DE102021127807A1 - Process for the area-wise forming of slender workpieces, workpiece and device - Google Patents

Process for the area-wise forming of slender workpieces, workpiece and device Download PDF

Info

Publication number
DE102021127807A1
DE102021127807A1 DE102021127807.4A DE102021127807A DE102021127807A1 DE 102021127807 A1 DE102021127807 A1 DE 102021127807A1 DE 102021127807 A DE102021127807 A DE 102021127807A DE 102021127807 A1 DE102021127807 A1 DE 102021127807A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
workpiece
tool
clamping point
forming
clamping
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102021127807.4A
Other languages
German (de)
Inventor
Attila Farkas
Gerhard Viehbacher
Amir Kurtagic
Joerg KUTZSCHBACH
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Priority to DE102021127807.4A priority Critical patent/DE102021127807A1/en
Publication of DE102021127807A1 publication Critical patent/DE102021127807A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/06Bending rods, profiles, or tubes in press brakes or between rams and anvils or abutments; Pliers with forming dies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/16Auxiliary equipment, e.g. for heating or cooling of bends

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Abstract

Verfahren zum bereichsweise Umformen schlanker Werkstücke, umfassend die Schritte:- Bereitstellen eines Werkstücks, welches sich entlang einer Längsrichtung erstreckt;- Halten des Werkstücks an einer ersten Einspannstelle mit einem ersten Werkzeug;- Halten des Werkstücks an einer zweiten Einspannstelle mit einem zweiten Werkzeug, welches entlang der Längsrichtung um einen Abstand zu der ersten Einspannstelle beabstandet angeordnet ist, wodurch zwischen den Einspannstellen ein Umformbereich gebildet wird;- Verlagern des ersten Werkzeugs von einer ersten Position in eine zweite Position zum plastischen Verformen des Umformbereichs, wobei sich das Werkstück an der ersten Einspannstelle oder der zweiten Einspannstelle relativ zum jeweiligen Werkzeug translatorisch bewegen kann.Method for regionally forming slender workpieces, comprising the steps of:- providing a workpiece which extends along a longitudinal direction;- holding the workpiece at a first clamping point with a first tool;- holding the workpiece at a second clamping point with a second tool, which along the longitudinal direction at a distance from the first clamping point, whereby a forming area is formed between the clamping points;- moving the first tool from a first position to a second position for plastically deforming the forming area, the workpiece being at the first clamping point or the second clamping point can move translationally relative to the respective tool.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum bereichsweise Umformen schlanker Werkstücke, ein Werkstück sowie eine Vorrichtung.The present invention relates to a method for regionally forming slender workpieces, a workpiece and a device.

Es ist aus dem Stand der Technik bekannt, Profile oder Schienen zu biegen, um gewünschte Kurvenverläufe zu realisieren. Abhängig von der Geometrie des Ausgangsmaterials sowie dessen Material gestaltet sich dies allerdings oftmals relativ aufwendig bzw. ist vielen einschränkenden Randbedingungen unterlegen. Die DE 10 2018 217 785 A1 betrifft beispielsweise ein Verfahren zum Herstellen eines zwei- oder dreidimensional geformten Flachleiters aus Metall. Hierbei wird ein Drahtstück mit entsprechender Länge bereitgestellt und gebogen, um eine zweidimensionale Form zu erzeugen. Im Anschluss erfolgt ein Flachpressen des gebogenen Drahtstücks, wobei aus dem zweidimensional geformten Drahtstück ein entsprechend zweidimensional geformtes Flachprofil erzeugt wird. In einem weiteren Schritt kann das Biegen des Flachprofils erfolgen, wobei aus dem zweidimensional geformten Flachprofil ein dreidimensional geformtes Flachprofil erzeugt wird. Hierbei wird mit einem Gesenkbiegewerkzeug gearbeitet. Neben den vorgenannten Nachteilen ist ein derartiger Ansatz auch problematisch, wenn sich die Bauteilgeometrie ändern soll.It is known from the prior art to bend profiles or rails in order to realize desired curves. Depending on the geometry of the starting material and its material, however, this is often relatively complex or is subject to many limiting boundary conditions. The DE 10 2018 217 785 A1 relates, for example, to a method for producing a two-dimensional or three-dimensional flat conductor made of metal. Here, a piece of wire of the appropriate length is provided and bent to create a two-dimensional shape. The bent piece of wire is then pressed flat, with a correspondingly two-dimensionally shaped flat profile being produced from the two-dimensionally shaped piece of wire. In a further step, the flat profile can be bent, with a three-dimensional flat profile being produced from the two-dimensionally shaped flat profile. A die bending tool is used for this. In addition to the disadvantages mentioned above, such an approach is also problematic if the component geometry is to change.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum bereichsweise Umformen schlanker Werkstücke, ein Werkstück sowie eine Vorrichtung zum Umformen anzugeben, wobei komplexe Geometrien und Freiform-Kurvenverläufe effizient, prozesssicher und schnell darstellbar sein sollen.It is therefore an object of the present invention to specify a method for regionally forming slim workpieces, a workpiece and a device for forming, with complex geometries and free-form curves being able to be represented efficiently, process-reliably and quickly.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1, durch ein Werkstück gemäß Anspruch 12 sowie durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 13 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.This object is achieved by a method according to claim 1, by a workpiece according to claim 12 and by a device according to claim 13. Further advantages and features emerge from the subclaims and the description and the attached figures.

Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum bereichsweise Umformen schlanker Werkstücke die Schritte:

  • - Bereitstellen eines Werkstücks, welches sich entlang einer Längsrichtung erstreckt;
  • - Halten des Werkstücks an einer ersten Einspannstelle mit einem ersten Werkzeug;
  • - Halten des Werkstücks an einer zweiten Einspannstelle mit einem zweiten Werkzeug, welches entlang der Längsrichtung um einen Abstand zu der ersten Einspannstelle beabstandet angeordnet ist, wodurch zwischen den Einspannstellen ein Umformbereich gebildet wird;
  • - Verlagern des ersten Werkzeugs von einer ersten Position in eine zweite Position zum plastischen Verformen des Umformbereichs, wobei sich das Werkstück an der ersten Einspannstelle oder der zweiten Einspannstelle relativ zum jeweiligen Werkzeug translatorisch bewegen kann.
According to the invention, a method for regionally forming slender workpieces comprises the steps:
  • - providing a workpiece which extends along a longitudinal direction;
  • - Holding the workpiece at a first clamping point with a first tool;
  • - holding the workpiece at a second clamping point with a second tool which is arranged along the longitudinal direction at a distance from the first clamping point, whereby a forming area is formed between the clamping points;
  • - Shifting the first tool from a first position to a second position for plastic deformation of the forming area, wherein the workpiece can move translationally at the first clamping point or the second clamping point relative to the respective tool.

Das Halten ist insbesondere als ein form- und/oder kraftschlüssiges Halten zu verstehen. Der Form- und/oder Kraftschluss wird jeweils über die Werkzeuge ausgebildet. Dabei erfolgt das Halten zweckmäßigerweise derart, dass sich an einer der Einspannstellen das Werkzeug gegenüber dem Werkzeug translatorisch bewegen kann. Durch diese Relativbewegung wird erreicht, dass ein Dünnziehen des Werkstücks vermieden oder kompensiert wird. Im Umformbereich kann sich das Material beim plastischen Verformen automatisch den optimalen Verlauf suchen. Mit Vorteil wird die Geometrie des Werkstücks im Umformbereich nicht vorgegeben. Sie ergibt sich vielmehr automatisch über die Positionen der Einspannstellen nach dem Umformen sowie den Materialeigenschaften des Werkstücks. Hierbei wird der Umstand ausgenutzt, dass sich der Kurvenverlauf beim Biegen automatisch am geringsten Biegewiderstand orientiert.The holding is to be understood in particular as a positive and/or non-positive holding. The positive and/or frictional connection is formed via the tools in each case. The holding expediently takes place in such a way that the tool can move translationally relative to the tool at one of the clamping points. This relative movement ensures that thinning of the workpiece is avoided or compensated for. In the forming area, the material can automatically seek the optimal course during plastic deformation. Advantageously, the geometry of the workpiece is not specified in the forming area. Rather, it results automatically from the positions of the clamping points after forming and the material properties of the workpiece. This exploits the fact that the course of the curve when bending is automatically oriented towards the lowest bending resistance.

Die translatorische Bewegung bzw. das Maß der Bewegung wird über die Geometrie und/oder die Kraft gesteuert, mit welcher das Werkstück im Bereich der jeweiligen Einspannstelle gehaltern wird.The translational movement or the extent of the movement is controlled via the geometry and/or the force with which the workpiece is held in the area of the respective clamping point.

Zu beachten ist, dass zweckmäßigerweise auch bei diesem Verfahren bestimmte Randbedingungen zu beachten sind. So darf die Krümmung beim Biegen beispielsweise nicht zu stark sein, um sicherzustellen, dass sich der Querschnitt des Werkstücks im Umformbereich nicht in unzulässiger Weise verjüngt.It should be noted that certain boundary conditions should also be observed with this method. For example, the curvature during bending must not be too great to ensure that the cross section of the workpiece in the forming area does not taper in an unacceptable manner.

