DE1452564C - Verfahren und Gesenk zum Formen von Blechgegenstanden - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und tiefgezogener Türinnenwände oder entsprechender

ein Gesenk zum Formen von Blechgegenständen mit Blechgegenstände, die formbeständig sind,

einem von Umfangswänden umgebenen, niedrig aus- Bei bekannten Verfahren und Werkzeugen, von

geformten Mittelteil durch Tiefziehen mit Randhai- denen, wie angegeben, ausgegangen ist (britische

tung unter Hochstellen des Blechrandes und U-förmi- 5 Patentschrift 804 574 und der USA.-Patentschrift

ger Flanschformung. 2 689 539), werden die Ränder eines Werkstückes

Bei einem derartigen Verfahren besteht die Erfin- unbeweglich zwischen sogenannten Randhaltern ein-

dung in der nachstehenden Schrittfolge: gespannt, während die Verformung des von den

a) zunächst wird der Mittelteil geformt und der Randhaltern umgebenen Mittelteils des Werkstückes Blechrand unter Bildung eines Flansches auf- io erfolgt. Erfindungsgemäß wird dagegen zunächst der wärts gerichtet; Mittelteil des Werkstücke geformt und zuletzt unter

b) der Außenteil des aufwärts gerichteten Flan- nachgleitendem Halten des Blechrandes bzw. Flansches wird U-förmig nach unten umgebogen bei sches tiefgezogen. Ein Tiefziehen unter nachgleitenbeidseitig festgehaltenem Mittelteil; und dem Halten des Blechrandes bzw. Flansches mit

c) die Umfangswand des Blechgegenstandes wird 15 einem Formen des Mittelteiles ist an sich bekannt, durch Tiefziehen unter nachgleitendem Halten und zwar auch in Verbindung mit einer U-förmigen des Blechrandes bzw. Flansches bei beidseitig Flanschformung (deutsche Patentschrift 484 227, festgehaltenem Mittelteil geformt. USA.-Patentschrift 2761406 und »Die Design Hand-

Eine Weiterbildung dieses Verfahrens besteht book« von Wilson, Harvey und Gump, 2. Aus-

darin, daß die Umkehrpunkte der U-förmigen Flan- 20 gäbe, McGraw Hill Book Co, S. 10-1, 10-2 und

sehen in verschiedenen Abständen von dem geform- 12-6 bis 12-10).

ten Mittelteil unter Erzeugung von Umfangswänden Bei der Schrittfolge gemäß der Erfindung wird die

unterschiedlicher Höhen gehalten werden. Tendenz der Umfangszusammendrückung und der

Zur Durchführung des im vorangehenden be- Faltenbildung vermieden.

schriebenen Verfahrens dient das Gesenk bekannter 25 Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in der

Art mit einem in einem feststehenden Matrizen- Zeichnung dargestellt ist, wird nachfolgend be-

Umfangsgesenkelement gleitenden Matrizen-Haupt- schrieben. In der Zeichnung zeigt

element und mit einem mit dem Matrizen-Haupt- Fig. 1 einen Schnitt im Aufriß durch die An-

element in Eingriff tretenden Patrizen-Hauptelement Schlagseite und die Schloßseite eines Gesenkes für

zum Festhalten des gezogenen Mittelteiles des vor- 30 eine Automobiltür, kurz vor dem Schließen des

