DE3109510A1

DE3109510A1 - Verfahren zum anformen von flanschen an einem blech, das danach hergestellte erzeugnis und vorrichtung zur herstellung dieses erzeugnisses

Info

Publication number: DE3109510A1
Application number: DE19813109510
Authority: DE
Inventors: John Anthony Walterloo Ontario Schey
Original assignee: Modine Manufacturing Co
Current assignee: Modine Manufacturing Co
Priority date: 1980-03-27
Filing date: 1981-03-12
Publication date: 1981-12-24
Also published as: ES8300529A1; GB2072559B; SE439887B; US4373369A; DE3109510C2; JPS56165529A; GB2072559A; MX156200A; GB2110574A; BR8101453A; IT8147988A0; JPH0366048B2; GB2110574B; IT1142701B; FR2479042B1; CA1139742A; SE8101844L; FR2479042A1; ES500737A0

Description

Dipl.-Ing. H. MITSCHERLICH D-8000 MÖNCHEN 22

Dipl.-Ing. K. GUNSCHMANN StelnsdorfstrußelO

Dr.r.r.-t. W. KÖRBER 3109^10 * ^

Dipl.-Ing. J. SCHMIDT-EVERS
PATENTANWÄLTE

12.3.1981

Modlne Manufacturing Company

1500 Dekoven Avenue

Racine, Wisconsin 53401, V.St.A.

Verfahren zum Anformen von Planschen an einem Blech, das danach hergestellte Erzeugnis und Vorrichtung zur Herstellung dieses Erzeugnisses.

Der herkömmliche Weg zur Herstellung von Flanschen, die öffnungen in verformbaren Blechen zur Verstärkung der öffnung oder zur Bearbeitung derselben zur Aufnahme eines Rohres, wie z.B. in Sammler- oder Verteileranordnungen, wie sie beispielsweise für Wärmeaustauscher verwendet werden, ist, zuerst das Blech zu durchstoßen oder perforieren und dann die Teile des Bleches, welche die erwähnten Lochungen umgeben, aus der Ebene des Bleches zürn Formen des Flansches zu verlagern. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in den US-Patentschriften 3 425 465 und 4 150 556 beschrieben. Es wurde festgestellt, daß, wenn die Lochung geformt wird, z.B. durch Ausschneiden von Abschnitten des Bleches bzw. der Verteilerplatte und anschließendes Verformen des Bleches um die Lochung herum zur Bildung des Flansches die Ränder des Bleches an der Flanschkante häufig geschlitzt werden infolge der Umfangszugspannungsverformung, so daß es nicht nur schwierig ist, eine Verbindung mit einem anderen Metall-

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stück herzustellen,beispielsweise mit einem Rohr, durch Löten, Schweißen od. dgl. in der Lochung, sondern auch, wenn die Verbindungen hergestellt worden sind, die Schlitze eine Hauptürsache von Undichtigkeiten sind. Ferner sind Flanschwände, die in dieser Weise geformt werden, von begrenzter Höhe, oft nicht parallel und ihre Höhe oft ungleichmäßig. Außerdem nimmt ihre Wandstärke zu den Kanten hin allmählich ab. Diese Merkmale rufen nicht nur weitere Schwierigkeiten bei Rohr- u. Wasserkastenanordnungen hervor, sondern schwächen auch die Struktur für andere Zwecke.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten wurden bereits mehrere Verfahren vorgeschlagen. So kann z.B. mehr Material dadurch verfügbar gemacht werden, daß Material benachbart der Stelle eines Flansches eingezogen wird, indem zuerst eine Eintiqfung erzeugt wird, manchmal durch umgekehrtes Eindrücken, wie in den US-Patentschriften 1 699 361 und 3 412 593 beschrieben. Die Dicke des Flansches kann dadurch gleichmäßig gemacht v/erden, daß der geformte Flansch mit einem gesonderten Arbeitsvorgang gestaucht wird, wie nach der US-Patentschrift 2 859 510. Für einen dickeren Flansch kann mehr Material dadurch verfügbar gemacht werden, daß das Blech zwischen zwei Stempeln von gleicher Größe mit einer Querschnittsfläche gleich den Innenabmessungen d;er herzustellenden Lochung gepreßt werden, wie nach der US-Patentschrift 2 909 281.

