DE19732413A1 - Verfahren und Vorrichtung zum kombinierten Hydro-Umformen von Metallblech - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum kombinierten Hydro-Umformen von MetallblechInfo
- Publication number
- DE19732413A1 DE19732413A1 DE1997132413 DE19732413A DE19732413A1 DE 19732413 A1 DE19732413 A1 DE 19732413A1 DE 1997132413 DE1997132413 DE 1997132413 DE 19732413 A DE19732413 A DE 19732413A DE 19732413 A1 DE19732413 A1 DE 19732413A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tool
- hold
- pressure
- plate
- sheet
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
- B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
- B21D26/021—Deforming sheet bodies
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
- B21D22/20—Deep-drawing
- B21D22/205—Hydro-mechanical deep-drawing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
- B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
- B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
- B21D26/021—Deforming sheet bodies
- B21D26/025—Means for controlling the clamping or opening of the moulds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
- B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
- B21D26/021—Deforming sheet bodies
- B21D26/029—Closing or sealing means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum kombinierten Hydro-Umformen von Metallblech, bei dem
das zwischen zwei Werkzeughälften umfangsseitig geklemmte
Blech mit einer Niederhalterkraft beaufschlagt wird.
Ein derartiges Verfahren ist in der EP 0 704 258 A1
beschrieben. Das Blech ist hierfür zwischen dem Ziehring
des den Formstempel aufweisenden Oberwerkzeuges und dem den
Druckraum aufweisenden Unterwerkzeug eingespannt, wobei das
Unterwerkzeug mit einer auf das Blech wirkenden Dichtung
versehen ist, die den Druckraum abdichtet. Die Verformung
erfolgt in zwei Phasen. In einer ersten Phase bleibt das
Blech fest eingespannt, so daß bei Druckbeaufschlagung kaum
Material nachfließen kann. In einer zweiten Phase wird
dieses Nachfließen durch eine kleinere Einspannkraft
ermöglicht. Darüber hinaus erfolgt in jeder Phase
Feinsteuerungen der Einspannkraft. Alle diese Steuerungen
sind erforderlich, um bei zu geringer Einspannkraft
Faltenbildungen am eingespannten Material und bei zu großer
Einspannkraft Risse zu vermeiden. Um diese sensiblen
Steuerungen vornehmen zu können, muß immer die
Aufspannplatte der Presse angesteuert werden, was sehr hohe
Führungsgenauigkeiten im gesamten System erfordert.
Außerdem wird mit jeder Werkzeugbewegung der Grad der
Abdichtung beeinflußt, was die Zuverlässigkeit negativ
beeinflußt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zum Umformen von Metallblech zu
entwickeln, mit welchen eine auf das Ziehverhältnis positiv
wirkende, Steuerung der Niederhalterkraft gewährleistet und
gleichzeitig eine sichere Abdichtung des Druckraumes
garantiert wird und eine Kombination des herkömmlichen
Tiefziehens mit dem hydromechanischen Umformen möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden
Merkmalen des 1. und 9. Patentanspruchs und den weiteren
Merkmalen in deren Unteransprüchen gelöst. Bei dem
Verfahren zum Umformen von Metallblech wird dabei zwischen
zwei Werkzeughälften in Form des Oberwerkzeuges und des
Unterwerkzeuges ein Blech eingelegt und dieses mit dem
Formstempel durch Tiefziehen vorgeformt. An der Stirnfläche
des Stempels kann sich dabei eine Gravur befinden.
Erfindungsgemäß erfolgt gleichzeitig oder nach dem
Tiefziehvorgang ein hydrostatisches Umformen des Bleches
mit oder ohne partiellen Rückhub des Stempels. Das Umformen
nur eines Bleches erfolgt dabei meist ohne Rückhub des
Stempels, wobei sich der Blechwerkstoff durch den Druck des
Druckmediums an die Gravur an der Stirnseite des Stempels
anlegt.
Beim Umformen einer Doppelplatine befindet sich in dem
unteren Blech eine Bohrung zur Druckzuführung. Durch diese
greift eine Pinole ein und der Raum zwischen beiden Blechen
wird mit Druck beaufschlagt. Erfolgt dabei kein Rückhub des
Stempels legt sich das obere Blech an die Gravur an der
Stirnseite des Stempels an und das untere Blech wird gegen
die Stirnseite des Unterwerkzeuges und die Innenseite des
Ziehrings gedrückt. Es ist jedoch auch möglich, daß der
Stempel einen partiellen Rückhub durchführt, so daß er z. B.
um einen Betrag X über dem Flanschbereich des Bleches
stehen kann. In diesem Fall wird das in Richtung zum
Stempel weisende Blech durch den hydrostatischen Druck in
die Gegenrichtung über den Rand des oberen Ziehrings
gezogen, bis es ebenfalls an der Stirnfläche des Stempels
und an den anderen Innenkonturen des Oberwerkzeuges
anliegt. Es besteht auch die Möglichkeit, in der zum Blech
weisenden Fläche des Werkzeugunterteils, die sich im
Umformraum befindet, Formelemente anzuordnen, an die sich
das untere Blech durch den hydrostatischen Druck anlegt.
