DE4122323A1

DE4122323A1 - Elastisches werkzeug zum verformen

Info

Publication number: DE4122323A1
Application number: DE19914122323
Authority: DE
Inventors: Joerg Thomas Dipl Ing Klein
Original assignee: Julius and August Erbsloeh GmbH and Co
Current assignee: KLEIN, JOERG THOMAS, DIPL.-ING., 51371 LEVERKUSEN,
Priority date: 1991-07-05
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1993-01-14
Also published as: DE4122323C2

Description

Die Erfindung betrifft ein elastisches Werkzeug zum Verformen, z. B. Richten, Biegen, Drücken oder Tiefen, von Material wie Hohlprofile, Rohre, Bleche u. dgl., ins besondere aus Leichtmetall.

Zum Verformen von Material werden üblicherweise Vorrichtungen benutzt, die aus einer Matrize zum Auflegen des Werkstückes und einem starren Formstück bestehen, das an der gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Durch Druckbeaufschlagung des Formstücks wird das Material in die Matrize hineinverformt. Diese Vorrichtung hat den Nachteil, daß es zu Beschädigungen des Werkstückes, z. B. Abscherungen von Material kommen kann oder zumindest bleibende Spannungen im Werkstück hervor gerufen werden.

Aus der DE 38 17 707 ist eine Vorrichtung zum Verformen bekannt, bei der das Material in einem Aufnahmespalt zwischen einer Hohlform (Matrize) mit Vertiefun gen einerseits und elastischen Formstücken andererseits eingebracht wird. Durch Druck auf die elastischen geschichteten Formstücke mit ihren nichtelastischen Zwischenstücken werden diese in Richtung auf das zu verformende Material elastisch ausgedehnt und so das Material bleibend in die Vertiefung der Hohlform hineinver formt.

Auch aus der Fachliteratur sind elastische Preßwerkzeuge mit Hohlräumen bekannt ("Machinery and Production Engeneering" vom 14. 03.1 979, S. 38 f), wobei die Hohl räume entsprechend der Preßform verschieden gestaltet sein können. Bei diesen Ver formungsvorrichtungen können Beschädigungen des Materials weitgehend vermieden werden.

Es zeigte sich aber, daß bei derartigen Verformungsprozessen die Qualität des Er zeugnisses in starkem Maße von den Eigenschaften des zu verformenden Vormateri als bestimmt wird. Um diese Schwankungen nicht in das Erzeugnis einfließen zu las sen, muß das Formstück den Materialeigenschaften angepaßt oder variabel, d. h. elastisch gehalten werden. Es ist aber bei den genannten Vorrichtungen nicht möglich, die Elastizität der Formstücke in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Werk stückes zu steuern und den Verformungsprozeß durch Messung dieser Elastizität zu überwachen, ohne das Werkzeug jeweils konstruktiv zu verändern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein elastisches Werkzeug zum Verformen von Material der eingangs genannten Art zu entwickeln, welches auf einfache Weise gewünschte Verformungen zuverlässig, ohne Gefahr von Beschädigungen ausführen kann, wobei der Verformungsprozeß über die Steuerung der Elastizität des Werkzeuges regelbar ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Werkzeug aus elastischem Werkstoff verwendet wird, das je nach Größe von einem oder mehreren Kanälen durchzogen ist. Diese Kanäle sind mit einem schwerkompressiblen Stoff (Flüssigkeit oder Feststoff) gefüllt, vorzugsweise mit einer Flüssigkeit wie z. B. Öl. Feststoff als alternative Füllungsmöglichkeit der Kanäle ist in Form von Stiften in die Kanäle ein führbar.

Durch Druck- bzw. Temperaturveränderungen, vorzugsweise durch Änderung des Druckes wird der Druck in den Kanälen und damit der Widerstand gegen das Werkstück beeinflußt. Eine Druckerhöhung führt zur Versteifung des Gesamtwerkzeuges oder eines Segmentes davon. Werden nämlich die elastischen Werkzeuge aufgrund ihrer Größe von mehreren Kanälen durchzogen, ist es möglich, mehrere Kanäle zu Segmenten zusammenzufassen und diese Segmente einzeln mit der Druck- bzw. Temperaturregelung zu verbinden und über eine Druck- bzw. Temperaturänderung zu beeinflussen.

Um Dichtigkeitsprobleme bei extrem hohen Drücken auszuschließen, ist es möglich und vorteilhaft, zur Aufnahme des Stoffes in den Kanälen Druckschläuche zu verwen den, die durch ihre Steifigkeit zusätzlich stabilitätsfördernd sind. Darüberhinaus kön nen auch zusätzlich Versteifungen, z. B. in Form von Stahlstiften, vorgesehen werden.

Die Verwendung eines derartigen Werkzeuges ermöglicht es, den Verformungsprozeß in stärkerem Maße über die Steuerung der Elastizität des Werkzeuges zu beein flussen. Außerdem kann ein derartiges Werkzeug nach entsprechender Eichung für die Messung von Verformungsparametern ausgenutzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel des Biegeverformungsprozesses näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1a eine Vorrichtung zum Biegen eines Bleches in der Vorderansicht;

Fig. 1b eine Vorrichtung zum Biegen eines Bleches in der Seitenansicht.

Die gezeigte Vorrichtung besitzt ein elastisches Verformungswerkzeug 1 und darüber angeordnet den Biegestempel 2. Das Werkstück 3 ist ein Blech aus Leichtmetall. Der Verformungsdruck von außen wird über den Biegestempel 2 übertragen. Die Druck- und Hubvorrichtungen für den Biegestempel sind in Fig. 1 nicht dargestellt. Das elastische Verformungswerkzeug 1 besteht aus Perbunan (Shore-Härte A ca.80-85) und besitzt mehrere Kanäle 4. In diese Kanäle 4 sind Druckschläuche 5 eingezogen. In den Druckschläuchen 5 befindet sich als schwerkompressibler Stoff Hydrauliköl. Jeweils zwei Kanäle 4 bzw. Druckschläuche 5 sind zu einem Segment zusammengefaßt und werden über eine Drucksteuer- und -regeleinheit mit Druck beaufschlagt. Diese Drucksteuer- und -regeleinheit besteht aus der Druckpumpe 6, dem Manometer 7 und dem Verteiler 8. Die Druckschläuche 5 dienen gleichzeitig als Versteifung. Das Werkzeug wird mit dem vorbestimmten Druck beaufschlagt und im Anschluß der Verformungsvorgang, d. h. das Biegen des Bleches, vorgenommen.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird nachfolgend die Verwendung des elasti schen Werkzeuges zur Messung von Verformungsparametern dargestellt.

Ein Streckbieger ist zu diesem Zweck mit einem elastischen Werkzeug als Biegebal ken ausgerüstet. Ziel der Untersuchung ist die Erkennung von Eigenschaftsverände rungen des Halbzeugmaterials. So unterliegt die Fließkurve des Materials unter an derem durch Einflüsse im vorhergehenden Strangpreßprozeß geringen Schwankun gen. Diese Schwankungen äußern sich in einer unterschiedlich großen Rückfederung des Materials beim Biegen im elastischen Bereich. Mit Hilfe des elastischen Werkzeu ges wird die Aufnahme eines Kennwertes durch geringes Vorrecken beim Streckbie gen vorgenommen und mit einer Kennlinie verglichen. Eine derartige Kennlinie ist in diesem Fall die Federkonstante in Abhängigkeit vom Druck für das untersuchte Mate rial. Der Vergleich mit der Kennlinie liefert in diesem Fall einen Wert für die notwen dige Überbiegung, die im nachfolgenden Verformungsprozeß, d. h. Biegeprozeß, durch die Steuerung der Elastizität des Biegebalken optimal aufgebracht werden kann.

Bezugszeichenliste

1 Verformungswerkzeug
2 Biegestempel
3 Werkstück
4 Kanäle
5 Druckschläuche
6 Druckpumpe
7 Manometer
8 Verteiler

Claims

1. Elastisches Werkzeug zum Verformen von Material, insbesondere aus Leicht metall, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Werkzeug (1) von einem oder mehreren Kanälen (4) durchzogen ist, daß diese Kanäle (4) mit einem schwer kompressiblen Stoff ganz oder teilweise gefüllt sind, daß diese Kanäle (4) mit einer Druck- bzw. Temperaturregelung verbunden sind und daß aus Stabilitätsgründen Versteifungen vorgesehen sein können.

2. Elastisches Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kanäle (4) vorzugsweise mit einer Flüssigkeit gefüllt sind.

3. Elastisches Werkzeug nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Kanäle (4) zu Segmenten zusammengefaßt sind und jedes Segment für sich mit einer Temperatur- oder Druckregelung verbunden ist.

4. Elastisches Werkzeug nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausdehnung der Kanäle (4) vorzugsweise über eine Druckveränderung steuerbar ist.

5. Elastisches Werkzeug nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß Druckschläuche (5) zur Aufnahme der Flüssigkeit in den Kanälen (4) angeordnet sind.

6. Elastisches Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Kanäle (4) Stifte aus einem Feststoff einfahrbar sind, die die Kanäle in Länge und Querschnitt teilweise bzw. ganz ausfüllen.

7. Elastisches Werkzeug nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Werkzeug (1) zur Messung von Verformungsparametern verwendbar ist.