geformten Gegenstandes, wobei das Patrizen-Haupt- Gesenkes, und

element von einem Patrizen-Umfangsgesenkelement F i g. 2 einen Schnitt im Aufriß durch das Gesenk umgeben ist, das gemäß der Erfindung so ausgebildet nach F i g. 1 am Ende des Preßhubes,
ist, daß die Umfangsgesenkelemente Ansätze mit im Der Rahmen 10 einer Presse bildet eine Grund-Abstand voneinander angeordneten Anlageflächen 35 fläche für eine Befestigung eines feststehenden aufweisen, die sich in Richtung der Relativbewegung unteren Matrizen-Umfangsgesenkelementes 12 mit zwischen den Matrizen- und Patrizen-Hauptelemen- einem sich aufwärts erstreckenden vertikalen Ansatz ten erstrecken. 14, der als Dehnvorrichtung oder Halter dient und Erfindungsgemäße Weiterbildungen dieses Ge- ferner eine Auflagefläche für ein tiefzuziehendes, senkes bestehen darin, daß die Umfangsgesenk- 40 vorgeformtes Blech 16 bildet. An dem Matrizenelemente abgesetzte Flächen aufweisen, und/oder . . Umf angsgesenkelement 12 ist ferner eine Flanschdaß das Patrizen-Hauptelement federnd relativ zu formfläche 18 und eine Tiefziehfläche 20 vorgesehen, seinem Umfangsgesenkelement beweglich ist und An dem am weitesten innen gelegenen Teil des daß diese beiden Gesenkelemente mit Aufwärts- unteren Matrizen-Umfangsgesenkelements 12 ist eine bewegung des Patrizen-Hauptelementes begrenzen- 45 Fläche 22 ausgebildet, die als vertikale Führung für den Schultern versehen sind. das schwebend abgestützte untere Matrizen-Haupt-Bezüglich der der Erfindung zugrunde liegenden element 24 dient. Das untere Matrizen-Hauptelement Aufgabe wird auf folgendes hingewiesen: 24 ist schwebend auf Führungsstiften 26 abgestützt, Es ist allgemein üblich, Automobiltüren mit einer welche im Eingriff mit einer Tragplatte eines unteren Dicke von etwa 22,5 cm zu bauen. Die Außenwand 50 Zylinders oder Dämpfungsstößels stehen. Der Rahder Tür ist ausgangs ein flaches Blech, das der men 10 ist mit einem Querträger 28 versehen, der Außenkontur der Automobilkarosserie entsprechend als Führung für die Stifte und als Anschlag für das geformt ist und einen schmalen abgebogenen Rand untere Matrizen-Hauptelement 24 dient. Der Formzum Befestigen an der Türinnenwand aufweist. Die Vorgang wird beendet, sobald das Matrizen-Haupt-Innenwand umfaßt eine zusammenhängend ge- 55 element 24^J auf dem Querträger 28 nach Abwärtskrümmte Fläche mit tief geformten Seiten an drei bewegung zur Auflage kommt,
oder mehr Rändern, die in Flanschen, in zusammen- Ein oberes Patrizen-Umfangsgesenkelement 30 ist hängend gekrümmter Fläche auslaufen. Die Seiten an einer oberen Trägerplatte 32 befestigt, die an der der Innenwand einer neuzeitlichen . Automobiltür Stößelplatte 34 befestigt ist.. Die Stößelplatte 34 wird müssen sich jedoch in ihrer Höhe ändern, um die 60 entweder durch mechanische öder hydraulische, nicht Tür der gekrümmten Gestalt der Außenwand anzu- dargestellte Antriebsmittel vertikal bewegt. Das passen. Tiefziehen in veränderlicher Tiefe verur- obere Patrizen-Hauptelement 36 ist gegenüber der sacht leicht ein Ausbeulen, eine Faltenbildung oder oberen Trägerplatte 32 beweglich. Die Bewegung des Dehnungsfehler an den Ecken und Kanten des tief- oberen Patrizen-Hauptelementes 36 ist durch die gezogenen Blechgegenstandes, da in das Werkzeug 65 obere Trägerplatte 32 begrenzt, und eine Schulter 40 gezogenes Metall die Außenränder des Blechs zu am Patrizen-Umfangsgesenkelement 30 wirkt mit schrumpfen sucht. Schultern 42 am oberen Patrizen-Hauptelement 36 Die Erfindung ermöglicht nun die Herstellung zusammen. Patrizen-Hauptelement 36 ist bei 38 im

Patrizen-Umfangsgesenkelement 30 geführt. Federn 37 sind bestrebt, die Schultern 42 in Eingriff mit der Schulter 40 zu drücken. Eine derartige elastische Anordnung verhindert kritische Toleranzen in den Gesenken.

F i g. 1 zeigt die oberen Patrizen-Gesenkelemente 30, 36 in teilweise geschlossener Stellung und die Lage der Anlagefläche 44 des Patrizen-Hauptelementes 36 zu den abwärts gerichteten vertikalen Ansätzen 46. Die Anlagefläche 44 kommt mit dem vorgeformten Blech 16 zum Eingriff, ehe die sich abwärts erstreckenden vertikalen Ansätze 46 mit den sich nach außen erstreckenden Flanschen 48 des vorgeformten Bleches 16 in Eingriff treten, so daß die Anlagefläche 44 den flachgezogenen Mittelteil 50 des vorgeformten Bleches 16 vor der Weiterverformung durch das Gesenk festklemmen.

