DE102017218997A1 - Apparatus and method for forming a fiber reinforced thermoplastic blank - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umformeinrichtung (10) für ein Verfahren zum Umformen eines biegeweichen, stabförmigen Rohlings (1) aus faserverstärktem Thermoplast. Die Umformeinrichtung (10) umfasst:
- eine Matrize (14) zum Aufnehmen und Umformen des Rohlings (1), mit einem Formbereich (14.1, 14.2) umfassend einen Formbodenbereich (14.2) gegen den der Rohling (1) in einer Vorwärtsrichtung (20.3) gepresst wird, und einen Formlateralbereich (14.1), gegen den der Rohling (1) in einer zur Vorwärtsrichtung (20.3) lateralen ersten Lateralrichtung (20.1) gepresst wird,
- einen Lateralstempel (16), der in der ersten Lateralrichtung (20.1) verschiebbar ist, zum Pressen des Rohlings (1) gegen den Formlateralbereich (14.1) der Matrize (14), und
- einen Vorwärtsstempel (12, 16.2) zum Pressen des Rohlings (1) gegen den Formbodenbereich (14.2) der Matrize (14), wobei der Vorwärtsstempel ausgebildet ist i) in einer Separatausführung als ein in der Vorwärtsrichtung (20.3) verschiebbares, von dem Lateralstempel (16) separates, Element, oder ii) in einer Einheitsausführung als ein in die erste Lateralrichtung (20.1) ragender Vorsprung (16.2) des Lateralstempels (16).
The present invention relates to a forming device (10) for a method for forming a flexible, rod-shaped blank (1) made of fiber-reinforced thermoplastic. The forming device (10) comprises:
- a die (14) for receiving and forming the blank (1), comprising a molding area (14.1, 14.2) comprising a mold bottom area (14.2) against which the blank (1) in a forward direction (20.3) is pressed, and a form lateral area ( 14.1), against which the blank (1) is pressed in a lateral direction (20.1) which is lateral to the forward direction (20.3),
- A lateral punch (16) which is displaceable in the first lateral direction (20.1), for pressing the blank (1) against the form lateral region (14.1) of the die (14), and
- A forward punch (12, 16.2) for pressing the blank (1) against the mold bottom portion (14.2) of the die (14), wherein the forward punch is formed i) in a separate execution as a in the forward direction (20.3) displaceable, from the lateral punch (16) separate element, or ii) in a unitary embodiment, as a projection (16.2) of the lateral punch (16) projecting in the first lateral direction (20.1).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Umformeinrichtung für ein Verfahren zum Umformen eines biegeweichen, stabförmigen Rohlings aus faserverstärktem Thermoplast. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Umformen eines biegeweichen, stabförmigen Rohlings aus faserverstärktem Thermoplast.The present invention relates to a forming device for a method for forming a flexible, rod-shaped blank made of fiber-reinforced thermoplastic. Furthermore, the invention relates to a method for forming a flexible, rod-shaped blank made of fiber-reinforced thermoplastic.
Mit Fasern lassen sich mechanische, thermische und dynamische Eigenschaften von thermoplastischen Polymeren stark verbessern. So zeichnen sich beispielsweise Lang-Faserverstärkte-Thermoplaste durch hohe Steifigkeit bei sehr gutem Energieaufnahmevermögen aus, was Anforderungen einer Leichtbauweise bei Kraftfahrzeugen entgegenkommt. Die Glasfaserverstärkung bewirkt außerdem eine deutliche Steigerung der Kerbschlagzähigkeit und Wärmeformbeständigkeit. Daher werden Stäbe aus faserverstärktem Thermoplast gern für lasttragende Strukturen in Leichtbauteilen von Kraftfahrzeugen verwendet.With fibers, mechanical, thermal and dynamic properties of thermoplastic polymers can be greatly improved. For example, long-fiber reinforced thermoplastics are characterized by high rigidity with very good energy absorption capacity, which meets the requirements of lightweight construction in motor vehicles. The glass fiber reinforcement also causes a significant increase in the notched impact strength and heat resistance. Therefore, fiber reinforced thermoplastic rods are often used for load bearing structures in lightweight automotive components.
Beim 3D-Umformen eines Stabs aus faserverstärktem Thermoplast tritt allerdings häufig das Problem auf, dass der Rohling, also das umzuformende Ausgangswerkstück, vor Beginn des Umformens auf eine Anfangslänge geschnitten wird, die durch das Umformen sich auf eine reale Endlänge ändert, die größer oder kleiner als die gewünschte Endlänge ist, sodass Längenverschnitt oder Ausschuss entsteht. Diese Fehleinschätzung ist eine Folge komplexer 3D Umformvorgänge, die bei den bekannten Umformeinrichtungen eine korrekte Einschätzung einer beim Umformen auftretenden Längenänderung des Rohlings erschweren.However, when 3D reshaping a fiber reinforced thermoplastic rod, there is often the problem that the blank, ie, the workpiece to be reshaped, is cut to an initial length before reshaping which changes to a final, greater or lesser final length due to reshaping than the desired final length, so that length waste or scrap arises. This misjudgment is a consequence of complex 3D forming processes which, in the case of the known forming devices, make it more difficult to correctly estimate a change in length of the blank occurring during forming.
Die mit der Fehleinschätzung der realen Endlänge zusammenhängenden Probleme setzen die wirtschaftliche Effizienz des Umformens herab.The problems associated with the misjudgment of the real end length reduce the economic efficiency of the forming.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile beim Umformen eines Rohlings aus faserverstärktem Thermoplast zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Umformen eines biegeweichen, stabförmigen Rohlings aus faserverstärktem Thermoplast sowie eine Umformeinrichtung für ein Umformverfahren bereitzustellen, wobei die Struktur der Umformeinrichtung vereinfacht und die wirtschaftliche Effizienz des Umformverfahrens verbessert wird.It is therefore an object of the present invention to remedy the disadvantages described above in forming a blank made of fiber-reinforced thermoplastic or at least partially correct. In particular, it is an object of the present invention to provide a method for forming a flexible, rod-shaped blank of fiber-reinforced thermoplastic and a forming device for a forming process, wherein the structure of the forming simplified and the economic efficiency of the forming process is improved.
Voranstehende Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch eine Umformeinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Umformverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit der Umformeinrichtung beschrieben sind, auch im Zusammenhang mit dem Umformverfahren und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.The above object is solved by the independent claims. Accordingly, the object is achieved by a forming device having the features of
Gemäß einem Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch eine Umformeinrichtung für ein Verfahren zum Umformen eines biegeweichen, stabförmigen Rohlings aus faserverstärktem Thermoplast.According to one aspect, the object is achieved by a shaping device for a method for forming a flexurally soft, rod-shaped blank made of fiber-reinforced thermoplastic.