Das Entstehen von Rissen an der Flanschkante kann durch eine Anzahl von Mitteln verzögert oder verhindert werden. Das Entfernen des Grates, der beim Ausstanzen der Lochung entsteht, führt bekanntlich dazu, daß die zulässige Durchmesserdehnung bei der Flanschbildung erhöht wird. Weitere Verbesserungen lassen sich erzielen durch Extrudieren des Flansches, nachdem die Locating entgratet worden ist,

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wie nach der US-Patentschrift 3 412 593. Eine andere Lösung ist noch beschrieben von M.H. Williams in dem SAE-Aufsatz No. 780 393 als Verfahrensfolge, bei welcher die Lochung zuerst durchstoßen wird, wie bei der herkömmlichen Flanschbildung, und dann der Flansch gebildet wird durch Strecken zwischen einem Stempel und einem Abstützwerkzeug, welches eine Druckbeanspruchung an der Flanschkante aufrecht erhält. Dies verzögert das Entstehen von Schlitzen und ermöglicht das Formen viel tieferer Flansche. Durch die Art des Flanschbildungsvorgangs nimmt die Wandstärke des Flansches immer noch zu seiner Kante hin ab. Eine parallele Wand von gleichmäßiger Dicke kann dann, wenn gewünscht, durch einen nachfolgenden Abstreckziehvorgang !erhalten werden. Es sind daher insgesamt drei Arbeitsstufen erforderlich und die bei der zweiten und der dritten Arbeitsstufe erzielbaren Verformungen sind sowohl durch Material- und Verfahrensbeschränkungen begrenzt.

Eines der Merkmale der Erfindung ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung eines angeformten Flansches um eine Lochung in einem plastisch verformbaren Blech herum. Bei diesem Verfahren wird zuerst eine Eintiefung oder Eindrückung im Blech dadurch geformt, daß ein lokalisierter Druck auf der einen Seite des Bleches über einen Flächeninhalt ausgeübt wird, der gleich der inneren Querschnittsfläche der Eintiefung ist, und gleichzeitig ein entgegenwirkender Verformungsdruck über eine Fläche ausgeübt wird, die gleich der äußeren Querschnittsfläche der Eintiefung ist. Das Material zwischen den beiden entgegengesetzten Gesenkelementen wird zur Bildung einer Eintiefung von der gewünschten Tiefe, die der gewünschten Höhe des Flansches entspricht, verdrängt. Die Eintiefung hat dann eine gerade parallelseitige Seitenwand und einen angeformten Boden in dem Teil des Bleches zwischen dem Druckorgan und dem Gegendruckorgan. Zur Vervollständigung

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eines Flansches mit einem offenen Ende wird dieser Boden dann von der Seitenwand abgetrennt, um die Lochung mit dem umgebenden Plansch zu erhalten.

Dieses Verfahren, das Erzeugnis und die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche alle den Gegenstand der beiliegenden Ansprüche bilden, haben eine Anzahl von Vorteilen gegenüber den früheren Verfahren zur Herstellung von mit Flanschen versehenen Lochungen. Schlitze in den Kanten des Flansches, der die öffnungen umgibt, werden dadurch vermieden, daß sichergestellt wird, daß sich das Material während der Bildung der Eintiefung immer unter Druck befindet. Die Wände des erhaltenen Flansches sind von gleichmäßiger Dicke, zueinander parallel, von gleichmäßiger Höhe und von geregelten Abmessungen. Wenn später eine Verbindung durch Schweißen, Hartlöten, Weichlöten u. dgl. hergestellt wird, ist die Neigung zum Entstehen eines Bruches viel geringer.

Im Folgenden wird die Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen beispielsweise näher erläutert und zwar zeigenr

Fig. 1 eine Vorderansicht im Aufriß eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugkühlers von der Rohr- und Wasserkastenbauform;

Fig. 2 eine Teilansicht in schaubildlicher Darstellung eines Teils einer Wasserk^benplatte und von zwei Flanschen entsprechend dem Stand der Technik;

Fig. 3 eine der Fig. 2 ähnliche Ansicht, welche jedoch nach der Erfindung hergestellte Flansche zeigt;

Fig. 4 eine Teilansicht in halbschematischer Darstellung

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im vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung ihres Erzeugnisses bei der ersten Stufe des Verfahrens;

