DE102020106743B3 - Dishing tool, dishing press and method for producing a container bottom - Google Patents

Dishing tool, dishing press and method for producing a container bottom Download PDF

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DE102020106743B3 DE102020106743.7A DE102020106743A DE102020106743B3 DE 102020106743 B3 DE102020106743 B3 DE 102020106743B3 DE 102020106743 A DE102020106743 A DE 102020106743A DE 102020106743 B3 DE102020106743 B3 DE 102020106743B3
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kümpelwerkzeug (14) mit einem Oberwerkzeug (15) und einem Unterwerkzeug (16), wobei das Oberwerkzeug (15) ein Druckstück (60) mit einer ersten Formkontur (64) zur Kontaktierung eines Werkstücks (30) und einen relativ zum Druckstück (60) beweglichen Niederhalter (50) mit einer zweiten Formkontur (58) zur Kontaktierung des Werkstücks (30) umfasst, wobei der Niederhalter (50) konzentrisch um das Druckstück (60) herum angeordnet ist. Ferner weist das Oberwerkzeug (15) eine Kopfplatte (40) zur Verbindung mit einem Stößel einer Presse auf, wobei das Druckstück (60) mit der Kopfplatte (40) fest verbunden oder einstückig mit der Kopfplatte (40) ausgeführt ist und der Niederhalter (50) über mindestens ein elastisches Element (52) mit der Kopfplatte (40) verbunden ist und derart relativ zum Druckstück (60) angeordnet ist, dass die zweite Formkontur (58) über die erste Formkontur (64) hinausragt, so dass bei einer Bewegung des Oberwerkzeugs (15) in Richtung eines Werkstücks (30) das Werkstück (30) zuerst von der zweiten Formkontur (58) kontaktiert wird. Das Oberwerkzeug (15) ist dabei derart eingerichtet, dass bei weiterer Bewegung des Oberwerkzeugs (15) in Richtung des Werkstücks (30) das Druckstück (60) relativ zum Niederhalter (50) weiter in Richtung des Werkstücks (30) bewegt wird, wobei das mindestens eine elastische Element (52) komprimiert wird.Weitere Aspekte der Erfindung betreffen eine Kümpelpresse, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Behälterbodens.The invention relates to a dishing tool (14) with an upper tool (15) and a lower tool (16), the upper tool (15) having a pressure piece (60) with a first shape contour (64) for contacting a workpiece (30) and one relative to the Pressure piece (60) comprises movable hold-down device (50) with a second shaped contour (58) for contacting the workpiece (30), the hold-down device (50) being arranged concentrically around the pressure piece (60). The upper tool (15) also has a head plate (40) for connection to a ram of a press, the pressure piece (60) being firmly connected to the head plate (40) or made in one piece with the head plate (40) and the hold-down device (50) ) is connected to the head plate (40) via at least one elastic element (52) and is arranged relative to the pressure piece (60) in such a way that the second shaped contour (58) protrudes beyond the first shaped contour (64), so that when the Upper tool (15) in the direction of a workpiece (30), the workpiece (30) is first contacted by the second shape contour (58). The upper tool (15) is set up in such a way that when the upper tool (15) moves further in the direction of the workpiece (30), the pressure piece (60) is moved further in the direction of the workpiece (30) relative to the hold-down device (50) at least one elastic element (52) is compressed. Further aspects of the invention relate to a dishing press and a method for producing a container bottom.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kümpelwerkzeug umfassend ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug, wobei das Oberwerkzeug ein Druckstück mit einer ersten Formkontur zur Kontaktierung eines Werkstücks und einen relativ zum Druckstück beweglichen Niederhalter mit einer zweiten Formkontur zur Kontaktierung des Werkstücks umfasst und wobei der Niederhalter konzentrisch um das Druckstück herum angeordnet ist. Weitere Aspekte der Erfindung betreffen eine Kümpelpresse, welche ein solches Kümpelwerkzeug umfasst, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Behälterbodens.The invention relates to a dishing tool comprising an upper tool and a lower tool, the upper tool comprising a pressure piece with a first shape contour for contacting a workpiece and a hold-down device movable relative to the pressure piece with a second shape contour for contacting the workpiece, and the hold-down device concentrically around the pressure piece is arranged. Further aspects of the invention relate to a dishing press which comprises such a dishing tool, as well as a method for producing a container bottom.

Stand der TechnikState of the art

Bei der Umformung von Blechen mittels Kümpeln werden aus den Blechen gewölbte Formteile ohne oder mit nur geringer Änderung der Materialdicke erhalten. Das Kümpeln wird beispielsweise bei der Herstellung von Behälterböden aus runden Blechen, auch Ronden genannt, eingesetzt. Zum Kümpeln werden Kümpel-Pressen eingesetzt, welche ein starres Oberwerkzeug mit sphärisch konvex ausgelegter Umformseite und ein ebenfalls starres Unterwerkzeug mit sphärisch konkav ausgelegter Umformseite umfassen. In vielen Pressvorgängen werden die Ronden zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug auf den gewünschten sphärischen Radius gedrückt. Werden dabei aus den Blechen tiefe Werkstücke hergestellt, bei denen die Blechdicke im Verhältnis zum Durchmesser der Ronde gering ist, kommt es bei der Umformung zu einer Faltenbildung im Blech. Vom Tiefziehvervahren ist bekannt, dass Faltenbildung durch den Einsatz eines Blechhalters verhindert werden kann, welcher den gesamten Randbereich der Ronde zur Vermeidung von Falten auf dem Ziering im ebenen Zustand hält.When metal sheets are formed by means of bulging, curved shaped parts are obtained from the sheets with little or no change in the material thickness. The dishing is used, for example, in the manufacture of container bottoms from round metal sheets, also known as circular blanks. For dishing, dishing presses are used which comprise a rigid upper tool with a spherically convex forming side and a likewise rigid lower tool with a spherically concave forming side. In many pressing processes, the circular blanks are pressed to the desired spherical radius between the upper tool and the lower tool. If deep workpieces are produced from the metal sheets in which the metal sheet thickness is small in relation to the diameter of the round blank, wrinkles are formed in the sheet metal during the forming process. It is known from the deep-drawing process that the formation of creases can be prevented by using a sheet metal holder, which holds the entire edge area of the circular blank in order to avoid creases on the decorative ring.

Aus DE 24 58 012 A1 ist eine sogenannte Böden-Kümpel-Presse bekannt, die einen inneren Stößel und einen äußeren Stößel aufweist. An dem äußeren Stößel ist ein Blechniederhalter befestigt und am inneren Stößel der Pressstempel. Der Pressstempel und der Niederhalter können über eine hydraulisch zweifach wirkende Presse getrennt voneinander bewegt werden und sind jeweils eingerichtet, Blechniederhalter bzw. Ziehringe verschiedener Größen aufzunehmen. Bei diesem Verfahren werden die Pressteile mit einem Zug des Pressstempels durch den Ziehring auf Fertigmaß gebracht.the end DE 24 58 012 A1 a so-called bottom dishing press is known which has an inner ram and an outer ram. A sheet metal holder is attached to the outer ram and the ram is attached to the inner ram. The press ram and the hold-down device can be moved separately from one another via a hydraulic double-acting press and are each set up to accommodate sheet metal hold-down devices or drawing rings of different sizes. In this process, the pressed parts are brought to their finished size by pulling the press ram through the drawing ring.