F i g. 2 zeigt die Gesenkelemente in geschlossener Stellung. Die Anlageflächen 44 der Hauptelemente 24 und 36 klemmen den flachgezogenen Mittelteil 50 des vorgeformten Bleches 16 zwischen sich fest, so daß der Formvorgang dieses ,Teiles des vorgeformten Bleches auf ein Wiederglätten beschränkt ist, ohne daß irgendwelche größere Änderung in der Oberfläche des vorgeformten Bleches 16 beabsichtigt ist. Die Vorformung des Bleches 16 erfolgte so, daß seine Umfangswände 54 eine im wesentlichen gleichmäßige Ziehtiefe aufweisen. Die Flansche 48 erstrecken sich in veränderlichem Ausmaß nach außen. und nach oben. Der sich nach außen erstreckende Flansch 48 kann sich an einer Stelle des Querschnittes des vorgeformten Bleches 16 von der Umfangswand 54 horizontal erstrecken, während er sich an einem anderen Querschnitt des vorgeformten Bleches 16 in einem Winkel von annähernd 45° nach außen oben erstreckt. Die sich vertikal nach oben erstreckenden Ansätze 14 und die abgesetzte Flanschformfläche 18 des Matrizen-Umfangsgesenkelementes 12 können in bezug auf dessen Bodenfläche 56 unterschiedliche Höhen haben. Das untere Matrizen-Umfangsgesenkelement 12 erstreckt sich mindestens über drei Seiten des Gesenkes. Das Matrizen-Umfangsgesenkelement 12 arbeitet als ein Dehnungsund Haltewerkzeug, das mit dem vertikalen Ansatz 46 am oberen Patrizen-Umfangsgesenkelement 30 zusammenarbeitet, und es wirkt ferner als ein Anlage- und Flanschbildungswerkzeug, wenn die mit der abgesetzten Fläche 52 zusammenarbeitende Flanschformfläche 18 einen Teil des sich nach außen erstreckenden Flansches 48 preßt.

Da die Patrizen-Gesenkelemente 30 und 36 sich unter Niederdrücken der Stifte 26 abwärts bewegen, gelangen die sich vertikal nach unten erstreckenden Ansätze 46 des Patrizen-Umf angsgesenkelementes 30 in Eingriff mit dem sich nach außen erstreckenden Flansch 48, biegen den Außenrand des Flansches 48 über die Außenseite der sich vertikal nach oben erstreckenden Ansätze 14 des Matrizen-Umfangsgesenkelementes 12 und bringen so einen Teil des Flansches 48 koaxial in Eingriff zwischen der äußeren Anlagefläche 58 des Matrizen-Umfangsgesenkelementes 12 und der inneren Anlagefläche 60 des Patrizen-Umfangsgesenkelementes 30 unter Umbiegen und Glätten der äußeren Ränder des Flansches 48. Da dies kein Schrumpf- oder Ziehvorgang des Flansches 48 ist, besteht keine Neigung für diesen Teil des Flansches zum Ausbeulen. Der sich vertikal nach oben erstreckende Ansatz 14 des Matrizen-Umfangsgesenkelementes 12 arbeitet als Halte- und Dehnvorrichtung, während der sich nach unten vertikal erstreckende Ansatz 46 des Patrizen-Umfangsgesenkelementes 30 als Glatt- oder Richtwerkzeug für den Flansch 48 arbeitet, um den aus Umfangswänden 54 und sich nach außen erstreckenden Flanschen 48 bestehenden Teil des Metallbleches zu halten und zu dehnen. Die Gesenkhauptelemente

ίο 24, 36 halten derweil den Mittelteil 50 des vorgeformten Bleches 16 in seinem ursprünglich geformten Zustand ohne zusätzliche Dehnung oder Scherverformung. Da die Umfangswände 54 und Flansche

. 48 zwischen den Anlageflächen 62 und 63 der. EIemente 12 und 36 gezogen werden, wird dieser Teil des vorgeformten Bleches in einem Zustand konstanter Dehnung durch die Ansätze 14 und 46 gehalten. Infolgedessen ist möglich, das Metallblech durch Scherverformung und gleichmäßige Dehnung tiefzuziehen, selbst wenn die Ziehhöhe an verschiedenen Stellen verschieden ist. Die Anlageflächen 62 und 63 stehen nur am Ende des Preßhubes in vollem Eingriff, wohingegen die Anlageflächen 60 am Ende des Preßhubes außer Eingriff gelangen.