Fig. 5 und 6 aufeinanderfolgende Arbeitsstufen des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 7 im Zusammenhang mit Fig. 1, 2 und 3 in vergrössertem Maßstab eine Teilansicht im Schnitt durch die geformte Eintiefung und den umgebenden Teil der Platte, aus welcher die auftretenden Spannungen ersichtlich sind, wobei der Schnitt durch eine Eintiefung im wesentlichen nach der Linie 7-7 in Fig. 6 geführt ist;

Fig. 8 bis 10 verschiedene Durchfuhrungsformen für das Abtrennen des Bodens an der Seitenwand einer Eintiefung zur Bildung eines Flansches.

Eine Anwendung der Erfindung ist in Fig. 1 für einen Kühler dargestellt. Der Kühler 10 besitzt einen oberen Wasserkasten 11, einen unteren Wasserkasten 12, der sich von dem oberen in Abstand befindet, und verbindende Rohre, die sich zwischen einem oberen und einem unteren elastisch verformbaren Blech 14 bzw. 15, welche die Verteilerplatten bilden, erstrecken. Die Rohre 13 sind im wesentlichen parallel, in Abstand voneinander und in der herkömmlichen Weise durch serpentinenförmige leitende Rippen 16 getrennt.

Bei der herkömmlichen Art und Weise zur Herstellung des Verbindungsflansches 17 aus einem Stück mit der Verteilerplatte 18, wie in Fig. 2 dargestellt, wird die Platte

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zur Bildung der Lochung 21 perforiert, worauf die Plattenteile nach außen verformt werden, um die die Lochungen umgebenden Flansche zu bilden. Bei der Anwendung dieses Verfahrens läßt sich feststellen, daß bei einem großen Teil, der sich manchmal 100 % nähert, der Flansche Schlitze in der Kante entstehen. Diese Schlitze sind in Fig. 1 bei 22 dargestellt und beginnen, wie ersichtlich, an der Flanschkante, von der sie sich fast bis zur Platte 18 fortsetzen.

Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 3 eine Platte mit nach der Erfindung hergestellten mit Flanschen versehenen Lochungen. Wie ersichtlich, enthält das Blech die Verteilerplatte 15, welche der oberen Platte 14 ähnlich ist, Flansche 24, die glatte Kanten 25 aufweisen, welche völlig frei von Schlitzen sind. Diese Kanten können, wenn gewünscht, in einer Ebene· liegen, die zu dem Übrigen Blech 15 parallel sind.

Die Arbeitsvorgänge beim Formen eines Flansches 24 sind in Fig. 4-6 dargestellt, während der Flansch in Fig. 7 gezeigt ist.

Das Blech, das plastisch verformbar ist, ist in den aufeinanderfolgenden Figuren der dargestellten Ausführungsform bei 15 dargestellt. Dieses Blech wird zwischen einer Preßplatte bzw. einem Werkstückhalter 26 und einer Gesenkplatte 27 eingespannt, wobei die Preßplatte 26 eine ausgestanzte öffnung 28 aufweist, die zur Aufnahme eines vertikal beweglichen Stempels 31 dient, dessen Querschnittsfläche in ihren Abmessungen im wesentlichen gleich den entsprechenden Innenabmessungen 32 (Fig. 3) des erhaltenen Flansches 24 ist.

In einer ähnlichen ausgestanzten öffnung 33 im Gesenk 27

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und im wesentlichen konzentrisch zu dem Stempel 31 ist ein Gegenstempel 34 angeordnet. Dieser Gegenstempel 34 ist in der öffnung 33 gleitbar, so daß die öffnung und der Gegenstempel im wesentlichen die gleiche Querschnittsfläche haben, die im wesentlichen gleich den Außenabmessungen des Flansches 24 ist.

Die Gesenkplatte 27 ist durch eine Abstützplatte 35 gelagert. Diese Platte 35 ist mit einer öffnung 36 versehen, die geringfügig größer als die öffnung 33 ist und in der der Gegenstempel 34 einschiebbar ist.

