DE102019005063A1

DE102019005063A1 - Device and method for targeted influencing of the local sheet thickness profile and the local hardening of a sheet metal blank

Info

Publication number: DE102019005063A1
Application number: DE102019005063.0A
Authority: DE
Inventors: Gerd Reitter
Original assignee: 4ming E K; 4ming EK
Current assignee: 4ming E K; 4ming EK
Priority date: 2019-07-19
Filing date: 2019-07-19
Publication date: 2021-01-21

Abstract

Herkömmliche Pressen sind nicht konditioniert, um in kurzer Hubabfolge eine Materialumverteilung in einem lokalen Bereich einer Platine zu ermöglichen. Hierzu sind mehrfachwirkende Spezialwerkzeuge erforderlich. Die neue Maschine ist für diese Art der Umformung optimiert.Durch Zylinder (41, 42) angetriebene Traversen (21, 22) beinhalten weitere Zylinder (40, 42). Während eine Traverse (21) mittels des Blechhalters (13) das Blech fest einspannt dringt die zweite Traverse (22) in das Blech ein und ermöglicht mittels der angetriebenen Stempel (10, 11, 14) durch Erzeugen von Relativbewegungen eine lokal begrenzte Materialumverteilung auf der Blechplatine.Conventional presses are not conditioned to enable material to be redistributed in a local area of a blank in a short stroke sequence. Multi-acting special tools are required for this. The new machine is optimized for this type of forming. Cross members (21, 22) driven by cylinders (41, 42) contain additional cylinders (40, 42). While a traverse (21) firmly clamps the sheet metal by means of the sheet metal holder (13), the second traverse (22) penetrates the sheet metal and enables a locally limited redistribution of material on the sheet by means of the driven punches (10, 11, 14) by generating relative movements Sheet metal blank.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fertigungssystem entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a production system according to the preamble of claim 1.

Stand der Technik und ProblemstellungState of the art and problem definition

Aus der Patentanmeldung Nr. 102008047848.2 ist ein Verfahren bekannt zum gezielten Beeinflussen der lokalen Ausdünnung und Verfestigung von Blechen. Die lokal umgeformten Blechzuschnitte (2) dienen als Vorstufe zu einem klassischen Tiefziehprozess. Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass zur Durchführung dieses Verfahrens auf herkömmlichen Pressen sehr aufwändige mehrfachwirkende Werkzeuge erforderlich sind, da die herkömmlichen Pressen im Allgemeinen nicht für diese Art der Umformung konditioniert sind.From patent application no. 102008047848.2 a method is known for specifically influencing the local thinning and hardening of sheet metal. The locally formed sheet metal blanks ( 2 ) serve as a preliminary stage to a classic deep drawing process. The invention specified in claim 1 is based on the problem that very complex multi-action tools are required to carry out this method on conventional presses, since conventional presses are generally not conditioned for this type of forming.

ProblemlösungTroubleshooting

Die Erfindung dient dazu sehr effizient einen Blechzuschnitt (1) lokal derart umzuformen, dass eine lokale Kaltverfestigung und Materialumverteilung im gewünschten inneren Blechbereich (3) entstehen.The invention is used very efficiently to cut a sheet metal ( 1 ) locally formed in such a way that local strain hardening and material redistribution in the desired inner sheet metal area ( 3 ) arise.

Dabei dürfen die in der Umformzone (3) entstehenden Spannungen nicht in außenliegende Flächenbereiche (5) übertragen werden.The in the forming zone ( 3 ) resulting stresses are not in external surface areas ( 5 ) be transmitted.

Die Aufgabe wird derart gelöst, dass die Erfindung mehrere durch Zylinder beaufschlagte bewegliche Traversen (21, 22) beinhaltet auf welche zusätzlichen Zylinder (40, 43) aufgebracht sind. Eine dieser Traversen (21) dient dazu die erforderliche Blechhalterkraft aufzubringen um die Spannungen in die Außenbereiche des Blechzuschnitts (5) abzubinden. Mit dem angebrachten Zylinder (14) kann die Umformung im Innenbereich erfolgen. Die zweite entgegenwirkende Traverse (22) bringt im Innenbereich (3) die Stempelkraft auf. Die zusätzlich angebrachten Zylinder (43) dienen dazu, die gewünschte Materialumverteilung des Innenbereiches (3, 7) zu ermöglichen The object is achieved in such a way that the invention has several movable cross members acted upon by cylinders ( 21st , 22nd ) includes which additional cylinders ( 40 , 43 ) are applied. One of these trusses ( 21st ) is used to apply the required blank holder force to relieve the stresses in the outer areas of the sheet metal blank ( 5 ) to tie. With the attached cylinder ( 14th ) the forming can take place indoors. The second counteracting traverse ( 22nd ) brings indoors ( 3 ) the punch force. The additionally attached cylinders ( 43 ) serve to achieve the desired material redistribution of the interior ( 3 , 7th ) to enable

