DE2255850A1

DE2255850A1 - Verfahren und einrichtung zum verformen von blechartigem material

Info

Publication number: DE2255850A1
Application number: DE2255850A
Authority: DE
Inventors: Kenneth John Miller; Eugene Kell Patton
Original assignee: Caterpillar Tractor Co
Current assignee: Caterpillar Inc
Priority date: 1971-11-29
Filing date: 1972-11-15
Publication date: 1973-06-07
Also published as: JPS4864145A; US3748889A; GB1398027A; JPS5411824B2; BE792036A

Description

.·.-' -'"Di j, -ieii IV. 'J::booer Iy72 126372 .973 (WK)

Priorität: 29. Hovember 1972, USJA, PatoAriauiir«, 202940 .

Caterpillar tractor 0O
Peoria, Hl₀, LT₀ J₀Ao

Verfahren und Einrichtung -,um Verformen von blecliartipiein iuaterial

Erfindung bezieht aicli auf eine iiesenkanOrdnung und ein zum Verformen von bleohartigetu Material*

ublichfj Blechverforniungseinriohtungen verwenden zwei passende Normteile, die daa zwisch.en diese Teile gelegte Blechmateri il dadurch i'ornien, dai-3 sie es gleichförmig strecken, bis oj tjinotn vorgegebenen ^ornimuüfcüi* angepaoab ist, wenn die B'ormboLLo rwuSüüminnjodx'LiGu'b worden uirido Das gesamte ',iferkstUck

Lr: I /Loici:i:ui L big behände Lt, uu-.l die Verformung tritt im v/.j.-;>;c. üiiühen gleichzeitig Lu allon ciereiohon den '.Aj rka bücke s •vLiio ■'..·) uufca e Lru'j derurbijo ühl Lfjite Anordnung ermöglich be

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maximale VerxormLuig isb durch die Zieheigenschaften des :-',u formenden i/iatoricila begrenzt» üiiri soar dünnes ./erkütück, wie ¹I₁U, ein Blech au υ rostfreiem Jtahl r~it einer Mo V. ο yon etwa Oj,Ü75 nirn, wird häufig reißen, wenn es einer Verformung oder Dehnung von etwa 25 /Ό mit iiilfe üblicher </Gllung:L;_o3-oenke unterworfen wird, ,,enn das gewünschte Ausmaß an 'Vyrlormung getjtei^ert /i-/u, ver;;rüi-Jert jich auch die iiei^un^ zum Heiüen. Dien Lernlii; Jj,.' an", u:.y >rt;.Hrk redehnte Bereiche auftreten, die durch einen ,i'u'i^el an (llaichförniigkeit in dem J backverfahren verursacht warden» iiit den üblichen .iitbeln wird nicht erreicht, d*i.i3 ^ich -laterial an ;jede:a 7er— L'ür.iuniiaounkt üo ,',jaiaelb ouor ziujai.unanzieht. daU eine ^;! -ichiitäiJige Verteilung cleü Jruckes und der i)ehnung über dio geüautte iläclie de.j verformten ./erkstückes erreicht· wirde

Oie Erfindung bezweckt deshalb, die irier beschriebenen Jchy/ierigkeiten zu beaeitigen und ein Verfahren zu schaffon, mit welchem ein blechartir;es werkstück in einem Ausmaß verfor-ab werden kann, da.s mit den üblichen (.i-eiienkpressen nicht erreichbar ist,

'/Veiter bezweckt die lirfindung, eine tiesenkanordnuug zu schaffen, die das ,..aüorLal wahrend de« Vorformungsverfi, rens :.;o erfaßt und zusauimenzieht, daß der 3ur; oder die Jparmung, die erforderlich aitid, um eine ^ev/ünuchte, gegebene i'Oria zu erreicheii| verringert werden»

Die Erfindung hi'.wi.'oi-:.t fo[.'n.;r, eine (kjsonkanorduung 'Mi uc.iaffen, mit der ein jerk.jbücL aus olecnmaterial fortschreitend·

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in einer Y/eise verformt werden kann, die die für die Verformung erforderliche Verringerung in der Materialstärke auf ein Mindestmaß beschränkt und ein gleichförmigeres Spannungsprofil in dem geformten Werkstück gewährleistet«

Bine erfindungsgemäße Geseiikaiiordnung zum Yerformen von "blechartigem Material enthält ein erstes Glied, das in Segmente unterteilt ist, so daß eine "ballige, zerlegbare ELäche geschaffen wird_s und ein weiteres, im wesentlichen ebenes Glied«, Die Segmente werden durch ein elastisches kissen- . formiges Glied gestützt, das eine gesteuerte fortschreitende Belastung oder Spannung der Segmente ermöglichte Die Einrichtung gestattet die Verformung eines Werkstückes aus Blechmaterial mittels Streckung und fortschreitend von dem Mittelabschnitt des Werkstückes nach außen gehender Erfassung des Materialsο

Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen, in denen eine erfindungsgemäße Einrichtung "beispielsweise erläutert und dargestellt, ist_o Es zeigen: Figo 1 eine Ansicht eines asnkr echten !Schnittes durch eine erfindungsgemäßej in Segmente unterteilte Gesenk— anordnung in offener Stellung, -

2 eine der J?igo 1 entsprechende.Darstellung einer erfindungsgemäßen Anordnung in teilweise geschlossener Stellung,

3 eine weitere ochnittansicht, die die Lage der Elemente bei vollständiger Schließung der Ein- . richtung zeigt', ' ' ■

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BAÖ ORIGINAL

Fig· 4 eine sohaubildliche Ansicht des oberen Formstempels

und
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie V « V der Fig. 1.

In den Fig« 1-5 ist eine erfindungsgemäße Einrichtung in verschiedenen Betriebsstellungen dargestellt. Eine obere Gesenkvorrichtung 10 ist senkrecht über einer ebenen unteren Gesenkvorrichtung 12 angeordnet. Die obere Vorrichtung enthält einen in Segmente unterteilten Abschnitt, der eine zerlegbare Gesenkhälfte bildet« In einem oberen Rahmen 14 ist eine Platte 16, ein Halteglied 18 und ein profiliertes elastisches Kissen 20 vorgesehen, das aus einem verhältnismäßig dichten elastischen Material, wie Neopren-Gummi oder dergleichen, hergestellt ist. Ferner sind in Längsrichtung ausgerichtete einzelne Formsegmente 22 - 34 in dem oberen Teil des Gesenks angeordnet* Die Höhe der Segmente verringert sich symmetrisch vom Mittelglied 28 nach außen hin·

Im Zusammenhang mit den Fig. 4 und 5 wird erläutert, wie die erfindungsgemäße Einrichtung zusammengebaut wird. Das Halte« glied 18, das mit Anschlagabschnitten 76 und 78 ausgebildet ist, hält die einzelnen Gesenkformsegmente 22 — 34» das elastische Kissen 20 und die Platte 16. Jedes Formsegment hat Flanschabschnitte 79» die mit den Anschlagabschnitten > in Eingriff treten. Diese Teilbaugruppe wird in das offene Ende 17 des oberen Rahmens 14 eingeführt, worauf eine Endabdeckung 40 aufgesetzt und durch Befestigungsmittel, wie Bolzen 42 oder dergleichen, befestigt wird.

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Die erfindungsgemäßen Gesenkvorrichtungen sind so gebaut, daß sie zusammen mit üblichen Pressvorrichtungen benutzt' werden können,, In manchen Mllen kann die obere Gesenk'-Vorrichtung 10 an A stelle einer üblichen oberen Formplatte benutzt werden» Dies würde dann die einzige, Änderung sein, die erforderlich wäre, um eine typische hydraulische oder mechanische Presse in eine solche umzuwandeln, ,die zur er-* findungsgemäßen Verformung von Blechmaterial benutzt werden kann· Da außerdem das aus Bleohmaterial bestehende Werkstück durch die erfindungsgemäße Einrichtung in einem einzigen Hub« Vorgang verformt wird, können die. wirtschaftliche Leistung üblicher Pressverfahren aufrecht erhalten werden«»

In den figp 1-3 ist ferner zu beachten^ daß die untere Gesenkvorrichtung 12 eine formplatte 50 aufweist]» die in einem unteren Rahmen 52 befestigt ist» lührungsstifte 60 und 62, die in dem unteren Rahmen.§2 befestigt sind, greifen in Führungsstiftbohrungen 64 bzw_e 66 in der oberen Gesenkt Vorrichtung 10 ein. Obwohl nur ^w§i Mhrungsstifte und zwei Bghrungen in den Pig. 1 -. «-■ 3 dargestellt sind, können zusätssw liohg Stifte und Bohrungen, wie die Bohrungen .64' und 66 ^f in Mg» 4, erforderlich sein, um die obarg und; untere Gq« senkvorrichtung während des Pormungsvorganges wirksam sm führen»

nachfolgend werdan die Arbeitsweise'der erfindungg.g.emii3e]ri' Einrichtung und das daäurah verwirkliphiie Yerfahriäfn k beschrieben» ·

