DE2620795C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 11 angegebenen Gattung zur Her­ stellung eines Formkörpers aus einem ebenen Blech aus duktilem, insbeson­ dere superplastischem Metall.

Bei superplastischen Metallen handelt es sich um Legierungen besonders hoher Duktilität, welche also leichter und gleichmäßiger als die üblichen Metalle bzw. Legierungen verformbar sind. Es ist bekannt, ebene Bleche aus superplastischem Metall mittels einer Vorrichtung zu napfartigen Form­ körpern umzuformen, die eine napfförmige Matrize, eine stopfenförmige Patrize und ein Gehäuse mit zwei Klemmplatten für das jeweils zu verfor­ mende Blech aufweist, in welchem die Matrize stationär angeordnet ist, während die Patrize bewegt werden kann. Das Blech wird am Umfang zwi­ schen den beiden Klemmplatten festgeklemmt, so daß es sich in einer Ebene zwischen der Matrize und der Patrize erstreckt und das Gehäuse verschließt, und der so gebildete abgeschlossene Hohlraum wird mit Druckluft beauf­ schlagt, um das Blech von der Matrize weg auf die Patrize zu auszuwölben. Danach wird die Patrize senkrecht zur Klemmebene des Bleches auf die Matrize zu bewegt, um wenigstens teilweise durch die Klemmebene hindurch­ zutreten und das ausgewölbte Blech einzuwölben sowie in die Matrize ein­ zuführen. Schließlich wird der vom Blech und vom Gehäuse umschlossene Hohlraum evakuiert, um das teilweise verformte Blech zur endgültigen Formgebung von der Formfläche der Patrize zu lösen und gegen die Form­ fläche der Matrize zu drücken. Je weniger das Blech bei der Druckluft­ beaufschlagung ausgewölbt wird, desto mehr muß es anschließend unter Verringerung der Blechstärke verformt werden, wobei die Verringerung der Blechstärke im mittleren Bereich des Bleches um so geringer ist, je weiter die Patrize in die Matrize bewegt wird, so daß sich die relativen Stärken der Seitenwand und des Bodens der hergestellten napfartigen Form­ körper über die Blechauswölbung und die Eindringtiefe der Patrize steuern lassen ("Superplastic alloys are ready for industry to use" in "The Engineer", 27. 05. 1971, Seiten 34 bis 37).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 11 angegebenen Art zur Herstellung eines Formkörpers aus einem ebenen Blech aus duktilem, insbe­ sondere superplastischem Metall, zu schaffen, womit selbst verhältnismäßig tiefe Formkörper relativ verwickelter und auch asymmetrischer Gestalt mit außerordentlich gleichmäßiger Wandstärke ohne Runzel- und Faltenbil­ dung unter optimaler Materialausnutzung genau hergestellt werden können.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. 11 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung desselben sind in den Patentansprüchen 2 bis 10 bzw. 12 bis 17 angegeben.

Erfindungsgemäß wird ein Formkörper durch plastische Verformung eines ebenen Bleches aus Metall, worunter auch eine Legierung zu verstehen ist, unter Verwendung einer Matrize und einer Patrize sowie durch Anwen­ dung unterschiedlicher Druckverhältnisse hergestellt, indem das Blech zu­ nächst mit Hilfe der Matrize bei entsprechender Differenzgasdruck- bzw. Differenzgasdruckbeaufschlagung zu einem Zwischenprodukt verformt wird, welches dann mittels der Patrize und unter Umkehrung der Differenzdruck­ beaufschlagung zum fertigen Formkörper verformt wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere zur Herstellung von Form­ körpern mit rechteckiger oder asymmetrischer Gestalt geeignet. Da beim ersten Verfahrensschritt ein bereits gestrecktes Zwischenprodukt hervorge­ bracht wird, kann beim zweiten Verfahrensschritt ein Formkörper erzeugt werden, dessen Gestalt den Konturen der Patrize sehr genau folgt, und zwar ohne übermäßige lokale Wandstärkenschwankungen.

