DE10308521A1

DE10308521A1 - Vorrichtung zum randseitigen Umformen von Blechformteilen vorzugsweise für die Fahrzeugindustrie

Info

Publication number: DE10308521A1
Application number: DE2003108521
Authority: DE
Inventors: Timm Dipl.-Ing. Kühne
Original assignee: Eckold GmbH and Co KG; Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau
Current assignee: Eckold GmbH and Co KG; Walter Eckold GmbH and Co KG Vorrichtungs und Geraetebau
Priority date: 2003-02-26
Filing date: 2003-02-26
Publication date: 2004-09-16

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum randseitigen Umformen von Blechformteilen (3), insbesondere für die Fahrzeugindustrie, umfassend eine Formteilauflage (2) mit einer umlaufenden Auflagefläche (4), gegen die das Blechformteil (3) mit einer Spanneinrichtung spannbar ist, und ein umlaufend zum Blechformteil (3) führbares Umformwerkzeug, bei der in der Formteilauflage (2) benachbart zur Auflagefläche (4) umlaufend eine Widerstandsheizelementeinrichtung angeordnet ist, deren Wärme im wesentlichen durch Festkörperberührungskontakt auf das umzuformende Blechfirmteil (3) übertragbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum randseitigen Umformen von Blechformteilen vorzugsweise für die Fahrzeugindustrie, etwa für Kraftfahrzeugkarosserien, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein Umformen in Form von Falzen, Biegen oder Bördeln von Blechwerkstoffen, die bei Raumtemperatur ein geringes Umformvermögen aufweisen, führt häufig zu einer Schädigung des Blechwerkstoff in der Umformzone etwa durch Rißbildung. Dies ist beispielsweise vom Krümmungsradius, von der Blechstärke und dem Elastizitätsmodul des Blechwerkstoffs abhängig. Aufgrund dessen, daß letzterer temperaturabhängig ist, lassen sich entsprechend erwärmte Blechformteile ohne Rißbildung umformen.
Bei großen Blechformteilen, etwa solchen für Kraftfahrzeugkarosserien, stellt jedoch eine Erwärmung der gesamten Bauteile vor dem Umformen neben dem kostentechnischen Mehraufwand zugleich ein technologisches Problem dar, da die beim Bauteiltransport von der Erwärmungs- zur Umformstation auftretende Bauteilabkühlung das Einhalten einer konstanten Umformtemperatur erschwert. Es auch bereits aus EP 0 993 345 B1 bekannt, eine Erwärmung der Blechformteile mittels Laser vorzunehmen, jedoch erfordert dies ein Mitführen des Lasers mit dem Umformwerkzeug und außerdem eine Abschirmung zur Gewährleistung der Arbeitssicherheit (Erblindungsgefahr). Abgesehen davon ist eine hierfür notwendige Lasereinrichtung aufwendig und teuer und erfordert ein entsprechend qualifiziertes Personal.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zum randseitigen Umformen von Blechformteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die ein Umformen von Blechformteile, die bei Raumtemperatur nur ein geringes Umformvermögen aufweisen, ohne Rißbildung mit einfachen Mitteln und ohne zusätzliche vorgeschaltete Erwärmungs-einrichtungen in annehmbaren Taktzeiten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird entsprechend dem kennzeichenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.
Dadurch, daß die Blechformteile insbesondere für die Fahrzeugindustrie auf einer Auflagefläche einer Formteilauflage mittels einer Spanneinrichtung festgespannt werden, kann dadurch, daß in der Formteilauflage benachbart zur Auflagefläche eine Widerstandsheizelelementeinrichtung angeordnet ist, mittels elektrischer Widerstandserwärmung hauptsächlich ein Wärmeübergang durch Festkörperberührungskontakt zwischen einem oder mehreren Heizelementen der Widerstandsheizelelementeinrichtung, der Formteilauflage und dem darauf gespannten Blechformteil erfolgen, wodurch es möglich ist, die Blechformteile in relativ kurzen Taktzeiten in der Größenordnung von wenigen Minuten, beispielsweise 2 min, auf eine für eine schädigungsfreie Umformung notwendige Temperatur zu bringen. Anschließend wird dann die Umformung entlang des Randes des Blechformteils mittels eines umlaufend automatisch oder manuell geführten Umformwerkzeugs vorgenommen, um den Rand des Blechformteils zu falzen, zu biegen oder zu bördeln. Der umzuformende Bereich des Blechformteils kann unmittelbar und/oder mittelbar mit der Widerstandsheizelelementeinrichtung zwecks Erwärmung in Festkörperkontakt stehen. Die Formteilauflage dient dabei als Wärmespeicher.
Eine Widerstandsheizelelementeinrichtung ist einfach im Aufbau und in der Installation und erfordert keine außergewöhnlich aufwendigen Maßnahmen bezüglich Arbeitssicherheit. Sie kann aus ein oder mehreren Widerstandsheizelementen in Form von Heizstäben bestehen, die in einer oder mehreren Ausnehmungen benachbart zur Formteilauflage angeordnet sind.
Die Widerstandsheizelelementeinrichtung folgt zweckmäßigerweise in ihrer Erstreckung, und zwar vorzugsweise auch in ihrer räumlichen Erstreckung, im wesentlichen dem Verlauf des umzuformenden Bereichs des Blechformteils, um einerseits eine im wesentlichen gleichmäßige Umformungstemperatur dieses Bereichs zu gewährleisten und andererseits möglichst kurze Erwärmzeiten zu erreichen. Hierbei setzen sieh die Widerstandsheizelemente zweckmäßigerweise aus langgestreckten Heizstäben zusammen, die beispielsweise einen Rechteckquerschnitt von 4 mm × 6 mm und eine Länge von 1000 mm haben können und flächig oder räumlich entsprechend gebogen sind.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
1 zeigt eine Vorrichtung zum randseitigen Umformen von Blechformteilen für die Fahrzeugindustrie.
2 zeigt einen Ausschnitt von 1.
Die dargestellte Vorrichtung zum randseitigen Umformen von Blechformteilen umfaßt eine auf einem Fuß 1 angeordnete, rahmenartige Formteilauflage 2 für ein dreidimensional geformtes Blechformteil 3, etwa eine Karosserietür eines Kraftfahrzeugs. Hierbei wird das Blechformteil 3 mittels nicht dargestellter Spanneinrichtungen gegen eine dem Formverlauf des Blechformteils 3 folgenden Auflagefläche 4 der Formteilauflage 2 gespannt und steht dementsprechend in Festkörperkontakt mit der Formteilauflage 2.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Formteilauflage 2 benachbart zur Auflagefläche 4 dieser folgend mit eine nach außen offenen Nut 5 versehen, die zwei benachbart zueinander angeordnete, der Nut 5 folgende Heizstäbe 6 einer Widerstandsheizelelementeinrichtung aufnimmt. Die Nut 5 ist nach außen hin von einem oder mehreren aneinander gereihten Abdeckplatten 7 aus einem Metall mit großer Wärmeleitfähigkeit wie Kupfer oder eine Kupferlegierung abgedeckt. Dabei steht die Abdeckplatte 7 gegenüber der Formteilauflage 2 nach oben über, so daß eine Anlagefläche 8 für das Blechformteil 2 gebildet wird.
Das Blechformteil 2 ist ersichtlich entlang seines Randes vorgebogen, so daß hier ein um 90° oder einen etwas größeren Winkel zum Blechformteil 3 hin aufgestellter Randabschnitt 9 (Falz-, Biege- oder Bördelkante) gebildet ist. Die Umformzone 10 zwischen Blechformteil 3 und Randabschnitt 9 steht mit der Anlagefläche 8 der Abdeckplatte 7 in Kontakt, so daß auch über die Abdeckplatte 7 eine entsprechende Erwärmung der Umformzone 10 durch Festkörperberührungskontakt erfolgen kann.
Nach Erreichen einer für die Umformung durch Falzen, Biegen oder Bördeln notwendigen Temperatur erfolgt die Umformung durch ein Führen eines entsprechenden Umformwerkzeugs (nicht dargestellt) entlang des Randes des Blechformteils.
Die Nut 5 kann auch nach oben offen sein, so daß das Blechformteil 3 direkt mit der Widerstandsheizelelementeinrichtung in Berührung gelangt, oder nach oben offen und durch eine Abdeckplatte 7 abgedeckt sein, so daß die Abdeckplatte 7 die Auflagefläche 4 und das Blechformteil 3 gegebenenfalls auch zentriert.

Claims

Vorrichtung zum randseitigen Umformen von Blechformteilen (3), insbesondere für die Fahrzeugindustrie, umfassend eine Formteilauflage (2) mit einer umlaufenden Auflagefläche (4), gegen die das Blechformteil (3) mit einer Spanneinrichtung spannbar ist, und ein umlaufend zum Blechformteil (3) führbares Umformwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formteilauflage (2) benachbart zur Auflagefläche (4) umlaufend eine Widerstandsheizelelementeinrichtung angeordnet ist, deren Wärme im wesentlichen durch Festkörperberührungskontakt auf das umzuformende Blechformteil (3) übertragbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteilauflage (2) wenigstens eine Ausnehmung (5) aufweist, die wenigstens ein Widerstandsheizelement der Widerstandsheizelelementeinrichtung aufnimmt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, die Widerstandsheizelelementeinrichtung in ihrer räumlichen Erstreckung im wesentlichen dem Verlauf der Umformzone des Blechformteils (3) folgt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerstandsheizelelementeinrichtung langgestreckte und zwei- oder dreidimensional gebogene Heizstäbe (6) als Widerstandsheizelemente umfaßt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Ausnehmung (5) nach außen durch eine oder mehrere Abdeckplatten (7) aus einem Metall mit großer Wärmeleitfähigkeit, insbesondere Kupfer, Messing, Bronze, abgedeckt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Abdeckplatte (7) eine Anlagefläche (8) für das Blechformteil (3) bildet.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Abdeckplatte (7) eine Anlagefläche (8) für die Umformzone (10) eines vorgebogenen Randabschnitts (9) des Blechformteils (3) bildet.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die wenigstens eine Abdeckplatte (7) sich entlang des Umfangs der Formteilauflage (2) erstreckt und eine Zentriereinrichtung für das Blechformteil (3) bildet.