Während das mit 15 bezeichnete Blech bzw. die Platte 15 zwischen der Preßplatte 26 und der Gesenkplatte 27 festgespannt ist, wie durch die Pfeile 29 in Fig. 4 - 7 in dem den Stempel 31 umgebenden Bereich dargestellt, wird der Stempel 31 unter einem Druck, wie durch den Pfeil 37 in Fig. 5, 6, 8 und 9 dargestellt, bewegt, welchem Druck des Stempels ein Gegendruck 39 des Gegenstempels 34 auf der entgegengesetzten Seite des Bleches 15 entgegenwirkt. Daher wirkt, während der Stempel 31 in seiner Preßrichtung 37 bewegt wird, der Gegensterapel 34 diesem Druck entgegen, während er in der Richtung 38 auf der entgegengesetzten Seite des Bleches bewegt wird.

Wie schematisch in Fig. 5 dargestellt, kann der Gegendruck 39 durch einen Hydrozylinder erzeugt werden, der auf den erforderlichen Druck vorbelastet ist. Während der Abwärtsbewegung des Stempels 31 kann Hydrauliköl aus dem Hydrozylinder austreten, wie bei 51 dargestellt, mit einem so festgestellten Druck, daß die gewünschte Gegenstempelkraft aufrechterhalten wird. Das Material zwischen dem Stempel31 und dem Gegenstempel 34 wird daher zur plastischen Verformung belastet und es werden die Seitenwände 42 der Eintiefung 41 (der gewünschte Flansch 24) geformt.

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Da die Verformung unter Druckspannungen erfolgt, wird ein Bruch verhindert und Kinnen Flansche selbst mit Materialien von verhältnismäßig mäßiger Dehnbarkeit geformt werden.

Wie in Fig. 6, 8 und 9 dargestellt, werden der Druck und der Gegendruck 39 zur Bildung einer Eintiefung 41 in dem Blech zwischen jedem Stempel 31 und Gegenstempel 34 aufrechterhalten, wobei Material 52 (Fig. 5) aus dem Raum zwischen dem Stempel 31 und dem Gegenstempel radial verdrängt wird. Dieses verdrängte Material bildet die Seitenwände 42 der Eintiefung.

Wenn die Eintiefung 41 eine gewünschte vertikale Abmessung in Fig. 6 erreicht hat, weist die so geformte Eintiefung eine Seitenwand 42 und einen angeformten Boden 43 auf.

Nach der Beendigung der Bildung der Eintiefung 41 kann der Boden 43 von der Seitenwand abgetrennt werden, um jeden Flansch zu erzeugen, wie er durch die Flansche 24 in Fig. dargestellt ist. Eine Ausfuhrungsform des Abtrennvorgangs ist in Fig. 8 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform werden der Stempel 31 und die Preßplatte 26 zurückgezogen, wird das Werkstück bestehend aus der Platte 15 und der Eintiefung 41 durch den Gegenstempel 34 angehoben und durch herkömmliche Mittel der nächsten Gesenkstation vonFig. überführt, an welcher die Abstützplatte 35 durch eine Gesenkplatte 44 ersetzt wird, die eine Schneidkante 45 aufweist. Diese Schneidkante 45 ist von im wesentlichen dem gleichen Flächeninhalt wie das Preßende 46 des Stempels 31. Der Stempel 31 wird dann wieder nach unten bewegt, wie durch den Pfeil 47 dargestellt, so daß durch die Zusammenwirkung der scharfen Stempelkante 48 und der Schneidkante 45 der Gesenkplatte 44 der angeformte Boden

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abgetrennt wlrd_f so daß er die Kante 25 (Fig. 3) des erfindungsgemäßen Flansches 24 verläßt.

Eine andere Ausfuhrungsform eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Abtrennen des angeformten Bodens 43 ist in Fig. 9 dargestellt. Hier ist der Gegenstempel aus zwei Teilen zusammengesetzt. Der innere Teil 50 hat im wesentlichen die gleichen Außenabmessungen wie der Stempel 31 und ist innerhalb eines äußeren rohrförmigen Mantels 49 und mit Bezug auf diesen beweglich. Beim Formen der Eintiefung werden die beiden Teile 50 und 49 zwangsläufig gemeinsam bewegt. Wenn die gewünschte Tiefe der Seitenwand 42 erreicht ist, wird das Außenrohr 49 angehalten und seine Oberkante 53 schert den Boden 43 in Zusammenwirkung mit dem unteren Ende 46 des Stempels 31 ab, wie dargestellt.

In Fig. 10 ist eine weitere Ausführungsform und eine weitere Vorrichtung zum Abtrennen des angeformten Bodens 43 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform des Verfahrens wird die Eintiefung 41 bis zu ihrer vollen Tiefe geformt, worauf der Gegenstempel 34 au« der Abstützplatte 35 und der öffnung 36 zurückgezogen wird und der Boden 43 von der Seitenwand 42 durch eine Scherplatte 54 abgeschert, welche in einer Querrichtung 55 zwischen der Gesenkplatte 27 und der Abstützplatte 35 bewegt wird. Bei diesem Abscheren wird der Stempel 31 stationär gehalten und der Gegenstempel 34 völlig zurückgezogen. Die Scherplatte 54 kann in einer gesonderten Gesenkstation eingebaut werden oder sie kann den unteren TSLl der Gesenkplatte 27 bilden.

Bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung und bei dem erhaltenen Erzeugnis wird im wesentlichen

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das ganze für die Eintiefung 41 erforderliche Met .11 aus dem Metall 56 des Bleches bzw. der Platte 15 in Fig. 4 geformt, welches Metall 56 sich zwischen den zusammenwirkenden Enäen des Stempels 31 und des Gegenstempels 34 befindet. Daher bleibt bei der Formung der Eintiefung, wie in Fig.5 und 6 dargestellt, die Seitenwand 42 der Eintief ung ifcri wesentlichen von der gleichen Dicke, während dieDicke des Bodens 43 ständig abnimmt, wie sich aus einem Vergleich von 52 in Fig. 5 und 43 in Fig. 6 ergibt.

Die Metallstruktur um jede Eintiefung 41 herum und in dieser ist in Fig. 7 dargestellt. Bei der radialen Metallverdrängung 61 aus dem Boden 43 der Eintiefung 41 wird die Platte bzw. das Blech 15, welches den Stempel und den Gegenstempel umgibt, gegen eine wesentliche Bewegung durch die Kräfte 29 gehalten, die auf die Preßplatte 26 wirken. Die Seitenwand 42 der Eintiefung wird daher durch die radiale (seitliche) Metallverdrängung zwischen dem Stempel 31 und dem Gegenstempel 34 gebildet, so daß das Gefüge des Metalls orientiert wird und zeigen in Metallen, in welchen die Fließlinien durch an sich bekannte Maßnahmen entwickelt werden können, welche Fließlinien einen ununterbrochenen Materialfluß um die Ecke 62 des Stempels 31 herum zeigen.

Die Seitenwand 42 entwickelt sich in vollem Kontakt mit den Seitenflächen des Stempels 31 und der öffnung 33 des Gesenks 27. Da die Seitenwand 42 sich an die öffnung 33 bei ihrer Formung anlegt, findet keine relative Bewegung zwischen der öffnung 33 und der eingetieften Wand 42 statt und das Verfahren leidet nicht unter den schädlichen Reibungswirkungen an dieser Fläche. Es ist daher möglich,auf den Stempel 31 und den Gegensterapel 34 den ganzen Druck auszuüben, der zum Formen der Eintiefung 41 erforderlich ist und im Gegensatz zu anderen Verfahren, wie beispiels-

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weise in der US-Patentschrift 3 757 718 beschrieben, wird auf das Material der Wand 42 keine Spannung ausgeübt. Ferner wird, da die Wand 42 während ihrer Formung an der öffnung 33 anliegt, die Reibungsreaktion auf ein Mindestmaß herabgesetzt oder eliminiert und es besteht keine Notwendigkeit, daß die Platte 15 angehoben wird, wie es nach der US-Patentschrift 2 909 281 erforderlich ist. Auch ist keine Trennung zwischen der Wand 42 und der öffnung 33 notwendig im Gegensatz zu der US-Patentschrift 3 303 806.

