DE10303315B4 - Werkzeugmaschine zum gleichzeitigen Außenhockdruckumformen von Platinen - Google Patents

Abstract

Aus zwei Werkzeughälften (1, 2) aufgebaute Werkzeugmaschine zum gleichzeitigen Außenhochdruckumformen von mehreren Platinen (12, 13), die an ihren Rändern zwischen den nach Art einer Presse zusammenfahrbaren Werkzeughälften (1, 2) einklemmbar sind, wobei für jede umzuformende Platine (12, 13) die eine Werkzeughälfte (1) einen vorsteuerbaren Formstempel (15, 16, 17, 18) und die andere Werkzeughälfte (2) einen mit einem die Platine (12, 13) abstützenden, druckbeaufschlagten Wirkmedium gefüllten Formhohlraum (3, 4, 5, 6) aufweist und wobei für jede aus Formstempel (15, 16, 17, 18) und Formhohlraum (3, 4, 5, 6) bestehende Umformeinheit zwischen den Werkzeughälften (1, 2) derart wirksame Druckmittel (19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) vorgesehen sind, dass jeder Formhohlraum (3, 4, 5, 6) in einem sich an seiner ihn begrenzenden Fließkante (3a, 4a, 5a, 6a) anschließenden umlaufenden Bereich gegenüber dem eingeklemmten Rand der Platine (12, 13) abgedichtet ist.

Description

• Werkzeugmaschinen zum Außenhochdruckumformen von einzelnen Platinen sind seit langem bekannt. Das Prinzip des Aüßenhochdruckumformens, das eine spezielle Art des Tiefziehens ist, besteht darin, daß die umzuformende Platine unter Festklemmen ihres umlaufenden Randbereichs auf der einen Seite von einem Druckstempel beaufschlagt wird und auf der anderen Seite an einem in einen Formhohlraum gefüllten, unter Druck stehenden Wirkmedium abgestützt ist. Dabei wird die neue Form der Platine durch die Form des Formstempels bestimmt. Der Vorteil des Außenhochdruckumformens besteht darin, daß die Platine auf der Wirkmedienseite sehr schonend behandelt wird. Deshalb wird das Außenhochdruckumformen bevorzugt dann eingesetzt, wenn eine Seite der Platine eine empfindliche Oberfläche hat, z.B. eine lackierte Oberfläche. Ein Problem beim Außenhochdruckumformen besteht darin, daß die wirkmedienbeaufschlagte Seite der Platine am Rand des mit Wirkmedium gefüllten Formhohlraums abgedichtet sein muß. Bei einer bekannten Werkzeugmaschine ( DE 12 40 801 C ) ist deshalb am Rand des Formhohlraums eine Dichtung eingebettet. Eine solche Dichtung unterliegt jedoch einem hohen Verschleiß, weil die Platine beim Umformen über diese Dichtung gezogen wird.
• Aus diesem Grunde und wegen der Taktzeiten und den daraus resultierenden Fertigungskosten hat man bisher das Außenhochdruckumformen für eine Massenproduktion als ungeeignet gehalten.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, mit der rationell oberflächenempfindliche Platinen umgeformt werden können.
• Gelöst wird diese Aufgabe mit einer aus zwei Werkzeughälften aufgebauten Werkzeugmaschine zum gleichzeitigen Außenhochdruckumformen von mehreren Platinen, die an ihren Rändern zwischen den nach Art einer Presse zusammenfahrbaren Werkzeughälften einklemmbar sind, wobei für jede umzuformende Platine die eine Werkzeughälfte einen vorsteuerbaren Formstempel und die andere Werkzeughälfte einen mit einem die Platine abstützenden druckbeaufschlagten Wirkmedium gefüllten Formhohlraum aufweist und wobei für jede aus Formstempel und Formhohlraum bestehende Umformeinheit zwischen den Werkzeughälften derart wirksame Druckmittel vorgesehen sind, dass jeder Formhohlraum in einem sich an seiner ihn begrenzenden Fließkante anschließenden umlaufenden Bereich gegenüber dem eingeklemmten Rand der Platine abgedichtet ist.
• Mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine lassen sich in einem Arbeitsschritt gleichzeitig mehrere Platinen umformen, beispielsweise zu schalenförmigen Elementen, insbesondere mehreckigen Wandpaneelen mit geschlossenen Ecken. Das schon bei Werkzeugmaschinen für das Einzelumformen von Platinen bestehende Problem der Abdichtung, das bei mehreren gleichzeitig wirkenden Umformeinheiten erst recht bestehen sollte, ist dadurch gelöst, daß an jeder Umformeinheit durch die Druckmittel die unmittelbare Abdichtung zwischen der einzelnen Platine und dem an der Fließkante eines jeden Formhohlraums angrenzenden Bereichs bewirkt wird. Mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine lassen sich sowohl gleiche als auch ungleiche Werkstücke aus den Platinen formen. Anstelle von mehreren nebeneinander anzuordnenden kleinformatigen Platinen könnte mit ähnlichem Erfolg auch eine großformatige Platine eingesetzt werden, in die dann gleichzeitig mehrere Formstempel eintauchen.
• Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die eine Werkzeughälfte einen vorsteuerbaren Sockel, der die Formstempel trägt, und einen daran mittels Druckelementen abgestützten Niederhalter für die Platinen auf. Diese Art des Aufbaus ist konstruktionstechnisch einfach und gewährleistet, daß an jedem Formhohlraum die für die Abdichtung erforderliche Andrückkraft zwischen der Platine und dem anschließenden Bereich des Formhohlraums aufgebaut und aufrechterhalten wird.
• Um gezielt an den Randbereichen aller Formhohlräume, insbesondere im kritischen mittleren Bereich der Wekzeughälften die erforderliche Andrückkraft aufzubringen, gibt es mehrere Möglichkeiten, z.B. eine Bombierung, wie man sie im Prinzip von Walzen kennt, um deren Durchbiegung zu kompensieren. Vorzugsweise sind dafür aber die Druckelemente vorgesehen. Dabei kann deren Druckkraft individuell einstellbar sein. Auf diese Art und Weise kann der unter Umständen über die Werkzeughälfte erforderlichen unterschiedlichen Anpresskraft Rechnung getragen werden. Im Rahmen der Erfindung ist es nicht nur möglich, den Druck der einzelnen Druckelemente individuell einzustellen, sondern auch die Verteilung der Druckelemente so zu gestalten, daß der erforderliche Druck optimal wirksam werden kann. Zu diesem Zweck sind die Druckelemente verteilt um die Umformeinheiten herum und zwischen ihnen angeordnet.
• Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die Formhohlräume drucktechnisch miteinander verbunden. Der Druck in den einzelnen Formhohlräumen kann aber auch individuell einstellbar sein.
• Im folgenden wird die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zum Außenhochdruckumformen von Platinen an Hand einer Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
• 1 die Werkzeugmaschine in Seitenansicht,
• 2 die Werkzeugmaschine gemäß 1 im Querschnitt nach Linie I-I der 1 und
• 3 die Werkzeugmaschine gemäß 1 im Querschnitt nach Linie II-II der 1.
• Die Werkzeugmaschine weist zwei Werkzeughälften 1, 2 auf.
• In der unteren, stationär aufgestellten Werkzeughälfte 2 sind mehrere oben offene Formhohlräume 3, 4, 5, 6 ausgebildet, die mit einem Wirkmedium füllbar sind. Die Formhohlräume 3 bis 6 sind über Leitungen 7, 8, 9, 10, 11 untereinander verbunden und mit einer nicht dargestellten äußeren Druckmittelquelle verbunden. Die Formhohlräume 3, 4, 5, 6 werden von Fliesskanten 3a, 4a, 5a, 6a begrenzt.
• Die obere Werkzeughälfte 1 ist mittels eines nicht dargestellten Antriebs höhenverstellbar, insbesondere in Richtung auf die untere Werkzeughälfte 2 verstellbar, so daß die beiden Werkzeughälften 1, 2 wie eine Presse auf zwischen ihnen angeordnete flache Platinen 12, 13 klemmend einwirken. Die obere Werkzeughälfte 1 besteht aus einem Sockel 14, der an seiner Unterseite Formstempel 15, 16, 17, 18 trägt. Diese Formstempel 15 bis 18 und die Formhohlräume 3 bis 6 bilden Umformeinheiten, mit denen aus den flachen Platinen 12, 13 schalenförmige Formkörper herstellbar sind. Der Sockel 14 trägt ferner um die einzelnen Umformeinheiten 3-6, 15-18 herum verteilt angeordnete Druckelemente 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26 und 27 einen Niederhalter 28. Die Druckelemente 19 bis 27 können als Gasdruckfedern, als Hydraulikzylinder, gegebenenfalls individuell ansteuerbar, ausgebildet sein. Sie sind in jedem Fall so ausgelegt, daß sie beim Zusammenfahren der Werkzeughälften 1, 2 gewährleisten, daß die Platinen 12, 13 mit ihrem umlaufenden Rand derart gleichmäßig an die Oberseite der unteren Werkzeughälfte 2 angedrückt werden, daß auch ohne Dichtung sich eine Dichtwirkung zwischen diesem Rand und dem umlaufenden Randbereich der Formhohlräume 3 bis 6 ergibt. Die nachgiebige Abstützung des Niederhalters 8 über die Druckelemente 19 bis 27 erlaubt es, daß der Sockel 14 mit seinen starr an der Unterseite gehaltenen Formstempeln 15 bis 18 die Formstempel 15 bis 18 unter Verformung der Platinen 12 bis 13 in die Formhohlräume 3 bis 6 eintauchen läßt, wobei die Platinen 12, 13 über die Fließkanten 3a, 4a, 5a, 6a der Formhohlräume 3 bis 6 in die Formhohlräume 3 bis 6 gezogen werden.

Claims (6)

1. Aus zwei Werkzeughälften (1, 2) aufgebaute Werkzeugmaschine zum gleichzeitigen Außenhochdruckumformen von mehreren Platinen (12, 13), die an ihren Rändern zwischen den nach Art einer Presse zusammenfahrbaren Werkzeughälften (1, 2) einklemmbar sind, wobei für jede umzuformende Platine (12, 13) die eine Werkzeughälfte (1) einen vorsteuerbaren Formstempel (15, 16, 17, 18) und die andere Werkzeughälfte (2) einen mit einem die Platine (12, 13) abstützenden, druckbeaufschlagten Wirkmedium gefüllten Formhohlraum (3, 4, 5, 6) aufweist und wobei für jede aus Formstempel (15, 16, 17, 18) und Formhohlraum (3, 4, 5, 6) bestehende Umformeinheit zwischen den Werkzeughälften (1, 2) derart wirksame Druckmittel (19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) vorgesehen sind, dass jeder Formhohlraum (3, 4, 5, 6) in einem sich an seiner ihn begrenzenden Fließkante (3a, 4a, 5a, 6a) anschließenden umlaufenden Bereich gegenüber dem eingeklemmten Rand der Platine (12, 13) abgedichtet ist.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Werkzeughälfte (1) einen vorsteuerbaren Sockel (14), der die Formstempel (15, 16, 17, 18) trägt, und einen daran mittels Druckelementen (19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) abgestützten Niederhalter (28) für die Platinen (12, 13) aufweist.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkraft der Druckelemte (19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) individuell einstellbar ist.
4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckelemte (19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27) verteilt um die Umformeinheiten (3, 4, 5, 6, 15, 16, 17, 18) herum und zwischen ihnen angeordnet sind
5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formhohlräume (3, 4, 5, 6) drucktechnisch miteinander verbunden sind.
6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des Wirkmediums in den einzelnen Formhohlräumen (3, 4, 5, 6) individuell einstellbar ist.