Die Matrize, in welche das Blech zunächst gedrückt wird, weist eine derart profilierte Formfläche auf, daß das Zwischenprodukt eine Gestalt erhält, welche zur Gestalt des fertigen Formkörpers hinführt. Bei der Matrize kann es sich um eine einfache Platte mit ebener Formfläche handeln, gegen welche das Blech gedrückt wird, erforderlichenfalls unter Zuhilfenahme seitlicher Führungsflächen. Auch kann die Matrize patrizenartige Vorsprünge aufweisen, um ein Zwischenprodukt mit entsprechenden Einbuchtungen hervor­ zubringen.

Vorzugsweise wird der bei der ersten Verformung auf das Blech einwirkende Differenzdruck auf Null vermindert, die Matrize zurückgezogen und die Patrize auf die Klemmebene des Bleches zu und über diese hinaus bewegt, bevor die umgekehrte Differenzdruckbeaufschlagung des Bleches erfolgt.

Auch kann die Matrize während der ersten Differenzdruckbeaufschlagung des Bleches auf das Zwischenprodukt zu bewegt werden, um es in gewissem Ausmaß zu quetschen. Normalerweise besteht die Tendenz, daß das blasen­ förmige Zwischenprodukt eine Wandstärke aufweist, welche in der Nähe der Klemmebene des Bleches größer und im Bereich des Domes bzw. der Decke geringer ist. Die Berührung mit der Formfläche der Matrize wirkt dem entgegen.

Die Patrize wird vorzugsweise derart vorgeschoben, daß sie am Blech an­ liegt und es unter entsprechender Materialverteilung merklich verformt, bevor die umgekehrte Differenzdruckbeaufschlagung des Bleches erfolgt, während der sich der Vorschub der Patrize fortsetzt, jedoch erforderlichen­ falls mit niedrigerer Geschwindigkeit. Statt dessen kann die umgekehrte Differenzdruckbeaufschlagung des Bleches jedoch auch schon unmittelbar vor der Anlage der Patrize am Blech erfolgen.

Um die Bildung von Runzeln und Falten zu vermeiden, insbesondere bei der Ausformung eines Formkörpers, welcher in der Draufsicht vorstehende Ecken aufweist, beispielsweise eine rechteckige Gestalt hat, ist es wichtig, das Blech durch die entsprechende Klemmplatte oder eine gesonderte Stütz­ platte matrizenseitig so abzustützen, daß ein aktiver Bereich begrenzt wird, aus welchem beim ersten Verfahrensschritt das Zwischenprodukt bzw. die Blase gebildet wird. Dieser aktive Bereich soll einen Umriß aufweisen, welcher dem Umriß des herzustellenden Formkörpers in etwa folgt.

Vorzugsweise wird das Blech auch auf der anderen Seite abgestützt, und zwar entlang einer Linie, welche dem Umfang der Patrize dicht folgt, so daß beim Durchtritt der Patrize durch die Klemmebene des Bleches eine immer größer werdende Fläche der umgekehrten Differenzdruckbeaufschla­ gung des Bleches ausgesetzt wird und beim Strecken des Bleches durch die vorlaufende Patrize die dünnen Bereiche des Bleches progressiv an den Seitenflächen der Patrize gehalten werden, was zur Folge hat, daß eine weitere Verdünnung in diesen Bereichen unterbunden wird. Auch diese Ab­ stützung kann dadurch zustande gebracht werden, daß man der Öffnung der patrizenseitigen Klemmplatte einen entsprechenden Umriß, nämlich einen Umriß entsprechend dem aber geringfügig größer als der Querschnitt der Patrize, gibt oder eine gesonderte Stützplatte mit einer solchen Öff­ nung vorsieht.