Die Verwendung eines Schmiermittels, was in der Metallverarbeitungstechnik allgemein bekannt ist, ist wünschenswert, um das Herausheben der Eintiefung 41 aus der Gesenkplatte 27 zu erleichtern und ferner die Abnutzung des Gesenks herabzusetzen. Der Stempel 31 befindet sich in einem gleitenden Reibungskontakt mit der Innenfläche der Eintiefung und wird vorzugsweise geschmiert. Ein Schmiermittel ist ferner wünschenswert zur Herabsetzung des Druckes, der zur radialen Materialverdrängung zwischen dem Stempel 31 und dem Gegenstempel 34 heraus notwendig ist. Eine solche Schmierung beeinträchtigt nicht das Anliegen der sich entwickelnden Eintiefungswand 42 am Ausschnitt 33 der Gesenkplatte 27 und verändert nicht die Materialfließeigenschaft bei diesem Verfahren.

Bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird der Stempel 31 mit einer höheren Geschwindigkeit bewegt als die Geschwindigkeit der Rückzugbewegung 38 des Gegenstempels 34. Im allgemeinen ist das Verhältnis der Geschwindigkeit des Stempels 31 zur Geschwindigkeit des Gegenstempels 38 annähernd gleich dem Verhältnis der Querschnittsfläche des Gegenstempels 34 zur Querschnittsfläche des Stempels 31, wenn ein ausreichender Druck zwi-

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sehen dem Stempel und dem Gegenstempel aufrechterhalten wird, um das plastische Fließen in dem Material des Bodens 43 aufrecht zu erhalten.

Wie sich auaj Fig. 3 ergibt, kann jeder nach der Erfindung erzeugte Flansch 24 nicht nur zylindrisch, sondern auch oval oder vcjn irgendeiner anderen Form sein* Die Kante jedes Flansöhes befindet sich in einer Ebene, die zur Ebene des den Flansch umgebenden Bleches 15 im wesentlichen parallel ist. In der Vorrichtung bestimmt der Unterschied in der Querschnittsfläche zwischen dem Stempel 31 und dem Gegenstempel 34 die Dicke der Seitenwand 42 der Eintieftfng 41 die den Flansch aufweist.

Erfindungsgämäß wird jeder Flansch auf seine endgültigen Abmessungen in einem einzigen Arbeitsvorgang geformt und erst wenn die den Flansch bildende Seitenwand vollständig geformt ist, wird der Boden von der Seitenwand zur Bildung der Lochung abgetrennt. Die Lochung wird daher erst ausgestanzt, nachdem der Flansch vollständig geformt worden ist. Hierdurch werden nicht nur geschlitzte Kanten vermieden, sondern auch vorgewählte genaue Abmessungen erhalten.

Ferner kann, wenn gewünscht, der ganze Boden 43 zurückgehalten werden oder nur ein Teil des Bodens kann je nach der gewünschten Struktur des zu erzielenden Erzeugnisses abgetrennt werden. Durch die Erfindung wird daher ein Flansch von verbesserter Struktur, einer gleichmäßigen Höhe und einer ebenen Kante erhalten, wenn dies erwünscht ist. Der Flansch ist frei von Rissen, frei von einer wesentlichen Rückfederung und die Wände sind um den ganzen Umfang des Flansches herum parallel zueinander. Dieser

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Flansch kann eine vorgewählte For*» haben und Abmessungen je nach der Form und den Abmessungen des Stempels und des Gegenstempels, und der Flansch wird mit einer gleichmäßigen und genau kontrollierten Wandstärke von der Wurzel an der Platte zur Außenkante erhalten. Es besteht daher keine Notwendigkeit f$r einen gesonderten Arbeitsvorgang, wie beispielsweise in der US-Patentschrift 2 859 510 beschrieben.

Da die Verformung 59 des Metalls, welches die Seitenwände 42 der Eintiefungen 41, wie in Fig. 7 gezeigt, bildet, als Folge der Druckkräfte zwischen dem Stempel und dem Gegenstempel stattfindet, wird ein Bruch der Seitenwände praktisch verhindert und sogar Plattenmaterialien mit einer niedrigen Dehnbarkelt können ohne Schwierigkeit zur Bildung von Flanschen geformt werden. Der zum Formen der Eintiefungen oder Eindrücke elfforderliche Druck hängt von der Fließspannung des Materials und der Reibung an den verschiedenen Kontaktflächen ab.

Die Erfindung ist natürlich nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern kann innerhalb ihres Rahmens verschiedene Abänderungen erfahren.

Der Patentanwalt

I.