Es erfolgt somit durch den Stempel und das damit
durchgeführte herkömmliche Tiefziehen ein Vorformen und
durch das anschließende oder gleichzeitige hydrostatische
Umformen das endgültige Umformen des Metallbleches.
Das Blech wird während des Umformvorganges umfangsseitig
mit einem Niederhalter geklemmt. Erfindungsgemäß wird dabei
ein Schließbereich zum Schließen beider Werkzeughälften und
ein vom Schließbereich beabstandeter, mit dem Niederhalter
erzeugter Klemmbereich zum Klemmen des Bleches
Werkzeugober- und -unterteil vorgesehen. Dabei erfolgt
zunächst das druckdichte Schließen beider Werkzeughälften
im Schließbereich und anschließend das Klemmen des Bleches
im Niederhalterbereich, wobei die beim Klemmen aufgebrachte
Niederhalterkraft unabhängig von der beim Schließen
aufgebrachten Schließkraft ist. Dabei ist es auch möglich,
die Niederhalterkraft in Abhängigkeit von der Umformkraft
des Druckmediums zu steuern. Weiterhin kann der
Niederhalterdruck mit einer Schwingung beaufschlagt werden,
die im Bereich von 10 bis 100 Hz liegen kann. Vorzugsweise
sollte die Schwingung 45 bis 100 Hz betragen. Erfolgt das
Klemmen unter dieser Schwingungsüberlagerung, läßt sich die
Faltenbildung reduzieren und ein größeres Ziehverhältnis
erzielen. Der Niederhalter kann direkt mit Druck
beaufschlagt werden, es besteht jedoch auch die
Möglichkeit, den Druck über einen Ringkolben oder Gasfedern
auf den Niederhalter zu übertragen.
Der Niederhalter kann entsprechend der Oberflächenbereiche
auch in Niederhalterbereiche segmentiert sein. In diesem
Fall werden die Segmente einzeln und/oder gruppenweise mit
einer Einzelniederhalterkraft oder einer Gruppe von
Einzelniederhalterkräften angesteuert. Mit segmentiertem
Klemmbereich kann man sich besser auf örtlich sehr
unterschiedlichen Klemmanforderungen einstellen.
Einen weiteren positiven Effekt auf das Ziehverhältnis
bewirkt die Anwendung eines auf den Temperaturbereich der
Halbwarmumformung des umzuformenden Bleches erwärmten
Druckmediums, denn dadurch erwärmt sich das gesamte
Werkzeug und somit auch das darin eingelegte Blech.
Die Vorrichtung zum Umformen von Metallblech besteht
bekannter Weise aus zwei Werkzeughälften in Form eines
Oberwerkzeuges und eines Unterwerkzeuges, wobei im
Oberwerkzeug ein am Pressenstößel befestigter Ziehstempel
axial beweglich gelagert ist. Das Unterwerkzeug weist einen
druckbeaufschlagbaren zentrischen Druckraum auf. Das
Metallblech kann in Form einer Einfach- oder Doppelplatine
ausgebildet sein. Es wird bekannter Weise zwischen
Oberwerkzeug und Unterwerkzeug mittels eines Niederhalters
geklemmt. Erfindungsgemäß sind beide Werkzeughälften in
einem den Niederhalter umgebenden Schließbereich druckdicht
schließbar und der Niederhalter nach dem Schließen der
beiden Werkzeughälften in Richtung des Bleches mit einer
von der Schließkraft unabhängigen Niederhalterkraft
bewegbar. Der Niederhalter wird direkt oder über Ringkolben
mit Druck beaufschlagt, wobei der Ringkolben in einen
Druckraum des Unterwerkzeuges eingelassen ist. Es besteht
jedoch auch die Möglichkeit, anstelle eines Ringkolbens
Druckfedern einzusetzen.
Das Oberwerkzeug weist eine die Tiefziehform umgebende
Dichtglocke auf, deren Rand im Schließbereich dichtend auf
das Werkzeugunterteil aufsetzbar ist. Durch die Kopplung
der Druckzuführungen für das Innenhochdruckumformen und den
Niederhalterdruck ist es möglich, die Niederhalterkraft in
Abhängigkeit von der Umformkraft zu steuern.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungs
beispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1a Querschnitt eines geöffneten Werkzeuges mit
eingelegtem Blech (Einfachplatine)
Fig. 1b Querschnitt eines geschlossenen Werkzeugs mit
eingelegtem Blech (Einfachplatine)
Fig. 2 Werkzeug gem. Fig. 1 nach dem Tiefziehen mit
dem Stempel
Fig. 3 Werkzeug gem. Fig. 1 nach Abschluß des
hydromechanischen Umformens (Einfachplatine)
Fig. 3a Werkzeug gem. Fig. 3 mit einer Dichtung zwischen
der Stirnseite des Stempels und dem Unterwerkzeug
Fig. 4 Werkzeug nach dem hydromechanischen Umformen
bei einer Doppelplatine mit zurückgesetztem
Stempel und Gegenhalter am Innenhochdruckraum
Fig. 5 Werkzeug gem. Fig. 4 nach dem hydromechanischen
Umformen bei einer Doppelplatine mit zurück
gesetztem Stempel und vorgesetztem Gegenhalter
Fig. 6 Werkzeug unter Anwendung von zwei einander
gegenüberliegenden Stempeln und zwischen den
zwei Blechen angeordnetem schwimmenden Ziehring,
nach dem gegenläufigen Tiefziehen der beiden
Bleche durch die Stempel
Fig. 7 Werkzeug gem. Fig. 6 nach dem Stülpziehen beider
Bleche durch Hydro-Umformung
Fig. 8 Werkzeug zum Umformen von zwei Blechen, wobei die
beiden Stempel unterschiedliche Formelemente und
Gravuren aufweisen
Fig. 9 Werkzeug, bei welchem nach dem gegenläufigen
Tiefziehen beider Stempel nur ein Stempel eine
Rückhubbewegung zum Stülpziehen ausführt
Fig. 10 Werkzeug, bei welchem das Formelement des unteren
Stempels auch seitliche Aussparungen aufweist.
Das hydromechanische Tiefziehwerkzeug gemäß Fig. 1 bis 5
besteht aus einem Oberwerkzeug 1, in welchem ein am
Pressenstößel 2 befestigter Tiefziehstempel 3 axial
beweglich gelagert ist. Der Tiefziehstempel 3 weist ein
Formstück 3.1 mit einer in Gravur 3.2 an dem Stirnfläche
auf. Am flanschartigen Oberwerkzeug 1 ist über ein
Zwischenstück 4 ein oberer Ziehring 5 befestigt. Das
Oberwerkzeug 1 weist weiterhin eine nach unten offene
Dichtglocke 6 auf, die das Zwischenstück 4 und den oberen
Ziehring 5 umgibt und über diese hinausragt. Das
Unterwerkzeug 7 besitzt einen nach oben offenen Druckraum 8
mit einer ersten Druckzuführung 9 und ist am Pressentisch
10 befestigt. In die plane Oberseite des Unterwerkzeuges 7
ist ein Ringkolben 11 eingelassen, der über einen Druckraum
12 und die zweite Druckzuführung 13 mit einem Druckmedium
beaufschlagbar ist. Über dem Ringkolben 11 ist der untere
Ziehring 14 angeordnet. Der Ringkolben 11 weist an seinem
Außendurchmesser eine Dichtung 11.1 auf. Die untere
Ringfläche des oberen Ziehrings 5 entspricht der oberen
Ringfläche des unteren Ziehringes 14. Beide Ringflächen
befinden sich übereinander und bilden einen Klemmbereich K.
Dazwischen liegt der Flanschbereich des tiefzuziehenden
Bleches 15. Die Dichtglocke 6, welche im geschlossenen
Zustand des Werkzeuges die Ziehringe 5, 14 und das Blech 15
umschließt, greift in eine Ringnut 16 des Unterwerkzeuges 7
ein, bildet einen vom Klemmbereich K beabstandeten oder sich
daran anschließenden Schließbereich S. Zur flüssigkeits-
und druckdichten Abdichtung weist die Dichtglocke 6 an
ihrem Außendurchmesser eine Dichtung 6.1 und an ihrer in
Richtung zum Unterwerkzeug 7 gerichteten stirnseitigen
Ringfläche eine Dichtung 6.2 auf.
Zur Durchführung des Verfahrens wird zuerst das Blech 15
zwischen Oberwerkzeug 1 und Unterwerkzeug 7 eingelegt (Fig.
1a). Dann wird das Oberwerkzeug 1 mit der Schließkraft Fs
gegen das Werkzeugunterteil 7 gefahren, so daß die
Dichtglocke 6 dichtend in die Ringnut 16 des
Unterwerkzeuges eingreift und der obere Ziehring am Blech
anliegt. Gleichzeitig wird der Druckraum 12 über die
Druckzuführung 13 mit hydraulischen Druck pi beaufschlagt
und der Ringkolben 11 durch den auf ihn wirkenden Druck piN
gegen den unteren als Niederhalter wirkenden Ziehring 14
gedrückt, so daß das Blech 15 im Randbereich zwischen
beiden Ziehringen mit der Niederhalterkraft FN
(Klemmbereich K) geklemmt wird (Fig. 1b). Nun wird der
Stempel 3 durch den Pressenstößel 2 nach unten bewegt und
das Blech 15 über die Ziehkante des unteren Ziehringes 14
tiefgezogen (Fig. 2). Anschließend an das Tiefziehen mit
dem Stempel oder gleichzeitig wird über die Druckzuführung
9 der Druckraum 12 des Unterwerkzeuges 7 mit Druck
beaufschlagt, das Druckmedium wirkt von unten her gegen das
Blech 15 und dieses legt sich an die Gravur 3.2 im
Formstück 3.1 des Stempels 3 an (Fig. 3). Durch eine
definiert gesteuerte Niederhalterkraft FN, die unabhängig
von der Schließkraft Fs ist, kann das Material aus dem
Flanschbereich nachfließen, bis das Blech 15 vollständig
umgeformt ist. Das Ziehverhältnis läßt sich wesentlich
erhöhen, wenn man den Niederhalter (unterer Ziehring 14)
mit einem schwingenden Druck beaufschlagt, was über einen
Kolben oder Ventilsteuerung möglich ist. Da für das Klemmen
des Bleches 15 vorzugsweise das gleiche Druckmedium wie für
das Formen des Bleches 40 genutzt wird, kann die Steuerung
sehr einfach gehalten werden. Das ist auch von Vorteil,
wenn für komplizierte Teile Niederhalter Verwendung finden,
die umfänglich in separat beaufschlagbare Segmente
unterteilt sind. Ein solcher Niederhalter kann z. B.
Kunststoff bestehen, in den Metallsegmente eingelassen
sind.
Die Druckbeaufschlagung des Niederhalters oder der Segmente
des Niederhalters kann anstelle des Ringkolbens auch direkt
oder über Gasfedern erfolgen.
Eine Variante, bei welcher der Druck pi partiell nur auf
den Bereich des Bleches 15 wirkt, der durch Hydro-Umformung
in Richtung zur Gravur 3.2 des Stempels 3 umgeformt werden
soll, wird in Fig. 3a gezeigt. Dabei ist zwischen dem
Formelement 3.1 des Stempels 3 und der Oberseite des
Unterwerkzeuges 7 eine Dichtung 6.3 angeordnet. Der Stempel
drückt in seiner unteren Endlage mit seiner ringförmigen
Stirnfläche des Formelements 3.1 gegen die Dichtung 6.3, so
daß der Druck pi nur im Bereich der Gravur 3.2 auf das
Blech 15 wirkt und sich dieses an die Gravur anlegt. Die
Dichtung 6.3 kann entsprechend eines nicht dargestellten
Beispieles auch in einer Buchse angeordnet sein die von
oben in den Hochdruckraum 8 des Unterwerkzeuges 7
eingesetzt wird.
Das Umformen einer Doppelplatine aus einem oberen Blech 15a
und einem unteren Blech 15b erfolgt zuerst wie nach Fig. 1
und 2 beschrieben. Nach dem Tiefziehen mit dem Stempel
greift eine mit der Druckzuführung 9 verbundene Pinole 20
in eine Bohrung des unteren Bleches 15b ein und der Raum
zwischen beiden Blechen 15a und 15b wird mit dem
Druckmedium beaufschlagt. Der Hochdruckraum 8 ist in
Richtung zum Blech 15b durch einen Verschlußring 21
abgedichtet, wobei die Oberseite des Dichtringes 21 bündig
mit der Oberseite des Unterwerkzeuges 7 abschließt. Der
Stempel 3 wurde im dargestellten Beispiel (Fig. 4)
zurückgefahren. Durch die Druckbeaufschlagung wird das
untere Blech 15b in Richtung zum Unterwerkzeug gepreßt und
das obere Blech 15a in die entgegengesetzte Richtung, so
daß es sich an den Innenkonturen des Oberwerkzeuges 1 und
an der Gravur 3.2 des Formstückes 3.1 anlegt.
Es besteht auch die Möglichkeit, den Verschlußring 21 im
Hochdruckraum 8 in Richtung zum Stempel 3 über das
Unterwerkzeug 7 gem. Fig. 5 hinausragen zu lassen, so beim
Innenhochdruckumformen im unteren Blech 15b ebenfalls ein
Formelement eingebracht werden kann. Zusätzlich können in
der Stirnfläche des Gegenhaltern und in der Fläche des
Unterwerkzeuges, an welche sich das Blech 15b anlegt,
Gravuren eingebracht sein.
Das kombinierte Tiefziehen mit zwei Formstempeln und
gleichzeitigen oder anschließenden Hydroumformen mit zwei
Platinen gleichzeitig kann auch derart durchgeführt werden,
daß zwischen den Platinen (oberes Blech 5a und unteres
Blech 5b) ein schwimmender Ziehring 17 als Distanzstück
liegt (Fig. 6 und 7). Durch die in diesem Fall im
schwimmenden Ziehring 17 angeordnete und rechtwinklig zur
Stempelachse A liegende Druckzuführung 9 wird die Hydro-
Druckflüssigkeit zwischen die Platinen (oberes Blech 5a und
unteres Blech 5b) zugeführt. Somit liegt der Hochdruckraum
zwischen den beiden Blechen 15a und 15b und zwischen oberen
Stempel 3 und unteren Stempel 3'. Das klassische
Formstempeltiefziehen verläuft dabei gem. Fig. 6
gegenläufig, so daß durch die anschließende Hydroumformung
für beide vorgezogenen Näpfe ein Stülpziehen erfolgt, s.
Fig. 7. Abdichtprobleme mit dem Andocksystem mit Bohrung in
der Mitte einer der beiden Näpfe (s. Fig. 4 und 5)
entfallen damit. Für behälterförmige Teile entfällt damit
die Bohrung, welche eventuell die spätere Funktion stören
kann. Asymmetrische Teile (z. B. unterschiedliche
Teileformen für das obere Blech 5a und das untere Blech 5b
lassen sich mit diesem Verfahren ebenfalls besser ziehen,
so daß es möglich ist, durch unterschiedlichen
Stempelformen und Ziehtiefen gleichzeitig unterschiedliche
Teileformen zu erzeugen. In Fig. 8 wird dabei ein
Ausführungsbeispiel gezeigt, wobei der schwimmende Ziehring
17 zwei Bereiche unterschiedlichen Durchmessers aufweist,
die jeweils dem Durchmesser des sich anschließenden
Ziehringes angepaßt sind. Im dargestellten Beispiel haben
der obere Stempel 3 und somit der obere Ziehring 5 und der
obere Bereich 17.1 des schwimmenden Ziehringes 17 einen
größeren Durchmesser als der untere Stempel 3' und somit
der untere Ziehring 14 und der untere Bereich 17.2 des
schwimmenden Ziehringes 17. Analog sind die Formstücke 3.1
und 3.2 diesen Durchmesser angepaßt. Neben den
unterschiedlichen Durchmesser der Formstücke 3.1 und 3.1'
weicht auch deren Gravur 3.2 und 3.2' voneinander ab.
Somit können erstmalig wahlweise auch gleichzeitig Bleche
15a, 15b mit unterschiedlichem Rondendurchmessern und
unterschiedlichen Endformen durch die Kombination
Tiefziehen und anschließendes Stülpziehen durch
Hydroumformen gezogen werden.
In Fig. 9 ist eine weitere Variante dargestellt, bei
welcher mit dem unteren Stempel 3' nur ein herkömmliches
Tiefziehen des unteren Bleches 15b erfolgt. Anschließend
erfolgt gleichzeitig mit dem Stülpziehen und dem
Hydroumformen des oberen Bleches 15.a durch den
hydraulischen Druck das Anlegen des Bleches 15a an die
Gravur 3.2 des Formstücks 3.1' unter Beibehaltung der Lage
des unteren Stempels 3' oder unter einer Vorschubbewegung
in Richtung zum Stempel 3.
Eine ähnliche Ausführungsvariante, bei welcher das
Formelement 3.1' des unteren Stempels 3' zusätzlich
seitliche Aussparungen 3.3' aufweist, an welche der
Werkstoff des unteren Bleches 15b durch den hydraulischen
Druck gepreßt wird, zeigt Fig. 10.
Bei allen gezeigten Ausführungsvarianten ist es ebenfalls
möglich, das Druckmedium zu erwärmen. Besitzt das
Druckmedium 30 eine für das Halbwarmumformen geeignete
Temperatur, lassen sich aufgrund der Erwärmung des gesamten
Werkzeuges und des darin eingelegten Bleches Teile mit
einem großen Ziehverhältnis erzeugen. Als Druckmedium kann
dabei bei der Erwärmung auf ca. 250°C beispielsweise
CALFLOHTF der Firma Fragol und bei der Erwärmung auf ca.
750°C bis 850°C z. B. flüssige Salze eingesetzt werden.
Claims (21)
1. Verfahren zum kombinierten Hydro-Umformen von
Metallblech, bei dem ein zwischen zwei Werkzeughälften in
Form des Oberwerkzeuges (1) und des Unterwerkzeuges (7)
umfangsseitig über einen Niederhalter geklemmtes Blech (40)
Form einer Einfach- oder Doppelplatine mittels eines
Stempels (3) tiefgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß
gleichzeitig oder nachfolgend ein Hydroumformen mit oder
ohne Rückhub des Stempels (3) erfolgt, wobei ein Schließ
bereich (S) zum Schließen beider Werkzeughälften (1, 7) und
vom Schließbereich (S) getrennter Niederhalterbereich
(K) zum Klemmen des Bleches (15) zwischen diesen
Werkzeughälften (1, 7) vorgesehen ist, und daß zunächst das
druckdichte Schließen beider Werkzeughälften (1, 7) am
Schließbereich (S) und anschließend das Klemmen des Bleches
(15) am Niederhalterbereich (K) erfolgt wobei die beim
Klemmen aufgebrachte Niederhalterkraft (FN) unabhängig von
der beim Schließen aufgebrachten Schließkraft (FS) ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Umformen einer Doppelplatine aus einem unteren Blech
(15a) und einem oberen Blech (15b) das in Richtung zum
Unterwerkzeug gerichtete untere Blech (15a) eine Bohrung
aufweist, in welche nach dem Tiefziehvorgang mit dem
Stempel eine Pinole zur Druckzuführung zwischen beide
Bleche (15a, 15b) eingreift.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
beim Umformen einer Doppelplatine aus einem unteren Blech
(15a) und einem oberen Blech (15b) die Druckzuführung (9)
durch einen zwischen den beiden Blechen (15a, 15b)
angeordneten schwimmenden Ziehring (17) erfolgt und daß das
Umformen des unteren Bleches 15b mit einem zweiten Stempel
(3') durchgeführt wird, wobei das klassische
Formstempeltiefziehen des oberen Bleches 15a und des
unteren Bleches 15b durch eine gleichzeitige gegenläufige
Hubbewegung der beiden Stempel (3) und (3') erfolgt und
anschließend bei der Hydroumformung das Stülpziehen eines
oder beider Bleche (15a, 15b) unter dem Rückhub des
entsprechenden Stempels (3, 3') realisiert wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Niederhalterkraft (FN) in
Abhängigkeit von der Stempelkraft (Fst) und/oder von der
Umformkraft des Druckmediums steuerbar ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der als Niederhalter wirkende untere Ziehring (14) mit
einer Schwingung beaufschlagbar ist.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
die Frequenz der Schwingung im Bereich von 10 bis 100 Hz
liegt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche von 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Niederhalterbereich (K) segmentiert
ist und die Segmente einzeln und/oder gruppenweise mit
einer Einzelniederhalterkraft oder einer Gruppe von Einzel
niederhalterkräften ansteuerbar sind.
8. Verfahren nach Anspruch 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet,
daß das Druckmedium eine Temperatur aufweist, die im
Temperaturbereich der Halbwarmumformung des umzuformenden
Bleches (15) liegt.
9. Vorrichtung zum Umformen von Metallblech, bestehend aus
zwei Werkzeughälften in Form eines Oberwerkzeuges (1) und
eines Unterwerkzeuges (7), wobei im Oberwerkzeug (1) ein am
Pressenstößel befestigter Stempel (3) axial beweglich
angeordnet ist und das Werkzeugunterteil (7) einen druck
beaufschlagbaren Druckraum (8) aufweist und das Metallblech
(15) in Form einer Einfach- oder Doppelplatine zwischen
Oberwerkzeug (1) und Unterwerkzeug (7) mittels eines
Niederhalters klemmbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
beide Werkzeughälften (1, 7) in einem den Niederhalter
umgebenden Schließbereich (S) druckdicht schließbar sind
und daß der Niederhalter nach dem Schließen der beiden
Werkzeughälften (1, 7) in Richtung des Bleches (15) mit
einer von der Schließkraft (Fs) unabhängigen
Niederhalterkraft (FN) bewegbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß im Oberwerkzeug in Richtung zum Blech (15) ein oberer
Ziehring (5) und im Unterwerkzeug in Richtung zum Blech
(15) ein unterer Ziehring (14) angeordnet sind, zwischen
welchen das Blech (15) während des Umformvorganges geführt
wird, wobei unter dem unteren Ziehring (14) ein mit einem
Druck (piN) beaufschlagbarer Ringkolben (11) angeordnet
ist, der gegen den unteren Ziehring (14) drückt, so daß der
untere Ziehring (14) als Niederhalter wirkt und mit der
Niederkalterkraft (FN) gegen das Blech 15 drückt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Umformen einer Doppelplatine aus
einem oberen Blech (15a) und einem unteren Blech (15b) in
dem unteren Blech (15b) eine Bohrung angeordnet ist, in
welche nach dem Formstempeltiefziehen zur Druckzuführung
für das Hydroumformen eine Pinole (20) eingreift.
12. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, dadurch
gekennzeichnet, daß zum Umformen einer Doppelplatine aus
einem oberen Blech (15a) und einem unteren Blech (15b)
zwischen den Blechen (15a) und (15b) ein schwimmender
Ziehring (17) mit einer radialen Druckzuführung (9) zum
Druckraum (8) vorgesehen ist, wobei im Unterwerkzeug (7)
zweiter Stempel (3') angeordnet ist, so daß das obere
Blech (15a) und das untere Blech (15b) gleichzeitig durch
die gegenläufig wirkenden Stempel (3 und 3') über die
Ziehkanten des schwimmenden Ziehringes (17) durch
klassisches Tiefziehen umformbar sind und anschließend mit
oder ohne Rückhubbewegung eines oder beider Stempel (3, 3')
durch Hydroumformung fertig umgeformt werden.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der obere Stempel (3) ein Formstück
(3.1) mit einer Gravur (3.2) und/oder der untere zweite
Stempel (3') ein Formstück (3.1') mit einer Gravur (3.2')
aufweist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Stempel (3) und (3') Formstücke
(3.1, 3.1') unterschiedlichen Durchmessers und unter
schiedliche Gravuren (3.2, 3.2') aufweisen
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß und daß das obere Blech 15a und das
untere Blech 15b unterschiedliche Rondendurchmesser
aufweisen.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der untere Ziehring (14) über
Ringkolben (11) mit Druck beaufschlagt wird, wobei der
Ringkolben (11) in einen Druckraum (12) des Unterwerkzeuges
(7) eingelassen ist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch
gekennzeichnet, daß der untere Ziehring (14) über Gasfedern
mit Druck beaufschlagt wird.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß der untere Ziehring (14) segmentiert
ausgebildet ist, wobei die einzelnen Segmente in Kunststoff
eingebettet und einzeln mit Niederhalterkräften
beaufschlagbar sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß das Oberwerkzeug (1) eine die
Tiefziehform umgebende Dichtglocke (6) aufweist, deren Rand
im Schließbereich (S) dichtend mit dem Unterwerkzeug (7)
abschließt.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch
gekennzeichnet, daß das auf dem drucklosen als Niederhalter
wirkenden unteren Ziehring (14) aufliegende Blech (15)
maximal mit der Schließkraft (Fs) des Werkzeugoberteils (1)
belastet wird.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch
gekennzeichnet, daß die Druckzuführungen (9) und (13) für
das Innenhochdruckumformen und den Niederhalterdruck mit
einander gekoppelt sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997132413 DE19732413B4 (de) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | Verfahren und Vorrichtung zum kombinierten Hydro-Umformen von Metallblech |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997132413 DE19732413B4 (de) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | Verfahren und Vorrichtung zum kombinierten Hydro-Umformen von Metallblech |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19732413A1 true DE19732413A1 (de) | 1999-02-18 |
DE19732413B4 DE19732413B4 (de) | 2005-03-24 |
Family
ID=7837120
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997132413 Expired - Fee Related DE19732413B4 (de) | 1997-07-28 | 1997-07-28 | Verfahren und Vorrichtung zum kombinierten Hydro-Umformen von Metallblech |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19732413B4 (de) |
Cited By (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1005930A1 (de) * | 1998-12-03 | 2000-06-07 | KUKA Werkzeugbau Schwarzenberg GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum hydraulischen Umformen von Werkstücken |
DE19907247A1 (de) * | 1999-02-19 | 2000-08-31 | Meleghy Hydroforming Gmbh & Co | Innenhochdruckumformverfahren zur Herstellung, insbesondere bauchiger hinterschnittener Hohlkörper und zugehörige Vorrichtung |
DE19952104A1 (de) * | 1999-10-29 | 2001-05-03 | Schuler Smg Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zum Umformen von Metallblech |
WO2001076787A1 (de) * | 2000-04-05 | 2001-10-18 | Thyssenkrupp Stahl Ag | Verfahren zum herstellen von bauteilen mittels eines fliessfähigen wirkmediums sowie eines formwerkzeugs |
DE10028804A1 (de) * | 2000-06-15 | 2001-12-20 | Schuler Smg Gmbh & Co Kg | Verfahren zum hydromechanischen Umformen von Blechen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
DE10045635A1 (de) * | 2000-09-15 | 2002-03-28 | Audi Ag | Vorrichtung zum Hydromechanischen Umformen von Platinen |
EP1243354A2 (de) * | 2001-03-23 | 2002-09-25 | Schuler SMG GmbH & Co. KG | Vorrichtung zum hydromechanischen Tiefziehen eines Metallbleches |
DE10344941A1 (de) * | 2003-09-27 | 2005-04-28 | Karmann Gmbh W | Steuervorrichtung für eine Presse zum Tiefziehen von Werkstücken |
DE102006019502B3 (de) * | 2006-04-26 | 2007-10-18 | Moog Gmbh | Verfahren zum Umformen von Blechen mit stochastischem Pulsationsmuster |
CN111531014A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-14 | 广东思豪内高压科技有限公司 | 一种复杂曲面薄壁零件脉动式充液拉深的装置与方法 |
JP2022523181A (ja) * | 2019-02-13 | 2022-04-21 | アデエム28 エス.アエール.エル. | ハイブリッド成型方法および対応した成型装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3820369A (en) * | 1973-02-26 | 1974-06-28 | H Tominaga | Hydraulic press |
EP0704258A1 (de) * | 1994-09-29 | 1996-04-03 | SMG Süddeutsche Maschinenbau GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Umformen von Metallblech |
-
1997
- 1997-07-28 DE DE1997132413 patent/DE19732413B4/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3820369A (en) * | 1973-02-26 | 1974-06-28 | H Tominaga | Hydraulic press |
EP0704258A1 (de) * | 1994-09-29 | 1996-04-03 | SMG Süddeutsche Maschinenbau GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum Umformen von Metallblech |
Cited By (19)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6354124B1 (en) | 1998-12-03 | 2002-03-12 | Kuka Werkzeugbau Schwarzenberg Gmbh | Method and apparatus for the hydraulic forming of workpieces |
EP1005930A1 (de) * | 1998-12-03 | 2000-06-07 | KUKA Werkzeugbau Schwarzenberg GmbH | Verfahren und Vorrichtung zum hydraulischen Umformen von Werkstücken |
DE19907247A1 (de) * | 1999-02-19 | 2000-08-31 | Meleghy Hydroforming Gmbh & Co | Innenhochdruckumformverfahren zur Herstellung, insbesondere bauchiger hinterschnittener Hohlkörper und zugehörige Vorrichtung |
DE19907247C2 (de) * | 1999-02-19 | 2001-08-23 | Meleghy Hydroforming Gmbh & Co | Vorrichtung zur Herstellung insbesondere bauchiger hinterschnittener Hohlkörper |
US6966209B1 (en) | 1999-02-19 | 2005-11-22 | Bernd Schulze | Internal high-pressure deformation method for production of in particular bulging and undercut hollow bodies |
DE19952104A1 (de) * | 1999-10-29 | 2001-05-03 | Schuler Smg Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zum Umformen von Metallblech |
WO2001076787A1 (de) * | 2000-04-05 | 2001-10-18 | Thyssenkrupp Stahl Ag | Verfahren zum herstellen von bauteilen mittels eines fliessfähigen wirkmediums sowie eines formwerkzeugs |
US6832501B2 (en) | 2000-04-05 | 2004-12-21 | Thyssenkrupp Stahl Ag | Method for producing components using a flowable active medium and a forming tool |
CZ296757B6 (cs) * | 2000-04-05 | 2006-06-14 | Thyssenkrupp Stahl Ag | Zpusob výroby konstrukcních soucástí prostrednictvím tekutého pusobícího média |
DE10028804A1 (de) * | 2000-06-15 | 2001-12-20 | Schuler Smg Gmbh & Co Kg | Verfahren zum hydromechanischen Umformen von Blechen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
DE10045635A1 (de) * | 2000-09-15 | 2002-03-28 | Audi Ag | Vorrichtung zum Hydromechanischen Umformen von Platinen |
EP1243354A2 (de) * | 2001-03-23 | 2002-09-25 | Schuler SMG GmbH & Co. KG | Vorrichtung zum hydromechanischen Tiefziehen eines Metallbleches |
EP1243354A3 (de) * | 2001-03-23 | 2003-07-16 | Schuler SMG GmbH & Co. KG | Vorrichtung zum hydromechanischen Tiefziehen eines Metallbleches |
DE10344941A1 (de) * | 2003-09-27 | 2005-04-28 | Karmann Gmbh W | Steuervorrichtung für eine Presse zum Tiefziehen von Werkstücken |
DE10344941B4 (de) * | 2003-09-27 | 2006-09-28 | Wilhelm Karmann Gmbh | Vorrichtung zum Steuern einer Werkstückhaltekraft einer Presse zum Tiefziehen von Werkstücken |
DE102006019502B3 (de) * | 2006-04-26 | 2007-10-18 | Moog Gmbh | Verfahren zum Umformen von Blechen mit stochastischem Pulsationsmuster |
JP2022523181A (ja) * | 2019-02-13 | 2022-04-21 | アデエム28 エス.アエール.エル. | ハイブリッド成型方法および対応した成型装置 |
JP7418456B2 (ja) | 2019-02-13 | 2024-01-19 | アデエム28 エス.アエール.エル. | ハイブリッド成型方法および対応した成型装置 |
CN111531014A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-08-14 | 广东思豪内高压科技有限公司 | 一种复杂曲面薄壁零件脉动式充液拉深的装置与方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19732413B4 (de) | 2005-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE19734277C2 (de) | Vorrichtung zum Tiefziehen eines Bleches mittels Druckmedium | |
DE10043209A1 (de) | Flexibles Werkzeug zur Umformung eines Werkstücks | |
DE19732413B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum kombinierten Hydro-Umformen von Metallblech | |
DE1299854B (de) | Ziehverfahren fuer plattenfoermige Rohlinge aus einem druckplastifizierbaren Feststoff und Einrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens | |
DE19717953A1 (de) | Verfahren zum hydromechanischen Stülpziehen von Metallblechen | |
DE19504649C1 (de) | Verfahren und Ziehwerkzeug zum Streckziehen von Blechen | |
DE19516064C2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Blechbehälters mit im wesentlichen bauchiger Form | |
DE19842750A1 (de) | Verfahren und Herstellung von tiefgezogenen Hohlteilen und Ziehwerkzeug | |
DE10313072B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum hydromechanischen Tiefziehen | |
EP0845312B1 (de) | Flexibel einsetzbares Werkzeug zum Innenhochdruckumformen | |
DE4436436A1 (de) | Verfahren zum hydrostatischen Umformen von insbesondere ebenen Blechen aus kaltumformbarem Metall und diesbezügliche Vorrichtung | |
DE4436437C2 (de) | Verfahren zum hydrostatischen Umformen von insbesondere ebenen Blechen aus kaltumformbarem Metall und diesbezügliche Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE19833006A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung rohrförmiger gebogener Hohlkörper durch Innenhochdruckumformen | |
DE10347601B4 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum hydraulischen Hochdruckumformen einer Platine | |
DE19513444C2 (de) | Vorrichtung zum hydromechanischen Umformen | |
EP1216769A2 (de) | Verfahren zur Herstellung eines umfänglich geschlossenen Hohlprofiles und eine Vorrichtung zur Durchführung desselben | |
EP1147833A2 (de) | Verfahren zum Tiefziehen von Blechen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE19724766C2 (de) | Verfahren zum hydromechanischen Tiefziehen und zugehörige Einrichtung | |
DE19913757A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Nietverbindung | |
DE19733476C2 (de) | Verfahren zur Herstellung einer montagegerechten Anbringungsstelle an einem Hohlprofil | |
DE19712128A1 (de) | Verfahren zum Zusammenhalt zweier geteilter Werkzeuge oder Gesenke, die mit Innendruck beaufschlagt werden und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens | |
DE10048005A1 (de) | Vorrichtung zum Verbinden mindestens zweier flächiger, übereinander liegender Bauteile | |
DE10120880B4 (de) | Verfahren zur Herstellung von Tiefziehteilen | |
DE19724767A1 (de) | Verfahren zum hydromechanischen Tiefziehen und zugehörige Einrichtung | |
DE19830623A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Umformung von Werkstücken, insbesondere von Hohlkörpern, durch Einwirkung eines Druckmediums |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |