DE4122323C2 - - Google Patents

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 und die Verwendung dieses Werkzeugs zur Messung von Verformungsparametern.

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 A1 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 mit nichtelastischen Zwischenstücken geschichteten Formstücke werden diese in Richtung auf das zu verformende Material elastisch ausgedehnt und so das Material bleibend in die Vertiefung der Hohlform hineinverformt.

Aus der Fachliteratur sind auch bekannt elastische Preßwerkzeuge mit Hohlräumen ("Machinery and Production Engeneering" vom 14.03.1979, S. 38 f), wobei die Hohlräume entsprechend der Preßform verschieden gestaltet sein können bzw. elastische, mit Hohlräumen versehene Gehäuseteile an einer Blechziehvorrichtung (US 27 56 707) zum Abbau des Druckgefälles oberhalb und unterhalb des zu ziehenden Bleches. Bei diesen diesen Verformungsvorrichtungen 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 unterschiedlichem Material der eingangs genannten Art zu entwickeln, welches auf einfache Weise gewünschte Verformungen zuverlässig, ohne Gefahr von Beschädigungen ausführen kann.

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.

Claims (3)

1. Elastisches Werkzeug zum Verformen von Material, insbesondere aus Leicht­ metall, wobei das elastische Werkzeug (1) von einem oder mehreren Kanälen (4) durchzogen ist, diese Kanäle (4) mit einem schwer kompressiblen Stoff ganz oder teilweise gefüllt sind und mit einer Druck- bzw. Temperaturregelung verbunden sind dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Flüssigkeit als schwer kompressiblem Stoff Druckschläuche (5) zur Aufnahme der Flüssigkeit in den Kanälen (4) angeordnet sind und bei Verwendung eines Feststoffes als schwer kompressiblen Stoff Stifte aus diesem Feststoff in die Kanäle (4) einfahrbar sind.

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

3. Verwendung eines elastischen Werkzeugs nach einem der Ansprüche 1 oder 2 zur Messung von Verformungsparametern.