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Claims

Dipl.-Ing. H. MITSCH ERUOhT D-8000 MDNCHE N 22 Dipi.-Ing. K. GUNSCHMANN Steinsdorfstraße 10 Dr. re r. not. W. KÖRBER ® '089> '29 66 84 Dipl.-I η g. J. SCHMIDT-EVERS PATENTANWÄLTE 12.3.1981 Modine Manufacturing. Company Dekoven Avenue Racine, Wisconsin 53401, VStA Ansprüche

1. Verfahren zum Anformen einer Eintiefung in einem pla- -· stisch verformbaren Blech, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech gegen eine wesentliche Bewegung um den Bereich der beabsichtigten Eintiefung herum erhalten wird und ein lokalisierter Druck auf die eine Seite des Bleches über einen Bereich der erwähnten Eintiefung ausgeübt wird, wobei gleichzeitig der Verformung dadurch entgegengewirkt wird, daß ein Gegendruck auf die entgegengesetzte Seite des Bleches über einen äußeren Bereich der Eintiefung ausgeübt wird, um das Blech in einen Zustand plastischen Fließens in dem Bereich der erwähnten Eintiefung zu bringen, welch letztere dadurch eine stark verformte Seitenwand und einen angeformten Boden aus dem Blechmaterial erhält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden von der Seitenwand abgetrennt wird, um einen Flansch mit einer glatten ebenen Kante an der Abtrennstelle zu erzeugen.

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3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech gegen eine Bewegung um den erwähnten Bereich herum fest eingespannt wird, in welchem die Eintiefung während der Verformung geformt wird mit dem Ergebnis, daß im wesentlichen das ganze Material in der Eintiefung aus dem erwähnten Bereich des Bleches gebildet wird.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lokalisierte Druck durch einen Preßstempel erzeugt wird, der mit einem Ende gegen das Blech anliegt und von einem Flächeninhalt ist, der im wesentlichen gleich den Innenabmessungen der Eintiefung ist, und der erwähnte Gegendruck durch einen nachgebenden Gegenstempel auf der entgegengesetzten Seite des Bleches erzeugt wird, der eine Querschnittsfläche aufweist, die im wesentlichen gleich den Außenabmessungen der Blecheintiefung ist.

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel und der Gegenstempel innerhalb der Begrenzungen einer Gesenkeintiefung beweglich ist, die gleitbar an dem Gegenstempel anliegt, wobei der Abstand zwischen dem Stempel und der Eintiefung während der Bewegung des Stempels und des Gegenstempels beim Formen des Bleches die Dicke der Seitenwand der Eintiefung bestimmt und der Abstand zwischen dem Stempel und dem Gegenstempel am Ende des Formungsvorgangs die Dicke des erwähnten Bodens bestimmt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß

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der Stempel mit einer höheren Geschwindigkeit als der Gegenstempel bewegt wird, wodurch die Dicke des Bodens bei der Bildung der Seitenwand verringert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Stempelgeschwindigkeit zur Gegenstempelgeschwindigkeit proportional im Verhältnis der Querschnittsfläche des Gegenstempels zur Querschnittsfläche des Stempels ist.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech fest gegen eine Bewegung um die beabsichtigte Eintiefung während der Verformung eingespannt wird mit dem Ergebnis, daß im wesentlichen das ganze Material in der Seitenwand und im Boden der Eintiefung aus dem erwähnten Bereich des Bleches ist, und der lokalisierte Druck durch einen Preßstempel erzeugt wird, dessen eines Ende gegen das Blech anliegt und von einem Flächeninhalt ist, der im wesentlichen gleich den Innenabmessungen der Eintiefung ist und der Gegendruck durch einen nachgebenden Gegenstempel auf der entgegengesetzten Seite des Bleches erzeugt wird und dessen Querschnittsabmessungen im wesentlichen gleich den Außenabmessungen der Blecheintief ung sind.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel und der Gegenstempel innerhalb der Begrenzungen einer Gesenkeintiefung beweglich sind, die gleitbar gegen den Gegenstempel anliegt, wobei der Abstand zwischen dem Stempel und der Eintiefung während der Bewegung des Stempels und des Gegenstempels beim Formen des Bleches die Dicke der Seitenwand der Eintiefung bestimmt und der Abstand zwischen dem Stempel und dem Gegenstempel am

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Ende des Formungsvorgangs die Dicke des Bodens bestimmt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel und der Gegenstempel mit bezug auf das Blech mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegt werden, wobei das Verhältnis der größeren Stempelgeschwindigkeit zur geringeren Gegenstempelgeschwindigkeit proportional dem Verhältnis der Querschnittsfläche des Gegenstempels zur Querschnittsfläche des Stempels ist.