AusführungsbeispieleEmbodiments

Ausführungsbeispiele sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher erklärt.Exemplary embodiments are shown in the drawings and are explained in more detail below.

FigurenlisteFigure list

1a : The sheet metal blank without forming ( 1 ) and
1 b : the formed sheet metal blank ( 2 )
2 : The machine in longitudinal section ( 20th ) including tools ( 10 , 11 , 12 , 13th , 14th , 15th ) during forming
3 : The machine in cross section ( 20th ) including tool during forming
4th : The machine including tools in the open state and the stack of blanks ( 44 , 45 ).

1a zeigt den Blechzuschnitt ohne Umformung (1). Die Fläche teilt sich auf in den Innenliegenden Blechbereich (3) auf den die Umformung angewendet wird. Um den innenliegenden Bereich (3) grenzt der Haltebereich (4) auf den die Blechhalter (12, 13) einwirken. Darauf folgt der Außenbereich (5) der Spannungsfrei gehalten werden soll. 1a shows the sheet metal blank without forming ( 1 ). The area is divided into the inner sheet metal area ( 3 ) to which the transformation is applied. Around the inner area ( 3 ) borders the stopping area ( 4th ) on which the sheet metal holder ( 12 , 13th ) act. This is followed by the outdoor area ( 5 ) which should be kept free of tension.

1 b zeigt den umgeformten Blechzuschnitt (2). Man sieht zudem den Haltereich (4) auf den während der Umformung der Blechhalter (12, 13) einwirkt. Der Innere Bereich (3) wird durch die Umformung zur hohlgeprägten Geometrie (7) umgeformt. Die Hohlprägung führt zu einer Erhöhung H (6). 1 b shows the formed sheet metal blank ( 2 ). You can also see the stop area ( 4th ) on the sheet metal holder ( 12 , 13th ) acts. The inner area ( 3 ) is transformed into a hollow embossed geometry ( 7th ) transformed. The embossing leads to an increase H (6).

2 zeigt den Längsschnitt der Umformmaschine (20) inklusive des Werkzeuges (10, 11, 12, 13, 14, 15). Die Maschine (20) ist beispielhaft als Rahmenplattenpresse ausgestaltet. Zwei Rahmenplatten (31) sind mittels Zuganker (32) miteinander verspannt. Zur Bewegung der Werkzeugteile verfügt die Maschine über zwei bewegliche Traversen (21, 22). Die Obere Traverse (33) hält den beweglichen Blechhalter (13). Die Traverse (33) dient ebenso als Aufnahme für den Umformstempel (14) sowie den Hydraulikzylinder (41) welcher den Umformstempel (14) aufnimmt. Der fixe Blechhalter (12) ist auf dem Pressentisch (35) aufgeschraubt. 2 shows the longitudinal section of the forming machine ( 20th ) including the tool ( 10 , 11 , 12 , 13th , 14th , 15th ). The machine ( 20th ) is designed as a frame plate press, for example. Two frame plates ( 31 ) are by means of tie rods ( 32 ) braced together. To move the tool parts, the machine has two movable cross members ( 21st , 22nd ). The Upper Traverse ( 33 ) holds the movable blank holder ( 13th ). The traverse ( 33 ) also serves as a holder for the forming die ( 14th ) and the hydraulic cylinder ( 41 ) which the forming die ( 14th ) records. The fixed sheet metal holder ( 12 ) is on the press table ( 35 ) screwed on.

Die Untere Traverse (22) wird durch die Zylinder (42) angetrieben und dient zur Aufnahme des Prägestempels (10) sowie des Penetrierstempels (11). Der Penetrierstempel (11) wird durch den Zylinder (43) relativ zum Prägestempel (10) bewegt. Nach dem Schließen der Blechhalter (12, 13) wird die Blechplatine fest eingespannt. Danach dringen die Stempel (10, 11) in das Blech (1) ein. Durch Erzeugen von einer oder mehrmaliger Relativbewegungen der Stempel (10) zum Stempel (11) wird das Blech in der Umformzone (3) umgeformt und umverteilt. Die Blechhalter (12, 13) müssen in dieser Phase die entstehenden Spannungen nach außen hin abbinden sodass der außenliegende Flansch spannungsfrei bleibt.The lower traverse ( 22nd ) is through the cylinder ( 42 ) driven and used to hold the die ( 10 ) as well as the penetration stamp ( 11 ). The penetration stamp ( 11 ) is through the cylinder ( 43 ) relative to the die ( 10 ) emotional. After closing the sheet metal holder ( 12 , 13th ) the sheet metal blank is firmly clamped. Then the stamps penetrate ( 10 , 11 ) into the sheet ( 1 ) a. By generating one or more relative movements of the punches ( 10 ) to the stamp ( 11 ) the sheet is in the forming zone ( 3 ) transformed and redistributed. The sheet metal holder ( 12 , 13th ) in this phase, the resulting tensions must bind to the outside so that the external flange remains tension-free.

3 zeigt die Maschine (20) im Querschnitt während der Umformung. Nach dem festen schließen der Blechhalter (13) folgt ein alternierendes Eindringen der Stempel (10, 11, 14) sodass gewünschte Materialumverteilung gelingt. 3 shows the machine ( 20th ) in cross section during forming. After firmly closing the sheet metal holder ( 13th ) an alternating penetration of the punches follows ( 10 , 11 , 14th ) so that the desired material redistribution succeeds.

4 zeigt die Maschine (20) im Querschnitt in geöffneter Stellung. Die Maschinenöffnung H (46) genügt gerade um das Ziehteil (2) aus der Maschine zu transportieren. Die Sauggreifer (43) können während der Umformung im Eingriff bleiben da das Werkzeug die spannungsfreien Außenbereiche des Bleches nicht oder teilweise nicht abdeckt. Nachdem die Entnahmestellung der Maschine erreicht ist, kann das Ziehteil (2) aus der Maschine gezogen und sicher abgestapelt auf den Ablagestapel (45) abgelegt werden. 4th shows the machine ( 20th ) in cross section in the open position. The machine opening H (46) is just enough around the drawn part ( 2 ) from the Transport machine. The suction pads ( 43 ) can remain in contact during the forming process because the tool does not or partially does not cover the stress-free outer areas of the sheet. After the removal position of the machine has been reached, the drawn part ( 2 ) pulled out of the machine and safely stacked on the discard pile ( 45 ).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

AU 102008047848 [0002]

Claims

Device and method for the targeted influencing of the local sheet thickness profile and the local solidification of a sheet metal blank, characterized in that a cross member (21) moved by a cylinder applies the blank holder force, on which cylinders (40) are attached to enable the material redistribution in the inner area (3) and a second cross member (22), moved by cylinders, acts on the inner area (3), on which further cylinders (43) are attached in order to carry out the material redistribution of the inner area (3).

Manufacturing system according to Claim 1 , characterized in that the machine (20) has such a short travel path (6, 46) that the deformed blank can be removed.

Manufacturing system according to Claim 1 , characterized in that the stress-free blank areas (5) partially or entirely do not have any tool overlap during the forming process and can thereby be held by the blank loading (43) or blank removal (43) during the forming.

Manufacturing system according to Claim 1 , characterized in that the forming of the inner forming area (2) takes place without additional lubricant.

Manufacturing system according to Claim 1 , characterized in that the tool geometry and the kinematics of movement produce a stackable, reshaped blank (41).

Manufacturing system according to Claim 1 , characterized in that the stackable plate (41) produced is designed in geometry so that it can be easily unstacked again.

Manufacturing system according to Claim 1 , characterized in that after the sheet metal holder (13) has been closed, a pressure holding pump applies the holding pressure and the sheet metal holder (12, 13) does not move during the forming process.

Manufacturing system according to Claim 1 , characterized in that the coaxially moved punches (10, 11) move from bottom to top and the forming accordingly takes place in the hat position.