DE19921176A1 - Werkzeug zur Herstellung von unregelmäßig gekrümmten Blechen - Google Patents

Abstract

Werkzeug zur Herstellung von unregelmäßig gekrümmten Blechen in einer mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug versehenen Presse, die mit einer Matrize und einem Stempel versehen ist, wobei der Stempel 5 und die Matrize 4 aus einer Vielzahl von in Längs- und Querrichtungen aneinandergereihter höhenverstellbaren Pylonen 6, 7 bestehen. Die Polyone 6, 7 sind unabhängig voneinander steuerbar.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Herstellung von unregelmäßig gekrümmten Blechen in einer mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug versehenen Presse, das mit einer Matrize und einem Stempel versehen ist.

Unregelmäßig gekrümmte Bleche werden zum Beispiel in der Automobilindustrie eingesetzt und mit Werkzeugen hergestellt, bei denen Stempel und Matrize die Form aufweisen, die der unregelmäßig gekrümmten Form des Bleches entsprechen. Diese unregelmäßig gekrümmten Formen der Werkzeugteile, also Stempel und Matrize, werden durch spanabhebende Formgebung erzielt. Wenn eine neue oder geänderte Formgebung gefordert wird, wird je nach Erfordernis entweder an den vorhandenen Werkzeugteilen, - Stempel und Matrize - durch Spanabhebung eine neue oder geän­ derte Kontur erzielt oder es werden ein neuer Stempel und eine neue Matrize herge­ stellt.

Dieses ist nur ökonomisch, wenn entsprechend große Serien von Blechen hergestellt werden. Bei Kleinserien werden, sofern die Kraftvektoren dies zulassen, die unregel­ mäßig geformten Stempel und Matrize aus niedrigschmelzenden Legierungen oder aus Gießharzen hergestellt. Für einzelne unregelmäßig gekrümmte Bleche, wie sie zum Beispiel im Kraftwerksbau oder im Schiffbau eingesetzt werden, gibt es keine öko­ nomisch vertretbare technische Lösung.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Werkzeug der eingangs genann­ ten Art, mindestens bestehend aus Stempel und Matrize, aber auch bei höherem Um­ formgrad auch mit umlaufendem Niederhalter herzustellen, mit dem eine Vielzahl von unterschiedlichen unregelmäßig gekrümmten Einzelblechen wirtschaftlich hergestellt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl der Stempel als auch die Matrize aus einer Vielzahl von in Längs- und Querrichtungen aneinanderge­ reihten höhenverstellbaren Pylonen bestehen.

Die unterschiedlichen Höhen dieser Pylone ergeben in einem räumlichen Koordinaten­ system sowohl in X-Richtung als auch in Y-Richtung zusammen mit den daraus resul­ tierenden Differenzen in Z-Richtung die unregelmäßig gekrümmte Fläche der End­ form des verformten Bleches. Dabei entsprechen Stempel und Matrize der Positiv- und der Negativform des Bleches.

Rückfederungen, bedingt durch das anisotrope Verhalten der Bleche, lassen sich so leicht durch Veränderungen der Höhen der Pylone an Stempel und Matrize kompen­ sieren, so daß ein Nachpressen eines einzelnen Bleches jederzeit möglich ist.

Neue, unregelmäßig gekrümmte Konturen lassen sich durch entsprechende Höhenver­ änderungen der Pylone erzielen, ohne daß das Werkzeug ausgebaut werden muß. Diese Höhenverstellung der Pylone kann mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, ma­ nuell oder automatisch erfolgen.

Eine aufwendige spanabhebende Formgebung der Stempel und Matrize entfällt. Die Werkzeugstillstandzeiten werden, je nach Werkzeuggröße und Anzahl der Pylone, auf ein Minimum reduziert. Abhängig von der Konfiguration der unregelmäßig gekrümm­ ten Flächen und der jeweiligen Kraftvektoren unter Berücksichtigung der Material­ stärke und der Materialeigenschaften des zu verformenden Bleches können sich auf den Pylonen Kegel- und/oder Pendelkugelauflagen befinden. Diese können zur Anpas­ sung an die Blechoberfläche Abflachungen aufweisen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Werkzeuges in schematischer Darstellung und

Fig. 2 einen Längsschnitt durch eine am Ende eines Pylons des Werk­ zeuges vorgesehene Pendelkugelauflage.

Ein erfindungsgemäßes Werkzeug besteht im wesentlichen aus einem in einer Presse 1 vorgesehenen Oberwerkzeug 2 und einem Unterwerkzeug 3, die mit einer Matrize 4 und einem Stempel 5 versehen sind, wobei die Matrize 4 und der Stempel 5 jeweils aus einer Vielzahl von in Längs- und Querrichtungen aneinandergereihten höhenver­ stellbaren Pylonen 6, 7 bestehen. Dabei sind die Pylone 6, 7 "nagelbrettartig" jeweils am Oberwerkzeug 2 und Unterwerkzeug 3 angeordnet und bilden in ihrem jeweiligen Zusammenwirken die Matrize 4 und den Stempel 5 aus. Die Pylonen 6, 7 sind unab­ hängig voneinander steuerbar, wobei jeweils ein an der Matrize 4 vorgesehener Pylon 6 dem jeweils ihm zugeordneten, auf der gegenüberliegenden Seite des Bleches 8 am Stempel 5 zugeordnete Pylon 7 in identischer Weise gesteuert wird. Die Steuerung kann entweder einzeln oder in Gruppen der Pylone erfolgen. Sie können mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, manuell oder automatisch steuerbar sein.

Die Pylone 6, 7 können an ihren dem zu verformenden Blech 8 zugewandten Enden 9, 10 mit Auflagerflächen 11 versehen werden, deren Anordnung der Form des fertig verformten Bleches 8 entspricht. Die Auflagerflächen 11 können an beweglichen Pen­ delkugeln 12 angeordnet sein. Diese Pendelkugeln 12 weisen an ihren dem Blech 8 zugekehrten Flächen 13 Abflachungen 14 auf, die sich auf den Oberflächen des Bleches 8 abstützen und bei dem Verformungsvorgang die veränderte Oberflächen­ gestaltung des Bleches 8 nachverfolgen, so daß die Oberflächen des Bleches 8 gegen Beschädigungen geschützt sind. Es ist ferner möglich, daß die Auflagerflächen 11 an (nicht dargestellten) Kegelauflagen angeordnet sind.

Für den Fall, daß Bleche 8 mit erheblicher Formänderungsarbeit verformt werden sollen, ist das Werkzeug mit einer umlaufenden Niederhaltevorrichtung 15 versehen.

Mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug können insbesondere nach vorheriger CAD/CAM-Berechnung durch entsprechende Ansteuerung der Pylone 6, 7 die Ma­ trize 4 und der Stempel 5 vollautomatisch so ausgebildet werden, damit sie der späte­ ren Formgebung der zu verformenden Bleche entsprechen. Hierdurch können nach­ einander unterschiedlich unregelmäßig geformte Bleche als Einzelstücke hergestellt werden, ohne aufwendige Maschinenrüstzeiten einkalkulieren zu müssen. Durch die jeweils unabhängig voneinander erfolgende Steuerung der einzelnen Pylone 6, 7 kön­ nen diese jeweils in die jeweils optimale Position mit ihren Auflagerflächen 11 ge­ bracht werden. Für den Fall, daß beim ersten Verformungsprozeß ein verformtes Blech noch nicht seine optimale Gestaltung aufweist, können durch geringfügige Nachjustierungen den Besonderheiten des Materials des Bleches 8 erforderliche Hö­ hendifferenzen ausgeglichen werden.

Claims (9)

1. Werkzeug zur Herstellung von unregelmäßig gekrümmten Blechen in einer mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug versehenen Presse, die mit einer Matrize und einem Stempel versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (5) und die Matrize (4) aus einer Vielzahl von in Längs- und Querrichtungen an­ einandergereihten höhenverstellbaren Pylonen (6, 7) bestehen.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pylone (6, 7) unab­ hängig voneinander steuerbar sind.

3. Werkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pylone (6, 7) einzeln oder in Gruppen steuerbar sind.

4. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pylone (6, 7) mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, manuell oder automatisch steuerbar sind.

5. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Pylone (6, 7) an ihren jeweils dem zu verformenden Blech (8) zugekehrten Enden (9, 10) Aufla­ gerflächen (11) aufweisen, deren Anordnung der Form des fertig verformten Bleches (8) entspricht.

6. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflager­ flächen (11) an beweglichen Pendelkugeln (12) angeordnet sind.

7. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pendelkugeln (12) an ihren dem Blech (8) zugekehrten Flächen (13) Abflachungen (14) aufwei­ sen.

8. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflager­ flächen (11) an Kegelauflagen angeordnet sind.

9. Werkzeug nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer umlau­ fenden Niederhaltevorrichtung (15) versehen ist.