Die stationären Stützplatten können bei einem Patrizenwechsel ebenfalls ausgewechselt werden, so daß die Klemmplatten unverändert bleiben dürfen und nur Standardöffnungen aufzuweisen brauchen.

Die beim ersten und beim zweiten Verfahrensschritt jeweils angewendeten Drücke müssen nicht konstant gehalten werden, sondern können progressiv variiert werden. Desgleichen kann die Bewegungsgeschwindigkeit der Matrize, falls bewegbar, bzw. der Patrize dabei verändert werden. Durch gegenseitige Abstimmung der Veränderungen des jeweils aufrechterhaltenen Differenz­ druckes und der Bewegung der Matrize bzw. der Patrize ist eine Steuerung hinsichtlich derjenigen Stellen des Bleches möglich, an welchen es an der Matrize bzw. Patrize zur Anlage kommt. Beispielsweise ist bei Bewegung der Patrize in die konkave Seite des ausgewölbten Bleches hinein und Be­ aufschlagung des Bleches mit Differenzdruck, um es gegen die Patrize zu drücken, der sich fest gegen die Stirnseite der Patrize legende und daran haftende Bereich des Bleches je nach dem für die Differenzdruckbeauf­ schlagung des Bleches gewählten Zeitpunkt und dem angewendeten Differenz­ druck größer oder kleiner. Das Ausmaß der Blechstreckung entlang der Seitenflächen der Patrize variiert entsprechend.

Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigen schematisch

Fig. 1 bis 5 aufeinanderfolgende Stufen bei der Herstellung eines Form­ körpers nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 6 in größerem Maßstab eine andere Ausführungs­ form der Vorrichtung zur Durchführung des Ver­ fahrens;

Fig. 7 bis 10 aufeinanderfolgende Stufen bei der Herstellung eines Formkörpers mit der Vorrichtung gemäß Fig. 6;

Fig. 11 die Ansicht entsprechend Fig. 6 einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Fig. 12 die Ansicht in Fig. 11 von unten auf die Vorrichtung gemäß Fig. 11.

Gemäß Fig. 1 ist ein Blech 1 aus einer super­ plastischen Metallegierung zwischen zwei jeweils mit einer Öffnung versehenen Klemmplatten 2 und 3 eingeklemmt. An der Klemmplatte 3 ist ein erstes, topfförmiges Gehäuse 4 befestigt, welches mit dem eingespannten Blech 1 einen geschlossenen Hohlraum begrenzt. In diesem Hohlraum ist ein Tisch 5 angeordnet, an welchem eine Patrize 6 lösbar befestigt ist. Die Patrize 6 weist diejenige Gestalt auf, welche der aus dem Blech 1 herzustellende Formkörper schließlich annehmen soll. Der Tisch 5 ist senkrecht zur Ebene des Bleches 1 mittels einer Stange 7 beweglich, welches sich durch eine abgedichtete Öffnung des Gehäuses 4 erstreckt und beispielsweise pneumatisch oder hydraulisch betätigbar ist.

Ein dem ersten Gehäuse 4 ähnliches, zweites Gehäuse 8 ist an der Klemmplatte 2 dicht befestigt und be­ grenzt mit dem eingespannten Blech 1 auf der der Patrize 6 abgewandten Seite des Bleches 1 einen zweiten Hohlraum. In diesem ist ein Tisch 9 angeordnet, welcher mittels einer Stange 10 senkrecht zur Ebene des Bleches 1 be­ weglich ist. Die beiden Stangen 7 und 10 können koaxial zueinander angeordnet sein. Der Tisch 9 trägt eine Ma­ trize 11 mit einer Formfläche von konkaver Gestalt, wel­ che nicht der endgültigen Gestalt des herzustellenden Formkörpers entspricht, sondern vielmehr der Gestalt eines Zwischenproduktes, so daß das Blech 1 zunächst so plastisch verformt wird, daß jegliche Fehler oder Ver­ zerrungen im vorhinein soweit als möglich korrigiert wer­ den, welche andernfalls bei der endgültigen Formgebung des Bleches 1 entsprechend dem Profil der Patrize 6 ent­ stehen würden.

Bei der gegenseitigen Stellung von Blech 1, Pa­ trize 6 und Matrize 11 gemäß Fig. 1 wird das Blech 1 mit einem Differenzdruck beaufschlagt, indem ein Strömungs­ mittel, vorzugsweise Luft, mit einem Druck größer als Atmosphärendruck in das erste Gehäuse 4 eingeführt wird, um das Blech 1 mit der Matrize 11 bzw. deren Formfläche 11′ in Berührung zu drücken, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. Danach wird die Differenzdruckbeaufschlagung beendet, also der Überdruck im ersten Gehäuse 4 beseitigt. Der Tisch 9 wird dann zurückgezogen und gleichzeitig der Tisch 5 vorgeschoben, wie mit Pfeilen in Fig. 2 angedeutet, um die Patrize 6 auf das Blech 1 zu zubewegen, welche somit wenigstens teilweise durch diejenige Ebene hindurchragt, in welcher das Blech 1 festgeklemmt ist.

Vorzugsweise legt sich die Patrize 6 an das teil­ weise praktisch verformte Blech 1 über eine beträchtliche Fläche oder wenigstens entlang Linien anstatt an einem oder mehreren diskreten Punkten an, und läuft sie weiter vor sowie verformt sie weiter das Blech 1, das Blech­ material in bedeutsamem Umfang wieder verteilend, ins­ besondere zu den Bereichen hin drückend, an welchen die entfernteren Ecken des endgültigen Formkörpers entstehen. All dies geschieht vor Umkehr der Differenzdruckbeauf­ schlagung.

Danach wird das Blech 1 mit einem entgegenge­ setzten Differenzdruck beaufschlagt, beispielsweise durch Entlüftung des ersten Gehäuses 4 und Zufuhr von Druckluft zum zweiten Gehäuse 8, so daß das Blech 1 in enge Berührung mit der Patrize 6 bzw. deren Formfläche 6′ gebracht und entsprechend dem Profil derselben plastisch verformt wird, wie in Fig. 3 veranschaulicht. Währenddessen setzt die Patrize 6 ihren Vorschub fort. Die Höhe des Differenz­ druckes, mit welchem das Blech 1 beaufschlagt wird, und die Vorschubgeschwindigkeit der Patrize 6 können derart aufeinander abgestimmt und individuell programmiert werden, daß sich das gewünschte Ausmaß an Streckung des Bleches 1 ergibt, wenn es den Konturen der Patrize 6 folgt. Der Ver­ lauf bis zur Ausbildung der endgültigen Gestalt des so erzeugten Formkörpers ist in Fig. 4 und 5 veranschaulicht.

Das Blech 1 erfährt keine Umkehrung der ursprüng­ lichen, konvexen oder konkaven Gestalt bei der umgekehrten Differenzdruckbeaufschlagung. Im Gegenteil wird die im ersten Verfahrensschritt mittels der Matrize 11 hervorge­ brachte Gestalt im zweiten Verfahrensschritt durch die Patrize 6 nur weiter entwickelt und ausgeprägt.

Die Klemmplatten 2 und 3 weisen bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bis 5 jeweils eine Öffnung auf, welche der Ge­ stalt des größten Querschnitts der Matrize 11 bzw. Patrize 6 entspricht, unter Berücksichtigung eines ausreichenden Spiels entsprechend der Blechstärke. Das Festklemmen des Bleches 1 einerseits und die Begrenzung der besagten Öffnungen derart, daß sich eine bestimmte Öffnungsge­ stalt ergibt, andererseits können mit Hilfe getrennter Bauteile erfolgen, so daß eine einfachere Anpassung der Gestalt der besagten Öffnungen bei einem Patrizen- und Matrizenwechsel möglich ist. Dies wird noch in Ver­ bindung mit Fig. 11 und 12 geschildert. Auch können ne­ ben den Öffnungen axiale Führungsflächen vorgesehen wer­ den, um die plastische Verformung des Bleches 1 ent­ sprechend der Form der Matrize 11 bzw. Patrize 6 zu er­ leichtern, wie in Verbindung mit Fig. 6 erläutert.

Bei der Vorrichtung gemäß Fig. 6 ist keine ein­ zelne, vollständige Matrize zur Ausbildung des Zwischen­ produkts vorgesehen, sondern lediglich eine ebene Form­ fläche 11′, gegen welche das Blech 1 durch die Differenz­ druckbeaufschlagung beim ersten Verfahrensschritt ausge­ wölbt wird. Sobald die aus dem ebenen Blech 1 ausgebildete, domförmige Blase die Formfläche 11′ berührt, wird der mittlere Bereich abgeflacht, so daß die fortwirkende Differenzdruckbeaufschlagung ein seitliches Spreizen be­ wirkt. Die Reibung zwischen der Formfläche 11′ und dem daran anliegenden Bereich des Bleches 1 verhindert ein weiteres Strecken dieses Bereiches und schließt somit eine übermäßige Verdünnung aus, während die noch nicht mit der Formfläche 11′ in Berührung stehenden Bereiche sich weiter strecken. Es ergibt sich also eine gleichmäßigere Wand­ stärke des gesamten Zwischenproduktes, als sie durch ein­ fache Ausbildung einer Blase erzielbar wäre.

Danach wird die Differenzdruckbeaufschlagung des Bleches 1 beendet.

Ein übermäßiges, seitliches Spreizen wird durch einen Führungsflansch 2′ verhindert, welcher im dargestell­ ten Fall an der Innenkante der Klemmplatte 2 einstückig damit ausgebildet ist, jedoch vorzugsweise als geson­ dertes Bauteil vorgesehen wird.

Wie in Fig. 6 mit gestrichelten Linien angedeu­ tet, kann an der Formfläche 11′ mindestens ein lokaler Vorsprung 12 vorgesehen sein, welcher das Blech 1 ein­ drückt und die Ausbildung einer entsprechenden, lokalen Einbuchtung bewirkt. Derartige Vorsprünge können auch bei der Matrize 11 gemäß Fig. 1 bis 5 vorgesehen sein. Wird dabei die Patrize 6 vorgeschoben und das Blech 1 mit umgekehrtem Differenzdruck beaufschlagt, dann weisen die Einbuchtungen bereits teilweise die richtige Gestalt auf, um Ausnehmungen 6′′ in der Patrize 6 richtig auszu­ füllen, und zwar soweit als möglich ohne Runzelbildung, Knittern oder Reißen. Auf diese Weise können verhältnis­ mäßig verwickelte Formen hervorgebracht werden, welche eine oder mehrere Einbuchtungen aufweisen, was nach be­ kannten Verfahren nicht möglich ist, bei denen lediglich ein einziges Formteil verwendet wird, auf welches das Blech gedrückt wird. Dabei überdeckt das Blech einfach die jeweilige Ausnehmung, und bei der Differenzdruckbe­ aufschlagung besteht die Gefahr einer Runzelbildung oder einer übermäßigen Verdünnung und eines Reißens, was noch nachteiliger ist.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 kann die Formfläche 11′ stationär angeordnet sein. Vorzugsweise wird sie jedoch nach Anlage der Blase gemäß Fig. 7 vor­ geschoben, wie in Fig. 8 dargestellt, um beim ersten Ver­ fahrensschritt eine weitere, plastische Verformung zu be­ wirken. Danach wird sie zurückgezogen, um ein Vorlaufen der Patrize 6 mit der Spritze bis über die ursprüngliche Ebene der Formfläche 11′ hinaus zu ermöglichen.

In Fig. 9 hat sich die Patrize 6 durch die Klemm­ ebene hindurch bewegt und an das Zwischenprodukt angelegt, beginnend dieses plastisch zu verformen. Daraufhin er­ folgt die Beaufschlagung mit dem umgekehrten Differenz­ druck, so daß das Blech 1 in innige Berührung mit der Patrize 6 gedrückt wird, welche nach der erwähnten Zurück­ ziehung der Matrize 11 mit ebener Formfläche 11′ weiter bis in die endgültige Stellung gemäß Fig. 10 läuft.

Wie bei der bereits geschilderten Ausführungsform können der Augenblick der Beaufschlagung mit umgekehrtem Differenzdruck in Bezug auf den Vorschub der Patrize 6 so­ wie die anschließenden Veränderungen des Differenzdruckes, womit das Blech 1 beaufschlagt wird, und der Vorschubge­ schwindigkeit den jeweiligen Erfordernissen angepaßt wer­ den. Im einfachsten Fall wird der Differenzdruck während des Vorschubes der Patrize 6 konstant gehalten, ebenso wie die Vorschubgeschwindigkeit, wobei jedoch nach Beendigung des Vorschubes der Patrize 6 der Differenzdruck erhöht werden kann, um sicherzustellen, daß das Blech 1 jedem Detail der Formfläche 6′ der Patrize 6 folgt.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 11 und 12 sind von den Klemmplatten 2 und 3 gesonderte, mit Öffnungen ver­ sehene Platten zur Gewährleistung einer korrekten Bewegung des Bleches 1 beim Strecken vorgesehen. Oberhalb der Klemm­ ebene, also auf der Seite der Matrize 11, ist eine Stütz­ platte 13 mit einer Öffnung B vorgesehen, welche nur geringfügig größer als die größten Abmessungen des her­ zustellenden Formkörpers ist. Damit ist gewährleistet, daß bei Beaufschlagung des Bleches 1 mit dem ersten Differenz­ druck der aktive Bereich des Bleches 1, welcher sich zur Ausbildung der Blase streckt, im wesentlichen auf den in der Draufsicht gegebenen Umriß des Formkörpers begrenzt ist. Wäre eine solche Stützplatte 13 nicht vorhanden, dann würde die Blase einen größeren Bereich einnehmen und nach teilweisem Vorschub der Patrize 6 unmittelbar vor der Beaufschlagung mit dem umgekehrten Differenz­ druck von der Patrize 6 weg vorhangartig mit einem großen Krümmungsradius hängen, wie mit gestrichelten Linien D in Fig. 11 veranschaulicht, was zur Folge hätte, daß die Beaufschlagung mit umgekehrtem Differenzdruck eine hohe Spannung im Material hervorrufen würde und übermäßige Beanspruchungen sowie möglicherweise sogar ein Reißen bewirken würde, wenn der Differenzdruck nicht sehr langsam aufgebaut würde.

Die Stützplatte 13 muß mit der Innenkante der Öffnung B dem in Draufsicht gegebenen Umriß des her­ zustellenden Formkörpers nicht sehr dicht folgen, wenn dies nur an den konvexen Ecken der Fall ist. In Fig. 12 ist der Umriß A eines typischen Formkörpers mit nach innen vorspringenden Ecken wiedergegeben, wie er sich in der Draufsicht ergibt. Auch geht daraus die Gestalt einer geeigneten Öffnung B der Stützplatte 13 hervor.

Wie oben erwähnt, kann die Funktion der Stütz­ platte 13 auch von der oberen Klemmplatte 2 erfüllt werden. Statt dessen ist es auch möglich, daß diese Funktion von einem Teil der Matrize 11 bzw. deren Formfläche 11′ erfüllt wird. Wenigstens können an der Matrize 11 statt an der Klemmplatte 2 entsprechende Bauteile angebracht werden.

Unterhalb der Klemmebene ist eine Stützplatte 14 mit einer Öffnung C vorgesehen, welche mit der Innenkante dem Umriß A des herzustellenden Formkörpers dicht folgt, und zwar über den gesamten Umfang und in geringem Abstand, wie aus Fig. 12 besonders deutlich ersichtlich. Ohne die Stützplatte 14 mit der Öffnung C könnte die Beaufschlagung des Bleches 1 mit dem umgekehrten Differenzdruck bewirken, daß das Blech 1 nach unten unter die Klemmebene gebogen wird, wie in Fig. 11 mit den gestrichelten Linien E ange­ deutet. Das zulässige Maximalspiel zwischen der Stütz­ platte 14 und der Patrize 6 ist nicht kritisch, sollte je­ doch im allgemeinen nicht mehr als das Zwei- oder Dreifache der Blechdicke betragen.

Eine frei geblasene Blase weist keine gleich­ mäßige Wandstärke auf, sondern ist an der Decke bzw. Spitze dünner als an den Seiten. Wenn die Blase an der Formfläche 11′ der Matrize 11 anliegt, dann verhindert die Reibung zwischen der Decke bzw. Spitze der Blase und der Formfläche 11′ eine weitere Verdünnung in diesem Bereich. Würde je­ doch eine Patrize dann einfach in dieses Zwischenprodukt hinein bewegt, dann würden die der Decke bzw. Spitze be­ nachbarten Bereiche der Seiten des Zwischenproduktes, wel­ che schon dünner sind als die dem Blasenfuß näheren Be­ reiche, auf Grund des Streckens durch die Patrize weiter verdünnt und möglicherweise reißen. Die Kombination der Umkehr der Differenzdruckbeaufschlagung und der Anordnung der Stützplatte 14 wirkt all dem entgegen. Beim Vorschub der Patrize 6 wird nämlich eine immer größer werdende Flä­ che der Seiten der Patrize, womit die Patrize über die Klemmebene hinaus ragt, dem Differenzdruck ausgesetzt, und das Blech 1 wird von der Decke bzw. Spitze, also dem freien Ende der nach unten progressiv gegen die Seiten der Patrize 6 gedrückt, daran fest haftend. Jedes Ringzoneninkrement des Bleches wird also bei der reibschlüssigen Anlage an den Seiten der Partrize 6 wenigstens teilweise gegen weitere axiale Dehnung gehalten, und die Dehnung ist auf die dickeren Bereiche beschränkt, welche noch nicht im Reibschluß mit den Seiten der Patrize 6 stehen. Durch geeignete Korrelation der Patrizenvorschubgeschwindigkeit und der Differenzdruck­ beaufschlagung ist es möglich, eine annähernd gleich­ mäßige Wandstärke bei dem jeweils hergestellten Form­ körper zu erzielen.

Nachdem die Patrize 6 stillgesetzt ist, kann der Differenzdruck, mit welchem das Blech 1 beaufschlagt wird, eine begrenzte Zeitdauer lang beträchtlich erhöht werden, um sicherzustellen, daß das Blech 1 jedem Detail der Pa­ trize 6 bzw. der Formfläche 6′ derselben folgt.

Normalerweise wird das geschilderte Verfahren bei einer erhöhten, für das jeweilige Metall bzw. die jeweilige Metallegierung, woraus das Blech 1 besteht, ge­ eigneten Temperatur durchgeführt. In manchen Fällen ist es möglich, das Verfahren bei Raumtemperatur durchzu­ führen.