Das aus DE 24 58 012 A1 bekannte Verfahren ist nicht den Kümpelverfahren im Sinne der vorliegenden Erfindung zuzurechnen. Bei einem Kümpelverfahren im Sinne der Erfindung ist die verwendete Ronde, also das umzuformende Werkstück, größer als das verwendete Presswerkzeug und das Werkstück wird über viele hintereinander auszuführende partielle Pressvorgänge in die gewünschte Form gebracht. Bei einem Tiefziehverfahren, zu dem auch das aus DE 24 58 012 A1 beschriebene Verfahren gehört, ist die Ronde kleiner als das Presswerkzeug und das Werkstück wird in einem Pressarbeitsgang umgeformt.The end DE 24 58 012 A1 known processes are not to be assigned to the dishing process for the purposes of the present invention. In a dishing process within the meaning of the invention, the round blank used, i.e. the workpiece to be reshaped, is larger than the pressing tool used and the workpiece is brought into the desired shape by means of many partial pressing processes to be carried out one after the other. In a deep-drawing process, which also includes that DE 24 58 012 A1 belongs to the method described, the round blank is smaller than the pressing tool and the workpiece is formed in one pressing operation.

Aus US 9,833,828 B2 ist eine Apparatur zum Tiefziehen bekannt. Ein Presswerkzeug Apparatur umfasst neben einer oberen und unteren Matrize Halteelemente für ein Werkstück, wobei ein oberes Halteelement über elastische Elemente mit einer Basis verbunden ist.the end US 9,833,828 B2 an apparatus for deep drawing is known. A press tool apparatus comprises, in addition to an upper and lower die, holding elements for a workpiece, an upper holding element being connected to a base via elastic elements.

DE 14 52 913 A beschreibt ein Verfahren zum Manipulieren schwerer Ronden beim Betrieb von Kümpelpressen. Dabei ist vorgesehen, die Ronde an den Randbereichen mit Werkzeugen zu fassen und abzustützen, wobei vertikale Bewegungen sowie seitliche und/oder Drehbewegungen mechanisiert ausgeführt werden. DE 14 52 913 A describes a method for manipulating heavy round blanks when operating dishing presses. Provision is made here to grasp and support the round blank at the edge areas with tools, with vertical movements as well as lateral and / or rotary movements being carried out mechanically.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Es wird ein Kümpelwerkzeug umfassend ein Oberwerkzeug und ein zugehöriges Unterwerkzeug vorgeschlagen. Das Oberwerkzeug des Kümpelwerkzeugs umfasst ein Druckstück mit einer ersten Formkontur zur Kontaktierung eines Werkstücks und einen relativ zum Druckstück beweglichen Niederhalter mit einer zweiten Formkontur zur Kontaktierung des Werkstücks, wobei der Niederhalter konzentrisch um das Druckstück herum angeordnet ist. Das Oberwerkzeug weist ferner eine Kopfplatte zur Verbindung mit einem Stößel einer Presse auf, wobei das Druckstück mit der Kopfplatte fest verbunden oder einstückig mit der Kopfplatte ausgeführt ist und der Niederhalter über mindestens ein elastisches Element mit der Kopfplatte verbunden ist und derart relativ zum Druckstück angeordnet ist, dass die zweite Formkontur über die erste Formkontur hinausragt, so dass bei einer Bewegung des Oberwerkzeugs in Richtung eines Werkstücks das Werkstück zuerst von der zweiten Formkontur kontaktiert wird. Das Oberwerkzeug ist ferner derart eingerichtet, dass bei weiterer Bewegung des Oberwerkzeugs in Richtung des Werkstücks das Druckstück relativ zum Niederhalter weiter in Richtung des Werkstücks bewegt wird, wobei das mindestens eine elastische Element komprimiert wird.A dishing tool comprising an upper tool and an associated lower tool is proposed. The upper tool of the dishing tool comprises a pressure piece with a first shape contour for contacting a workpiece and a hold-down device movable relative to the pressure piece with a second shape contour for contacting the workpiece, the hold-down device being arranged concentrically around the pressure piece. The upper tool also has a head plate for connection to a ram of a press, the pressure piece being firmly connected to the head plate or made in one piece with the head plate and the hold-down device being connected to the head plate via at least one elastic element and thus arranged relative to the pressure piece that the second form contour protrudes beyond the first form contour, so that when the upper tool moves in the direction of a workpiece, the workpiece is first contacted by the second form contour. The upper tool is also set up in such a way that upon further movement of the upper tool in the direction of the workpiece, the pressure piece is moved further in the direction of the workpiece relative to the hold-down device, the at least one elastic element being compressed.

Der Niederhalter ist somit über das mindestens eine elastische Element derart mit dem Druckstück gekoppelt, dass beide über einen einzigen Stößel einer Presse auf das Werkstück zu bewegt werden können. Dabei ragt der Niederhalter über das Druckstück hinaus, so dass das Werkstück zuerst von dem Niederhalter kontaktiert wird. Dadurch wird das Werkstück mit einem Anpressdruck, welcher über die Eigenschaften des mindestens einen elastischen Elements definiert ist, gegen ein Unterwerkzeug gedrückt und damit fixiert, bevor das Druckstück des Oberwerkzeug das Werkstück berührt.The hold-down device is thus coupled to the pressure piece via the at least one elastic element in such a way that both can be moved towards the workpiece via a single ram of a press. The hold-down protrudes beyond the pressure piece so that the workpiece is first contacted by the hold-down. As a result, the workpiece is subjected to a contact pressure which exceeds the properties of the at least one elastic element is defined, pressed against a lower tool and thus fixed before the pressure piece of the upper tool touches the workpiece.

Vorteilhafterweise nimmt dabei der Druck, mit dem der Niederhalter auf das Werkstück drückt, durch die Kopplung über das mindestens eine elastische Element mit der Tiefe der Umformung zu. Je tiefer das Druckstück in das Werkstück gedrückt wird, desto stärker wird das mindestens eine elastische Element komprimiert und desto stärker ist der vom Niederhalter ausgeübte Druck.Advantageously, the pressure with which the hold-down presses on the workpiece increases with the depth of the deformation due to the coupling via the at least one elastic element. The deeper the pressure piece is pressed into the workpiece, the more the at least one elastic element is compressed and the stronger the pressure exerted by the hold-down device.

Dieser vom Niederhalter ausgeübte Druck kann leicht durch entsprechende Wahl des mindestens einen elastischen Elements eingestellt werden.This pressure exerted by the hold-down device can easily be adjusted by appropriate selection of the at least one elastic element.

Das vorgeschlagene Oberwerkzeug erlaubt es in Kombination mit einem entsprechenden Unterwerkzeug ein Werkstück von Beginn der Bearbeitung an zu fixieren, wodurch es dem Oberwerkzeug nicht ausweichen kann. Des Weiteren wird durch die Fixierung des um das Druckstück liegenden Bereichs des Werkstücks eine Faltenbildung im Werkstück bei der Umformung verhindert oder zumindest reduziert.The proposed upper tool, in combination with a corresponding lower tool, allows a workpiece to be fixed from the start of machining, so that it cannot evade the upper tool. Furthermore, the fixing of the area of the workpiece around the pressure piece prevents or at least reduces the formation of wrinkles in the workpiece during the deformation.

Bevorzugt ist das mindestens eine elastische Element ausgewählt aus der Gruppe umfassend Elastomerfedern, Stahlfedern und Gasdruckfedern. Des Weiteren sind auch Kombinationen mehrerer dieser elastischen Elemente denkbar.The at least one elastic element is preferably selected from the group comprising elastomer springs, steel springs and gas pressure springs. Furthermore, combinations of several of these elastic elements are also conceivable.

Im Falle von Elastomerfedern ist ein elastisches Element beispielsweise als ein Zylinder aus einem Elastomer ausgestaltet. Geeignete Elastomere umfassen beispielsweise Polyurethan und natürlichen oder synthetischen Kautschuk (Gummi). Bevorzugt sind die Elastomerfedern aus Polyurethan gefertigt. Ein elastisches Element kann auch aus mehreren Einzelteilen zusammengesetzt sein. Beispielsweise kann ein elastisches Element aus mehreren übereinander gestapelten zylinderförmigen Teilen ausgestaltet sein und/oder es können mehrere als Zylinder ausgestaltete Teile nebeneinander angeordnet sein.In the case of elastomer springs, an elastic element is designed, for example, as a cylinder made of an elastomer. Suitable elastomers include, for example, polyurethane and natural or synthetic rubber (rubber). The elastomer springs are preferably made from polyurethane. An elastic element can also be composed of several individual parts. For example, an elastic element can be designed from a plurality of cylindrical parts stacked on top of one another and / or a plurality of parts designed as cylinders can be arranged next to one another.