Eine Untersuchung des fertiggestellten Gegenstandes ergab,- daß ein Tiefziehen der Umfangswände 54 ohne nennenswerte Ausdünnung erfolgte, daß somit das Tiefziehen mit einem Höchstmaß an .Scherverformung und einem Mindestmaß· an Dehnungsverformung durchgeführt ist. Der Außenteil des ursprünglichen Bleches wird nach innen gezogen und gleichzeitig in einer axialen Richtung ohne nennenswerten Wechsel der ursprünglichen Dicke des geformten Metalls bewegt.

Die Erfindung gestattet ein gleichzeitiges Flanschformen an den Außenteilen des Flansches 48. Während es notwendig ist, in dem tiefzuziehenden Teil des Flansches 48 eine Dehnung aufrechtzuerhalten, besteht keine derartige Notwendigkeit beim Formen des Flanschteiles 64. Wie aus F i g. 2 ersichtlich, ist der Flanschteil 64 vollständig zwischen der inneren Anlagefläche 60 und der äußeren Anlagefläche 58 herausgezogen, wenn der Flanschformvorgang stattfindet, so daß ein beträchtlicher Teil von Metall in ursprünglicher Platinen-Größe verbleibt. Es ist lediglich notwendig, daß genügend Metall in der ursprünglichen Platine zugeführt wird, um den Flanschteil 64 zu bilden und ein leichtes Übermaß für ein endgültiges Beschneiden zu geben. Es ist jedoch festzustellen, daß die Flanschformung keinen Überstand außerhalb des Randes zu Haltezwecken erfordert, wie das gewöhnlich bei bisher üblichen Formvorgängen der Fall war.

Es ist möglich, die sich nach oben vertikal erstrekkenden Ansätze 14 der Matrizen-Umfangsgesenkelemente 12 in konstanter Höhe am Außenumfang auszuführen und Flanschformflächen 18 unterschiedlicher Höhe im Querschnitt vorzusehen, so daß die fertiggestellte Umfangswand 54 eine veränderliche Ziehtiefe aufweist. Eine derartige Ausbildung vereinfacht die Gesenkgestaltung, erfordert jedoch eine größere Platine, da dann die Platine für den tiefsten Zug auf jeder Seite zu schneiden ist. Ansätze 14 mit veränderlicher Höhe sollten bei großen Serien wegen der Materialersparnis verwendet werden.

Es ist die Umkehrung der Patrizen- und Matrizenelemente und/oder der Ausbildung der vertikalen Ansätze 14 mit konstanter Höhe möglich.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Formen von Blechgegenständen mit einem von Umfangswänden umgebenen, niedrig ausgeformten Mittelteil durch Tiefziehen mit Randhaltung unter Hochstellen des Blechrandes und U-förmiger Flanschformung, gekennzeichnet durch nachstehende Schrittfolge:

a) zunächst wird der Mittelteil (50) geformt und der Blechrand unter Bildung eines Flansches (48) aufwärts gerichtet;

b) der Außenteil des aufwärts gerichteten Flansches (48) wird U-förmig nach unten umgebogen bei beidseitig festgehaltenem Mittelteil (50); und

c) die Umfangswand (54) des Blechgegenstandes wird durch Tiefziehen unter nachgleitendem Halten des Blechrandes bzw. Flansches (48) bei beidseitig festgehaltenem Mittelteil (50) geformt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umkehrpunkte der U-förmigen Flansche (48) in verschiedenen Abständen von dem geformten Mittelteil (50) unter Erzeugung von Umfangswänden (54) unterschiedlicher Höhen gehalten werden.

3. Gesenk zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 mit einem in einem feststehenden Matrizen-Umfangsgesenkelement gleitenden Matrizen-Hauptelement und mit einem mit dem Matrizen-Hauptelement in Eingriff tretenden Patrizen-Hauptelement zum Festhalten des gezogenen Mittelteiles des vorgeformten Gegenstandes, wobei das Patrizen-Hauptelement von einem Patrizen-Umfangsgesenkelement umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgesenkelemente (12, 30) Ansätze (14, 46) mit im Abstand voneinander angeordneten Anlageflächen (58, 60) aufweisen, die sich in Richtung der Relativbewegung zwischen den Matrizen- und Patrizen-Hauptelementen (24,36) erstrecken.

4. Gesenk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgesenkelemente (12, 30) abgesetzte Flächen (18, 52) aufweisen.

5. Gesenk nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Patrizen-Hauptelement (36) federnd relativ zu seinem Umfangsgesenkelement (30) beweglich ist und daß diese beiden Gesenkelemente mit Aufwärtsbewegung des Patrizen-Hauptelementes begrenzenden Schultern (40, 42) versehen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen