DE19845186A1

DE19845186A1 - Fluidform

Info

Publication number: DE19845186A1
Application number: DE19845186A
Authority: DE
Inventors: Carsten Binder; Markus Binder
Original assignee: BINDER TECHNOLOGIE AG GAMS
Current assignee: BINDER TECHNOLOGIE AG GAMS
Priority date: 1998-10-01
Filing date: 1998-10-01
Publication date: 2000-04-13
Also published as: WO2000020143A1; AU6330299A; ATE231039T1; EP1117496A1; EP1117496B1; US6513359B1; DE59904057D1

Abstract

Eine Fluidform, die der Herstellung von Tiefziehteilen (vgl. 10) auf beliebigen Pressen dient und die aus einem Stempel (2), einem Niederhalter (3) und einer bevorzugt mit Wasser befüllbaren Matrize (4) besteht, wobei das tiefzuziehende Blech (10) zwischen Matrize (4) und Niederhalter (3) quer geführt ist, soll dahingehend verbessert werden, daß für das Beschneiden des tiefgezogenen Teiles (vgl. 10) und ggf. für weiter erforderlich werdende Arbeitsgänge keine zusätzlichen Werkzeuge bereitgestellt werden müssen. DOLLAR A Dazu wird eine Ausbildung der jeweiligen Fluidform als Kombinationswerkzeug (1) für das Tiefziehformen und für weitere Arbeitsgänge, wie Beschneiden, Wandprofilieren, Ausklinken, Lochen o. dgl., vorgesehen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Fluidform, die der Herstellung von Tiefziehteilen in beliebigen Pressen dient und die aus einem Stempel, einem Niederhalter und einer bevorzugt mit Wasser befüllbaren Matrize besteht, wobei das tiefzuziehende Blech zwischen Matrize und Niederhalter quer geführt ist.

Derartige Fluidformen sind seit geraumer Zeit bekannt und sie haben sich in der Praxis gut bewährt, insbesondere deshalb, weil mit ihnen im Gegensatz zu einfachen Tiefziehwerkzeugen verhältnismäßig große und in der Formgebung schwierige Tiefziehteile hergestellt werden können, d. h., es sind Tiefziehteile herstellbar, die mit Tiefziehwerkzeugen ohne Wasser od. dgl. nicht herstellbar waren. Da bei Tiefziehtei len wie auch bei Fließpreßteilen wegen des quer zur Fertigungsrichtung abstehenden Faltenrandes bzw. wegen des unregelmäßigen Randes bei Fließpreßteilen ein Be schneiden des jeweiligen Werkstückes erforderlich ist, fällt ein weiterer Arbeitsgang an, der zusätzliche Kosten mit sich bringt. Noch ungünstiger und unwirtschaftlicher wird es, wenn an den Wandflächen des tiefgezogenen Teiles räumliche Veränderun gen und/oder Aussparungen gefertigt werden müssen.

Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Fluid form anzugeben, die derart ausgebildet ist, daß für das Beschneiden des tiefgezoge nen Teiles und ggf. für weiter erforderlich werdende Arbeitsgänge keine zusätzlichen Werkzeuge bereitgestellt werden müssen.

Mit dem Merkmal des Hauptanspruches läßt sich die gestellte Aufgabe vorteilhaft lösen, denn durch die Ausbildung der Fluidform als Kombinationswerkzeug kann nicht nur der tiefgezogene Teil ohne Mehraufwand an Zeit und Werkzeugkosten von den zu beseitigenden Randbereichen befreit, also beschnitten werden, sondern es können mit ein und demselben Werkzeug auch weitere Arbeitsgänge, wie das Profi lieren von Wandbereichen, das Herstellen von Ausklinkungen, ein Lochen der Wän de od. dgl. vollzogen werden.

Ein für die Praxis bestens geeignetes Kombinationswerkzeug ergibt sich aus An spruch 2. Durch die Anordnung einer in der Teilungsebene der jeweiligen Fluidform vorgesehen Membran, die das tiefgezogene Material gegen trennende und/oder for mende Gestaltungen am oder im Stempel der Fluidform preßt, lassen sich die zuvor erwähnten Arbeitsgänge tatsächlich ohne zusätzliche Werkzeuge vollziehen. Die Un kosten für die Membran und auch die Kosten für eine besondere Gestaltung des je weiligen Stempels bleiben bedeutungslos, wenn man die erzielten Vorteile entspre chend würdigt oder berücksichtigt, daß Arbeitsgänge in ein und derselben Fluidform vollzogen werden können, für die man früher mehrere Werkzeuge zur Verfügung stellen mußte, ganz zu schweigen von dem erhöhten Zeitaufwand, der kostenmäßig heute besonders belastend ist.