Für eine Beschreibung der Umformeinrichtung und des damit zusammenhängenden Umformverfahrens ist es hilfreich, ein Koordinatensystem zu verwenden. Das Koordinatensystem kann durch drei Richtungen bestimmt sein:
- i) eine erste Lateralrichtung,
- ii) eine zweite Lateralrichtung, entlang welcher eine Lateralkoordinate verläuft, und
- iii) eine Vorwärtsrichtung, die vorzugsweise zur ersten Lateralrichtung und zur ersten Lateralrichtung senkrecht steht.
- i) a first lateral direction,
- ii) a second lateral direction along which a lateral coordinate passes, and
- iii) a forward direction which is preferably perpendicular to the first lateral direction and the first lateral direction.
Hierbei handelt es sich um ein windschiefes Koordinatensystem. Optional kann auch ein kartesisches Koordinatensystem verwendet werden, bei dem vorzugsweise folgende Entsprechungen gelten:
- - erste Lateralrichtung = x-Richtung, x-Achse,
- - zweite Lateralrichtung = y-Richtung, y-Achse,
- - Vorwärtsrichtung = z-Richtung, z-Achse.
- first lateral direction = x-direction, x-axis,
- second lateral direction = y-direction, y-axis,
- - Forward direction = z-direction, z-axis.
In dem Koordinatensystem können zwei Ebenen definiert werden:
- - eine erste Ebene, bestimmt durch die erste und zweite Lateralrichtung, beispielsweise xy-Ebene, und
- - eine zweite Ebene, bestimmt durch die zweite Lateralrichtung und die Vorwärtsrichtung, beispielsweise yz-Ebene.
- a first plane determined by the first and second lateral directions, for example xy plane, and
- a second plane determined by the second lateral direction and the forward direction, for example yz plane.
Der Rohling kann ein vorgefertigtes Werkstück bzw. Rohmaterial sein, vorzugsweise ein Halbzeug, das in Stabform gebracht und mittels thermischer oder chemischer Behandlung in einen biegeweichen Zustand überführt ist. Hierbei bedeutet biegeweich, dass der Stab mit nur geringem Kraftaufwand umformbar oder verformbar ist. Die Stabform ist durch eine Länge des Stabs gekennzeichnet, die erheblich größer als seine laterale Ausdehnung ist, wobei der Stab i) einen rechteckigen, quadratischen, runden oder ovalen Querschnitt haben kann und ii) gerade oder gekrümmt sein kann.The blank may be a prefabricated workpiece or raw material, preferably a semi-finished product which has been brought into rod form and transferred by means of thermal or chemical treatment in a flexible state. This flexible means that the rod is deformable or deformable with little effort. The rod shape is characterized by a length of the rod which is considerably larger than its lateral extent, the rod i) may have a rectangular, square, round or oval cross-section and ii) may be straight or curved.
Das Umformen kann als ein Fertigungsverfahren angesehen werden, bei welchem der biegeweiche Rohling gezielt von der ursprünglichen Form in eine andere Form gebracht wird, ohne dass dabei Material von dem Rohling entfernt oder dem Rohling zugeführt wird. Beim Umformen kann möglicherweise auch der Querschnitt des Rohlings geändert werden.The forming may be considered as a manufacturing process in which the flexible blank is selectively brought from the original shape to another shape without material being removed from the blank or fed to the blank. During forming, the cross section of the blank may also be changed.
Die Umformeinrichtung umfasst:
- - eine Matrize zum Aufnehmen und Umformen des Rohlings, mit einem Formbereich umfassend einen Formbodenbereich gegen den der Rohling in einer Vorwärtsrichtung gepresst wird, und einen Formlateralbereich, gegen den der Rohling in einer zur Vorwärtsrichtung lateralen ersten Lateralrichtung gepresst wird,
- - einen Lateralstempel, der in der ersten Lateralrichtung verschiebbar ist, zum Pressen des Rohlings gegen den Formlateralbereich der Matrize, und
- - einen Vorwärtsstempel zum Pressen des Rohlings gegen den Formbodenbereich der Matrize, wobei der Vorwärtsstempel ausgebildet ist i) in einer Separatausführung als ein in der Vorwärtsrichtung verschiebbares, von dem Lateralstempel separates, Element, oder ii) in einer Einheitsausführung als ein in die erste Lateralrichtung ragender Vorsprung des Lateralstempels.
- a die for receiving and reshaping the blank, having a molding area including a mold bottom area against which the blank is pressed in a forward direction, and a mold lateral area against which the blank is pressed in a first lateral direction lateral to the forward direction,
- a lateral punch displaceable in the first lateral direction for pressing the blank against the form lateral region of the die, and
- a forward punch for pressing the blank against the mold bottom region of the die, the forward punch being formed i) in a separate embodiment as a forwardly displaceable, separate from the lateral punch, or ii) in a unitary design as projecting in the first lateral direction Projection of the lateral punch.
Die Matrize kann als ein starrer bzw. unbeweglicher Teil der Umformeinrichtung ausgebildet sein, wobei mindestens ein bewegliches Teil (Lateralstempel, Vorwärtsstempel) den Rohling mittels Verschieben relativ zur Matrize und Pressen gegen den Formbereich der Matrize umformt.The die may be formed as a rigid or stationary part of the forming device, wherein at least one movable part (lateral punch, forward punch) deforms the blank by means of displacement relative to the die and pressing against the molding area of the die.
Der Formbereich der Matrize kann eine längliche Andruckplatte mit mindestens einer Kontaktfläche zum Rohling umfassen, wobei die Kontaktfläche den Rohling gegenüber dem Lateralstempel und/oder Vorwärtsstempel andrücken kann und i) als eine Kontaktfläche mit einer in der ersten Ebene konvex geformten Querschnittkontur ausgebildet sein kann, oder ii) zwei mit jeweils einer der länglichen Gestalt des umzuformenden Rohlings folgenden Form aneinander anstoßende Kontaktflächen umfassen kann.The molding area of the die may comprise an elongated pressure plate having at least one contact surface with the blank, wherein the contact surface may press the blank against the lateral punch and / or forward punch and i) may be formed as a contact surface with a convexly shaped cross-sectional contour in the first plane, or ii) two each having one of the elongated shape of the blank to be formed following shape may comprise abutting contact surfaces.
In der Separatausführung umfasst die Umformeinrichtung zwei voneinander unabhängig bewegliche Teile bzw. Stempel, nämlich den in der ersten Lateralrichtung verschiebbaren Lateralstempel und den von dem Lateralstempel separat ausgebildeten und separat beweglichen Vorwärtsstempel. Durch sequenzielles oder gleichzeitiges Verschieben von Lateralstempel und Vorwärtsstempel kann der Rohling zwischen den Stempeln und dem Formbereich der Matrize gepresst und dadurch umgeformt werden.In the separate version, the forming device comprises two mutually independently movable parts or punches, namely the lateral punches which are displaceable in the first lateral direction and the forward punches which are separately formed by the lateral punches and are movable separately. By sequentially or simultaneously shifting lateral punches and forward punches, the blank can be pressed between the punches and the die area of the die and thereby formed.