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Pig. 1-3 veranschaulichen drei Stellungen, die aufein-* anderfolgend von der Gesenkeinrichtung während eines Yeyförmungsvorganges eingenommen werden· Me relative seitliche Lage der Vorrichtungen wird während aller Phasen des Arbeits— ablaufes aufgrund der engen Gleittoleranzen zwischen den Führungsatiften 60 und 62 und den ihnen zugeordneten Bohrungen 64 und 66 aufrechterhalten«

Die Lage der Einrichtung während des ersten Sohrittes eines typischen Arbeitsablaufes ist in tfig· 1 gezeigt« Sin Werkstück 70 in Blechform wird zwischen die obere und untere Qeaenkvorriohtung eingesetzt. Das mittelste ^ormaegment 28 ist höher oder größer .la die benachbarten oegmentt 26 und 30» ISs ist auch zu beachten, daß die Segmente 26 und 30 höher als die Formsegmente 24 und 32 sind, die ihrerseits größer als die äußersten Segmente 22 und 34 sind· Aufgrund dieser Anordnung der Formsegmeiite berührt zunächst das mittelste form-* segment 28 das Werkstück 70 und verformt einen. Mittfjai)-» schnitt des Werkstüokoö zwischen den einander ergänzenden Oberfläohenfornien 72 des Segments 28 und 74 dee tirtsprechen« den Bereiches der formplatte 50, siehe fig· 2* Dft clas fpnasegment 28 größer als die bejaaohbarten Segmente 21 und 30 ist und da seine senkrechte Terachieloung durah 4tt verhindert wird, die von dem elastischen Kissen wird, wird dear Mittelabschnitt des Werkstückes verformt, bevor die benachbarten äegmente 26 und 30 d»e Werka-tUok berühren. Aufgrunddesaen hat daa Bleohmaterial die Möglichkeit, oich naoh de* uifäneliohen Verformung aur Mitte d·· WerkitUokea zu sammeln oder naoh innen gezogen z

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werden«, Der Umfang der Ifaterialstreckung oder der Dehnungszuwaohs, der erforderlieh ist, um die gesamte Verformung zu erreichen, wird dadurch verringerte In einer ähnlichen Weise wird durch die Formsegmente.26 und 30 die Verformung des Materials zwischen diesen Segmenten und der BOdenformplatte beendet^ bevor das Material von den Formsegmenten 24 und 32 berührt wird«, Der Vorgang- der Verformung des ' Materials setzt sich in dieser Weise fort, während die zwei Gesenkvorrichtungen zusammengebracht werden,.so daß aufeinanderfolgende Verformungsschritte, welche dem Material ermöglichen, fortschreitend sich zu sammeln oder zusammenzuziehen,, an dem Werkstück während eines einzigen Arbe'itshubes ausgeführt werden· Da jedes Formsegment mit dem Werkstück in Eingriff tritt und senkrecht gegenüber den anderen Segmenten verschoben wird, wird das elastische Kissen 20 proportional in dem Bereich des gegebenen Formsegments verschoben· Wie Fig* 3 zeigt, ist das elastische Kissen 20 bei Abschluß des,Presshubes so zusammengedrückt und verformt, daß es praktisch den dafür vorgesehenen Hohlraum ausfüllt« Während des Verformungshubes übt das Kissen eine im wesentlichen gleiche Belastung auf alle Fomisegmente aus·

Auf diese tfeise ermöglicht die aufeinander folgende Verformung® wirkung, die durch den fortschreitenden Einsatz der einzelnen Foriasegmente veranlaßt wird, ein Sammeln oder Zu·* sammenziehen des Materials des Y/erkstückes zur Mitte hin_p während das Werkstück verformt oder gestreckt wird· Dabei -gewährleistet die fortlaufende Verschiebung und Zusammendinickung des elastischen Kissens eine gleichmäßige Belastung

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jedes Formsegments und eine gleichmäßigere Dicke in dem in Werkstück ausgebildeten Formmuster.

Die Oberfläohenformen der jeweiligen Formsegmente und zugehörigen Platte Bind in den Zeichnungen etwas Übertrieben zur besseren Veranschauliohung dargestellt. Außerdem sind der Übersichtlichkeit halber und zur Vereinfachung nur sieben einfache Formsegmente dargestellt. Es ist zu beachten, daß gewöhnlich eine größere Anzahl von Formsegmenten in einer erfindungsgemäßen Einrichtung benutzt wird. Die genaue Anzahl hängt von der Größe des herzustellenden Werkstückes, den physikalischen Eigenschaften des zu bearbeitenden Materials und dem Ausmaß der Verformung ab.