Bei dem Werkstück handelt es sich gemäß einer bevorzugten Ausführungsform um ein Flachmaterial oder Flachband. Derartige Strukturen werden oftmals als Stromleiter in teil- oder vollelektrifizierten Kraftfahrzeugen verwendet.According to a preferred embodiment, the workpiece is a flat material or flat strip. Structures of this type are often used as current conductors in partially or fully electrified motor vehicles.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die Position des zweiten Werkzeugs nicht verändert. Mit anderen Worten bleibt beispielsweise die zweite Einspannstelle an ihrer Ursprungsposition. Die Position des ersten Werkzeugs wird dabei zweckmäßigerweise verändert. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann sich das Werkstück an der ersten Einspannstelle relativ zum ersten Werkzeug bewegen. Alternativ kann das Verfahren auch derart ausgebildet sein, dass sich das Werkstück an der zweiten Einspannstelle relativ zum zweiten Werkzeug bewegen kann.According to a preferred embodiment, the position of the second tool is not changed. In other words, for example, the second clamping point remains in its original position. The position of the first tool is expediently changed in this case. According to a preferred embodiment, the workpiece can move relative to the first tool at the first clamping point. Alternatively, the method can also be designed in such a way that the workpiece can move relative to the second tool at the second clamping point.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verlagern von der ersten Position in die zweite Position mehrere Teilbewegungen.According to a preferred embodiment, shifting from the first position to the second position includes a number of partial movements.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfassen die Teilbewegungen zumindest eine der folgenden: Biegen, Drehen, Verschieben. Hinsichtlich der Lage und Orientierung der Biege- oder Drehachsen gibt es keine Einschränkungen. Diese kann bzw. können frei positioniert werden. Hierbei wird der Vorteil genutzt, dass sich der Umformbereich frei verformen kann. Dessen Endgeometrie wird also mit Vorteil nicht „konstruiert“, sondern ergibt sich aus der Endposition der Einspannstellen nach dem Umformen. Wie bereits erwähnt, sind hierbei zweckmäßigerweise materialspezifische sowie geometrische Randbedingungen zu berücksichtigen.According to a preferred embodiment, the partial movements include at least one of the following: bending, rotating, shifting. There are no restrictions with regard to the position and orientation of the bending or rotation axes. This can be freely positioned. Here, the advantage is used that the forming area can deform freely. Its end geometry is therefore advantageously not "designed", but results from the end position of the clamping points after forming. As already mentioned, material-specific and geometric boundary conditions should be taken into account.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Bewegung des Werkstücks relativ zum jeweiligen Werkzeug eine Translation in zumindest eine Raumrichtung. Die Translation kann über die Form des jeweiligen Werkzeugs vorgegeben werden. Gemäß einer Ausführungsform ist die Translation entlang oder insbesondere nur entlang der Längsrichtung möglich. Alternativ kann die Translation auch in mehrere Raumrichtungen, bevorzugt auch gleichzeitig, möglich sein.According to a preferred embodiment, the movement of the workpiece relative to the respective tool is a translation in at least one spatial direction. The translation can be specified via the shape of the respective tool. According to one embodiment, the translation is possible along or in particular only along the longitudinal direction. Alternatively, the translation can also be possible in several spatial directions, preferably also simultaneously.

Gemäß einer Ausführungsform formt die Einspannstelle eine Einspannebene. Dies gilt insbesondere, wenn als Werkstück ein Flachband verwendet wird. Gemäß einer Ausführungsform ist innerhalb der Ebene oder ein Bewegen/Verlagern des Werkstücks in der jeweiligen Einspannstelle möglich.According to one embodiment, the clamping point forms a clamping plane. This applies in particular when a flat strip is used as the workpiece. According to one embodiment, within the plane or a movement/displacement of the workpiece in the respective clamping point is possible.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass es sich bei dem Werkstück bzw. bei dem Ausgangsmaterial auch um ein Profil handeln kann, wie es beispielsweise mittels Strangpressen erzeugt wird.At this point it should be mentioned that the workpiece or the starting material can also be a profile, such as is produced by means of extrusion, for example.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Werkstück ein Profil, insbesondere ein Strangpressprofil, wobei dieses im Querschnitt die unterschiedlichsten Formen aufweisen kann. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist das Profil einen im Querschnitt rechteckigen Querschnitt auf. Bevorzugt ist das Werkstück ein Flachmaterial oder ein Flachband. Bevorzugte Werkstoffe sind hierbei insbesondere Metalle, wie Stahl, Aluminium oder Kupfer.According to a preferred embodiment, the workpiece is a profile, in particular an extruded profile, which can have the most varied of shapes in cross section. According to a preferred embodiment, the profile has a cross-section that is rectangular in cross-section. The workpiece is preferably a flat material or a flat strip. Preferred materials here are, in particular, metals such as steel, aluminum or copper.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Werkzeuge zum Halten bzw. insbesondere zum form- und kraftschlüssigen Halten des Werkstücks Halteabschnitte auf. Die Form der Halteabschnitte orientiert sich mit Vorteil an der Form der Werkstücke. Im Falle eines Flachbands oder Flachmaterials werden zweckmäßigerweise Werkzeuge in Form von Klemmen verwendet. Diese ermöglichen ein bevorzugt flächiges Halten des Werkstücks. Bevorzugt weisen die Halteabschnitte Kontaktflächen auf, welche das flächige Halten des Werkstücks ermöglichen.According to a preferred embodiment, the tools for holding or in particular for holding the workpiece in a positive and non-positive manner have holding sections. The shape of the holding sections is advantageously based on the shape of the workpieces. In the case of a flat strip or flat material, tools in the form of clamps are expediently used. These enable the workpiece to be held preferably flat. The holding sections preferably have contact surfaces, which enable the workpiece to be held flat.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Verwenden von Werkzeugen, welche unterschiedlich lange Halteabschnitte aufweisen, wodurch unterschiedlich lange Einspannstellen geformt werden können.
According to a preferred embodiment, the method comprises the step:
  • - Use of tools which have holding sections of different lengths, whereby clamping points of different lengths can be formed.

So kann es abhängig von der Materialstärke bzw. der Materialbeschaffenheit des Werkstücks vorteilhaft sein, die Größe der Einspannstellen zu variieren oder entsprechend anzupassen. Große, insbesondere lange, Einspannstellen können zielführend sein, wenn die Materialstärke-/Dicke relativ hoch ist. Wenn mehr als zwei Werkzeuge gleichzeitig verwendet werden sollen, wie später noch beschrieben, kann die Verwendung kleinerer/kürzerer Werkzeuge vorteilhaft sein etc. Aufgrund der einfachen Werkzeugform ist dies allerdings unkompliziert möglich.Depending on the material thickness or the material properties of the workpiece, it can be advantageous to vary the size of the clamping points or to adjust them accordingly. Large, especially long, clamping points can be effective if the material strength/thickness is relatively high. If more than two tools are to be used at the same time, as will be described later, the use of smaller/shorter tools can be advantageous, etc. However, this is easily possible due to the simple tool shape.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Formen des Werkstücks an einer Vielzahl von Umformbereichen.
According to one embodiment, the method comprises the step:
  • - Forming of the workpiece at a variety of forming areas.