In der Einheitsausführung umfasst die Umformeinrichtung ein bewegliches Teil, nämlich den in der ersten Lateralrichtung verschiebbaren Lateralstempel, der einen in die erste Lateralrichtung ragenden Vorsprung aufweist. Der Vorsprung des Lateralstempels hat in einem maximal ausgefahrenen bzw. verschobenen Zustand des Lateralstempels eine dem Rohling zugewandte Druckfläche, die einen festgelegten Abstand zum Formbodenbereich der Matrize hat und damit einen stabförmigen Pressraum für den Rohling bildet, zwischen einer lateralen Stirnfläche des Lateralstempels, der Druckfläche des Lateralstempel-Vorsprungs und dem Formbodenbereich der Matrize.In the unitary embodiment, the forming device comprises a movable part, namely the lateral punch displaceable in the first lateral direction, which has a projection projecting in the first lateral direction. In a maximally extended or displaced state of the lateral punch, the projection of the lateral punch has a pressure surface facing the blank, which has a fixed distance from the mold bottom region of the die and thus forms a rod-shaped pressing space for the blank, between a lateral end face of the lateral punch, the pressure surface of the blank Lateral punch projection and the mold bottom area of the die.
In der Einheitsausführung kann der Lateralstempel, wenn er in der ersten Lateralrichtung zu dem Formbereich der Matrize bzw. den Rohling hin verschoben wird, den Rohling i) zwischen der lateralen Stirnfläche des Lateralstempels und dem Formlateralbereich der Matrize, und ii) zwischen der Druckfläche des Lateralstempel-Vorsprungs und dem Formbodenbereich der Matrize, in dem Pressraum einschließen. Beim lateralen Verschieben des Lateralstempels kann damit der Rohling in der ersten Lateralrichtung und in der Vorwärtsrichtung gepresst werden.In the unitary embodiment, the lateral punch, when displaced in the first lateral direction towards the mold area of the die or blank, may include the blank i) between the lateral end face of the lateral punch and the die lateral area of the die, and ii) between the pressure surface of the lateral punch Projection and the mold bottom area of the die, in which press space. During lateral displacement of the lateral punch, the blank can thus be pressed in the first lateral direction and in the forward direction.
Optional kann der Formbereich, sofern er zwei aneinander anstoßende Kontaktflächen umfasst, zu einem zwischen der Stirnfläche des Vorwärtsstempels, der Stirnfläche des Lateralstempels und den Kontaktflächen des Matrizen-Formbereichs gebildeten Pressraum beitragen, in welchen der Rohling eingebracht und durch die Stempel gepresst werden kann.Optionally, the molding area, if it comprises two abutting contact surfaces, can contribute to a press space formed between the end face of the forward punch, the end face of the lateral punch and the contact surfaces of the die forming area, into which the blank can be inserted and pressed by the punches.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Umformen eines biegeweichen, stabförmigen Rohlings aus faserverstärktem Thermoplast mittels der oben beschriebenen Umformeinrichtung, das Verfahren umfassend:
- v1) Ermitteln einer, beim Umformen des Rohlings zu erwartenden, Längenänderung des Rohlings gegenüber einer festgelegten Anfangslänge, zum Reduzieren oder Vermeiden von Längenverschnitt,
- v2) Schneiden des Rohlings auf eine Endlänge = Anfangslänge + Längenänderung, und
- v3) Umformen des Rohlings mittels der Umformeinrichtung.
- v1) determining a change in the length of the blank to be expected during the forming of the blank compared to a specified initial length, in order to reduce or avoid longitudinal blending,
- v2) cutting the blank to an end length = initial length + length change, and
- v3) forming the blank by means of the forming device.
Die Anfangslänge kann einer grob geschätzten Länge entsprechen, welche der Rohling nach dem Umformen haben könnte; sie kann beispielsweise einer Ausdehnung der Umformeinrichtung entsprechen, in welche der Rohling zum Umformen eingelegt wird, oder sie kann einen Wert haben, der auf Erfahrungen mit Längenänderungen durch das Umformen mittels der Umformeinrichtung basiert. The initial length may correspond to a roughly estimated length which the blank could have after forming; it may, for example, correspond to an extent of the forming device into which the blank is placed for forming, or it may have a value based on experience of changes in length due to forming by means of the forming device.
Das Ermitteln der Längenänderung im Schritt v1) bedeutet vorzugsweise eine computerbasierte Berechnung, die auf der Struktur der Umformanlage und der Dynamik des Umformens basiert. Hierbei kann ein CAD Modell der Umformanlage verwendet werden, wobei Flächen oder Elemente, welche den Rohling beim Umformen kontaktieren und/oder führen, unter Berücksichtigung der Geometrie der agierenden Elemente, eine realitätsgetreue und präzise Simulation der Längenänderung ermöglichen.The determination of the change in length in step v1) preferably means a computer-based calculation based on the structure of the forming plant and the dynamics of the forming. In this case, a CAD model of the forming machine can be used, with surfaces or elements which contact and / or guide the blank during forming, taking into account the geometry of the acting elements, enabling a realistic and precise simulation of the change in length.
Um eventuelle Abweichungen zwischen realen und simulierten Längenänderungen aufgrund von Parametern wie beispielsweise Temperatur und/oder Luftfeuchtigkeit in einer Umgebung der Umformanlage zu erfassen, können zunächst Testläufe ausgeführt werden. Auf Basis der Testläufe können Korrekturen der simulierten Längenänderungen ermittelt und quantifiziert werden.In order to detect any deviations between real and simulated changes in length due to parameters such as temperature and / or humidity in an environment of the forming plant, first test runs can be performed. On the basis of the test runs, corrections of the simulated changes in length can be determined and quantified.
Zum Ermitteln der Korrekturen können bei den Testläufen einerseits involvierte Parameter wie beispielsweise Typ und kumulierte Lebensleistungszeit der Umformeinrichtung, Materialparameter des Rohlings, Temperatur, Feuchtigkeit, und andererseits gemessene Abweichungen systematisch erfasst werden. Die Werte der Parameter und der Abweichungen können in Form von Wertereihen einem adaptiven, selbstlernenden System zugeführt werden, beispielsweise einem neuronalen Netz, welches den Zusammenhang zwischen Parametern und Abweichungen erlernt, sodass im realen Betrieb, bei Kenntnis der Parameter, die mittels Simulation ermittelten Längenänderungen zuverlässig und realitätsnah korrigiert werden.In order to determine the corrections, parameters involved in the test runs, such as the type and cumulative service life of the forming device, material parameters of the blank, temperature, humidity and, on the other hand, measured deviations, can be systematically recorded. The values of the parameters and the deviations can be supplied in the form of value series to an adaptive, self-learning system, for example a neural network, which learns the relationship between parameters and deviations, so that in real operation, with knowledge of the parameters, the length changes determined by means of simulation become reliable and be corrected in a realistic way.