11. Blech mit einer angeformten Eintiefung, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintiefung (41) parallele Wände von gleichmäßiger Dicke von der Blechoberseite zum Boden (43) hat und einen Boden, der dünner als die erwähnte Blechdicke ist, sowie einen kontinuierlichen Gefügefluß, gesehen in einem Schnitt, der in einer Ebene längs der ursprünglichenWalzrichtung des Bleches (15) geführt ist.

12. Geflanschtes Blechbauelement, dadurch gekennzeichnet, daß der Plansch (24) parallele Wände von gleichmäßiger Dicke von der Oberseite des Bleches zur Kante des Flansches hat sowie einen kontinuierlichen Gefügefluß, der nur längs der Linie der Abtrennung des Bodens (43) der Eintiefung nach Anspruch 11 unterbrochen ist.

13. Blech- und Rohranordnung, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech (15) ein geflanschtes Bauelement nach An-

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spruch 12 ist.

14. Vorrichtung zum Formen einer Blechausbildung mit einer angeformten Eintiefung, gekennzeichnet durch Einspannorgane (31, 34)zum Festspannen des Bleches (15) mit Ausnahme einer Fläche, die der Stelle der Eintiefung (41) entspricht, einen Stempel (31), der gegen die eine Seite des Bleches am Bereich der Eintiefung anliegt, einen Gegenstexnpel (34) auf der anderen Seite des Bleches entgegengesetzt dem Stempel (31) und mit einer Querschnittsfläche, die größer als die Fläche des Stempels ist, wobei der Unterschied in der Erstreckung der erwähnten Fläche die Dicke der Seitenwände (42) der Eintiefung bestimmt, wobei der Stempel (31) und der GegenstempeiJL (34) in der gleichen Richtung, jedoch mit verschiedenen Geschwindigkeiten beweglich sind, der Gegenstempel durch ein Widerstandsorgan (40) abgestützt ist, um einen ausreichenden Druck in dem erwähnten Bereich des Bleches zu erzeugen, damit das aus dem Bereich zwischen dem Stempel und dem Gegenstempel verdrängte Metall sich gegen die Innenfläche einer begrenzenden Gesenkplatte (27) anlegt, in welcher der Gegenstempel gleitbar angeordnet ist, um eine Eintiefung in dem Blech zu erzeugen, die stark verformte Wände und einen Boden auf* weist, der dünner als das erwähnte Blech ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Organe (53, 54) vorgesehen sind, um den Boden (43) der Eintiefung (41) zur Erzeugung eines Flansches (24) abzutrennen.

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16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß Organe (31, 34) vorgesehen sind, um das Blech gegen eine Bewegung um die beabsichtigte Eintiefung

(41) während der Verformung festzuspannen, so daß

im wesentlichen das ganze Material in der Seitenwand

(42) und im Boden (43) der Eintiefung aus dem erwähnten Bereich des Bleches (15) stammt, wobei der lokalisierte Druck durch einen Preßstempel (31) erzeugt wird, dessen eitles Ende gegen das Blech anliegt und von einem Flächeninhalt ist, der im wesentlichen gleich den inneren Abmessungen der Eintiefung ist und der erwähnte Gegendruck durch einen nachgebenden Gegenstempel (34) auf der entgegengesetzten Seite des Bleches erzeugt wird, dessen seitliche Abmessungen im wesentlichen gleich den Außenabmessungen der Blecheintiefung sind, wobei die Seitenwand in einer Matrize bzw. in einem Gesenk (27) von im wesentlichen den gleichen Abmessungen wie der Gegenstempel begrenzt ist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (31) und der Gegenstempel (34) mit bezug auf das Blech mit verschiedenen Geschwindigkeiten bewegt werden, wobei das Verhältnis der Stempelgeschwindigkeit zur geringeren Gegenstempelgeschwindigkeit proportional dem Verhältnis der Querschnittsfläche des Gegenstempels (34) zur Querschnittsfläche des Stempels (31) ist.

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