Claims (17)

1. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers aus einem ebenen Blech aus duktilem, insbesondere superplastischem Metall, wobei das Blech aus seinem Umfang in einer zwischen zwei Formkörpern liegenden Ebene festgeklemmt und unter Verschiebung einer Formhälfte auf die andere zu mit wechselndem Differenzgas­ druck beaufschlagt wird, um durch die letzte Differenzgasdruckbeaufschlagung an die Formfläche einer Formhälfte angelegt zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) das Blech (1) durch die erste Differenzgasdruck­ beaufschlagung wenigstens teilweise gegen die Formfläche (11′) einer Matrize (11) gedrückt,
• b) sodann eine Patrize (6) bis zum wenigstens teil­ weisen Durchtritt durch die Klemmebene des Bleches (1) auf die Matrize (11) zu bewegt und
• c) das teilweise verformte Blech (1) zur end­ gültigen Formgebung durch die umgekehrte Differenzgasdruckbeaufschlagung gegen die Formfläche (6′) der Patrize (6) gedrückt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (11) während der ersten Differenzdruckbeaufschlagung des Bleches (1) senkrecht zu dessen Klemmebene bewegt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (11) während der ersten Differenzgasdruckbeaufschlagung des Bleches (1) auf dessen Klemmebene zu bewegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Matrize (11) und das teilweise verformte Blech (1) vor des­ sen umgekehrter Differenzgasdruckbeaufschlagung voneinander getrennt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die umgekehrte Differenzgasdruckbeaufschlagung des teilweise verformten Bleches (1) unmittelbar vor der Anlage der Patrize (6) an demselben erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Patrize (6) am teilweise verformten Blech (1) zur Anlage gebracht und das Blech (1) durch die Patrize (6) weiter verformt wird, bevor dessen umgekehrte Differenzgasdruckbeaufschlagung erfolgt.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Patrize (6) während der umgekehrten Differenz­ gasdruckbeaufschlagung des teilweise verformten Bleches (1) weiterbewegt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das teilweise verformte Blech (1) während dessen umgekehrter Differenz­ gasdruckbeaufschlagung patrizenseitig dicht entlang dem Umriß der Patrize (6) abgestützt wird.

9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Blech (1) bei dessen erster Differenzgasdruckbe­ aufschlagung ausschließlich gegen die Formfläche (11′) der Matrize (11) gedrückt wird.

10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Blech (1) während dessen erster Differenzgasdruck­ beaufschlagung matrizenseitig wenigstens entlang konvexer Abschnitte des Umrisses (A) des herzustellenden Formkörpers abgestützt wird.

11. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorstehen­ den Ansprüche, welche zwei Klemmplatten zum Festklemmen des ebenen Bleches, ein mit dem eingespannten Blech einen abgeschlossenen Hohlraum zur Differenzgasdruckbeaufschlagung des Bleches bildendes Gehäuse, eine Matrize im Gehäuse und eine senkrecht zur Klemmebene des Bleches be­ wegbare Patrize aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) ein weiteres Gehäuse (4) vorgesehen ist, welches mit dem eingespannten Blech (1) einen abgeschlossenen Hohlraum bildet,
• b) die Patrize (6) in diesem Gehäuse (4) angeordnet ist und
• c) die beiden Hohlräume beiderseits des Bleches (1) mit unterschiedlichen Gasdrücken beaufschlagbar sind, um wahlweise einander entgegengesetzte Differenzgasdrücke zu erzeugen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (11) senkrecht zur Klemmebene des Bleches (1) bewegbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich­ net, daß die Formfläche (11′) der Matrize (11) eben ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen matrizenseitigen Führungsflansch (2′) für das Blech (1).

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Matrize (11) mit mindestens einem Vorsprung (12) zur Ausbildung einer Einbuchtung im Blech (1) versehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 15, gekennzeich­ net durch eine matrizenseitige Stützplatte (13) für das Blech (1) welche eine dem Umriß (A) der herzustellenden Formkörpers wenigstens im Bereich konvexer Umrißabschnitte angepaßte Öffnung (B) aufweist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, gekennzeich­ net durch eine patrizenseitige Stützplatte (14) für das Blech (1), welche eine dem Umriß (A) der herzustellenden Formkörpers angepaßte Öffnung (C) aufweist.