Das Konzept von Umformeinrichtung und Umformverfahren ist gegenüber bekannten Konzepten unkomplizierter, schneller ausführbar und bewirkt den technischen Effekt, dass es eine zweistufige Umformung des Rohlings in jeweils einer Ebene ermöglicht:
- i) in der ersten Ebene mittels Pressen des Rohlings zwischen Lateralstempel und Formlateralbereich der Matrize, und
- ii) in der zweiten Ebene mittels Pressen des Rohlings zwischen Vorwärtsstempel und Formbodenbereich der Matrize.
- i) in the first plane by pressing the blank between the lateral punch and the lateral form of the die, and
- ii) in the second plane by means of pressing the blank between the forward punch and the mold bottom area of the die.
Der genannte Effekt hat den Vorteil, dass mit dem vorliegenden Verfahren eine Simulation einer 3D Umformung und damit eine Ermittlung der durch die Umformung bewirkten Längenänderung des Rohlings leichter, unkomplizierter und präziser ist. Das hängt damit zusammen, dass zwei 2D Simulationen weniger komplex sind als eine herkömmliche 3D Simulation und damit zusammenhängend die Ergebnisse der 2D Simulationen realitätsnäher sind und/oder die Simulationen insgesamt einen geringeren Rechenaufwand erfordern.The mentioned effect has the advantage that with the present method a simulation of a 3D transformation and thus a determination of the deformation of the blank caused by the deformation is easier, less complicated and more precise. This is because two 2D simulations are less complex than a conventional 3D simulation, and thus the results of the 2D simulations are closer to reality and / or the overall simulations require less computational effort.
Das vorliegende, auf Formeinrichtung und Umformverfahren basierende, Konzept ermöglicht eine Vereinfachung verwendeter Werkzeuge und Verfahrensabläufe, eine Reduzierung oder gar Eliminierung von Längenverschnitt und Ausschuss und damit eine Verbesserung von Wirtschaftlichkeit, Kosteneffizienz und Präzision beim 3D Umformen von Stäben aus faserverstärktem Thermoplast.The present mold-forming and forming-based concept enables simplification of tools and processes used, reduction or elimination of blending and rejects, and thus, improvement in economy, cost-effectiveness and precision in 3D reshaping of fiber-reinforced thermoplastic rods.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der Formlateralbereich der Matrize in der ersten Ebene entlang einer Lateralkontur verlaufen und ist vorzugsweise streifenförmig. Insbesondere kann die Lateralkontur einen von der Lateralkoordinate abhängigen funktionalen Verlauf haben und/oder die Lateralkontur kann in der ersten Ebene verlaufen.In a preferred embodiment of the invention, the form lateral region of the die in the first plane can run along a lateral contour and is preferably strip-shaped. In particular, the lateral contour may have a functionally dependent on the Lateralkoordinate functional course and / or the lateral contour may extend in the first plane.
Die beschriebene Lateralkontur hat den technischen Effekt, dass die Lateralkontur einen 2D Verlauf hat. Der genannte Effekt hat den Vorteil, dass damit eine erste von zwei 2D Umformungen umsetzbar ist, welche gemeinsam die 3D Umformung bilden und gegenüber einer herkömmlichen 3D Umformung einfacher und mit höherer Präzision simulierbar sodass die damit ermittelte, durch das Umformen bewirkte, Längenänderung des Rohlings realitätsnäher ist.The described lateral contour has the technical effect that the lateral contour has a 2D profile. The mentioned effect has the advantage that a first of two 2D transformations can be implemented, which together form the 3D forming and simulatable compared to a conventional 3D forming simpler and with higher precision so that the determined, caused by the forming, change in length of the blank closer to reality is.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der Lateralstempel eine, dem Formlateralbereich der Matrize zugewandte, Stirnfläche haben, die vorzugsweise in der ersten Ebene entlang der Lateralkontur verläuft und insbesondere streifenförmig ist. Vorzugsweise sind der Formlateralbereich der Matrize und die Stirnfläche des Lateralstempels aneinander angepasst und verlaufen komplementär zueinander, um damit den stabförmig verlaufenden Pressraum des Rohlings lateral zu begrenzen und vorteilhafter Weise das laterale Pressen und Umformen des Rohlings in der ersten Ebene zu ermöglichen.In a preferred embodiment of the invention, the lateral punch may have an end face facing the die lateral region of the die, which preferably extends in the first plane along the lateral contour and is in particular strip-shaped. Preferably, the form lateral region of the die and the end face of the lateral punch are adapted to each other and extend complementary to each other so as to laterally limit the rod-shaped pressing space of the blank and advantageously allow the lateral pressing and forming of the blank in the first plane.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der Formbodenbereich der Matrize in der zweiten Ebene entlang einer Höhenkontur verlaufen. Vorzugsweise kann die Höhenkontur einen von der Lateralkoordinate abhängigen funktionalen Verlauf haben.In a preferred embodiment of the invention, the mold bottom region of the die in the second plane along a contour height run. The height contour may preferably have a functional course dependent on the lateral coordinate.
Die beschriebene Höhenkontur hat den Effekt, dass sie einen 2D Verlauf hat, was den Vorteil hat, dass damit eine zweite von zwei 2D Umformungen realisiert wird, welche gemeinsam die 3D Umformung bilden, und entspricht dem bereits geschilderten Vorteil der Lateralkontur.The contour contour described has the effect that it has a 2D profile, which has the advantage that it implements a second of two 2D transformations, which together form the 3D transformation, and corresponds to the already described advantage of the lateral contour.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der Vorwärtsstempel eine, dem Formbodenbereich der Matrize zugewandte, Stirnfläche haben, die vorzugsweise in der zweiten Ebene entlang der Höhenkontur verläuft und insbesondere streifenförmig ist. Vorzugsweise sind der Formbodenbereich der Matrize und die Stirnfläche des Vorwärtsstempels aneinander angepasst, um damit den stabförmigen Pressraum des Rohlings in der Vorwärtsrichtung beidseitig zu begrenzen und vorteilhafter Weise das Pressen in der Vorwärtsrichtung und Umformen des Rohlings in der zweiten Ebene zu ermöglichen.In a preferred development of the invention, the forward punch can have an end face facing the mold bottom region of the die, which preferably extends in the second plane along the contour of the contour and is in particular strip-shaped. Preferably, the mold bottom region of the die and the end face of the forward punch are adapted to each other to thereby limit the rod-shaped pressing space of the blank in the forward direction on both sides and advantageously to allow the pressing in the forward direction and forming the blank in the second plane.