Falls ein gewelltes blechartiges Werkstück hergestellt werden soll, das sehr hohe Rippen mit Bezug auf die Rippenbreite aufweist, empfiehlt es sich, Formsegmente zu benutzen, die pro Segment nur eine oder zwei Wellungen an Stelle der in den Zeichnungen gezeigten drei V/ellungen aufweisen. Außerdem würde das Material, falls Formsegmente mit nur einem Rücken benutzt werden, dadurch niedrigen Zugkräften während des Verformungsvorganges unterworfen» Dies führt zur Bildung einer Plattenstruktur, die hauptsächlich duroh die Faltung und nachfolgende Sammlung von Material und weniger durch Dehnung und Sammlung des Materials verursacht ist.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß eine erfindungsgemäße Einrichtung nicht nur eine neuartige Anordnung zeigt, son-

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dem auch ein Mittel zur Ausübung eines verbesserten Ver-■fahrens bildet» mit welchem Blechmaterial verformt werden kanne Die erfindungsgemäße Gesenkeinrichtung und das Verfahren gestatten, daß das Material, des Werkstückes sich
während des YerfOrmungsvorgangeaentsprechend den vorstehenden Erläuterungen sammelt oder~zusammenzieht» Erfindungsgemäß bearbeitete Bleche zeichnen sich durch über die ganze JTläche besonders gleichmäßige physikalische Eigenschaften aus β Sie können deshalb mit besonderem- Vorteil fürWärmeaustauscher oder an anderen Stellen verwendet werden, wo'.es auf eine solche Gleichmäßigkeit,, ankommt,,

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Claims

PAT BMTAN

Verfahren zum Verformen eines im wesentlichen aus einem ebenen blechartigen uiaterial bestehenden Werfcstiioli;e zwischen einer erafcen und einer zweiten Gesenkvorriohtung, zwischen die das WerkstUok gelegt wird» daduroh gekennzeichnet, daß zunächst nur ein mittlerer Abschnitt dee Werkstücks beim Zusammenpressen der Gesenkvorrichtungen verformt wird und danach fortschreitend der Heat des Werkstücks außerhalb des Mittelabschnitts in einer Reihe von aufeinanderfolgenden Schritten verformt wird* wobei das Material des Werkstüoks sich jeweils schrittweise zu jedem der fortschreitenden Verformungsbereiohe hin sammelt.

2« Gesenkeinrichtung zum Verformen eines bleohartigen Werk«· stüokes mit zwei gegeneinander unter Druok bewegbaren Gesenkteilen» dadurch gekennzeichnet, daß In dem einen Gesenkteil (10) eine Mehrzahl von die Form bildenden Segmenten (22-^34) gegeneinander beweglich in einem zu dem Gesenkteil gehörenden .Rahmen (14) angeordnet ist, der elastische Vorapannmittel (20) zur übertragung der Druckkraft auf jedes der oegmtmte enthält»

3. Einrichtung nach Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, dai3 die Segmente (22 - 34) gesonderte starre Glieder sind, die nebeneinander liegen und mife Bezug aufeinander und

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den Hahmen (14) einzeln gleitfähig bewegbar sind.

4· Einrichtung nach Anspruch 2 ** 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes (28) der Segniente eine erste bestimmte Abmessung aufweist und die Übrigen Segniente (22-.:*- 26, - 30 — 54) eine gegenüber dem ersten Segment geringere Abmessung aufweisene - " .

5· Einrichtung nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß _, das erste Segment (28) in der Mitte des Ilahiaens (14) an·^· geordnet ist und die anderen Segmente symmetrisch in der Ordnung ihrer abnehmenden Größe beiderseits des ersten

' ■.'" " '■ ■■"■-■'■" - ■■■■■■-■'■■. .■■"■■■'■""■ I Segmentes liegen. .

6. Einrichtung.nach Anspruch 5₉ dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (22 - 34) einen im wesentlichen ballig ge~ formten* zerlegbaren Gesenkten bilden*

7· Einrichtung nach Anspruch 2 ^- 6, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Vorspannmittel ein Kissen (20) aus verhältnismäßig dichtem elastischem Material ist· :

8· Einrichtung nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß das Kissen (20) mit vier Kantenflächen und zwei weiteren Flächen ausgebildet ist, von denen wenigstens eine im Querschnitt ein Profil aufweist.

' 9. Einrichtung naoh Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß • ' ; das Kissen (20) im ungespannten Zustand mit einer ebenen

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Ji¹Ia-JIiO ·■;:■ der Itückoeite der üe^inento anließt und mit eiiior ballif,c?.i iliiclie auf der den Jeoueiiten 2U>;el:e i ooite aer i^ort.i (14) ■abßen'tlitnt iut.

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BAD ORIGINAL

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