Um insbesondere bei Tiefziehteilen mit verhältnismäßig großen Tiefen und schwieri ger Formgebung die für gewöhnlich plane Membran nicht zu überlasten oder gar vor zeitig unbrauchbar zu machen, empfiehlt es sich, nach Anspruch 3 vorzugehen.

Um den Tiefziehvorgang als solchen und/oder das Beschneiden od. dgl. regeln und steuern zu können, wird vorgeschlagen, nach Anspruch 4 vorzugehen. Durch diese Maßnahme ist es möglich, mit unterschiedlichen Drücken zu arbeiten, wodurch - wie schon angedeutet - nicht nur der Tiefziehvorgang im Sinne der besonderen Gestal tung der herzustellenden Teile, sondern auch weitere Arbeitsgänge beeinflußt wer den können.

Gemäß Anspruch 5 ist eine trennende Stempelgestaltung von einer Art umlaufenden Sollbruchnut gebildet. Die Bezeichnung "Sollbruchnut" ist deshalb gewählt, weil in dem einen oder anderen Fall möglicherweise kein vollständiges Abtrennen des stö renden Faltenrandes erfolgt, das Material aber mit Sicherheit soweit geschwächt ist, daß der unbrauchbare Teil bequem entfernt werden kann. Letzteres vor allem des halb, weil bekanntlich schon verhältnismäßig geringe Oberflächeneinkerbungen mit Sicherheit zu Brüchen an gewollten Stellen führen.

Um die Wirkung der Sollbruchnut zu verbessern, empfiehlt es sich, nach den An sprüchen 6 und 7 vorzugehen.

Für das Entfernen des in der Sollbruchnut verbleibenden Materials ist es von Vorteil, wenn man nach Anspruch 8 vorgeht. Damit wird nämlich der geschlossene Ring auf geschnitten, so daß das Material bequem mit einem entsprechenden Werkzeug ent fernt werden kann. Dies schließt aber nicht aus, daß man die Sollbruchnut nach An spruch 9 ausbildet.

Um ein vollständiges Durchtrennen des abzuscherenden Materials zu erreichen, wird empfohlen, nach Anspruch 10 vorzugehen.

Wenn man eine Sollbruchnut vermeiden will, ist es für das Beschneiden zweckmä ßig, sich die Lehre des Anspruches 11 zunutze zu machen. Eine verbesserte Trennwirkung läßt sich erzielen, wenn man nach den Angaben des Anspruches 12 vorgeht.

Auch bei der Kantentrennung ist es zweckmäßig, die Stärke des zu trennenden Ma terials zu berücksichtigen, wie sich dies aus Anspruch 13 ergibt.

Für den Fall, daß neben dem Beschneiden noch weitere Arbeitsgänge erforderlich sind, wird vorgeschlagen, sich der Merkmale des Anspruches 14 zu bedienen.

Wenn durch besondere Formen das Rückführen des Stempels Schwierigkeiten be reitet bzw. das tiefgezogene Teil nicht vom Stempel abgenommen werden kann, wird vorgeschlagen, nach Anspruch 15 vorzugehen. Eine hydraulische Betätigung der hier vorzusehenden Schieber ist als bevorzugt anzusehen.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht; es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäß ausgestaltete Fluidform im Schnitt bei nicht eingefah renem Stempel;

Fig. 2 die gleiche Fluidform bei eingefahrenem Stempel und nicht vollständig ver formten Blech;

Fig. 3 die Fluidform bei eingefahrenem Stempel und endgültig verformten Blech;

Fig. 4 eine Einzelheit im Bereich des Kreises in Fig. 3 in Form einer Sollbruchnut, gegenüber Fig. 3 stark vergrößert;

Fig. 5 eine gegenüber Fig. 4 geänderte Ausführungsform;

Fig. 6 eine Einzelheit in einer Sollbruchnut;

Fig. 7 und 8 gegenüber einer Sollbruchnut geänderte Beschneidemöglichkeiten;

Fig. 9 ein Beispiel für eine Wandprofilierung und

Fig. 10 ein Beispiel für das Lochen des tiefgezogenen Teiles.