Das hat den Effekt, dass beim Verschieben des Vorwärtsstempels auf den Formbodenbereich der Matrize zu, zwischen der Stirnfläche des Vorwärtsstempels, der Stirnfläche des Lateralstempels und dem Formbodenbereich der Matrize der stabförmige, als Zwischenraum ausgebildete Pressraum entsteht. Der genannte Effekt hat den Vorteil, dass der Rohling, sofern er sich in dem Pressraum befindet, in der Vorwärtsrichtung und/oder der ersten Lateralrichtung pressbar ist, wodurch der Rohling mittels einer 2D Umformung in der zweiten Ebene und/oder einer 2D Umformung in der ersten Ebene umformbar ist.This has the effect that, upon displacement of the forward punch on the mold bottom portion of the die toward, between the end face of the forward punch, the end face of the lateral punch and the mold bottom portion of the die, the rod-shaped space formed as a gap is formed. The mentioned effect has the advantage that the blank, if it is located in the pressing space, in the forward direction and / or the first lateral direction is pressed, whereby the blank by means of a 2D deformation in the second plane and / or a 2D deformation in the first level is deformable.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann eine Lateralfläche des Vorwärtsstempels entlang der Lateralkontur verlaufen. Das hat den Effekt, dass dadurch der stabförmige Zwischenraum bzw. Pressraum zum Aufnehmen des Rohlings gebildet werden kann, sodass in dem Pressraum der Rohling in der Vorwärtsrichtung pressbar ist, wobei vorzugsweise ein Entweichen des Rohlingmaterials aufgrund des Pressedrucks, am Pressstempel vorbei, nicht zugelassen bzw. verhindert wird. Der Effekt hat den Vorteil, dass ein Materialverlust beim Pressen des Rohlings in dem Pressraum reduziert oder verhindert wird.In a preferred development of the invention, a lateral surface of the forward punch can run along the lateral contour. This has the effect that thereby the rod-shaped intermediate space or pressing space for receiving the blank can be formed, so that in the pressing space of the blank in the forward direction is pressed, preferably an escape of the blank material due to the press pressure, past the ram not allowed or . is prevented. The effect has the advantage that a loss of material during pressing of the blank in the press room is reduced or prevented.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann der Vorsprung des Lateralstempels, in der Einheitsausführung, in einem dem Formbodenbereich der Matrize zugewandten Bereich, in der ersten Lateralrichtung, trichterförmig ausgebildet sein. Die trichterförmige Gestalt des Lateralstempels hat den Effekt, dass der Vorsprung des Lateralstempels eine noch fehlende Begrenzung für den bereits in lateralen Bereichen und in einem Bodenbereich abgegrenzten Pressraum mittels Verschieben des Lateralstempels in der ersten Lateralrichtung bereitstellt. Der Effekt hat den Vorteil, dass mittels Verschieben eines einzigen Elements (Lateralstempel) eine vollständige Abgrenzung des Pressraums (lateral und in Vorwärtsrichtung) gebildet wird und dadurch das Pressen und Umformen des Rohlings sowohl in der ersten als auch in der zweiten Ebene ermöglicht werden.In a preferred development of the invention, the projection of the lateral punch, in the unitary embodiment, can be funnel-shaped in the region facing the mold bottom region of the die in the first lateral direction. The funnel-shaped shape of the lateral punch has the effect that the projection of the lateral punch provides a still missing limit for the pressing space already delimited in lateral areas and in a floor area by displacing the lateral punch in the first lateral direction. The effect has the advantage that a complete delimitation of the pressing space (laterally and in the forward direction) is formed by displacement of a single element (lateral punch) and thereby the pressing and forming of the blank are made possible both in the first and in the second plane.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann die Umformeinrichtung in der Separatausführung einen als eine Stange ausgebildeter Klemmschieber umfassen, der aus einer Öffnung des Formlateralbereichs der Matrize herausragt, wobei vorzugsweise eine Längsachse des Klemmschiebers parallel ist zur ersten lateralen Richtung. Ergänzend dazu kann vorzugsweise die Umformeinrichtung ein elastisches Element umfassen zum federnden Stützen des Klemmschiebers gegen einen Boden der Öffnung.In a preferred development of the invention, the forming device in the separate embodiment may comprise a clamping slide designed as a rod, which protrudes from an opening of the form lateral region of the die, wherein preferably a longitudinal axis of the clamping slide is parallel to the first lateral direction. In addition to this, the forming device may preferably comprise an elastic element for resiliently supporting the clamping slide against a bottom of the opening.
Die Anordnung aus Klemmschieber und elastischem Element bewirkt den Effekt, dass der Klemmschieber in der Öffnung der Matrize verschiebbar geführt und durch das elastische Element derart gestützt sein kann, dass der Rohling zwischen dem Lateralstempel und dem Klemmschieber federnd einklemmbar ist. Ein damit verbundener Vorteil ist, dass der zwischen Klemmschieber und Lateralstempel eingeklemmte Rohling in der ersten Lateralrichtung präzise geführt werden kann, um zwischen der Stirnfläche des Lateralstempels und dem Formlateralbereich der Matrize gepresst und präzise umgeformt zu werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass nach Beendigung des Umformens und nach Rückführung der Stempel sich das elastische Element entspannen kann und damit den Klemmschieber herausschiebt, der den Rohling von dem Formbereich wegschiebt und eine Entnahme des Rohlings aus der Matrize ermöglicht.The arrangement of clamping slide and elastic element causes the effect that the clamping slide can be guided displaceably in the opening of the die and supported by the elastic element such that the blank between the lateral punch and the clamping slide is resiliently clamped. An associated advantage is that the blank clamped between the clamping slide and the lateral punch can be precisely guided in the first lateral direction so as to be pressed and precisely shaped between the end face of the lateral punch and the lateral form portion of the die. A further advantage is that after completion of the forming and after the return of the stamp, the elastic element can relax, thereby pushing out the clamping slide, which pushes the blank away from the molding area and makes it possible to remove the blank from the die.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann die Umformeinrichtung eine Greifvorrichtung umfassen, mittels welcher der Rohling an seinen Enden greifbar ist, zum Verschieben des Rohlings entlang der Vorwärtsrichtung. Vorteilhafterweise kann damit, in einer frühen Phase des Umformens, wenn an den Enden des Rohlings ein Längenüberschuss besteht, der Rohling an die Matrize hingeführt und in den Formbereich positioniert werden.In a preferred embodiment of the invention, the forming device may comprise a gripping device, by means of which the blank is gripped at its ends, for moving the blank along the forward direction. Advantageously, thus, in an early phase of forming, when there is a length excess at the ends of the blank, the blank can be guided to the die and positioned in the forming area.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann die Umformeinrichtung zwei, relativ zueinander und in der zweiten Lateralrichtung, verschiebbare Pressbacken umfassen zum Pressen des Rohlings in der zweiten Lateralrichtung. Sollte der Rohling nach dem Umformen doch einen Längen- bzw. Material-Überschuss an seinen Enden haben, beispielsweise aufgrund einer Abweichung der ermittelten bzw. simulierten von der realen Längenänderung, dann kann vorteilhafterweise mittels axialem Pressen des Rohlings an seinen Enden der Materialüberschuss in den Pressraum hineingepresst werden, sodass kein zu beschneidender Längenüberschuss besteht.In a preferred development of the invention, the shaping device may comprise two pressing jaws displaceable relative to one another and in the second lateral direction for pressing the blank in the second lateral direction. Should the blank have a length or material excess at its ends after forming, For example, due to a deviation of the determined or simulated from the real change in length, then advantageously by means of axial pressing of the blank at its ends, the surplus material can be pressed into the press room, so there is no length excess to be circumcised.
Vorzugsweise kann die Umformeinrichtung aus dem Formbereich ausfahrbare Auswerfstifte umfassen zum Entnehmen eines aus dem Rohling mittels Umformen erhaltenen Produkts von der Matrize. Die Auswerfstifte ermöglichen vorteilhafterweise ein zügiges Entnehmen des Rohlings aus der Umformeinrichtung nach dem Umformen.Preferably, the forming means may comprise extendable ejector pins from the forming area for removing product from the die obtained from the blank by forming. The Auswerfstifte advantageously allow a rapid removal of the blank from the forming device after forming.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das 3D Umformen des Rohlings mittels der beschriebenen Umformeinrichtung folgende Schritte umfassen:
- a) Umformen des Rohlings in der ersten Ebene, und
- b) Umformen des Rohlings in der zweiten Ebene.
- a) forming the blank in the first plane, and
- b) forming the blank in the second plane.
Das Umformen des Rohlings in einer Umformebene (erste oder zweite Ebene) bedeutet, dass eine Kurvenform oder Kontur, welche der Rohling beim Umformen in der betreffenden Umformebene annimmt, in der Umformebene liegt und damit eine 2D Kurvenform oder 2D Kontur ist. Das Umformen in den Schritten a), b) hat den Effekt, dass eine 3D Umformung mittels zwei sequenziell oder gleichzeitig ausgeführten 2D Umformungen in jeweils einer Umformebene umgesetzt wird. Der genannte Effekt hat den Vorteil, dass 2D Umformungen, welche gemeinsam die 3D Umformung nachbilden, und deren Simulationen gegenüber herkömmlichen Umformungen und 3D Simulationen einfacher und die damit ermittelte, durch das Umformen bewirkte, Längenänderung des Rohlings realitätsnäher ist.Forming the blank in a forming plane (first or second plane) means that a curve shape or contour which the blank takes on forming in the forming plane concerned lies in the forming plane and thus is a 2D curve shape or 2D contour. The reshaping in steps a), b) has the effect that a 3D transformation is implemented by means of two sequentially or simultaneously executed 2D deformations in each case a forming plane. The mentioned effect has the advantage that 2D transformations, which together simulate the 3D deformation, and their simulations compared to conventional transformations and 3D simulations easier and the thus determined, caused by the forming, change in length of the blank closer to reality.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Umformen des Rohlings in der ersten Ebene mittels einer Umformeinrichtung mit einem Vorwärtsstempel in der Separatausführung die Schritte umfassen:
- a.1) Einbringen des Rohlings in den Formbereich der Matrize,
- a.2) Verschieben des Lateralstempels in die erste Lateralrichtung zum Pressen des Rohlings gegen den Formlateralbereich der Matrize, sodass der Rohling in der ersten Lateralrichtung umgeformt wird, und
- b.1) Verschieben des Vorwärtsstempels in die Vorwärtsrichtung zum Pressen des Rohlings gegen den Formbodenbereich der Matrize, sodass der Rohling in der Vorwärtsrichtung umgeformt wird.
- a.1) introducing the blank into the molding area of the die,
- a.2) shifting the lateral punch in the first lateral direction to press the blank against the die lateral area of the die so that the blank is reshaped in the first lateral direction, and
- b.1) shifting the forward punch in the forward direction to press the blank against the mold bottom portion of the die so that the blank is deformed in the forward direction.
Die genannten Schritte haben den vorteilhaften Effekt, dass damit eine 3D Umformung aus zwei separaten 2D Umformungen zusammengesetzt wird, die gegenüber einer herkömmlichen 3D Umformung einfacher ist und eine präzisere Simulation ermöglicht, wodurch die Ermittlung der durch das Umformen bewirkten Längenänderung des Rohlings realitätsnäher ist.The said steps have the advantageous effect of making a 3D transformation of two separate 2D transformations, which is simpler than a conventional 3D forming and allows a more precise simulation, whereby the determination of the deformation of the blank caused by the reshaping is more realistic.
Die Schritte a.1)-a.3) können vorteilhafterweise schnell ausgeführt werden und ermöglichen eine präzise Handhabung bzw. Behandlung des Rohlings.The steps a.1) -a.3) can advantageously be carried out quickly and allow a precise handling or treatment of the blank.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung kann das Umformen des Rohlings mit einem Vorwärtsstempel in der Einheitsausführung umfassen:
- - Einbringen des Rohlings in den Formbereich der Matrize, und
- - Verschieben des Lateralstempels in die erste Lateralrichtung zum Pressen des Rohlings gegen den Formlateralbereich der Matrize und gegen den Formbodenbereich der Matrize.
- - Introducing the blank in the molding area of the die, and
- - Moving the Lateralstempels in the first lateral direction for pressing the blank against the Formlateralbereich the die and against the mold bottom portion of the die.
Damit wird der Effekt erzielt, den stabförmigen Pressraum des Rohlings lateral zu begrenzen und vorteilhafter Weise das laterale Pressen und Umformen des Rohlings in der ersten und der zweiten Ebene mittels einer einzigen Bewegung (Verschiebung in der ersten Lateralrichtung) und eines einzigen Umformwerkzeugs (Lateralstempel) zu ermöglichen.Thus, the effect is achieved laterally limiting the rod-shaped pressing space of the blank, and advantageously increasing the lateral pressing and forming of the blank in the first and second planes by means of a single movement (displacement in the first lateral direction) and a single forming tool (lateral puncture) enable.
Vorzugsweise kann beim Umformen des Rohlings in der ersten Ebene der Rohling die 2D Lateralkontur und insbesondere eine, dem streifenförmigen 2D Verlauf der Lateralstempel-Stirnfläche und des Matrizen-Formlateralbereichs entsprechende, 2D Streifenform annehmen. Zudem kann beim Umformen in der zweiten Ebene der Rohling die 2D Höhenkontur annehmen, vorzugsweise beim Pressen des Rohlings zwischen dem Formbodenbereich der Matrize und der Stirnfläche des Vorwärtsstempels.When forming the blank in the first plane, the blank may preferably assume the 2D lateral contour and in particular a 2D strip shape corresponding to the strip-shaped 2D profile of the lateral punch end face and the die form lateral area. In addition, during forming in the second plane, the blank can assume the 2D contour contour, preferably during pressing of the blank between the mold bottom region of the die and the end face of the forward punch.
Vorteilhafterweise können dadurch die jeweiligen 2D Formgebungen in der ersten und zweiten Ebene gestaltet bzw. festgelegt werden.Advantageously, thereby the respective 2D shapes in the first and second plane can be designed or defined.
Vorzugsweise kann das Einbringen des Rohlings in den Formbereich der Matrize mittels der Greifvorrichtung oder einer Gravitationskraft ausgeführt werden. Das hat den Vorteil einer unkomplizierten Handhabung und/oder exakten Führung und Positionierung des Rohlings an die gewünschte Stelle in den Formbereich.Preferably, the introduction of the blank into the molding area of the die can be carried out by means of the gripping device or a gravitational force. This has the advantage of an uncomplicated Handling and / or exact guidance and positioning of the blank to the desired location in the molding area.
Vorzugsweise kann nach dem Pressen des Rohlings zwischen Stirnfläche des Vorwärtsstempels und Pressfläche des Formbodenbereichs der Rohling mittels Zueinander-Verschieben der Pressbacken in der zweiten Lateralrichtung gepresst werden, vorzugsweise bis die Pressbacken zu der Matrize, insbesondere zu lateralen Seitenflächen der Matrize, gelangt. Damit wird vorteilhafterweise das Reduzieren oder Vermeiden von Längenverschnitt bewirkt.Preferably, after the blank has been pressed between the end face of the forward punch and the pressing surface of the mold bottom region, the blank can be pressed in the second lateral direction by moving the pressing jaws toward one another, preferably until the pressing jaws reach the die, in particular lateral lateral surfaces of the die. This advantageously causes the reduction or avoidance of length blending.
Vorzugsweise kann nach dem Schritt v3) der Schritt ausgeführt werden:
- v4) Abhärten des Rohlings. Das Abhärten kann durch Abkühlen der Formmasse im temperierten Werkzeug bzw. der temperierten Vorrichtung ausgeführt werden. Die formgebenden Bestandteile der Vorrichtung (Matrize, Lateralstempel, und Vorwärtsstempel) können mit einem Temperiermedium (Wasser oder Öl) durchflossen werden. Damit kann vorteilhafterweise das mittels Umformen erhaltene Produkt fertiggestellt werden.
- v4) curing the blank. The hardening can be carried out by cooling the molding compound in the tempered tool or the tempered device. The shaping components of the device (matrix, lateral punches, and forward punches) can be flowed through with a tempering medium (water or oil). Thus, advantageously, the product obtained by forming can be completed.
Vorzugsweise können nach dem Abhärten des Rohlings die Stempel (Lateralstempel, Vorwärtsstempel) zurückverschoben und das Produkt von dem Formbereich der Matrize weggebracht werden, entweder i) mittels des Klemmschiebers, der beim Zurückfahren der Stempel freigelassen wird und mittels Entspannen des elastischen Elements den Rohling aus dem Formbereich der Matrize herausschiebt, oder ii) mittels der Auswerfstifte, die aus dem Formbodenbereich ausgefahren werden, um den Rohling aus dem Formbereich auszuwerfen.Preferably, after the blank has hardened, the punches (lateral punches, forward punches) can be moved back and the product removed from the mold area of the die, either i) by means of the clamp, which is released when the punches are returned, and the blank is removed from the blank by relaxing the elastic element Or ii) by means of the Auswerfstiften which are extended from the mold bottom portion to eject the blank from the molding area.
Vorzugsweise können die Auswerfstifte nicht nur dem Auswerfern, sondern auch zum Bereitstellen umgeformter Stäbe dienen für die Abholung mit einem Greifer durch definiertes und wiederholgenaues Positionieren im Raum. Damit die Stäbe auf den Auswerfern verbleiben, können diese während des Umformprozesses in die Stäbe eindringen. Dazu können diese konisch angespitzt sein, so dass sie zwischen die Fasern des Rohlings eindringen können.Preferably, the ejection pins can serve not only for ejecting, but also for providing deformed bars for picking up with a gripper by defined and repeatable positioning in space. In order for the rods to remain on the ejectors, they can penetrate the rods during the forming process. These may be tapered so that they can penetrate between the fibers of the blank.
Damit kann vorteilhafterweise das mittels Umformen erhaltene Produkt bereitgestellt werden, beispielsweise zum Lagern, für den Transport oder zum Einbauen in ein Kraftfahrzeug oder in ein Bauteil für ein Kraftfahrzeug.Thus, the product obtained by forming can advantageously be provided, for example for storage, for transport or for installation in a motor vehicle or in a component for a motor vehicle.
Eine erfindungsgemäße Umformeinrichtung wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
-
1 in einer Draufsicht eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umformeinrichtung, mit einem Vorwärtsstempel in Separatausführung, -
2 in einer Seitenansicht eine erste Variante der ersten Ausführungsform der Umformeinrichtung, -
3 in einer Seitenansicht eine zweite Variante der ersten Ausführungsform der Umformeinrichtung, -
4 in einer Seitenansicht eine erste Variante der zweiten Ausführungsform der Umformeinrichtung, mit einem Vorwärtsstempel in der Einheitsausführung, und -
5 in einer Seitenansicht eine zweite Variante der zweiten Ausführungsform der Umformeinrichtung, mit einem Vorwärtsstempel in der Einheitsausführung.
-
1 in a plan view of a first embodiment of a forming device according to the invention, with a forward punch in separate execution, -
2 in a side view a first variant of the first embodiment of the forming device, -
3 in a side view a second variant of the first embodiment of the forming device, -
4 in a side view of a first variant of the second embodiment of the forming device, with a forward punch in the unit embodiment, and -
5 in a side view of a second variant of the second embodiment of the forming device, with a forward punch in the unit design.
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den gezeigten
Im Zusammenhang mit den gezeigten Figuren wird ein kartesisches Koordinatensystem verwendet, das durch drei Richtungen bestimmt ist:
- -
x -Richtung20.1 ,x -Achse (erste Lateralrichtung20.1 ), - -
y -Richtung20.2 ,y -Achse, (zweite Lateralrichtung20.2 ), - -
z -Richtung20.3 ,z -Achse (Vorwärtsrichtung),
- - eine
xy -Ebene, bestimmt durch diex -Richtung20.1 undy -Richtung20.2 (erste Ebene), und - - eine
yz -Ebene, bestimmt durch diey -Richtung20.2 undz -Richtung20.3 (zweite Ebene).
- -
x -Direction20.1 .x Axis (first lateral direction20.1 ) - -
y -Direction20.2 .y Axis, (second lateral direction20.2 ) - -
z -Direction20.3 .z Axis (forward direction),
- - one
xy Level, determined by thex -Direction20.1 andy -Direction20.2 (first level), and - - one
Y Z Level, determined by they -Direction20.2 andz -Direction20.3 (second level).
- -
eine Matrize 14 zum Aufnehmen und Umformen desRohlings 1 , mit einem Formbereich umfassend einen Formbodenbereich14.2 gegenden der Rohling 1 inz -Richtung gepresst wird, und einen Formlateralbereich14.1 , gegenden der Rohling 1 in einer zurz -Richtung lateralenx -Richtung20.1 gepresst wird, - -
einen Lateralstempel 16 , der in der ersten Lateralrichtung20.1 verschiebbar ist, zum Pressen des Rohlings1 gegen den Formlateralbereich14.1 der Matrize 14 , und - -
einen Vorwärtsstempel 12 zum Pressen des Rohlings1 gegen den Formbodenbereich14.2 der Matrize 14 , wobei der Vorwärtsstempel12 ausgebildet ist als ein in der z-Richtung verschiebbares,von dem Lateralstempel 16 separates, Element.
- - a
die 14 for picking up and forming the blank1 , with a molding area comprising a mold bottom area14.2 against the blank1 inz Direction is pressed, and a form lateral area14.1 against which the blank1 in a toz Direction lateralx -Direction20.1 is pressed, - - a
lateral stamp 16 in the first lateral direction20.1 is displaceable, for pressing the blank1 against the form lateral area14.1 thematrix 14 , and - - a
forward stamp 12 for pressing the blank1 against the mold floor area14.2 thematrix 14 , where theforward punch 12 is formed as a displaceable in the z-direction, from thelateral punch 16 separate, element.
Ergänzend zu der in den
In der in
Ergänzend zu der in
Die Matrize
- - in der in
1 ,2 dargestellten Separatausführung zwei bewegliche Teile (Lateralstempel 16 , Vorwärtsstempel12 ), und - - in der in
4 dargestellten Einheitsausführung ein bewegliches Teil (Lateralstempel16 ),
- - in the
1 .2 Separate design shown two moving parts (lateral punches16 , Forward stamp12 ), and - - in the
4 unit shown a movable part (lateral punches16 )
Der Formbereich
In der in
Der Lateralstempel
Der Vorwärtsstempel
Tauchkantedipping edge
Plane StirnflächePlane face
Der Formbodenbereich
Der Vorsprung
Erst nachdem der Pressraum zu beiden Pressrichtungen hin einen abgeschlossenen Raum bildet, und der Rohling
Die Umformeinrichtung
Die Umformeinrichtung
Das
- a) Umformen des Rohlings
1 in derxy -Ebene, und - b) Umformen des Rohlings
1 in deryz -Ebene.
- a) forming the blank
1 in thexy Level, and - b) forming the blank
1 in theY Z -Level.
Das Umformen des Rohlings
- a.1) Einbringen des Rohlings
1 in denFormbereich der Matrize 14 , - a.2) Verschieben des Lateralstempels
16 in die erste Lateralrichtung20.1 zum Pressen des Rohlings1 gegen den Formlateralbereich14.1 der Matrize 14 , sodass derRohling 1 in der ersten Lateralrichtung20.1 umgeformt wird, und - b.2) Verschieben des Vorwärtsstempels
12 inz -Richtung zum Pressen des Rohlings1 gegen den Formbodenbereich14.2 der Matrize 14 , sodass derRohling 1 inz -Richtung umgeformt wird.
- a.1) Introduction of the blank
1 in the molding area of thedie 14 . - a.2) Moving the
lateral punch 16 in the first lateral direction20.1 for pressing the blank1 against the form lateral area14.1 thematrix 14 so the blank1 in the first lateral direction20.1 is transformed, and - b.2) Moving the
forward punch 12 inz Direction for pressing the blank1 against the mold floor area14.2 thematrix 14 so the blank1 inz Direction is transformed.
Das Umformen des Rohlings
- - Einbringen des Rohlings
1 in denFormbereich der Matrize 14 , und - - Verschieben des Lateralstempels
16 in die erste Lateralrichtung20.1 zum Pressen des Rohlings1 gegen den Formlateralbereich14.1 der Matrize 14 und gegen den Formbodenbereich14.2 der Matrize 14 .
- - Introduction of the blank
1 in the molding area of the die14 , and - - Move the
Lateralstempels 16 in the first lateral direction20.1 for pressing the blank1 against the form lateral area14.1 thematrix 14 and against the mold floor area14.2 thematrix 14 ,
Damit wird, gemäß beiden Ausführungsformen, der streifenförmig verlaufende Pressraum des Rohlings
Das Umformverfahren kann, mit anderen Worten, wie folgt zusammenfassend beschrieben werden: In other words, the forming process can be summarized as follows:
Ein bereits auf finales Maß abgelängter, als ein gerader Stab geformter Rohling
Durch Verschieben des als Hauptschieber ausgebildeten Lateralstempels
Das Verpressen des Stabes
Eine Variante ohne Vorwärtsstempel zum Verpressen des Stabes
Im Allgemeinen ändert sich beim Umformen der Endquerschnitt des Stabes
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Rohling, StabBlank, rod
- 1010
- Umformeinrichtungreshaping
- 1212
- Vorwärtsstempel in SeparatausführungForward punch in separate execution
- 12.112.1
- Stirnfläche des VorwärtsstempelsFace of the forward punch
- 12.212.2
- Stempelgriffstamp handle
- 1414
- Matrizedie
- 14.114.1
- Formlateralbereich der MatrizeForm lateral area of the die
- 14.214.2
- Formbodenbereich der MatrizeMold bottom area of the die
- 14.314.3
- Klemmschieberclamping slide
- 14.414.4
- elastisches Elementelastic element
- 1616
- Lateralstempel, HauptschieberLateral stamp, main pusher
- 16.116.1
- Stirnfläche des LateralstempelsFace of the lateral punch
- 16.216.2
- Vorsprung des Lateralstempels, Vorwärtsstempel in EinheitsausführungProjection of the lateral punch, forward punch in unitary execution
- 1717
- Greifvorrichtunggripping device
- 20.120.1
-
erste Lateralrichtung,
x -Richtungfirst lateral direction,x -Direction - 20.220.2
-
zweite Lateralrichtung,
y -Richtungsecond lateral direction,y -Direction - 20.320.3
-
Vorwärtsrichtung,
z -RichtungForward directionz -Direction
Claims (8)
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- 2018-09-03 WO PCT/EP2018/073567 patent/WO2019081099A1/en active Application Filing
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