DE19503874A1

DE19503874A1 - Tiefziehwerkzeug mit integriertem Niederhalter

Info

Publication number: DE19503874A1
Application number: DE19503874A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Pirchl
Original assignee: Gerhard Pirchl
Current assignee: FA. HECRALMAT, SCHAAN, LI
Priority date: 1995-02-07
Filing date: 1995-02-07
Publication date: 1996-08-08
Also published as: EP0808224A1; EP0808224B1; JPH11508490A; ATE197258T1; AU4622596A; US6354131B1; DE59606093D1; WO1996024449A1

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Tiefziehwerkzeug nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Stand der Technik ist hierbei ein Tiefziehwerkzeug, welches im wesentlichen aus einem Stempel, einem Niederhalter und einer Tiefziehform besteht.

Bei diesen bisher bekannten Tiefziehwerkzeugen ist der Nieder halter getrennt von dem Stempel bewegbar und soll auf das tiefzuziehende Blech auf sitzen und dieses Blech niederhalten, während gleichzeitig der Stempel nach unten fährt und das Blech unter Verformung in die Tiefziehform hineinzieht.

Bei den bisher bekannten Niederhaltern besteht der Nachteil, daß die Niederhalter aus einem Metallwerkzeug bestehen, welches mit einer eigenen Presse beaufschlagt wird, so daß mit relativ hohem Druck dieses Blech fest gehalten wird.

Die Ausbildung des Niederhalters mit einer eigenen Presse (Preßstempel) hat aber den Nachteil, daß das Werkzeug sehr aufwendig ist und sehr kostspielig herzustellen ist.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Tiefziehwerkzeug kostengünstiger herzustellen.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch die technische Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet.

Wesentliches Merkmal der Erfindung ist nun, daß im Stempel des Tiefziehwerkzeuges der Niederhalter mit eingebaut ist und nicht von einem getrennten Stempel beaufschlagt ist.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Niederhalter nicht als Ring ausgebildet ist, sondern daß der Niederhalter aus einzelnen am Umfang gleichmäßig verteilt angeordneten Stempeln besteht, welche Stempel als Elastomere ausgebildet sind.

Es handelt sich also um Federstempel, die bevorzugt aus einem elastomeren Material ausgebildet sind, welches ein hohes Rückstellvermögen aufweist. Alternativ oder zusätz lich ist ein federndes Anbringen des Niederhalters möglich.

Damit wird der wesentliche Vorteil erreicht, daß auf einen Stempelantrieb für den Niederhalter selbst über haupt verzichtet werden kann, weil erfindungsgemäß der Niederhalter im Stempel selbst angeordnet. Es wurde nun herausgefunden, daß bestimmte Materialien für die Niederhalter bestens geeignet sind, eine ent sprechende Festhaltekraft auf das festzuhaltende Blech zu erzeugen, wobei dieses Material so stark verform bar ist, daß bei gleichzeitig festgehaltenem Blech (mit hohem Niederhaltedruck) der Stempel in dem ge forderten Verformungsweg in das Formwerkzeug einfah ren kann.

Als Material für die Elastikkörper wird bevorzugt ein Polyurethanschaum verwendet, der ein hohes Rückstellver mögen von z. B. 50% aufweist.

Als Material für die Bremsbacken wird bevorzugt ein Kunststoffmaterial verwendet, welches entsprechend den Erfordernissen mit unterschiedlichen Halteigen schaften einstellbar ist. So kann z. B. als Kunst stoffmaterial verwendet werden ein Polyäthylen, ein Polyurethan oder dergleichen mehr. Je nach dem verwendeten Material ergibt sich ein bestimmter Reibungskoeffizient bei Kontakt mit dem zu haltenden Blech.

Mit der Verwendung von austauschbaren zylinderförmigen Niederhaltern, besteht der wesentliche Vorteil, daß ent sprechend den Erfordernissen die Niederhalter, die erfin dungsgemäß als Stempel ausgebildet sind, auswechselbar gehalten sind.

So kann man bei einem kompliziert geformten Tiefzieh teil die Art des Niederhalters verändern, in dem z. B. an der einen Seite Niederhalter mit hohem Rückstell vermögen und an der anderen Seite Niederhalter mit niedrigem Rückstellvermögen verwendet werden, so daß an der Seite, wo die Niederhalter mit niedrigen Rück stellvermögen vorhanden sind, hohe Federkraft und damit eine hohe Haltekraft auf das Tiefziehteil ausgeübt wird, während an der gegenüberliegenden Seite, wo die Niederhalter mit hoher Rückstellkraft verwendet werden, eine geringere Niederhaltekraft auf das Tiefziehteil ausgeübt wird.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Niederhalter noch mit den Bremsbacken versehen sind, welche Bremsbacken auf dem Tiefziehteil modifizieren.

So ist es möglich, die Art und Ausgestaltung der Brems backen zu ändern.

In einer ersten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß jedem Niederhalter (der als Stempel ausgebildet ist) eine eigene Bremsbacke zugeordnet ist, welche Bremsbacke dem Querschnitt des Niederhalters entspricht.

In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, daß die Bremsbacke als umlaufender Ring ausgebildet ist, auf dem stückweise die am Umfang ver teilt angeordneten Niederhalter aufsitzen. Es kann demzufolge auch die Niederhaltekraft durch Verände rung der Materialart und der Abmessungen und der Nie derhalter verändert werden. Hierbei ist wichtig, daß sich die Bremsbacke leicht elastisch verformen kann, um sich dem umlaufenden Rand des Tiefziehteils anpas sen zu können.

Bei der gegebenen technischen Lehre können also sehr kostengünstige Tiefziehmaschinen gebaut werden, weil auf einem eigenen Antrieb für den Niederhalter voll kommen verzichtet werden kann.

Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentan sprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen, ein schließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen darge stellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesent lich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungswege darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

Es zeigen

Fig. 1 schematisiert gezeichneter Schnitt durch ein Tief ziehwerkzeug in einer ersten Ausgestaltung,

Fig. 2 schematisiert die Draufsicht auf den Stempel,

Fig. 3 schematisiert eine Ausführungsform mit ring förmiger Bremsbacke,

Fig. 4 eine Ansicht gemäß Fig. 1 durch ein Tiefzieh werkzeug in einer zweiten Ausgestaltung,

Fig. 5 das Tiefziehwerkzeug gemäß Fig. 4 in ge schlossenem Zustand.

In Fig. 1 ist ein Tiefziehwerkzeug 1 dargestellt, welches in an sich bekannter Weise aus einem in den Pfeilrichtungen 12 heb- und senkbar angetriebenen Stempel 3 besteht, der ein Stempelwerkzeug 4 trägt.

Das Stempelwerkzeug greift in ein Formloch 2 einer darunter angeordneten Matrize 11 ein, wobei ein Tief ziehteil 10 von dem Stempelwerkzeug 4 tiefgezogen wer den soll. Hierbei setzen am Randbereich um das Formloch 2 herum Niederhalter 5 auf dem Tiefziehteil 10 auf, wobei jeder Niederhalter etwa als Stempel ausgebildet ist, welcher Stempel rund, eckig, oval oder in anderer Weise profiliert sein kann und bevorzugt aus einem Elastomerkörper 6 besteht. Die Niederhalter sind hierbei bevorzugt länglich und etwa zylinderförmig ausgebildet.

Dieser Elastomerkörper soll ein relativ hohes Rückstell vermögen haben, um zu gewährleisten, daß beim Einfahren des Stempels 3 in Pfeilrichtung 12 nach unten sich gleichzeitig der Elastomerkörper 6 so stark verformt, daß er eine hohe Niederhaltekraft auf das Tiefziehteil 10 ausübt, aber gleichzeitig der Elastomerkörper 6 in sich zusammengeht, weil er bevorzugt aus einem Kunst stoffschaum gebildet ist.

Zur weiteren Verbesserung der Niederhaltekraft kann es vorgesehen sein, daß an der Unterseite des jeweili gen Elastomerkörpers 6 eine Bremsbacke 8 angeformt ist, die entweder als selbständiges Kunststoffteil angeklebt oder mechanisch mit dem Elastomerkörper verbunden ist.

Es kann aber auch vorgesehen werden, daß die Bremsbacc ke werkstoffeinstückig mit dem Elastomerkörper verbun den ist und in demselben Schäumprozeß mit unterschiedlicher Härte hergestellt wurde.

Hierbei ist also wichtig, daß auf einen getrennt ange triebenen Niederhalter überhaupt verzichtet werden kann, weil die Elastomerkörper stückweise am Umfang verteilt angeordnet sind.

Es bedarf im übrigen keiner Verteilung, die auf einer Ringfläche liegt, sondern die Elastomerkörper können in ihren Ausnehmungen 7 an der Unterseite des Stem pels 3 in beliebiger Reihenfolge angeordnet werden.

Ebenso können die Ausnehmungen 7 auf unterschiedlichen Höhen bzw. mit unterschiedlicher Tiefe angebracht werden bei gleicher Höhe von zugeordneten Niederhaltern, um die Niederhaltekraft an der einen Stelle in Vergleich zu einer anderen Stelle zu beeinflussen.

Durch Anordnung der Elastomerkörper 6 in den zugeord neten Ausnehmungen 7 sind diese leicht auswechselbar und können entsprechend den Erfordernissen ausgetauscht werden.

Die Fig. 2 zeigt, daß um den Stempel 3 herum eine umlaufende Nut 13 ausgebildet ist, in welcher Nut die vorher erwähnten Ausnehmungen 7 zur Aufnahme der Nieder halter 5 ausgebildet sind.

Hierbei ist erkennbar, daß z. B. die Niederhalter in Form eines Quadrates oder Rechteckes um das Stempel werkzeug 4 herum angeordnet sind.

Die Fig. 3 zeigt, daß die Bremsbacke nicht nur stück weise jeweils an der Unterseite des Elastomerkörpers angeformt sein kann, sondern daß die Bremsbacke als Bremsbackenring 9 ausgebildet sein kann, auf dem stück weise die Niederhalter 5 aufsetzen. Dieser Bremsbacken ring ist bevorzugt aus einem elastomeren Kunststoffma terial ausgebildet, welches sich dem umlaufenden Rand im Bereich der Matrize 11 anpaßt.

Gemäß den Fig. 4, 5 ist auch eine unregelmäßige Verteilung der Niederhalter 5 im Stempel 3 möglich. Die Figuren zeigen, daß die erfindungsgemäßen Niederhalter 5 nicht zwingend auf derselben Höhe angebracht werden müssen. Es ist selbst verständlich auch nicht erforderlich, die Niederhalter auf einem Kreis anzubringen, sondern es kann jede beliebige geometrische Form gewählt werden.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Niederhalter 5 nicht nur mit einer Bremsbacke 8, sondern auch mit einem Zwischenstück 14 versehen, das ebenso wie die Bremsbacke 8 materialeinstückig mit dem Niederhalter zusammen hergestellt werden kann oder von ihm hergestellt und danach in geeigneter Weise befestigt wird. Dieses Zwischenstück kann z. B. zum Einstellen spezieller Federungs- und Dämpfungs-Charakteristika des Niederhalters 5 dienen.

Die Matrize 2 ist an der gegenüberliegenden Stelle mit einem Gegenhalter 15 versehen.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4, 5 ist es darüber hinaus vorgesehen, das Blech in einem ersten Tiefziehvorgang zu verformen und anschließend, während das Blech sich noch in der Form befindet, über einen Zusatzstempel 16 eine weitere Verformung vorzunehmen.

Dieser Zusatzstempel 16 ist hierbei im Stempel 3 gelagert.

Mit der vorliegenden Erfindung wird somit ein kostengünstig herstellbares und flexibel einsatzfähiges Tiefziehwerkzeug bereitgestellt.

Bezugszeichenliste

1 Tiefziehwerkzeug
2 Formloch
3 Stempel
4 Stempelwerkzeug
5 Niederhalter
6 Elastomerkörper
7 Ausnehmung
8 Bremsbacke
9 Bremsbackenring
10 Tiefziehteil
11 Matrize
12 Pfeilrichtung
13 Nut
14 Zwischenstück
15 Gegenhalter
16 Zusatzstempel

Claims

1. Tiefziehwerkzeug mit Stempel, Matrize und Niederhalter, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (5) direkt am Stempel (3) befestigt ist.

2. Tiefziehwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (5) federnd angebracht und/oder ela stisch ausgebildet ist.

3. Tiefziehwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (5) aus einem Elastomermaterial hergestellt ist.

4. Tiefziehwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (5) in Form einzelner, voneinander getrennter Körper (6) ausgebildet ist.

5. Tiefziehwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Körper (6) mit Bremsbacken (8) und/oder einem Zwischenstück (14) versehen ist.

6. Tiefziehwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Körper (6) eine gemeinsame Bremsbacke, insbesondere in Form eines Bremsbacken rings (9), beaufschlagen.

7. Tiefziehwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Körper (6) mit unter schiedlichem Federverhalten angebracht sind und/oder Anbrin gungsart der Körper (6) ein unterschiedliches Federverhalten gewährleistet.