Wie sich aus den Fig. 1 bis 3 ergibt, besteht eine Fluidform 1 aus einem Stempel 2, einem Niederhalter 3 und aus einer Matrize 4, die auch Wasserkasten genannt wird. Die Matrize 4 ist zweiteilig ausgeführt und die beiden Teile 5, 6 nehmen in der Tei lungsebene 7 eine Membran 8 auf, die mit umlaufenden Randprofilierungen 9 in den Teilen 5, 6 lagegesichert ist. Zwischen dem oberen Teil 5 der Matrize 4 und dem Niederhalter 3 ist das tiefzuziehende Blech 10 quer geführt.

Die von den Teilen 6, 8 und 10 gebildeten Räume 11, 12 sind mit steuer- und regel baren Anschlüssen 13, 14 an ein Medium, z. B. Wasser angeschlossen, so daß sie voneinander unabhängig unter Druck gesetzt oder von Druck befreit werden können, was für den Tiefziehvorgang von Bedeutung ist.

Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß durch das Einfahren des Stempels 2 in die Matrize 4 und durch Änderung der Wasserdrücke in den Räumen 11 und 12 einmal das Blech 10 an das Profil des Stempels 2 im wesentlichen zur Anlage gebracht wurde und zum anderen die Membran 8 etwa die dargestellte Formänderung erfahren hat. Durch entsprechende Drucksteigerung im Raum 12 und durch Verdrängung des Wassers aus dem Raum 11 schmiegt sich die Membran 8, wie aus Fig. 3 ersichtlich, satt an das vorverformte Blech 10 an und bringt letzteres in die endgültige Form bei gleichzeitigem Trennen bzw. Beschneiden auf Grund einer umlaufenden Soll bruchnut 15, die sich besonders gut aus den Fig. 4 und 5 ergibt.

Aus der Zeichnung ist deutlich zu erkennen, welche Bedeutung die steuer- und regel baren Anschlüsse 13, 14 für den Tiefziehvorgang haben, der wesentlich durch die zu erzeugende Form beeinflußt wird. Bezüglich der Belastung der Membran ist noch zu bemerken, daß diese, um zerstörende Belastungen zu vermeiden, in etwa dem Hohl raum 12 angepaßt werden kann, wozu auf Fig. 2 verwiesen wird. Es versteht sich, daß durch diese Anpassung der Medienfluß zu den vom Anschluß entfernt liegenden Bereichen nicht behindert werden darf. Ebenso sollten scharfe Kanten in der Matrize 4 vermieden werden, die unmittelbar mit der Membran 8 in Berührung kommen.

Aus Fig. 4 ist ersichtlich, daß die vergrößert dargestellte Sollbruchnut 15 im Stempel 2 eine obere Kante 16 und eine untere Kante 17 aufweist, so daß die von der Flüs sigkeit im Raum 12 belastete Membran 2 einen umlaufenden Streifen 18 aus dem Blech 10 abzutrennen vermag, also in ein und demselben Werkzeug ein Beschnei den des tiefgezogenen Teiles erfolgt.

Gemäß Fig. 5 ist die Sollbruchnut 15 am Grund derart gestaltet, daß der umlaufende Streifen 18 durch den Druck der Membran 8 schmäler wird, so daß die Reibung an den Sollbruchwänden absinkt, wodurch das Entnehmen des Streifens 18 aus der Nut 15 erleichtert wird.

Ein problemloses Entnehmen des umlaufenden Streifens 18 ist dann gegeben, wenn man nach Fig. 6 in der umlaufenden Sollbruchnut 15 einen Trennsteg 19 vorsieht, der die Tiefe der Nut ganz oder nahezu ausfüllt und dessen Schneide 20 in Stempel richtung verläuft.

Die Fig. 7 und 8 zeigen zwei Bauarten zum Beschneiden ohne Sollbruchnut, d. h., eine solche ist durch eine umlaufende Kante 21 ersetzt, die gegenüber darunter lie genden Stempelbereichen 22 mindestens um die Stärke des Bleches 10 vorspringt. Bei der Ausführung gemäß Fig. 8 ist die Kante 21 als Scheide ausgebildet, indem auf sie eine Hinterschneidung 23 folgt.

Der Fig. 9 ist eine Wandprofilierung 24 zu entnehmen, die nicht umläuft, sondern nur an einer einzigen Stelle oder in Mehrfachanordnung vorgesehen ist. Das Beschnei den des tiefgezogenen Teiles, also des Bleches 10 erfolgt oberhalb der Wandprofilie rung 24 und ist nicht dargestellt. Da bei dieser Ausführung der Stempel 2 nicht aus gefahren werden kann, sind entsprechend der Anzahl der Wandprofilierungen 24 Schieber 25 vorgesehen, die zweckmäßig hydraulisch betätigt werden. Schieber 25 sind auch dann erforderlich, wenn nach Fig. 10 Wandbereiche des tiefgezogenen Bleches 10 gelocht werden sollen bzw. mit mindestens einem Loch 26 versehen werden soll. Dabei sind der oder die Schieber 25 als Auswurfmittel für die abgetrenn ten Teile 27 gedacht. Auch hier erfolgt das Beschneiden mit einer Sollbruchnut 15 oder mit einer Kante 21, die nicht dargestellt sind.

Claims

1. Fluidform, die der Herstellung von Tiefziehteilen auf beliebigen Pressen dient und die aus einem Stempel, einem Niederhalter und einer bevorzugt mit Wasser befüll baren Matrize besteht, wobei das tiefzuziehende Blech zwischen Matrize und Nie derhalter quer geführt ist, gekennzeichnet durch die Ausbildung der jeweiligen Fluidform als Kombinationswerkzeug (1) für das Tiefziehformen und für weitere Ar beitsgänge, wie Beschneiden, Wandprofilieren, Ausklinken, Lochen od. dgl.

2. Fluidform nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize des Kombi nationswerkzeuges (1) unterhalb der Auflageebene für das tiefzuziehende Blech (10) geteilt ist und in dieser Teilungsebene (7) eine in ihr lagegesicherte Membran (8) aufnimmt, die in der Endverformungsstufe über das tiefgezogene Material (10) auf trennende und/oder formende Gestaltungen (z. B. 15, 21, 24, 26) am Stempel (2) der jeweiligen Fluidform (1) einwirkt.

3. Fluidform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Teilungsebene (7) der Matrize (4) lagegesicherte (vgl. 9) Membran (8) in ihrer Form entweder der Ausnehmung im unteren Teil (6) der Matrize (4) oder der Form des Stempels (2) in etwa angepaßt ist.

4. Fluidform nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß beide Teile (5, 6) der Matrize (4) des Kombinationswerkzeuges (1) mit steuer- und regelbaren Anschlüssen (13, 14) für das jeweilige Medium, z. B. für Wasser ausgestattet sind.

5. Fluidform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine trennende Stempel gestaltung (vgl. 2) von einer Art umlaufenden Sollbruchnut (15) gebildet ist.

6. Fluidform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sollbruchnut (15) eine obere und eine untere Kante (16, 17) aufweist.

7. Fluidform nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Kante (vgl. 16, 21) als Schneide ausgebildet ist.

8. Fluidform nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Sollbruchnut (15) mindestens ein etwa in der Bewegungsrichtung des Stempels (2) verlaufender Trennsteg (19) vorgesehen ist.

9. Fluidform nach den Ansprüchen 5 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Soll bruchnut (15) derart gestaltet ist, daß sie selbstauswerfend wirkt.

10. Fluidform nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Sollbruchnut (15) mindestens der Materialstärke des tiefgezogenen Bleches (10) entspricht.

11. Fluidform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine trennende Stem pelgestaltung (vgl. 2) von einer umlaufenden, gegenüber darunter liegenden Be reichen (22) vorspringenden Kante (21) gebildet ist.

12. Fluidform nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringende Kante (21) als Schneide ausgebildet ist, indem sie in einen hinterschneidenden unteren Absatz (vgl. 22) übergeht.

13. Fluidform nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die trennende und umlaufende Kante (21) am Stempel (2) quer zu seiner Bewegungsrichtung einen Abstand von den darunter liegenden Bereichen hat, der zumindest der Ma terialstärke des tiefgezogenen Bleches (10) entspricht.

14. Fluidform nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der umlau fenden und trennenden Gestaltung (vgl. 15 oder 21) des Stempels (2) der Fluid form (1) an einzelnen Stellen des Stempels (2) formende und/oder trennende Ge staltungen (vgl. 24 oder 26) vorgesehen sind.

15. Fluidform nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Stempel (2) der formenden Gestaltung (vgl. 24) angepaßte hydraulische Schieber (25) vorgesehen sind.