Bevorzugt weist das Oberwerkzeug im Bereich von 4 bis 36 elastische Elemente auf. Besonders bevorzugt weist das Oberwerkzeug im Bereich von 10 bis 25 und besonders bevorzugt im Bereich von 10 bis 24 elastische Elemente auf.The upper tool preferably has elastic elements in the range from 4 to 36. The upper tool particularly preferably has elastic elements in the range from 10 to 25 and particularly preferably in the range from 10 to 24.

Die elastischen Elemente sind bevorzugt derart ausgestaltet und angeordnet, dass alle elastischen Elemente zusammen genommen bei einem Federweg von beispielsweise 30 mm eine Federkraft im Bereich von 100.000 N bis 1.500.000 N (ca. 10 t bis 150 t Gewichtskraft) als Niederhaltekraft ausüben. Diese Niederhaltekraft wird im Betrieb von dem Oberwerkzeug auf das aufgenommene Werkstück übertragen.The elastic elements are preferably designed and arranged such that all elastic elements together exert a spring force in the range of 100,000 N to 1,500,000 N (approx. 10 t to 150 t weight force) as a hold-down force with a spring deflection of, for example, 30 mm. This hold-down force is transferred from the upper tool to the workpiece that is picked up during operation.

Ein Beispiel für ein geeignetes Federelement ist ein aus jeweils zwei übereinander angeordneten zylindrischen Elastomerfedern des Typs Fibro 246.6.063.125 aufgebautes Federelement. Derartige Elastomerfedern sind gemäß DIN ISO 10069-1 in unterschiedlichen Größen und Härtegraden von der Firma Fibro GmbH erhältlich. Beispielsweise weisen die Elastomerfedern des Typs 246.6.063.125 jeweils einen maximalen Federweg von 37,5 mm auf, so dass ein solches zusammengesetztes Federelement einen maximalen Federweg von 75 mm aufweist. Die maximal mögliche Relativbewegung zwischen dem Niederhalter und dem Druckstück wird in diesem Beispiel mit einem mechanischen Anschlag auf 60 mm begrenzt.An example of a suitable spring element is a spring element made up of two superimposed cylindrical elastomer springs of the type Fibro 246.6.063.125. Such elastomer springs are according to DIN ISO 10069-1 Available in different sizes and degrees of hardness from Fibro GmbH. For example, the elastomer springs of the type 246.6.063.125 each have a maximum spring deflection of 37.5 mm, so that such a composite spring element has a maximum spring deflection of 75 mm. In this example, the maximum possible relative movement between the hold-down device and the pressure piece is limited to 60 mm with a mechanical stop.

Die vom Niederhalter ausgeübte Kraft ist aufgrund der Kopplung über das mindestens eine elastische Element im Wesentlichen proportional zu der Strecke, um die das mindestens eine elastische Element komprimiert wurde. Diese Strecke entspricht der vom Oberwerkzeug in Richtung Werkstück zurückgelegten Wegstrecke ab dem Aufsetzen des Niederhalters auf dem Werkstück. Bei realen Federelementen, wie zum Beispiel Elastomerfedern, kommt es dabei zu Abweichungen von diesem idealisierten proportionalen Verhalten, insbesondere bei großen Strecken in Bezug auf den maximal möglichen Federweg des entsprechenden Federelements.Due to the coupling via the at least one elastic element, the force exerted by the hold-down device is essentially proportional to the distance by which the at least one elastic element has been compressed. This distance corresponds to the distance covered by the upper tool in the direction of the workpiece from when the hold-down device is placed on the workpiece. With real spring elements, such as elastomer springs, there are deviations from this idealized proportional behavior, especially over long distances with regard to the maximum possible spring deflection of the corresponding spring element.

Der Niederhalter ragt vor einem Aufsetzen auf das Werkstück bevorzugt um eine Strecke im Bereich von 10 mm bis 120 mm, besonders bevorzugt im Bereich von 20 mm bis 80 mm über das Druckstück hinaus. Diese Strecke ist dabei bezogen auf den Übergangsbereich, an dem sich der Niederhalter und das Druckstück berühren. Bezogen auf den jeweils tiefsten Punkt des Niederhalters und den tiefsten Punkt des Druckstücks beträgt die Strecke des Überstands bevorzugt im Bereich von 3 mm bis 5 mm.Before it is placed on the workpiece, the hold-down protrudes preferably by a distance in the range from 10 mm to 120 mm, particularly preferably in the range from 20 mm to 80 mm, beyond the pressure piece. This distance is related to the transition area where the hold-down device and the pressure piece touch. In relation to the lowest point of the hold-down device and the lowest point of the pressure piece, the length of the protrusion is preferably in the range from 3 mm to 5 mm.

Die Wegstrecke und damit eine Relativbewegung zwischen dem Niederhalter und dem Druckstück kann beispielsweise durch das Vorsehen eines mechanischen Anschlags begrenzt werden. Bei Erreichen des Anschlags und somit der maximalen Wegstrecke folgt der Niederhalter wieder der Bewegung des Druckstücks, wobei dann die vom Niederhalter ausgeübte Kraft der durch das Druckstück ausgeübten Kraft entspricht.The distance and thus a relative movement between the hold-down device and the pressure piece can be limited, for example, by providing a mechanical stop. When the stop and thus the maximum distance are reached, the hold-down device follows the movement of the pressure piece again, the force exerted by the hold-down device then corresponding to the force exerted by the pressure piece.

Das Druckstück des Oberwerkzeugs weist eine erste Formkontur auf und der Niederhalter des Oberwerkzeugs weist eine zweite Formkontur auf. Die jeweiligen Formkonturen stellen dabei die Oberflächen des Oberwerkzeugs dar, die zur Kontaktierung des Werkstücks im Rahmen eines Umformprozesses eingerichtet sind. Entsprechend weist insbesondere die erste Formkontur des Druckstücks eine Form auf, die der Form entspricht, die durch den Umformprozess dem Werkstück aufgeprägt werden soll.The pressure piece of the upper tool has a first shape contour and the hold-down device of the upper tool has a second shape contour. The respective shape contours represent the surfaces of the upper tool that are set up for contacting the workpiece as part of a forming process. Correspondingly, the first shaped contour of the pressure piece in particular has a Shape that corresponds to the shape that is to be impressed on the workpiece by the forming process.

Bevorzugt ist die erste Formkontur und/oder und die zweite Formkontur sphärisch. Somit ist ein entsprechendes Oberwerkzeug eingerichtet, ein Werkstück bzw. einen vom Oberwerkzeug kontaktierten Bereich des Werkstücks sphärisch umzuformen.The first shape contour and / or and the second shape contour is preferably spherical. A corresponding upper tool is thus set up to spherically reshape a workpiece or a region of the workpiece contacted by the upper tool.

Besonders bevorzugt sind die erste Formkontur und die zweite Formkontur jeweils sphärisch. Dabei ist es bevorzugt, wenn die erste Formkontur und die zweite Formkontur jeweils den gleichen Radius aufweisen. Bevorzugt sind dabei die Formen des Niederhalters und des Druckstücks derart gewählt, dass die erste Formkontur und die zweite Formkontur bei einem vollständigen Pressen des Oberwerkzeugs in ein entsprechendes Unterwerkzeug nahtlos ineinander übergehen. Gegebenenfalls kann zwischen der ersten Formkontur und der zweiten Kontur dabei ein kleiner Spalt ausgebildet sein.The first shape contour and the second shape contour are particularly preferably each spherical. It is preferred here if the first shape contour and the second shape contour each have the same radius. The shapes of the hold-down device and the pressure piece are preferably selected in such a way that the first mold contour and the second mold contour merge seamlessly into one another when the upper tool is completely pressed into a corresponding lower tool. If necessary, a small gap can be formed between the first shape contour and the second contour.

Der Radius der ersten und/oder der zweiten Formkontur wird dabei beispielsweise im Bereich von 500 mm bis 5000 mm gewählt. Bevorzugt wird der Radius im Bereich von 1500 mm bis 5000 mm gewählt.The radius of the first and / or the second shape contour is selected in the range from 500 mm to 5000 mm, for example. The radius is preferably selected in the range from 1500 mm to 5000 mm.

Das Unterwerkzeug des Kümpelwerkzeugs weist eine dritte Formkontur auf, welche dazu eingerichtet ist, ein Werkstück bei einem Umformprozess zu kontaktieren. Die dritte Formkontur ist bevorzugt sphärisch und mit einem der maximalen Pressteildicke entsprechenden Spaltmaß als Gegenstück zur ersten und zweiten Formkontur des Oberwerkzeugs gewählt. Dementsprechend ist die dritte Formkontur bevorzugt sphärisch konkav ausgestaltet und wirkt mit der ersten und zweiten Formkontur zusammen, welche bevorzugt sphärisch konvex ausgestaltet ist. Der Betrag des Radius der dritten Formkontur ist abhängig von der maximalen Pressteildicke ausgelegt.The lower tool of the dishing tool has a third shape contour which is set up to contact a workpiece during a forming process. The third shape contour is preferably spherical and selected with a gap dimension corresponding to the maximum pressed part thickness as a counterpart to the first and second shape contour of the upper tool. Accordingly, the third shape contour is preferably designed spherically concave and interacts with the first and second shape contour, which is preferably designed spherically convex. The amount of the radius of the third mold contour is designed as a function of the maximum pressed part thickness.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist das Bereitstellen einer Kümpelpresse, welche eines der hierin beschriebenen Kümpelwerkzeuge umfasst.Another aspect of the invention is the provision of a dishing press which comprises one of the dishing tools described herein.

Die Kümpelpresse umfasst einen angetriebenen Stößel, an dem das Oberwerkzeug befestigt ist und eine gegenüberliegend angeordnete Aufnahme, an der das Unterwerkzeug befestigt ist. Über den angetriebenen Stößel kann das Oberwerkzeug in Richtung des Unterwerkzeugs bewegt werden, so dass ein zwischen Oberwerkzeug und Unterwerkzeug angeordnetes Werkstück mit den Werkzeugen bearbeitet werden kann. Bevorzugt umfasst die Kümpelpresse genau einen angetriebenen Stößel, welcher sowohl das Druckstück als auch indirekt über das mindestens eine elastische Element den Niederhalter des Oberwerkzeugs bewegt.The dishing press comprises a driven ram to which the upper tool is attached and an oppositely arranged receptacle to which the lower tool is attached. The upper tool can be moved in the direction of the lower tool via the driven ram, so that a workpiece arranged between the upper tool and the lower tool can be machined with the tools. The dishing press preferably comprises exactly one driven ram which moves both the pressure piece and, indirectly via the at least one elastic element, the hold-down device of the upper tool.

Der Stößel kann beispielsweise hydraulisch angetrieben sein.The ram can be driven hydraulically, for example.

Die Kümpelpresse umfasst des Weiteren bevorzugt einen Manipulator, der zum Bewegen eines Werkstücks relativ zum Werkzeug eingerichtet ist. Auf diese Weise können auch sehr große Werkstücke bearbeitet werden, wobei eine Vielzahl von einzelnen Pressschritten zur Umformung dieses Werkstücks ausgeführt werden. Dabei wird jeweils ein Pressschritt ausgeführt, bei dem das Oberwerkzeug in das Unterwerkzeug gepresst wird und ein Teil des Werkstücks umgeformt wird. Nach jedem Pressschritt wird das Oberwerkzeug über den Stößel wieder zurückgezogen und das Werkstück über den Manipulator weiterbewegt.The dishing press further preferably comprises a manipulator which is set up to move a workpiece relative to the tool. In this way, very large workpieces can also be machined, with a large number of individual pressing steps being carried out to reshape this workpiece. A pressing step is carried out in each case, in which the upper tool is pressed into the lower tool and part of the workpiece is reshaped. After each pressing step, the upper tool is withdrawn again via the ram and the workpiece is moved on via the manipulator.

Der Manipulator ist beispielsweise als mehrere angetriebene Räder ausgestaltet, auf denen das Werkstück ruht. Durch Antreiben der Räder kann dann das Werkstück relativ zum Kümpelwerkzeug bewegt werden. Die Position und/oder der Winkel der Räder kann einstellbar sein, um den Manipulator an verschiedene Werkstücke und den jeweiligen Bearbeitungsfortschritt anzupassen.The manipulator is designed, for example, as a plurality of driven wheels on which the workpiece rests. The workpiece can then be moved relative to the dishing tool by driving the wheels. The position and / or the angle of the wheels can be adjustable in order to adapt the manipulator to different workpieces and the respective processing progress.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist das Bereitstellen eines Verfahrens zur Herstellung eines Behälterbodens. In einem ersten Schritt a) des Verfahrens wird eine Ronde als Werkstück bereitgestellt. In einem nachfolgenden Schritt b) des Verfahrens erfolgt ein Umformen der Ronde zu einem sphärisch gewölbten Formteil mittels Kümpeln unter Verwendung des hierin beschriebenen Kümpelwerkzeugs. Das Kümpelwerkzeug umfasst entsprechend eines der hierin beschriebenen Oberwerkzeuge, so dass beim Umformen der Ronde diese zuerst durch den Niederhalter des Oberwerkzeugs fixiert wird und nachfolgend durch ein Druckstück des Oberwerkzeugs gegen das Unterwerkzeug gedrückt und umgeformt wird.Another aspect of the invention is the provision of a method for producing a container bottom. In a first step a) of the method, a round blank is provided as a workpiece. In a subsequent step b) of the method, the round blank is shaped into a spherically curved shaped part by means of dishing using the dishing tool described herein. The dishing tool accordingly comprises one of the upper tools described herein, so that when the round blank is formed, it is first fixed by the hold-down device of the upper tool and is then pressed against the lower tool by a pressure piece of the upper tool and formed.

Bevorzugt folgt auf den Schritt b) ein weiterer Verfahrensschritt c), bei dem ein Bördeln eines Randes des sphärisch gewölbten Formteils erfolgt. Bei diesem Bördeln wird ein Eckradius und ein zylindrischer Bord geformt.Step b) is preferably followed by a further process step c) in which an edge of the spherically curved molded part is flanged. In this crimping process, a corner radius and a cylindrical rim are formed.

Ein derart hergestellter Behälterboden ist ein gewölbter Boden, bestehend aus einer zentrischen Kugelkalotte, einem umlaufenden Eckradius und einem zylindrischen Bord.A container base produced in this way is a curved base, consisting of a central spherical cap, a circumferential corner radius and a cylindrical rim.

Der Behälterboden ist insbesondere zur Verwendung an einem zylindrischen Druckbehältermantel geeignet. Zum Herstellen eines derartigen Behälters schließt sich ein weiterer Schritt d) an das Verfahren an, bei dem ein zylindrischer Druckbehältermantel mit dem Behälterboden verbunden wird, beispielsweise mittels Schweißen.The container bottom is particularly suitable for use on a cylindrical pressure vessel jacket. To produce such a container, a further step d) follows the method, in which a cylindrical pressure container jacket is connected to the container bottom, for example by means of welding.

Das Bereitstellen der Ronde gemäß Schritt a) kann beispielsweise durch ein Ausschneiden eines runden scheibenförmigen Stücks aus einer Blechtafel erfolgen. Hierzu kann beispielsweise eine Kreisschere oder ein Brennsystem verwendet werden.The provision of the round blank in accordance with step a) can take place, for example, by cutting out a round, disc-shaped piece from a metal sheet. Circular scissors or a burning system, for example, can be used for this purpose.

Bei den Ronden kommt eine Vielzahl von metallischen Werkstoffen zum Einsatz. Vorzugsweise sind dies ferritische oder austenitische Legierungen oder Stähle sowie Aluminium oder Aluminiumlegierungen. Grundsätzlich können alle duktilen Werkstoffe mit ausreichender Dehnung so umgeformt werden.A large number of metallic materials are used for the circular blanks. These are preferably ferritic or austenitic alloys or steels as well as aluminum or aluminum alloys. In principle, all ductile materials with sufficient elongation can be formed in this way.

Typische Dicken einer Ronde liegen im Bereich von 2 bis 20 mm.Typical thicknesses of a round blank are in the range from 2 to 20 mm.

Im Schritt b) des Verfahrens erfolgt ein Umformen der runden Scheibe bzw. der Ronde zu einem gewölbten Formteil mit einer Kugelabschnittsform. Dies erfolgt schrittweise indem die Ronde zwischen dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug nach und nach auf den gewünschten sphärischen Radius gedrückt wird. Dieser Radius ist durch die Formkonturen des Kümpelwerkzeugs vorgegeben, so dass das Werkzeug entsprechend ausgewählt wird.In step b) of the method, the round disk or the blank is shaped into a curved molded part with a spherical segment shape. This is done step by step by gradually pressing the round blank between the upper tool and the lower tool to the desired spherical radius. This radius is specified by the shape contours of the dishing tool, so that the tool is selected accordingly.

Bei dem Verfahren ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das verwendete Oberwerkzeug einen relativ zum Druckstück beweglichen Niederhalter aufweist, wobei der Niederhalter und das Druckstück über mindestens ein elastisches Element gekoppelt sind. Der Niederhalter ragt zunächst über das Druckstück hinaus, so dass das Werkstück zuerst von dem Niederhalter kontaktiert wird. Dadurch wird das Werkstück mit einem Anpressdruck, welcher über die Eigenschaften des mindestens einen elastischen Elements definiert ist, gegen ein Unterwerkzeug gedrückt und damit fixiert, bevor das Druckstück des Oberwerkzeug das Werkstück berührt. Nachdem der Niederhalter das Werkstück gegen das Unterwerkzeug fixiert, wird durch weitere Annäherung des Oberwerkzeugs auch das Druckstück gegen das Werkstück gedrückt, so dass dieses das Werkstück auf den gewünschten Radius bringt. Der Radius wird durch Wahl der Formkonturen des Kümpelwerkzeugs vorgegeben.In the method, it is provided according to the invention that the upper tool used has a hold-down device that is movable relative to the pressure piece, the hold-down device and the pressure piece being coupled via at least one elastic element. The hold-down initially protrudes beyond the pressure piece, so that the workpiece is first contacted by the hold-down. As a result, the workpiece is pressed against a lower tool with a contact pressure, which is defined by the properties of the at least one elastic element, and thus fixed before the pressure piece of the upper tool touches the workpiece. After the hold-down fixes the workpiece against the lower tool, the pressure piece is also pressed against the workpiece by further approaching the upper tool, so that it brings the workpiece to the desired radius. The radius is specified by choosing the shape of the dishing tool.

Der Druck des Niederhalters auf das Werkstück nimmt bei dem Pressen aufgrund der Kopplung über das mindestens eine elastische Element mit der Tiefe der Umformung zu. Je tiefer das Druckstück in das Werkstück gedrückt wird, desto stärker wird das mindestens eine elastische Element komprimiert und desto stärker ist der vom Niederhalter ausgeübte Druck. Ein Einstellen des vom Niederhalter ausgeübten Drucks erfolgt durch entsprechende Wahl des mindestens einen elastischen Elements.The pressure of the blank holder on the workpiece increases with the depth of the deformation during the pressing due to the coupling via the at least one elastic element. The deeper the pressure piece is pressed into the workpiece, the more the at least one elastic element is compressed and the stronger the pressure exerted by the hold-down device. The pressure exerted by the hold-down device is adjusted by appropriate selection of the at least one elastic element.

Bei dem Umformen gemäß Schritt b) kann es je nach Größe des herzustellenden Bodens erforderlich sein, die Position der Ronde bzw. des Werkstücks relativ zum Kümpelwerkzeug zu verändern, wobei nach und nach die Ronde umgeformt wird. Zur Handhabung der Ronde bzw. des Werkstücks wird bevorzugt ein Manipulator verwendet, der die Position des Werkstücks relativ zum Werkzeug kontrolliert verändern kann. Nach jedem Pressen mit dem Kümpelwerkzeug wird das Oberwerkzeug des Kümpelwerzeugs vom Werkstück zurückgezogen, die Position des Werkstücks verändert und das Werkstück erneut mit dem Kümpelwerzeug bearbeitet. Diese Schritte werden wiederholt, bis die gewünschte Umformung der Ronde erreicht ist.In the reshaping according to step b), depending on the size of the base to be produced, it may be necessary to change the position of the blank or the workpiece relative to the dishing tool, the blank being gradually reshaped. A manipulator, which can change the position of the workpiece relative to the tool in a controlled manner, is preferably used to handle the round blank or the workpiece. After each pressing with the dishing tool, the upper tool of the dishing tool is withdrawn from the workpiece, the position of the workpiece is changed and the workpiece is machined again with the dishing tool. These steps are repeated until the desired reshaping of the blank is achieved.

Durch das Vorsehen des Niederhalters ist das Werkstück bzw. die Ronde während des Drückens fixiert und kann den Umformkräften, welche durch das Druckstück übertagen werden, nicht ausweichen. Auch wird eine unerwünschte Faltenbildung im Werkstück verhindert.By providing the hold-down device, the workpiece or the round blank is fixed during the pressing and cannot evade the deformation forces which are transmitted by the pressure piece. Undesired wrinkling in the workpiece is also prevented.

Eine solche Faltenbildung entsteht bei der Umformung ohne einen Niederhalter, da diese herkömmlichen Kümpelwerkzeuge den Rand der Ronde auf einen kleineren Enddurchmesser ziehen. Insbesondere in der Startphase, bei der die Ronde noch eben ist, kommt es dabei zu einer extremen Faltenbildung, da die meridiane Membranspannung in der Ronde radiale Druckspannungen erzeugt. Die radialen Druckspannungen führen jedoch bei derartigen dünnen Ronden zu keinem Stauchprozess auf einen kleineren Durchmesser. Während der Durchmesser kleiner wird, strebt das Pressteil an, seinen ursprünglichen Umfang zu erhalten. Dies kann das Pressteil erreichen, indem es insbesondere den Randbereich in Falten legt. In der Startphase entstehen die Falten bei Einsatz eines herkömmlichen Kümpelwerkzeugs bereits dann, wenn das Oberwerkzeug nur wenige Millimeter in das Unterwerkzeug drückt. Die Faltungen beginnen dann bereits in einem direkt unter dem Oberwerkzeug liegenden Bereich.Such wrinkling occurs during forming without a hold-down device, since these conventional dishing tools pull the edge of the round blank to a smaller final diameter. Particularly in the starting phase, when the circular blank is still flat, extreme wrinkling occurs, since the meridian membrane tension in the circular blank creates radial compressive stresses. With such thin round blanks, however, the radial compressive stresses do not lead to an upsetting process to a smaller diameter. As the diameter becomes smaller, the pressed part tries to maintain its original circumference. The pressed part can achieve this in that it folds the edge area in particular. In the starting phase, when a conventional dishing tool is used, the creases appear when the upper tool only presses a few millimeters into the lower tool. The folds then begin in an area directly below the upper tool.

Aufgrund dieser Faltenbildung bei Einsatz herkömmlicher Werkzeuge kann das Oberwerkzeug nicht vollständig in das Unterwerkzeug gepresst werden. Die Folge ist, dass die Ronde bzw. das Werkstück eine Position einnimmt, in der Spannungen möglichst gleichmäßig verteilt werden und keine hohen Werte annehmen. Da für jede bleibende Verformung eine Spannung größer der oberen Streckgrenze bzw. der Dehngrenze erzeugt werden muss, ist der Gewinn an Formänderung oft gering. Ein Großteil der Umformung im Werkstück bleibt unterhalb der Streckgrenze, also innerhalb des elastischen Bereichs, und federt nach Entlastung wieder in die alte Position zurück.Because of this wrinkling when conventional tools are used, the upper tool cannot be pressed completely into the lower tool. The result is that the round blank or the workpiece assumes a position in which the stresses are distributed as evenly as possible and do not assume high values. Since a stress greater than the upper yield point or the yield point has to be generated for every permanent deformation, the gain in shape change is often small. A large part of the deformation in the workpiece remains below the yield point, i.e. within the elastic range, and springs back into the old position after the load is removed.

Durch Einsatz des vorgeschlagenen Kümpelwerkzeugs mit dem Niederhalter wird das Werkstück von Beginn der Bearbeitung an fixiert, wodurch es dem Kümpelwerkzeug nicht ausweichen kann. Dies führt zu einer besseren Beherrschung der Faltenbildung, da der Umformbereich eingespannt ist. Aufgrund der deutlichen Reduktion der Faltenbildung kann das Oberwerkzeug auch vollständig in das Unterwerkzeug hinein gedrückt werden, so dass die erhaltene Verformung größer ist. Die Streckgrenze des Materials des Werkstücks wird großflächiger und leichter erreicht und überschritten. Der Schritt des Umformens kann unter Verwendung des vorgeschlagenen Kümpelwerkzeugs mit einer geringeren Anzahl von Pressschritten ausgeführt werden. Dadurch entstehen wesentlich kürzere Umformzeiten bei der Herstellung des Werkstücks. Des Weiteren können häufige Werkzeugwechsel und damit verbundene Umbauzeiten reduziert werden, da mit dem vorgeschlagenen Kümpelwerkzeug größere Umformgrade erreicht werden können.By using the proposed dishing tool with the hold-down device, the workpiece is fixed from the start of machining, which means that it cannot avoid the dishing tool. This leads to better control of the formation of wrinkles, since the forming area is clamped. Due to the significant reduction in the formation of wrinkles, the upper tool can also be pressed completely into the lower tool, so that the deformation obtained is greater. The yield point of the material of the workpiece is reached and exceeded over a larger area and more easily. The forming step can be carried out using the proposed dishing tool with a smaller number of pressing steps. This results in significantly shorter forming times in the manufacture of the workpiece. Furthermore, frequent tool changes and the associated conversion times can be reduced, since greater degrees of deformation can be achieved with the proposed dishing tool.

FigurenlisteFigure list

Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der Zeichnungen und der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.Embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the drawings and the following description.

Es zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Kümpelpresse,
  • 2 ein Kümpelwerkzeug nach dem Stand der Technik,
  • 3a ein erfindungsgemäßes Kümpelwerzeug mit einem Niederhalter in Klemmposition und
  • 3b das erfindungsgemäße Kümpelwerkzeug mit vollständig in das Unterwerkzeug gepresstem Oberwerkzeug.
Show it:
  • 1 a schematic representation of a dishing press,
  • 2 a state-of-the-art dishing tool,
  • 3a a Kümpelwerzeug according to the invention with a hold-down device in the clamping position and
  • 3b the dishing tool according to the invention with the upper tool pressed completely into the lower tool.

Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention

In der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsformen der Erfindung werden gleiche oder ähnliche Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente in Einzelfällen verzichtet wird. Die Figuren stellen den Gegenstand der Erfindung nur schematisch dar.In the following description of the embodiments of the invention, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals, a repeated description of these elements being dispensed with in individual cases. The figures represent the subject matter of the invention only schematically.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kümpelpresse 10. Die Kümpelpresse 10 umfasst einen angetriebenen Stößel 12, an dem ein Oberwerkzeug 15 befestigt ist. Gegenüber dem Oberwerkzeug 15 ist ein Unterwerkzeug 16 angeordnet. Das Unterwerkzeug 16 und das Oberwerkzeug 14 bilden zusammen ein Kümpelwerkzeug 14 aus. 1 shows a schematic representation of a dishing press 10 . The dishing press 10 includes a driven ram 12th on which an upper tool 15th is attached. Opposite the upper tool 15th is a lower tool 16 arranged. The lower tool 16 and the upper tool 14th together form a dishing tool 14th the end.

Zum Umformen eines Werkstücks 30 wird dieses zwischen das Oberwerkzeug 15 und das Unterwerkzeug 16 gelegt. Über den angetriebenen Stößel 12 kann das Oberwerkzeug 15 in Richtung des Unterwerkzeugs 16 bewegt werden, so dass das Werkstück 30 mit dem Kümpelwerkzeug 14 bearbeitet werden kann.For reshaping a workpiece 30th this is between the upper tool 15th and the lower tool 16 placed. Via the driven ram 12th can the upper tool 15th towards the lower tool 16 be moved so that the workpiece 30th with the dishing tool 14th can be edited.

Die Kümpelpresse 10 umfasst des Weiteren einen Manipulator 20, der zum Bewegen des Werkstücks 30 relativ zum Kümpelwerkzeug 14 eingerichtet ist. Auf diese Weise können auch Werkstücke 30 bearbeitet werden, welche größer als das Kümpelwerkzeug 14 sind. Dabei wird eine Vielzahl von einzelnen Pressschritten zur Umformung dieses Werkstücks 30 ausgeführt, wobei jeweils ein Pressschritt ausgeführt wird, bei dem das Oberwerkzeug 15 in das Unterwerkzeug 16 gepresst wird. Nach jedem Pressschritt wird das Oberwerkzeug 15 über den Stößel 12 wieder zurückgezogen und das Werkstück 30 über den Manipulator 20 weiterbewegt.The dishing press 10 further comprises a manipulator 20th that is used to move the workpiece 30th relative to the dishing tool 14th is set up. In this way, workpieces can also 30th which are larger than the dishing tool 14th are. A large number of individual pressing steps are used to reshape this workpiece 30th carried out, a pressing step being carried out in each case in which the upper tool 15th in the lower tool 16 is pressed. After each pressing step, the upper tool becomes 15th over the plunger 12th withdrawn again and the workpiece 30th via the manipulator 20th moved on.

Der Manipulator 20 ist beispielsweise als mehrere angetriebene Räder 22 ausgestaltet, auf denen das Werkstück 30 ruht. Durch Antreiben der Räder 22 kann dann das Werkstück 30 relativ zum Kümpelwerkzeug 14 bewegt werden. Die Position und/oder der Winkel der Räder 22 ist dabei einstellbar, um den Manipulator 20 an verschiedene Werkstücke 30 und den jeweiligen Bearbeitungsfortschritt anzupassen. 2 zeigt ein Kümpelwerkzeug 14 gemäß dem Stand der Technik. Das Kümpelwerkzeug 14 weist ein Oberwerkzeug 15 und ein korrespondierendes Unterwerkzeug 16 auf. Zum Umformen wird ein Werkstück 30 zwischen das Oberwerkzeug 15 und das Unterwerkzeug 16 gelegt. Durch Pressen des Oberwerkzeugs 15 in das Unterwerkzeug 16 wird ein Umformdruck auf das Werkstück 30 ausgeübt.The manipulator 20th is for example as multiple driven wheels 22nd designed on which the workpiece 30th rests. By driving the wheels 22nd can then the workpiece 30th relative to the dishing tool 14th be moved. The position and / or angle of the wheels 22nd is adjustable to the manipulator 20th on different workpieces 30th and to adapt the respective processing progress. 2 shows a dishing tool 14th according to the state of the art. The dishing tool 14th has an upper tool 15th and a corresponding lower tool 16 on. A workpiece is used for forming 30th between the upper tool 15th and the lower tool 16 placed. By pressing the upper tool 15th in the lower tool 16 a forming pressure is applied to the workpiece 30th exercised.

Problematisch hierbei ist, dass sich das Werkstück 30 ungewollt bewegen kann. Des Weiteren kommt es, insbesondere dann, wenn die Blechdicke des Werkstücks 30 im Verhältnis zum Durchmesser des Werkstücks 30 gering ist, bei der bisherigen Umformung nach 2 zu einer erheblichen Faltenbildung im Pressteil.The problem here is that the workpiece 30th can move unintentionally. It also happens, especially when the sheet metal thickness of the workpiece 30th in relation to the diameter of the workpiece 30th is low, after the previous forming 2 to a significant wrinkle formation in the pressed part.

In den 3a und 3b ist ein erfindungsgemäßes Kümpelwerkzeug 14 mit einem Oberwerkzeug 15 und einem korrespondierenden Unterwerkzeug 16 dargestellt.In the 3a and 3b is a dishing tool according to the invention 14th with an upper tool 15th and a corresponding lower tool 16 shown.

Das Oberwerkzeug 15 umfasst ein Druckstück 60 mit einer ersten Formkontur 64 und einen Niederhalter 50 mit einer zweiten Formkontur 58. Der Radius der dritten Formkontur ist abhängig von der maximalen Pressteildicke ausgelegt.The upper tool 15th includes a pressure piece 60 with a first shape contour 64 and a hold-down 50 with a second shape contour 58 . The radius of the third mold contour is designed depending on the maximum pressed part thickness.

Das Druckstück 60 ist fest und direkt mit einer Kopfplatte 40 verbunden. Die Kopfplatte 40 ist eingerichtet, mit einem beweglichen Stößel 12, vergleiche 1, verbunden zu werden.The pressure piece 60 is solid and direct with a headstock 40 tied together. The headstock 40 is set up with a movable plunger 12th , compare 1 to be connected.

Der Niederhalter 50 ist derart am Oberwerkzeug 15 angeordnet, dass dieser relativ zum Druckstück 60 beweglich ist. Der Niederhalter 50 ist über mehrere elastische Elemente 52 mit der Kopfplatte 40 verbunden. Die elastischen Elemente 52 können durch Krafteinwirkung komprimiert werden und erlauben es dem Niederhalter 50 bei Kontakt mit einem Werkstück 30 darauf stehen zu bleiben. Das Druckstück fährt in einer Relativbewegung zum Niederhalter weiter und drückt das Werkstück 30 in das Unterwerkzeug 16.The hold-down 50 is like this on the upper tool 15th arranged that this relative to the pressure piece 60 is movable. The hold-down 50 is about several elastic elements 52 with the headstock 40 tied together. The elastic elements 52 can be compressed by the application of force and allow the hold-down to do so 50 on contact with a workpiece 30th to stop. The pressure piece moves on in a movement relative to the hold-down device and presses the workpiece 30th in the lower tool 16 .

Zum Führen einer Relativbewegung des Niederhalters 50 ist dieser beispielsweise über eine Bronzebuchse (nicht dargestellt) am Druckstück 60 geführt. Eine Schutzabdeckung 42 schließt die beweglichen Teile des Oberwerkzeugs 15 nach außen und verhindert insbesondere das Eindringen von Schmutz.For guiding a relative movement of the hold-down device 50 this is for example via a bronze bushing (not shown) on the pressure piece 60 guided. A protective cover 42 closes the moving parts of the upper tool 15th to the outside and in particular prevents the ingress of dirt.

Zur Begrenzung der Relativbewegung zwischen dem Niederhalter 50 und dem Druckstück 60 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein mechanischer Anschlag vorgesehen. Dazu ist am Druckstück 60 ein Kragen 62 ausgebildet, der mit einer Schulter 56 am Niederhalter 50 zusammenwirkt, wenn das Oberwerkzeug 15 wie in der 3b skizziert vollständig in das Unterwerkzeug 16 gedrückt ist.To limit the relative movement between the hold-down device 50 and the pressure piece 60 a mechanical stop is provided in the illustrated embodiment. This is on the pressure piece 60 a collar 62 trained with one shoulder 56 on the hold-down device 50 cooperates when the upper tool 15th like in the 3b completely sketched in the lower tool 16 is pressed.

Zur Aufnahme der elastischen Elemente 52 sind im Niederhalter 50 Ausnehmungen 54 vorgesehen. Die elastischen Elemente 52 sind beispielsweise als Elastomerfedern ausgestaltet.To accommodate the elastic elements 52 are in the hold-down 50 Recesses 54 intended. The elastic elements 52 are designed, for example, as elastomer springs.

Der Niederhalter 50 des Oberwerkzeugs 15 ragt in einem unbelasteten Zustand über das Druckstück 60 hinaus, so dass bei einer Annährung des Oberwerkzeugs 15 an das Werkstück 30 dieses zuerst von der zweiten Formkontur 58 des Niederhalters 50 kontaktiert wird. Dadurch wird das Werkstück 30 mit einem Anpressdruck, welcher über die Eigenschaften des mindestens einen elastischen Elements 52 definiert ist, gegen die dritte Formkontur 72 des Unterwerkzeugs 16 gedrückt und damit fixiert, bevor das Druckstück 60 des Oberwerkzeugs 15 das Werkstück 30 berührt. Die 3a zeigt das Kümpelwerkzeug 14 in einer Position in der das Werkstück 30 durch den Niederhalter 50 fixiert ist. Nachdem der Niederhalter 50 das Werkstück 30 gegen das Unterwerkzeug 16 gedrückt und damit fixiert hat, wird durch weitere Annäherung des Oberwerkzeugs 15 an das Unterwerkzeug 16 auch das Druckstück 60 mit seiner ersten Formkontur 64 gegen das Werkstück 30 gedrückt. Durch die erste Formkontur 64 und die dritte Formkontur 72 werden Umformkräfte derart auf das Werkstück 30 ausgeübt, dass dieses auf den gewünschten Radius gebracht wird. Der Radius wird durch Wahl der Formkonturen 64, 72 des Kümpelwerkzeugs 14 vorgegeben. Die 3b zeigt dabei das Kümpelwerkzeug 14 in einer Position, in der das Oberwerkzeug 15 vollständig in das Unterwerkzeug 16 gepresst ist.The hold-down 50 of the upper tool 15th protrudes over the pressure piece in an unloaded state 60 addition, so that when the upper tool approaches 15th to the workpiece 30th this first from the second shape contour 58 of the hold-down device 50 is contacted. This will make the workpiece 30th with a contact pressure which is based on the properties of the at least one elastic element 52 is defined against the third shape contour 72 of the lower tool 16 pressed and thus fixed before the pressure piece 60 of the upper tool 15th the workpiece 30th touched. the 3a shows the dishing tool 14th in a position in which the workpiece 30th through the hold-down device 50 is fixed. After the hold-down 50 the workpiece 30th against the lower tool 16 has pressed and thus fixed, is made by further approaching the upper tool 15th to the lower tool 16 also the pressure piece 60 with its first shape contour 64 against the workpiece 30th pressed. Through the first shape contour 64 and the third shape contour 72 are deformation forces on the workpiece 30th exercised that this is brought to the desired radius. The radius is determined by the choice of the shape contours 64 , 72 of the dishing tool 14th given. the 3b shows the dishing tool 14th in a position in which the upper tool 15th completely into the lower tool 16 is pressed.

Das Druckstück 60 taucht beim Pressvorgang in einer Relativbewegung zum Niederhalter 50 tief in diesen ein, bis der Anschlag 62 erreicht wird. In dieser Position bilden Niederhalter 50 und Druckstück 60 eine starre Einheit in axialer Drückrichtung. In dieser Endposition bilden der Radius am Druckstück 60 und der gleiche Radius am Niederhalter 50 eine sphärisch zueinander passende Einheit.The pressure piece 60 immersed in a relative movement to the hold-down during the pressing process 50 deep into this one until the stop 62 is achieved. In this position hold-downs form 50 and pressure piece 60 a rigid unit in the axial pushing direction. In this end position, form the radius on the pressure piece 60 and the same radius on the hold-down device 50 a spherically matching unit.

