsprechend der Fertigungsaufgabe bzw. Bauteilgeometrie angepasst werden.
Jeweils ein Kreis definiert einen Aktor in Form des Koppelsystems 5 und ein Kreuz S1 einen Sensor S1 im Blechhalter 5 und ein Kreuz S2 einen Sensor S2 im Stößel 3.
Gemäß Darstellung a der 5 sind über dem Umfang des Blechhalters 5 im Wesentlichen im Gleichen Abstand 10 Koppelsysteme angeordnet. In dem im Querschnitt rechteckigen Stößel 3 sind im Bereich jeder längeren Seite jeweils drei zweite Sensoren S2 integriert.
In 5 zeigt in Darstellung b ebenfalls einen rechteckigen Stößel 3, der von einem korrespondierenden Blechhalter 5 umringt ist. Hier ist in jedem Eckbereich des Blechhalters 5 ein Aktor eines Koppelsystems 6 vorgesehen und in zwei Eckbereichen des Stößels je ein Zweiter Sensor S2 und an der gegenüberliegenden Seitenkante in etwa mittig ein zweiter Sensor S2.
Eine weitere Variante zeigt Darstellung c der 5. Der Stößel 3 weist einen ovalen Querschnitt auf. In den beiden kleineren Krümmungsbereichen des Stößels 3 ist jeweils ein zweiter Sensor S2 vorgesehen. Der Blechhalter 5 weist an den längeren Bereichen zwei und an den kurzen Seitenkanten einen Aktor / Koppelsystem 6 auf. in jedem Eckbereich des Blechhalters befindet sich ein erster Sensor S1.
Bei der Darstellung d der 5 weist der Stößel 3 einen unregelmäßigen Querschnitt mit 4 integrierten zweiten Sensoren auf und der den Stößel 3 umringende Blechhalter ist mit 6 unregelmäßig angeordneten Aktoren / Koppelelementen 6 kombiniert und weist in zwei sich diametral gegenüberliegenden Eckbereichen jeweils einen ersten Sensor S1 auf.
Die 6 zeigt den prinzipiellen Aufbau des Regelkreises. Über einen Traktorien-Generator 8 wird ein vorgegebener Dehnungs- bzw. Kraftwert als Führungsgröße bzw. SOLL-Größe festgelegt. Die Differenz von gemessenen Dehnungs- bzw. Kraftwerten (Ist-Größe) zu dem vorgegebenen Dehnungs- bzw. Kraftwert (SOLL-Größe) entspricht der Reglerabweichung e, die im Regler 7 verarbeitet wird. Daraus wird im Regler 7 die Stellgröße u bestimmt und ausgegeben, die die Größe u des Kraftnebenschlusses bzw. den hydraulischen Druck des Koppelelements einstellt, der während des Tiefziehprozesses 9 wirkt und sich während des Tiefziehprozesses verändert. Der während des Tiefziehens mit den ersten und/oder zweiten Sensoren gemessene Dehnungs- bzw. Kraftwert (IST-Größe) entspricht der Regelgröße Y. Dieses Dehnungs- bzw. Kraftsignal wird in den Regler 7 eingegeben.
Das Messsignal zur Feststellung des Zustandes des Tiefziehprozesses sowie die Regelgröße des Regelkreises sind sämtliche gemessene Dehnungs- bzw. Kraftwerte, die mit den ersten und zweiten Sensoren gemessen und an den Regler weitergeleitet werden. Die Stellgröße ist die Größe des Kraftnebenschlusses bzw. der Druck im hydraulischen Koppelelement 6, welchen den Kraftnebenschluss herstellt.
Es muss somit keine Koppelung mit der Steuerung der Presse erfolgen, da über den Regler der Aktor / das Koppelelement aufgrund der mit den werkzeugseitigen Sensoren erfassten Kraft- und/oder Dehnungswerte geregelt wird und dadurch auf den Randbereich P1 der Platine P wirkende Flächenpressung einstellbar ist.
Es wird damit erstmalig ein werkzeuggebundener und pressenunabhängiger Regelkreis des Tiefziehprozesses zur Beeinflussung der auf den Randbereich der Platine wirkenden Flächenpressung geschaffen.
Es ist dadurch möglich, während des Tiefziehvorganges eine partielle Änderung des randseitigen Materialflusses der Platine zu realisieren, so dass auch unsymmetrische bzw. ungleichmäßige Materialflüsse realisierbar sind.
Erstmalig werden dazu werkzeugseitige lokale Deformationen gemessen und als Regelgröße für die Beeinflussung des Materialflusses der Platine verwendet.
Der regelnde Eingriff erfolgt dabei immer während des Umformvorganges bzw. Pressenhubes erfolgt und ist vor Erreichen des unteren Totpunktes des Ziehstempels abgeschlossen.
Bezugszeichenliste

1: Pressentisch
2: Pressenstössel
3: Stempel
4: Matrize
4.1: Gravur
4.2: Anlagefläche
5: Blechhalter
6: Koppelsystem
6.1: Koppelelemente
7: Regler
8: Trajektoren Generator
9: Umformprozess
FH: Blechhaltekraft
FZ: Kraft der Zieheinrichtung
PF: Flächenpressung
P: Platine
P1: Rand der Platine
S1: erste Sensoren
S2: zweite Sensoren
V1: erste Verbindung
V2: zweite Verbindung
V3: dritte Verbindung
Z: Zieheinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 19646122 C2 [0014]
DE 4035005 A1 [0015]
DE 4112656 A1 [0016]
EP 0589066 B1 [0017]
DE 19712664 A1 [0018]
DE 19954310 B4 [0019]
DE 102012007995 A1 [0020]
DE 102012002231 A1 [0021]
DE 10329898 B4 [0023]

Claims

Verfahren zur Regelung des Tiefziehprozesses einer Platine (P) während eines Pressenhubes unter Verwendung eines Pressentischs (1) und eines Pressenstößels (2) sowie eines zwischen Pressentisch (1) und Pressenstößel (2) angeordneten Stempels (3) mit dem die Platine während eines Pressenhubes in eine Gravur einer Matrize (4) formbar ist, wobei der Rand der Platine mittels eines Blechhalters (5) zwischen dem Blechhalter (5) und der Matrize (4) mit einer Blechhaltekraft (FH) / Flächenpressung beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass mittels wenigstens eines Koppelsystems (6) zwischen - dem Pressentisch (1) oder wenigstens einem pressentischseitig angeordneten Werkzeugelement und - dem Pressenstößel (2) oder wenigstens einem pressenstösselseitig angeordneten Werkzeugelement während des Tiefziehprozesses ein Kraftnebenschluss erzeugbar ist und dass über den Kraftnebenschluss die auf den Rand der Platine wirkende Blechhaltekraft (FH) / Flächenpressung PF) veränderbar ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das pressenstößelseitige Werkzeugelement die Matrize und das pressentischseitige Werkzeugelement der Blechhalter ist und dass zwischen diesen wenigstens ein Koppelsystem angeordnet ist und mittels des Koppelsystems der Kraftnebenschlusses zwischen Matrize und Blechhalter während eines Pressenhubes n verstellt wird insbesondere derart, dass die Größe dieses Kraftnebenschlusses an eine Regelgröße in Form von lokalen Deformationen im pressentisch- oder pressenstößelseitigem Werkzeugelement an einer Werkzeugaktivfläche angepasst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der veränderliche Kraftnebenschluss durch hydraulische oder piezoelektrische Koppelelemente dargestellt wird und mit diesen die auf den Randbereich der Platine wirkende lokale Flächenpressung mit Hilfe des Kraftnebenschlusses beeinflusst wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die hydraulischen oder piezoelektrischen Koppelelemente als Aktor des Regelkreises dienen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Koppelelemente in Summe mit einer Kraft wirken, die gleich oder größer ist, als die realisierbare Blechhalterkraft welche mittels der Zieheinrichtung der Presse aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass Führungsgrößen zur Regelung des Verfahrens aus Dehnungs- oder Kraftsensoren ermittelt werden, welche Dehnungen oder Kräfte im Deformationen im pressentisch- oder pressenstößelseitigem Element / Werkzeugelement messen, wobei die Führungsgrößen aus einem Musterprozess / durch Vorversuche oder aus einer numerischen Simulation ermittelt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Führungsgröße in Form einer im Werkzeug auftretenden Dehnung und /oder einer im Werkzeug wirkenden Kraft aus wenigstens einer Messgröße der Dehnungs- oder Kraftsensoren ableitbar sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsgrößen einer Trajektorienfolgeregelung aus einem Musterprozess oder aus numerischen Untersuchungen oder aus einem festgelegten Maximalwert der Führungsgrößen abgeleitet werden.
Vorrichtung zur Regelung des Tiefziehprozesses einer Platine (P) während eines Pressenhubes einer Presse (P) mit einem Pressentisch (1) und einem Pressenstößel (2) sowie mit einem zwischen Pressentisch (1) und Pressenstößel (2) angeordneten Stempel (3) mit dem die Platine während eines Pressenhubes in eine Gravur einer Matrize (4) formbar ist, wobei der Rand der Platine mittels eines Blechhalters (5) zwischen dem Blechhalter (5) und der Matrize (4) mit einer Blechhaltekraft (FH) / Flächenpressung PF) beaufschlagbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Koppelsystem (6) zwischen - dem Pressentisch (1) oder wenigstens einem pressentischseitig angeordneten Werkzeugelement und - dem Pressenstößel (2) oder wenigstens einem pressenstösselseitig angeordneten Werkzeugelement angeordnet ist, wobei mit dem Koppelsystem während des Tiefziehprozesses ein Kraftnebenschluss erzeugbar ist mit dem die auf den Rand der Platine wirkende Blechhaltekraft (FH) / Flächenpressung PF) veränderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das pressenstößelseitige Werkzeugelement die Matrize und das pressentischseitige Werkzeugelement der Blechhalter ist und dass zwischen diesen das wenigstens eine Koppelsystem angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement in Form eines hydraulischen oder piezoelektrischen Koppelelementes ausgebildet ist und mit diesem eine einstellbare Kraft zwischen Matrize und Blechhalter erzeugbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das hydraulische oder piezoelektrische Koppelelement als Aktor eines Regelkreises zur Regelung des Tiefziehprozesses ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Summe der Kraft der Koppelelemente gleich oder größer ist, als eine aufbringbare Blechhalterkraft der Presse (P).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Koppelelement/e als Hydraulikzylinder, als hydraulische Flachzylinder oder sonstige hydraulische oder piezoelektrischen Steuerelemente ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Dehnungs- und/oder Kraftsensoren aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnungs- oder Kraftsensoren zur SOLL-Größenermittlung der Führungsgrößen in Form von einer im Werkzeug auftretenden Dehnung und/oder einer im Werkzeug wirkenden Kraft einsetzbar sind und dass diese im Stempel und/oder der Matrize und/oder dem Blechhalter und/oder auch in anderen Werkzeugkomponenten in Form von Stempel- oder Matrizeneinsätzen, Krafteinleitungspunkten der Pressenumgebung in das Werkzeug oder Werkzeugführungselemente angeordnet sind.