DE29908237U1 - Tool for the production of irregularly curved sheets - Google Patents
Tool for the production of irregularly curved sheetsInfo
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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.The invention relates to a tool for producing irregularly curved sheets in a press provided with an upper tool and a lower tool, which is provided with a die and a punch.
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 geänderte Kontur erzielt oder es werden ein neuer Stempel und eine neue Matrize hergestellt. Irregularly curved sheets are used, for example, in the automotive industry and are manufactured using tools in which the punch and die have a shape that corresponds to the irregularly curved shape of the sheet. These irregularly curved shapes of the tool parts, i.e. punch and die, are achieved by machining. If a new or modified shape is required, depending on the requirements, either a new or modified contour is achieved on the existing tool parts - punch and die - by machining or a new punch and die are manufactured.
Dieses ist nur ökonomisch, wenn entsprechend große Serien von Blechen hergestellt werden. Bei Kleinserien werden, sofern die Kraftvektoren dies zulassen, die unregelmäßig 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 ökonomisch vertretbare technische Lösung.This is only economical if large series of sheets are produced. For small series, the irregularly shaped punches and dies are made from low-melting alloys or cast resins, provided the force vectors allow it. There is no economically viable technical solution for individual irregularly curved sheets, such as those used in power plant construction or shipbuilding.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Werkzeug der eingangs genannten Art, mindestens bestehend aus Stempel und Matrize, aber auch bei höherem Umformgrad auch mit umlaufendem Niederhalter herzustellen, mit dem eine Vielzahl von unterschiedlichen unregelmäßig gekrümmten Einzelblechen wirtschaftlich hergestellt werden kann.The object of the present invention is therefore to produce a tool of the type mentioned at the beginning, consisting at least of a punch and die, but also with a higher degree of deformation, with which a large number of different irregularly curved individual sheets can be produced economically.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß sowohl der Stempel als auch die Matrize aus einer Vielzahl von in Längs- und Querrichtungen aneinandergereihten höhenverstellbaren Pylonen bestehen.This object is achieved according to the invention in that both the punch and the die consist of a plurality of height-adjustable pylons arranged in a row in the longitudinal and transverse directions.
Die unterschiedlichen Höhen dieser Pylone ergeben in einem räumlichen Koordinatensystem sowohl in X-Richtung als auch in Y-Richtung zusammen mit den daraus resul-The different heights of these pylons result in a spatial coordinate system in both the X-direction and the Y-direction together with the resulting
-zitierenden
Differenzen in Z-Richtung die unregelmäßig gekrümmte Fläche der Endform des verformten Bleches. Dabei entsprechen Stempel und Matrize der Positiv-
und der Negativform des Bleches.-quoting
Differences in the Z direction are the irregularly curved surface of the final shape of the deformed sheet. The punch and die correspond to the positive and negative shapes of the sheet.
Rückfederungen, bedingt durch das anisotrope Verhalten der Bleche, lassen sich so leicht durch Veränderungen der Höhen der Pylone an Stempel und Matrize kompensieren, so daß ein Nachpressen eines einzelnen Bleches jederzeit möglich ist.Springback, caused by the anisotropic behavior of the sheets, can be easily compensated by changing the heights of the pylons on the punch and die, so that re-pressing of an individual sheet is possible at any time.
Neue, unregelmäßig gekrümmte Konturen lassen sich durch entsprechende Höhenveränderungen der Pylone erzielen, ohne daß das Werkzeug ausgebaut werden muß. Diese Höhenverstellung der Pylone kann mechanisch, pneumatisch, hydraulisch, manuell oder automatisch erfolgen.New, irregularly curved contours can be achieved by changing the height of the pylons accordingly, without having to remove the tool. This height adjustment of the pylons can be done mechanically, pneumatically, hydraulically, manually or automatically.
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 gekrümmten Flächen und der jeweiligen Kraftvektoren unter Berücksichtigung der Materialstärke und der Materialeigenschaften des zu verformenden Bleches können sich auf den Pylonen Kegel- und/oder Pendelkugelauflagen befinden. Diese können zur Anpassung an die Blechoberfläche Abflachungen aufweisen.There is no need for complex machining of the punch and die. Depending on the tool size and number of pylons, tool downtime is reduced to a minimum. Depending on the configuration of the irregularly curved surfaces and the respective force vectors, taking into account the material thickness and the material properties of the sheet to be formed, cone and/or pendulum ball supports can be located on the pylons. These can have flattened areas to adapt to the sheet surface.
Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist,Further details of the invention emerge from the following detailed description and the accompanying drawings, in which a preferred embodiment of the invention is illustrated by way of example,
In den Zeichnungen zeigen:The drawings show:
Fig. 1: Eine Seitenansicht eines Werkzeuges in schematischer DarstellungFig. 1: A side view of a tool in schematic representation
undand
Fig. 2: einen Längsschnitt durch eine am Ende eines Pylons des WerkFig. 2: a longitudinal section through a pylon at the end of the
zeuges vorgesehene Pendelkugelauflage.pendulum ball support provided for the tool.
Ein erfindungsgemäßes Werkzeug besteht im wesentlichen aus einem in einer Presse 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 höhenverstellbaren 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 unabhängig 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 7in 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.A tool according to the invention essentially consists of an upper tool 2 and a lower tool 3 provided in a press, which are provided with a die 4 and a punch 5, wherein the die 4 and the punch 5 each consist of a plurality of height-adjustable pylons 6, 7 arranged in a row in the longitudinal and transverse directions. The pylons 6, 7 are arranged "like a board of nails" on the upper tool 2 and lower tool 3 and, in their respective interaction, form the die 4 and the punch 5. The pylons 6, 7 can be controlled independently of one another, whereby a pylon 6 provided on the die 4 is controlled in an identical manner to the pylon 7 assigned to it on the opposite side of the sheet 8 on the punch 5. The pylons can be controlled either individually or in groups. They can be controlled mechanically, pneumatically, hydraulically, manually or automatically.
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 Pendelkugeln 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 Oberflächengestaltung 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.The pylons 6, 7 can be provided with support surfaces 11 on their ends 9, 10 facing the sheet 8 to be deformed, the arrangement of which corresponds to the shape of the finished deformed sheet 8. The support surfaces 11 can be arranged on movable pendulum balls 12. These pendulum balls 12 have flattened areas 14 on their surfaces 13 facing the sheet 8, which are supported on the surfaces of the sheet 8 and follow the changed surface design of the sheet 8 during the deformation process, so that the surfaces of the sheet 8 are protected against damage. It is also possible for the support surfaces 11 to be arranged on conical supports (not shown).
Für den Fall, daß Bleche 8 mit erheblicher Formänderungsarbeit verformt werden sollen, ist das Werkzeug mit einer umlaufenden Niederhaltevorrichtung 15 versehen.In the event that sheets 8 are to be deformed with considerable deformation work, the tool is provided with a rotating hold-down device 15.
Mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug können insbesondere nach vorheriger CAD/CAM-Berechnung durch entsprechende Ansteuerung der Pylone 6, 7 die Matrize 4 und der Stempel 5 vollautomatisch so ausgebildet werden, damit sie der späteren Formgebung der zu verformenden Bleche entsprechen. Hierdurch können nacheinander 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-With the tool according to the invention, the die 4 and the punch 5 can be formed fully automatically, in particular after a previous CAD/CAM calculation by appropriately controlling the pylons 6, 7, so that they correspond to the later shape of the sheets to be formed. This means that sheets with different irregular shapes can be produced one after the other as individual pieces without having to factor in complex machine set-up times. By controlling the individual pylons 6, 7 independently of one another,
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nen diese jeweils in die jeweils optimale Position mit ihren Auflagerflächen 11 gebracht werden. Für den Fall, daß beim ersten Verformungsprozeß ein verförmtes Blech noch nicht seine optimale Gestaltung aufweist, können durch geringfügige Nachjustierungen den Besonderheiten des Materials des Bleches 8 erforderliche Höhendifferenzen ausgeglichen werden.These can be brought into the optimal position with their support surfaces 11. In the event that a deformed sheet does not yet have its optimal shape during the first deformation process, height differences required due to the special characteristics of the sheet material 8 can be compensated for by minor readjustments.
Claims (9)
Zweibrückenstraße 12German Patent and Trademark Office
Zweibrückenstrasse 12
OhIe Kamp 12Forming technology Stade GmbH
Ohl Kamp 12
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