Darunter ist zu verstehen, dass das Werkstück mehrere Umformbereiche, beispielsweise zwei, drei, vier, fünf, etc. aufweisen kann.This means that the workpiece can have a number of forming areas, for example two, three, four, five, etc.

Daneben ist darunter auch ein gleichzeitiges Verformen des Werkstücks an einer Vielzahl von Umformbereichen zu verstehen. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Verwenden, insbesondere auch gleichzeitiges oder sequenzielles Verwenden, von mehr als zwei Werkzeugen.
In addition, this also means simultaneous deformation of the workpiece in a large number of deformation areas. According to one embodiment, the method comprises the step:
  • - Use, especially simultaneous or sequential use, of more than two tools.

Das Werkstück kann gleichzeitig an mehreren Stellen umgeformt werden. Alternativ werden nacheinander mehrere Umformbereiche abgearbeitet, um die finale Geometrie des Werkstücks zu realisieren.The workpiece can be formed in several places at the same time. Alternatively, several forming areas are processed one after the other in order to realize the final geometry of the workpiece.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Ansetzen der Werkzeuge derart, dass unterschiedlich lange Umformbereiche gebildet werden.
According to one embodiment, the method comprises the step:
  • - Attaching the tools in such a way that forming areas of different lengths are formed.

Die Länge der Umformbereiche kann unkompliziert über die Größe des Abstands eingestellt werden. So ist es beispielsweise auch leicht möglich, den Abstand etwas zu vergrößern, wenn die Verformung im Umformbereich unzulässige Geometrien bedingen würde. Entlang des Werkstücks können die Umformbereiche zweckmäßigerweise unterschiedlich lange und bedarfsgerecht ausgebildet werden.The length of the forming areas can be easily adjusted via the size of the distance. For example, it is also easily possible to increase the distance somewhat if the deformation in the forming area involves impermissible geometries would require. The forming areas can expediently be designed with different lengths and as required along the workpiece.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:

  • - Temperieren, insbesondere Erwärmen des Umformbereichs. Damit kann der Widerstand beim Umformen reduziert werden.
According to one embodiment, the method comprises the step:
  • - Tempering, in particular heating of the forming area. The resistance during forming can thus be reduced.

Das Verfahren kann vor und nach dem Aufbringen einer Beschichtung auf das Werkstück erfolgen. Insbesondere kann das Verfahren vor und/oder nach dem Aufbringen einer eventuell erforderlichen Isolierung angewendet werden. Um ein Ablösen der möglicherweise schon vor dem Biegen bzw. Umformen aufgebrachten Beschichtung/Isolierung zu vermeiden, kann insbesondere das vorgenannte Erwärmen des Umformbereichs hilfreich sein.The process can be done before or after a coating is applied to the workpiece. In particular, the method can be used before and/or after the application of any insulation that may be required. In order to avoid detachment of the coating/insulation that may have been applied before the bending or forming, the aforementioned heating of the forming area can be particularly helpful.

Gemäß einer Ausführungsform wird beispielsweise eine Infrarotstrahlungsquelle zum Erwärmen des Umformbereichs verwendet.According to one embodiment, for example, an infrared radiation source is used to heat the forming area.