In den schematischen Darstellungen der 2 sowie 3a und 3b ist das Unterwerkzeug 16 jeweils größer dargestellt als das Oberwerkzeug 15. Bevorzugt wird die Größe des Unterwerkzeugs 16 so gewählt, dass diese der Größe des Oberwerkzeugs 15 entspricht, wie dies in der 1 schematisch dargestellt ist.In the schematic representations of the 2 as well as 3a and 3b is the lower tool 16 each shown larger than the upper tool 15th . The size of the lower tool is preferred 16 chosen so that this corresponds to the size of the upper tool 15th corresponds to how this is in the 1 is shown schematically.

Die Erfindung ist nicht auf die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele und die darin hervorgehobenen Aspekte beschränkt. Vielmehr ist innerhalb des durch die Ansprüche angegebenen Bereichs eine Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen fachmännischen Handelns liegen.The invention is not restricted to the exemplary embodiments described here and the aspects emphasized therein. Rather, a large number of modifications are possible within the range specified by the claims, which are within the scope of expert action.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

1010
PressePress
1212th
StößelPlunger
1414th
KümpelwerkzeugDishing tool
1515th
OberwerkzeugUpper tool
1616
Unterwerkzeug Lower tool
2020th
Manipulatormanipulator
2222nd
angetriebenes Rad driven wheel
3030th
Werkstück workpiece
4040
KopfplatteHeadstock
4242
SchutzabdeckungProtective cover
4444
Ausnehmung Recess
5050
NiederhalterHold-down
5252
FederelementSpring element
5454
AusnehmungRecess
5656
Schultershoulder
5858
zweite Formkontur second shape contour
6060
DruckstückPressure piece
6262
Kragencollar
6464
erste Formkontur first shape contour
7272
dritte Formkonturthird shape contour

Claims (9)

Kümpelwerkzeug (14) mit einem Oberwerkzeug (15) und einem Unterwerkzeug (16), wobei das Oberwerkzeug (15) ein Druckstück (60) mit einer ersten Formkontur (64) zur Kontaktierung eines Werkstücks (30) und einen relativ zum Druckstück (60) beweglichen Niederhalter (50) mit einer zweiten Formkontur (58) zur Kontaktierung des Werkstücks (30) umfasst, wobei der Niederhalter (50) konzentrisch um das Druckstück (60) herum angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug (15) ferner eine Kopfplatte (40) zur Verbindung mit einem Stößel (12) einer Presse (10) aufweist, wobei das Druckstück (60) mit der Kopfplatte (40) fest verbunden oder einstückig mit der Kopfplatte (40) ausgeführt ist und der Niederhalter (50) über mindestens ein elastisches Element (52) mit der Kopfplatte (40) verbunden ist und derart relativ zum Druckstück (60) angeordnet ist, dass die zweite Formkontur (58) über die erste Formkontur (64) hinausragt, so dass bei einer Bewegung des Oberwerkzeugs (15) in Richtung eines Werkstücks (30) das Werkstück (30) zuerst von der zweiten Formkontur (58) kontaktiert wird, und das Oberwerkzeug (15) derart eingerichtet ist, dass bei weiterer Bewegung des Oberwerkzeugs (15) in Richtung des Werkstücks (30) das Druckstück (60) relativ zum Niederhalter (50) weiter in Richtung des Werkstücks (30) bewegt wird, wobei das mindestens eine elastische Element (52) komprimiert wird.Dishing tool (14) with an upper tool (15) and a lower tool (16), the upper tool (15) having a pressure piece (60) with a first contour (64) for contacting a workpiece (30) and a pressure piece (60) relative to the pressure piece (60) movable hold-down device (50) with a second contour (58) for contacting the workpiece (30), the hold-down device (50) being arranged concentrically around the pressure piece (60), characterized in that the upper tool (15) also has a head plate (40) for connection to a ram (12) of a press (10), wherein the pressure piece (60) is firmly connected to the head plate (40) or is made in one piece with the head plate (40) and the hold-down device (50) has at least an elastic element (52) is connected to the head plate (40) and is arranged relative to the pressure piece (60) in such a way that the second mold contour (58) protrudes beyond the first mold contour (64), so that when the upper tool (15 ) in the direction of a workpiece (30) the workpiece (30) is first contacted by the second mold contour (58), and the upper tool (15) is set up in such a way that when the upper tool (15) moves further in the direction of the workpiece (30), the pressure piece ( 60) is moved further in the direction of the workpiece (30) relative to the hold-down device (50), the at least one elastic element (52) being compressed. Kümpelwerkzeug (14) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine elastische Element (52) ausgewählt ist aus der Gruppe umfassend Elastomerfedern, Stahlfedern, Gasdruckfedern und Kombinationen mehrerer dieser elastischen Elemente.Dishing tool (14) Claim 1 , characterized in that the at least one elastic element (52) is selected from the group comprising elastomer springs, steel springs, gas pressure springs and combinations of several of these elastic elements. Kümpelwerkzeug (14) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Oberwerkzeug im Bereich von 4 bis 36 elastische Elemente (52) aufweist.Dishing tool (14) Claim 1 or 2 , characterized in that the upper tool has elastic elements (52) in the range from 4 to 36. Kümpelwerkzeug (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle elastischen Elemente (52) zusammen genommen bei einem Federweg von 30 mm eine Federkraft im Bereich von 100.000 N bis 1.500.000 N als Niederhaltekraft ausüben.Dishing tool (14) according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that all elastic elements (52) taken together exert a spring force in the range of 100,000 N to 1,500,000 N as a hold-down force with a spring deflection of 30 mm. Kümpelwerkzeug (14) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Formkontur (64) und/oder und die zweite Formkontur (58) sphärisch ist.Dishing tool (14) according to one of the Claims 1 until 4th , characterized in that the first shape contour (64) and / or and the second shape contour (58) is spherical. Kümpelwerkzeug (14) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Formkontur (64) und die zweite Formkontur (58) jeweils sphärisch sind und den gleichem Radius aufweisen, wobei die erste Formkontur und die zweite Formkontur bei einem vollständigen Pressen des Oberwerkzeugs (15) in ein entsprechendes Unterwerkzeug (16) nahtlos ineinander übergehen.Dishing tool (14) Claim 5 , characterized in that the first shape contour (64) and the second shape contour (58) are each spherical and have the same radius, the first shape contour and the second shape contour when the upper tool (15) is completely pressed into a corresponding lower tool (16) ) merge seamlessly into one another. Kümpelpresse (10) umfassend ein Kümpelwerkzeug (14) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.Dishing press (10) comprising a dishing tool (14) according to one of the Claims 1 until 6th . Verfahren zur Herstellung eines Behälterbodens umfassend a) Bereitstellen einer Ronde b) Umformen der Ronde zu einem gewölbten Formteil mittels Kümpeln unter Verwendung eines Kümpelwerkzeugs (14) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 umfassend ein Oberwerkzeug (15) und ein Unterwerkzeug (16), wobei beim Umformen die Ronde zuerst durch einen Niederhalter (50) des Oberwerkzeugs (15) fixiert wird und nachfolgend durch ein Druckstück (60) des Oberwerkzeugs (15) gegen das Unterwerkzeug (16) gedrückt und umgeformt wird.A method for producing a container base comprising a) providing a round blank b) forming the round blank into a curved shaped part by means of dishing using a dishing tool (14) according to one of the Claims 1 until 6th comprising an upper tool (15) and a lower tool (16), the blank being first fixed by a hold-down device (50) of the upper tool (15) and then by a pressure piece (60) of the upper tool (15) against the lower tool (16) ) is pressed and formed. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Umformen gemäß Schritt b) in einem weiteren Schritt c) ein Bördeln eines Randes des gewölbten Formteils erfolgt.Procedure according to Claim 8 , characterized in that after the reshaping according to step b) in a further step c), an edge of the curved molded part is flanged.
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