Die Erfindung betrifft auch ein Werkstück, insbesondere ein Leiterelement, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt oder bearbeitet wurde. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Leiterelement ein Leiterelement, wie es als Stromleiter in teil- oder vollelektrisch betriebenen Kraftfahrzeugen verwendet wird. Gemäß einer Ausführungsform handelt es sich beispielsweise um ein Leiterelement, wie es im Bereich eines Hochvoltspeichers und/oder einer elektrischen Maschine eines teil- oder vollelektrisch betriebenen Kraftfahrzeugs verwendet wird. Ein derartiges Leiterelement wird auch als Stromschiene oder Flachleiter bezeichnet. Typische Querschnittsformen sind dabei insbesondere rechteckig, wobei die kurze Seite des Rechtecks eine Länge von beispielsweise 1-4 mm aufweist, und die lange Seite eine Länge von beispielsweise 5-30 mm. Das vorliegende Verfahren ermöglicht es, vorhandene Bauräume effizient zu nutzen. Fahrzeugspezifische, teure Werkzeuge können eingespart und durch kostengünstigere und wiederverwendbare, weil anpassbare, ersetzt werden.The invention also relates to a workpiece, in particular a conductor element, which has been manufactured or processed using the method according to the invention. According to a preferred embodiment, the conductive element is a conductive element such as is used as a current conductor in partially or fully electrically operated motor vehicles. According to one embodiment, it is a conductor element, for example, as is used in the area of a high-voltage storage device and/or an electrical machine of a partially or fully electrically operated motor vehicle. Such a conductor element is also referred to as a conductor rail or flat conductor. Typical cross-sectional shapes are in particular rectangular, with the short side of the rectangle having a length of 1-4 mm, for example, and the long side having a length of 5-30 mm, for example. The present method makes it possible to use existing installation space efficiently. Vehicle-specific, expensive tools can be saved and replaced by cheaper and reusable, because they are adaptable.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Umformen, insbesondere zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens, umfassend zumindest zwei relativ zueinander verlagerbar ausgebildete Einspannstellen, welche zum Einspannen eines Werkstücks ausgelegt sind, wobei eine erste Einspannstelle als Loslager ausgebildet ist, und wobei eine zweite Einspannstelle als Festlager ausgebildet ist. Es hat sich herausgestellt, dass mit der vorgenannten Kombination aus Loslager und Festlager ein schonendes und hinsichtlich der erzielbaren Umformgrade flexibles Umformen ermöglicht werden kann. Die Einspannstellen werden über Werkzeuge realisiert, wobei diese zweckmäßigerweise Halteabschnitte aufweisen, welche geometrisch, bevorzugt flächig, am jeweils umzuformenden Werkstück anliegen. Die Form der Werkzeuge bzw. Halteabschnitte orientiert sich zweckmäßigerweise an der Form des jeweiligen Werkstücks. Handelt es sich bei dem Werkstück bzw. bei dem Ausgangsmaterial um ein Flachband/Flachmaterial, welches sich entlang einer Längsrichtung erstreckt, sind die Halteabschnitte beispielsweise als Klemmabschnitte ausgebildet. Hierbei ist eines der Werkzeuge so ausgebildet, dass in zumindest eine Raumrichtung eine translatorische Bewegung des Werkstücks beim Umformen ermöglicht wird.The invention also relates to a device for forming, in particular for carrying out a method according to the invention, comprising at least two clamping points designed to be displaceable relative to one another, which are designed for clamping a workpiece, a first clamping point being designed as a floating bearing and a second clamping point being designed as a fixed bearing is. It has been found that with the aforementioned combination of floating bearing and fixed bearing, gentle and flexible forming with regard to the degree of forming that can be achieved can be made possible. The clamping points are implemented using tools, which expediently have holding sections which bear geometrically, preferably over an area, on the respective workpiece to be formed. The shape of the tools or holding sections is expediently based on the shape of the respective workpiece. If the workpiece or the starting material is a flat strip/flat material that extends in a longitudinal direction, the holding sections are designed as clamping sections, for example. In this case, one of the tools is designed in such a way that a translational movement of the workpiece during forming is made possible in at least one spatial direction.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen Industrieroboter, wobei der Industrieroboter zumindest eines der Werkzeuge bzw. zumindest ein Werkzeug umfasst. Alternativ werden auch zwei oder mehr Industrieroboter verwendet, wobei jeder der Industrieroboter ein Werkzeug aufweist. Bei dem Industrieroboter handelt es sich insbesondere um Mehrachsroboterarme, welche ausgelegt sind, die Werkzeuge entsprechend zu führen, um die gewünschten Verformungen zu erreichen. Alternativ kann zumindest das Werkzeug, welches als Festlager ausgebildet ist, als starres, nicht verlagerbar ausgebildetes Werkzeug ausgebildet sein, alternativ auch umgekehrt.According to one embodiment, the device includes an industrial robot, wherein the industrial robot includes at least one of the tools or at least one tool. Alternatively, two or more industrial robots are used, with each of the industrial robots having a tool. The industrial robot is in particular a multi-axis robot arm which is designed to guide the tools accordingly in order to achieve the desired deformations. Alternatively, at least the tool, which is designed as a fixed bearing, can be designed as a rigid, non-displaceable tool, or alternatively vice versa.

Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform des Verfahrens bzw. eines Werkstücks und einer Vorrichtung mit Bezug auf die beigefügten Figuren.Further advantages and features result from the following description of an embodiment of the method or a workpiece and a device with reference to the attached figures.

Es zeigen:

  • 1: eine Ausführungsform eines Werkstücks beim Anordnen zweier Werkzeuge;
  • 2: das aus der 1 bekannte Werkzeug nach einem ersten Umformvorgang;
  • 3: das aus der 2 bekannte Werkzeug nach einem weiteren Umformvorgang;
  • 4: das aus der 3 bekannte Werkstück nach einem weiteren Umformvorgang.
Show it:
  • 1 1: an embodiment of a workpiece when arranging two tools;
  • 2 : that from the 1 known tool after a first forming process;
  • 3 : that from the 2 known tool after a further forming process;
  • 4 : that from the 3 known workpiece after a further forming process.

1 zeigt schematisch ein Werkstück 10, wobei es sich hierbei beispielsweise um ein längliches Werkstück, insbesondere ein Flachband oder Flachmaterial handelt, welches sich entlang einer Längsrichtung L erstreckt. Bezugszeichen 21 bezeichnet ein erstes Werkzeug, Bezugszeichen 22 ein zweites Werkzeug. Die Werkzeuge 21 bzw. 22 sind vorliegend, angepasst an die Geometrie des Werkstücks 10, als Klemmen ausgebildet. Zum Halten des Werkstücks 10 können die Klemmen zugeklappt werden, wie durch die Pfeile skizziert. Hierbei wird das Werkstück 10 an einer ersten Einspannstelle 11 sowie an einer zweiten Einspannstelle 12 gehalten. Die Einspannstellen 11 bzw. 12 sind entlang der Längsrichtung L voneinander beabstandet, sodass dazwischen ein Umformbereich 40 geformt bzw. gebildet ist oder wird. Über das Verlagern des ersten Werkzeugs 21 von einer ersten Position in eine zweite Position kann der Umformbereich 40 plastisch verformt werden, wobei sich das Werkstück 10 an der ersten Einspannstelle 11 oder der zweiten Einspannstelle 12 relativ zum jeweiligen Werkzeug 21 bzw. 22 translatorisch bewegen kann. Der Umformbereich 40 kann sich vorteilhafterweise frei verformen. Die finale Geometrie des Umformbereichs 40 ergibt sich zweckmäßigerweise aus der Endposition der Einspannstellen 11 und 12 zueinander bzw. des Materials des Werkstücks 10. Das Verlagern von der ersten Position in die zweite Position umfasst zweckmäßigerweise mehrere Teilbewegungen, wobei diese Teilbewegungen in den 2, 3 und 4 schematisch dargestellt sind. 1 shows a workpiece 10 schematically, which is, for example, an elongate workpiece, in particular a flat strip or flat material, which extends along a longitudinal direction L. Numeral 21 designates a first tool, and numeral 22 designates a second tool. In the present case, the tools 21 and 22 are designed as clamps, adapted to the geometry of the workpiece 10 . To hold the workpiece 10, the clamps can be folded shut as outlined by the arrows. Here, the workpiece 10 at a first clamping point 11 and held at a second clamping point 12. The clamping points 11 and 12 are spaced apart from one another along the longitudinal direction L, so that a deforming region 40 is or will be shaped or formed between them. By moving the first tool 21 from a first position to a second position, the forming area 40 can be plastically deformed, with the workpiece 10 being able to move translationally at the first clamping point 11 or the second clamping point 12 relative to the respective tool 21 or 22. Advantageously, the deformation area 40 can deform freely. The final geometry of the forming area 40 is expediently obtained from the end position of the clamping points 11 and 12 to one another or the material of the workpiece 10. The shift from the first position to the second position suitably includes several partial movements, with these partial movements in the 2 , 3 and 4 are shown schematically.

2 zeigt das aus der 1 bekannte Werkstück 10. In einer ersten Teilbewegung wurde dieses um die Längsachse L gedreht oder tordiert, vgl. die Form des Umformbereichs 40. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Werkstück 10 an der ersten Einspannstelle 11 derart gehalten, dass es sich translatorisch bewegen kann. Insbesondere ist vorliegend eine Bewegung oder Verschiebung, wie durch den Pfeil, versehen mit dem Buchstaben V, ermöglicht. Damit kann unter anderem erreicht werden, dass sich das Material im Umformbereich 40 nicht in unzulässiger Weise verjüngt oder verdünnt, was insbesondere für den Fall problematisch wäre, wenn das Werkstück zur Stromleitung verwendet wird. 2 shows that from the 1 known workpiece 10. In a first partial movement, this was rotated or twisted about the longitudinal axis L, see the shape of the forming area 40. In the present embodiment, the workpiece 10 is held at the first clamping point 11 in such a way that it can move in a translatory manner. In particular, a movement or displacement, as indicated by the arrow provided with the letter V, is made possible in the present case. In this way, among other things, it can be achieved that the material in the forming region 40 does not taper or thin in an impermissible manner, which would be problematic in particular if the workpiece is used for conducting electricity.

3 zeigt das aus den vorherigen Figuren bekannte Werkstück 10, wobei dieses um eine Drehachse D gebogen wird. Hierbei wird, wie skizziert, der Umformbereich 40 weiter verformt. 3 shows the workpiece 10 known from the previous figures, this being bent about an axis of rotation D. Here, as outlined, the deformed area 40 is deformed further.

4 zeigt eine weitere Teilbewegung, welche zu einer weiteren Verformung des Umformbereichs 40 führt. Skizziert ist außerdem, dass eine Bewegung bzw. Verschiebung entlang der Richtung V im Bereich der ersten Einspannstelle 11 auftritt. Diese ist quer zur Längsrichtung L des Werkstücks 10 orientiert. 4 12 shows a further partial movement, which leads to a further deformation of the forming region 40. It is also sketched that a movement or displacement occurs along the direction V in the area of the first clamping point 11 . This is oriented transversely to the longitudinal direction L of the workpiece 10 .

Vorliegend nicht dargestellt ist, dass auch mehrere Werkzeuge gleichzeitig oder nacheinander verwendet werden können. Ebenso kann ein Werkstück eine Vielzahl von Umformbereichen aufweisen, wodurch beispielsweise Flachleiter mit komplexen dreidimensionalen Geometrien hergestellt werden können.What is not shown here is that several tools can also be used simultaneously or one after the other. A workpiece can also have a large number of deformed areas, which means that, for example, flat conductors with complex three-dimensional geometries can be produced.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Werkstückworkpiece
1111
erste Stelle/Einspannstellefirst place/clamping point
1212
zweite Stelle/Einspannstellesecond place/clamping place
2121
erstes Werkzeugfirst tool
2222
zweites Werkzeugsecond tool
2222
Klemmbackejaw
4040
Umformbereichforming area
aa
AbstandDistance
DD
Drehachseaxis of rotation
LL
Längsrichtunglongitudinal direction
VV
Verschiebungshift

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • DE 102018217785 A1 [0002]DE 102018217785 A1 [0002]

Claims (14)

Verfahren zum bereichsweise Umformen schlanker Werkstücke (10), umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines Werkstücks (10), welches sich entlang einer Längsrichtung (L) erstreckt; - Halten des Werkstücks (10) an einer ersten Einspannstelle (11) mit einem ersten Werkzeug (21); - Halten des Werkstücks (10) an einer zweiten Einspannstelle (12) mit einem zweiten Werkzeug (22), welches entlang der Längsrichtung (L) um einen Abstand zu der ersten Einspannstelle (11) beabstandet angeordnet ist, wodurch zwischen den Einspannstellen (11, 12) ein Umformbereich (40) gebildet wird; - Verlagern des ersten Werkzeugs (21) von einer ersten Position in eine zweite Position zum plastischen Verformen des Umformbereichs (40), wobei sich das Werkstück (10) an der ersten Einspannstelle (11) oder der zweiten Einspannstelle (12) relativ zum jeweiligen Werkzeug (21, 22) translatorisch bewegen kann.Method for regionally forming slender workpieces (10), comprising the steps: - Providing a workpiece (10) which extends along a longitudinal direction (L); - Holding the workpiece (10) at a first clamping point (11) with a first tool (21); - Holding the workpiece (10) at a second clamping point (12) with a second tool (22) which is arranged along the longitudinal direction (L) at a distance from the first clamping point (11), whereby between the clamping points (11, 12) a reforming area (40) is formed; - Moving the first tool (21) from a first position to a second position for plastic deformation of the forming area (40), the workpiece (10) being at the first clamping point (11) or the second clamping point (12) relative to the respective tool (21, 22) can move translationally. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Position des zweiten Werkzeugs (22) nicht verändert wird, und wobei sich das Werkstück (10) an der ersten Einspannstelle (11) relativ zum ersten Werkzeug (21) bewegen kann.procedure after claim 1 , wherein the position of the second tool (22) is not changed, and wherein the workpiece (10) can move relative to the first tool (21) at the first clamping point (11). Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verlagern von der ersten Position in die zweite Position mehrere Teilbewegungen umfasst.procedure after claim 1 or 2 , wherein the shifting from the first position to the second position comprises a plurality of partial movements. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Teilbewegungen zumindest eine der folgenden umfassen: Biegen, Drehen, Verschieben.procedure after claim 3 , wherein the partial movements include at least one of the following: bending, rotating, shifting. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bewegung des Werkstücks (10) relativ zum jeweiligen Werkzeug (21, 22) eine Translation in zumindest eine Raumrichtung ist.Method according to one of the preceding claims, in which the movement of the workpiece (10) relative to the respective tool (21, 22) is a translation in at least one spatial direction. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Werkzeuge (21, 22) zum Halten des Werkstücks (10) Halteabschnitte (23) aufweisen.Method according to one of the preceding claims, in which the tools (21, 22) for holding the workpiece (10) have holding sections (23). Verfahren nach Anspruch 6, umfassend den Schritt: - Verwenden von Werkzeugen (21, 22), welche unterschiedlich lange Halteabschnitte (23) aufweisen, wodurch unterschiedlich lange Einspannstellen (21, 22) geformt werden.procedure after claim 6 , comprising the step of: - using tools (21, 22) which have holding sections (23) of different lengths, as a result of which clamping points (21, 22) of different lengths are formed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: - Verformen des Werkstücks (10) an einer Vielzahl von Umformbereichen (40).Method according to one of the preceding claims, comprising the step: - Deforming the workpiece (10) in a plurality of forming areas (40). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: - Verwenden, insbesondere auch gleichzeitiges oder sequentielles Verwenden, von mehr als zwei Werkzeugen (21, 22).Method according to one of the preceding claims, comprising the step: - Use, in particular simultaneous or sequential use, of more than two tools (21, 22). Verfahren nach Anspruch 9, umfassend den Schritt: - Ansetzen der Werkzeuge (21, 22) derart, dass unterschiedlich lange Umformbereiche (40) gebildet werden.procedure after claim 9 , comprising the step of: - applying the tools (21, 22) in such a way that forming regions (40) of different lengths are formed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend den Schritt: - Temperieren, insbesondere Erwärmen, des Umformbereichs (40).Method according to one of the preceding claims, comprising the step: - Tempering, in particular heating, the forming area (40). Werkstück, insbesondere Leiterelement, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.Workpiece, in particular conductor element, produced by a method according to one of the preceding claims. Vorrichtung zum Umformen, insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, umfassend zumindest zwei relativ zueinander verlagerbar ausgebildete Einspannstellen (11, 12), welche zum Einspannen eines Werkstücks (10) ausgelegt sind, wobei eine erste Einspannstelle (11) als Loslager ausgebildet ist, und wobei eine zweite Einspannstelle (12) als Festlager ausgebildet ist.Device for forming, in particular for carrying out a method according to one of Claims 1 until 11 , comprising at least two clamping points (11, 12) designed to be displaceable relative to one another, which are designed for clamping a workpiece (10), a first clamping point (11) being designed as a floating bearing, and a second clamping point (12) being designed as a fixed bearing . Vorrichtung nach Anspruch 13, umfassend zumindest einen Industrieroboter, wobei der Industrieroboter zumindest ein Werkzeug (21, 22) umfasst.device after Claim 13 , comprising at least one industrial robot, wherein the industrial robot comprises at least one tool (21, 22).
DE102021127807.4A 2021-10-26 2021-10-26 Process for the area-wise forming of slender workpieces, workpiece and device Pending DE102021127807A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021127807.4A DE102021127807A1 (en) 2021-10-26 2021-10-26 Process for the area-wise forming of slender workpieces, workpiece and device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102021127807.4A DE102021127807A1 (en) 2021-10-26 2021-10-26 Process for the area-wise forming of slender workpieces, workpiece and device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102021127807A1 true DE102021127807A1 (en) 2023-04-27

Family

ID=85795627

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102021127807.4A Pending DE102021127807A1 (en) 2021-10-26 2021-10-26 Process for the area-wise forming of slender workpieces, workpiece and device

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102021127807A1 (en)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3544056A1 (en) 1985-12-13 1987-06-25 Helmut Dischler BENDING MACHINE
DE4310773A1 (en) 1993-04-02 1994-10-06 Lippmann Horst Prof Dr Dr H C Free plastic bending
EP1219363A2 (en) 2000-12-25 2002-07-03 NHK Spring Co., Ltd. Bending apparatus for a long material
DE10304327A1 (en) 2003-02-04 2004-08-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Process for bending slim workpieces uses a handling arrangement with six degrees of freedom to load a clamped workpiece with a bending moment at various sections of its longitudinal axis on interaction with a tool
CN101862773A (en) 2010-04-30 2010-10-20 燕山大学 Method for processing mouldless bent arc
EP2359949A1 (en) 2009-07-14 2011-08-24 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Device and method for manufacturing bent member
US20130000375A1 (en) 2010-01-06 2013-01-03 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method and apparatus for manufacturing a bent member
DE102018217785A1 (en) 2018-10-17 2020-04-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for producing a two- or three-dimensionally shaped flat conductor made of metal

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3544056A1 (en) 1985-12-13 1987-06-25 Helmut Dischler BENDING MACHINE
DE4310773A1 (en) 1993-04-02 1994-10-06 Lippmann Horst Prof Dr Dr H C Free plastic bending
EP1219363A2 (en) 2000-12-25 2002-07-03 NHK Spring Co., Ltd. Bending apparatus for a long material
DE10304327A1 (en) 2003-02-04 2004-08-19 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Process for bending slim workpieces uses a handling arrangement with six degrees of freedom to load a clamped workpiece with a bending moment at various sections of its longitudinal axis on interaction with a tool
EP2359949A1 (en) 2009-07-14 2011-08-24 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Device and method for manufacturing bent member
US20130000375A1 (en) 2010-01-06 2013-01-03 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method and apparatus for manufacturing a bent member
CN101862773A (en) 2010-04-30 2010-10-20 燕山大学 Method for processing mouldless bent arc
DE102018217785A1 (en) 2018-10-17 2020-04-23 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for producing a two- or three-dimensionally shaped flat conductor made of metal

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3320993B1 (en) Device and method for bending profiles or bar material, in particular asymmetric and open profiles or bar material
EP1954420B1 (en) Method and device for the coreless forming of hollow profiles
DE102018217785A1 (en) Method for producing a two- or three-dimensionally shaped flat conductor made of metal
EP0706843A1 (en) Method and device for the production of curved workpieces
DE102012203571C5 (en) A method for plastically forming a plurality of electrically conductive layers of a flat conductor to a multi-dimensional contour and devices for this method
DE102010005263A1 (en) Method for manufacturing component for mounting towing eye, involves warming component region at specific temperature and mechanically deforming component region
DE102013012684A1 (en) Device for forming metals
DE102009056315A1 (en) Stretching apparatus and method for stretch drawing a workpiece and stretch-drawn part
DE102012023089B4 (en) Cold forming method and forming apparatus for cold forming
DE102021201194A1 (en) Process and press tool for producing a two-dimensional or three-dimensional busbar with different cross-sections
DE102021127807A1 (en) Process for the area-wise forming of slender workpieces, workpiece and device
DE102012224404A1 (en) Manufacturing method for stiffening a central column
DE102014109523A1 (en) Method for connecting two components
DE3503939A1 (en) METHOD AND DEVICE FOR SHAPING SEAM WELDED TUBES
EP3810348B1 (en) Bending machine for producing bent parts from flat material
DE102016101989B4 (en) Process for the production of an aluminum pipe and a pipeline as well as an aluminum pipe and a pipeline
DE102017114579B4 (en) METHOD OF HANDLING A FLAT CONDUCTOR ARRANGEMENT
DE69526125T2 (en) Method and device for manufacturing helical objects
EP3678795A1 (en) Method for producing a component and tool therefor
DE3037035A1 (en) METHOD FOR PRODUCING A METAL PART FOR A SEAT BACK OF A MOTOR VEHICLE OR THE LIKE.
DE102011013441B4 (en) Bending device and method for bending a long profile, in particular a tube and bending system for three-dimensional shaping of a long profile with at least two bending devices
DE102009058883A1 (en) Method for connecting cell arresters and system
DE102018104701A1 (en) Method for mechanical connection and device for carrying out the method
DE102015201879A1 (en) Method for producing a component from a sandwich material and component from a sandwich material
DE102019209706A1 (en) Method for producing a frame and / or a housing

Legal Events

Date Code Title Description
R163 Identified publications notified