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V_ erfahren und Vorrichtung zum Pressen großer, unregelmäßig gestalteter
Blechteile, z. S. Kotbleche für Kraftwagen Die Erfindung- bezieht sich auf ein Verfahren
zum Pressen großer, unregelmäßig gestalteter Blechteile, die beim Preßvorgang an
bestimmten Querschnittsstellen weniger stark gestreckt werden als an anderen Querschnittsstellen;
z. B. Kotbleche für Kraftwagen, und besteht insbesondere darin; daß die Blechtafel
an den Stellen, an denen sie zu wenig gestreckt wird, während des- Ziehvorganges
einer durch die Form des Preßstempels nicht bedingten zusätzlichen Streckung unterworfen
wird.
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Durch die Erfindung sollen die Herstellungskosten derartiger Preßteile
verringert, ihre Oberflächenbeschaffenheit und überhaupt ihre Güte in jeglicher
Hinsicht verbessert werden.
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DieBeschreibung zeigt dieErfindung inAnwendung auf die Herstellung
eines ganzen vorderen Kotflügels einschließlich der die Kotflügelkrone mit dem Wagenkasten
oder Chassis verbindenden geneigten Schürze und des waagerechten, den Zwischenraum
. zwischen diesem geneigten (Kotflügel-) Abschnitt und dem Wagenkasten überbrückenden
Flansches.
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Die Krone des Kotflügels ist doppelt gekrümmt, und ihr rückwärtiger
Abschnitt erstreckt sich unter den waagerechten Flansch herunter. In dem Bereich,
in welchem die gekrümmte Krone den waagerechten Flansch überschneidet, ist zur Bildung
des Kotflügels weniger Metall erforderlich als für die vorderen und rückwärtigen
Abschnitte desselben; bei den bisherigen Versuchen, den gesamten -Kotflügel aus
einem Stück zu ziehen, bildeten sich in dem mittleren Abschnitt Runzeln ünd Falten,
'welche sich selbst durch kostspielige Bearbeitung, insbesondere durch Hämmern und
Schleifen, nicht völlig beseitigen ließen und so das Aussehen des ganzen Preßteiles
verdarben. Der gleiche Übelstand ergab sich auch unter gleichen Verhältnissen z.
B. bei anderen großen, unregelmäßig gestalteten Preßteilen in Bereichen zwischen
in verschiedenen Richtungen gepreßten oder gezogenen Abschnitten derselben oder
überhaupt, wo beim Preßvorgang an verschiedenen Stellen zuviel Material verblieb,
welches durch das .Pressen oder Ziehen anderer Abschnitte des betreffenden Preßteiles
nicht ohne Falten-oder Runzelbildung verteilt werden konnte.
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Durch die vorliegende Erfindung wird der geschilderte Übelstand beseitigt,
und mittels derselben lassen sich derartige große, ttnregelmäßig gestaltete Preßteile
mit durchgehend
glatter Oberfläche mittels der kleinstmöglichen
Zahl von Arbeitsgängen herstellen. Das Hauptmerkmal der Erfindung besteht darin,
daß die Blechtafel nach erfolgter Randeinspannung, aber vor der Beendigung, gegebenenfalls
vor dem Beginn des Ziehvorganges einer durch die Form des Preßstempels nicht bedingten
zusätzlichen Streckung innerhalb der Rändeinspannung unterworfen wird.
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Die Erfindung besteht ferner in einer Vorrichtung, mittels. welcher
dieser Verfahrensschritt in dem mit Bezug auf den eigentlichen Preßvorgang geeigneten
Zeitpunkt und durch einen einzigen Ziehvorgang ausgeführt werden kann.
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In den Zeichnungen ist die Anwendung der Erfindung auf die Herstellung
eines schwierigen Preßteiles, nämlich eines vollständigen Kotfiügelpreßteiles,°
dargestellt.
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Fg. -i zeigt -in schaubildlicher .Darstellung einen gemäß der Erfindung
hergestellten Kotflügelpreßteil, wobei das für den Ziehvorgang notwendige überflüssige
Metall .fortgeschnitten ist.
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Fig.2 zeigt einen mittleren senkrechten Längsschnitt durch den in
Fig. i dargestellten Kotflügel.
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Fig. 3 und 4 sind Querschnitte längs der Linien 3-3 bzw. 4-4 der Fig.
2.
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Fig. 4a ist ein der Fig. 4 entsprechender Querschnitt und zeigt den
Kotflügelpreßteil vor- dem Abschneiden der Randteile; die Linien, längs welcher
die Randteile abgeschnitten werden, sind durch gestrichelte Querlinien angedeutet.
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- Fig. 5 zeigt den unbeschnittenen Kotflügelpreßteil in Aufsicht;
der Bereich, in welchem sich bisher Runzeln oder Falten bildeten, ist angedeutet,-und
die Lage des zur zusätzlichen Streckung des durch die Form des Preßstempels zu wenig
gestreckten Nietalls in diesem Bereich während des Pressens oder Ziehens des gesamten
Preßteiles dienenden Hilfsstempeln .ist mit gestrichelten Linien angedeutet: Fig.6
zeigt einen Ausschnitt einer gemäß der Erfindung ausgebildeten bz«. arbeitenden,
doppelt .wirkenden Presse in Seitenaa-Sicht wobei die Preßstempel in voneinander
entfernten Stellungen dargestellt sind.
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Fig. 7 zeigt in senkrechtem Längsschnitt die Preßstempel und das Werkstück
in der Lage, die sie am Ende des Preßvorganges einnehmen. -Fig. S- zeigt ebenfalls
in senkrechtem.Längs- . schnitt die Preßstempel und das Werkstück in der Läge, die
sie -am :Ende des Preßvorganges einnehmen.
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.Fig, 9r zeigt in schaubildlicher Darstellung einen rechtwinklig geführten
Schnitt durch die Preßstempel und das Werkstück direkt vor der Beendigung des gesamten
Ziehvorganges, wobei einige Abschnitte der Teile fortgebrochen bzw. fortgelassen
sind.
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Fig: io bis 14 sind- in der gleichen Ebene geführte Querschnitte und
zeigen die Teile in verschiedenen Lagen, die sie während der Annäherung der Preßstempel
aneinander einnehmen.
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Fig. 15 zeigt in Eingriff miteinander befindliche Teile des oberen
und unteren Randhalters im Längsschnitt bzw. die Innenwandung der Ausnehmung oder
Vertiefung des unteren Randhalters in Ansicht: die Teile befinden sich in der in
Fig. 7 und i4 dargestellten Lage.
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Bei dem in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel besteht
die zur Ausführung des neuen -Verfahrens dienende Vorrichtung aus einer doppelt
wirkenden Presse mit einem .unteren RandhalterblOCkA, einem oberen Randhalterblock
B, einer Patrize C, einem in dem .unteren Randhalterblock A angeordneten, sich aufwärts
bewegenden Hilfsstempel D und einem in dem oberen Randhalterblock B geführten Streckstempel
E.
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Der untere Randhalterblock A ist in üblicher Weise auf dem Bett io
einer Presse befestigt und weist eine mittlere Ausnehmung auf, innerhalb derer der
Stempel D angeordnet ist. Um diese Ausnehmung herum erstreckt sich ein - fortlaufender,
als Auf,-lage für den Rand des Rohlings 12 dienender Sitz i i, welcher im wesentlichen
nach innen auf die Ausnehmung zu geneigt ist (s. Fig. 7 bis i3). In der Mitte der-
Ausnehmung ist eine Querwandung o. dgl. 13 angebracht, auf deren einer Seite
der senkrecht .bewegliche Hilfsstempel D angeordnet ist.
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-Die Fläche ii des Randhalters weist in seiner Längsrichtung verlaufende
Ausnehmungen 15 und hervorstehende Rippen 16 auf. Die Rippen 16 arbeiten mit entsprechenden
Nuten in dem oberen .Randhalter zusammen, so daß der zur Bildung des, Preßteiles
dienende Rohling fest erfaßt wird. Die Tiefe dieser Rippen und Nuten kann an verschiedenen
Stellen -verschieden, und zwar je entsprechend der zum Halten.des Rohlings an den
betreffenden=Stellen-erforderlichen Kraft bemessen sein.
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Der obere Randhalter B ist in üblicher Weise befestigt an dem senkrecht
auf und abbeweglichen Schlitten 17 der Presse und weist eine der Fläche i i des
unteren Randhalters entsprechende Arbeitsfläche i8 auf; zwischen diesen Flächen
i i und i8 werden die Randteile.des Rohlings bei der Beendigung der Annäherung der
Randhalter aneinander erfaßt (s. Fig. iobis i3).
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Die Arbeitsflächen der Randhalter sind dem Randabschnitt des Rohlings
entsprechend geformt
und zur Aufnahme eines im wesentlichen ebenen,
durch (nicht dargestellte) Stifte auf dem unteren Randhalter und mit den Stiften
in Eingriff tretende Schlitze in seinen Ecken gehaltenen Rohlings eingerichtet.
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Die Patrize C ist so ausgebildet, daß sie die Hauptdehnung des Rohlings
bewirkt und ist auf einem unabhängig von dem den oberen Randhalter tragenden Schlitten
17 auf und ab beweglichen Stößelschlitten 18' befestigt. -In der Längsrichtung ist
die untere Arbeitsfläche i9 der Patrize entsprechend der Gestalt des zu formenden
Werkstückes doppelt gekrümmt; in der Querrichtung ist die Fläche i g gleichfalls
gekrümmt (s. Fig. 9 bis 13).
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Der unterste Punkt der Patrizenfläche i9 liegt in dem Bereich, in
dem die stärkste Dehnung des Materials bewirkt wird. DiePatrize kann sich durch
eine mittlere Öffnung in dem oberen Randhalterblock B senkrecht auf und ab und in
die Ausnehmung des unteren Randhalterblockes A hineinbewegen.
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Entsprechend der Gestalt des Preßteiles erfolgt ein Teil des Ziehvorganges
in zur Bewegung der Patrize C, welche den größeren Teil der Formung -bewirkt, entgegengesetzter
Richtung. Dieser entgegengesetzt gerichtete Preßvorgang wird bewirkt durch den Stempel
D. Der Stempel D entspricht mit- seiner oberen Fläche 2o der Gestalt
des Werkstückes in dem Abschnitt, welcher von dein von dem untersten Teil der Patrize
erfaßten Abschnitt entfernt liegt.
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Die Betätigungsvorrichtung für den Stempel D besteht aus einem im
Fußteil des RandhalterblockesA angeordneten waagerecht verschiebbaren Nockenblock
2-z ; der Nockenblock weist an seiner Oberseite stufenweise angeordnete Nockenflächen
a2 auf, welche mit entsprechenden Nockenflächen auf der Unterseite des Stempels
D zusammenarbeiten. Der Nokkenblock wird -in seiner Längsbewegung geführt durch
Leisten 24 und wird bei der senkrechten Bewegung der Patrize C durch einen senkrechten,
an dem die Patrize C tragenden Schlitten befestigten Verschiebestößel
2.5 betätigt. Der Verschiebestößel 25 weist eine geneigte Nockenfläche 26
auf, welche mit einer geneigten Fläche 27 des Nockenblocks zwecks Betätigung desselben
in Eingriff tritt. Zwecks Zurückziehung des Blockes 21 in seine Ruhestellung treten
die geneigten oberen Flächen von an dem Verschiebestößel 25 angeordneten seitlichen
Rippen 26' mit den entsprechend geneigten unteren Flächen von nach innen gerichteten
Randabbiegungen 21' von an dem Block 21 befestigten Winkelstücken o. dgl. 22' in
Eingriff.
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Zwischen den vorderen und den rückwärtigen Abschnitten, .in denen
die größte Dehnung des Materials stattfindet, liegt ein Bereich, in dem die geringste
Dehnung des Materials stattfindet, und in diesem Bereich (s. Fig. 5, Bezugszeichen
27) wurde bisher das Metall des Rohlings zusammengeschoben, so daß sich Falten oder
Runzeln bildeten. -Um diesen unerwünschten Übelstand zu vermeiden, wird diese Vorrichtung
gemäß der Erfindung mit Mitteln zur Streckung des Metalls in der Querrichtung (wie
durch den Pfeil b in Fig. 5 angedeutet) versehen, und zu diesem Zweck wird gegenüber
dem Bereich der geringsten Dehnung die untere Randhalterfläche i i mit einer in
der -Längsrichtung sich erstreckenden -Nut 28 versehen, welche seitlich zwischen
den-den Rohling ergreifenden Rippen und Eindrückungen der oberen bzw. unteren Randhalterflächen
i i bzw. 18 einerseits und der mittleren Ausnehmung, in welche die Patrize C sich
hineinbewegt, andererseits angeordnet ist. :Die Kanten der Nut 28 sind abgerundet,
und der in dem oberen Randhalterblock senkrecht verschiebbar gelagerte Stempel E
ist so eingerichtet, daß er sich mit seiner unteren, in der Längsrichtung und in
der Querrichtung abgerundeten Fläche 29 in die Nut 28 hineinsenkt, sobald der Rohling
durch die einander gegenüberliegenden Randhalterflächen i i und 18 fest erfaßt worden
ist. Durch den Stempel E wird der Rohling seitlich gestreckt und dadurch das zu
wenig gestreckte lfetall in diesem längs gerichteten Bereich desselben vordem eigentlichen
Preßvorgang zusätzlich gestreckt, so daß -das Faltenwerfen oder die Runzelbildüng
des 1-Ietalls in dem Bereich vermieden wird.
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Der Stempel E ist in einem senkrechten Schlitz 3o des oberen Randhalterblockes
5 geführt und weist an seinem oberen Ende eine Schrägfläche 31 auf, welche sich
mit einer entsprechenden Schrägfläche 32 eines in -dem Block B waagerecht verschiebbaren
Blockes 33 in Eingriff befindet; der -Block 33 -#vird seinerseits betätigt durch
einen an dem senkrecht auf und ab beweglichen, die Patrize tragenden Stößelschlitten
18' befestigten und somit senkrecht beweglichen Verschiebestößel 3.1. Die Betätigung
des Blockes 3-3 durch den Stößel 34 erfolgt mittels einer am unteren Ende des Stößels
34 angeordneten Schrägfläche 35, .welche mit .einer entsprechend geneigten Schrägfläche
36 des Blockes 33 sich in Eingriff befindet; nachdem mittels der Flächen 35 und
36 der Block 33 in der Ouerrichtung verschoben worden ist, tritt eine vertikale
Fläche 37 des Verschiebestößels 34 mit einer entsprechenden Fläcke 38 des Blockes
33 in Eingriff und hält somit den Block33 und damit den Stempel E während der weiteren
Abwärtsbewegung des Stößelschlittens 18' in der Arbeitsstellung. Geeignet angeordnete
und ausgebildete Federn 33' bewirken die
Rückkehr des Blockes 33
in die Ruhestellung, sobald derselbe bei der Aufwärtsbewegung des Verschiebestößels
34. freigegeben wird.
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Nachdem im vorhergehenden die Konstruktion eines Ausführungsbeispieles
einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung beschrieben worden ist, soll
im folgenden an Hand dieses Ausführungsbeispieles das Verfahren gemäß der Erfindung
auseinandergesetzt werden.
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Ein ebenes Metallblech, welches ungefähr die Umrisse des in Fig. 5
dargestellten Teiles aufweist, wird zuerst auf den unteren Randkalter A gelegt,
so daß seine Randteile auf der Fläche i r desselben liegen, während die Teile der
Presse sich in den in den Fig. 6 und io gezeigtem Stellungen befinden.
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Die Presse wird sodann betätigt, so daß der obere Randhalter B sich
abwärts bewegt und der Rand des Rohlings zwischen den einander gegenüberliegenden
Flächen ii und i8 des oberen bzw. unteren Randhalters erfaßt wird (Fig. I i) .
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Nachdem das Blech von den Randhaltern erfäBt ist,-tritt der unterste
Teil der Patrize C mit dem Blech in Eingriff, und der Preßvorgang beginnt für dem
Bereich des tiefst gezogenen Abschnittes am vorderen Ende des Kotflügelrohlings
i2. Dabei sucht die Patrize C das Metall in der Längsrichtung des Rohlings zu verschieben,
wie durch den Pfeil a in Fig. 5 angedeutet.
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In den Fig. 12, .i3, 1q. und. 15 ist angedeutet, in welcher Reihenfolge
im wesentlichen die Bewegungen der Stempel vor sich gehen. Die Patrize C setzt ihre
Abwärtsbewegung fort, der Stempel D am rückwärtigen Ende des Kotflügels wird zur
gegebenen Zeit mittels der Anhebevorrichtung 25 und 21 betätigt, so daß er das rückwärtige
Ende des Rohlings aufwärts preßt, und der .quer gerichtete Hilfsstreckstempel E
wird zwecks Streckung des Rohlings quer zur Längsrichtung desselben in dem Bereich
der geringsten senkrechten Pressung, d. i. zwischen den vorderen und den rückwärtigen,
tief gezogenen Abschnitten des Rohlings, betätigt.
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Das Metall des Rohlings wird so gleichzeitig Zugbeanspruchungen in
den drei durch die Pfeile a, b und c in Fig. 5 angedeuteten Richtungen unterworfen.
-Bei der Beendigung der Ziehbewegungen der Stempel C und D tritt ein in der Längsrichtung
sich erstreckender oberer Vorsprung 40, welcher an der Seite der Patrize längs des
Bereiches des geringsten Zuges gegenüber dem Streckenstempel E angeordnet ist, mit
dem Rohling in Eingriff und preßt denselben in eine entsprechende Nut 41 in der
unteren Randhalterfläche hinein und bewirkt so eine weitere Querstreckung des Rohlings
in diesem -Bereich; gleichzeitig wird die Pressung des gesamten Rohlings vollendet;
wenn die Teile die in Fig. ; dargestellte Lage erreicht haben, ist der Rohling fertiggeformt.
Dadurch, daß man das Meta11 des Rohlings in dem Zwischenbereich des geringsten Zuges
in der Querrichtung streckt, während gleichzeitig die einander gegenüberliegenden
Enden des Rohlings in einander entgegengesetzten Richtungen, nämlich ab- bzw. aufwärts,
verhältnismäßig tief gezogen werden, wird der in dem fertigen Preßteil enthaltene
Abschnitt des Rohlings völlig glatt und eben und erhält ein vollendetes Aussehen.
Die unerwünschten Falten oder Runzeln, welche bisher in dem Abschnitt 27 in Erscheinung
traten, sind durch das neue Verfahren und die neue Vorrichtung vollkommen beseitigt,
und der gesamte (in Fig. i und 2 dargestellte) Kotflügelpreßteil wird aus einem
ebenen Rohling in einem Arbeitshub der Presse hergestellt: Nach der Formung des
Preßteiles treten die beweglichen Stempel in die in Fig:6-und io dargestellten Lagen
zurück. Der Preßteil wird aus der Presse entfernt und längs der -mit gestrichelten
Linien in Fig. 4.a und 5 angedeuteten Begrenzung abgeschnitten, so daß ' man den
fertigen vollständigen Kotflügel (Fig. i und 2) erhält. -Die Formung der Preßteile
kann so schnell geschehen,' wie es die Betätigung der Presse gestattet, wobei bei.
jedem Arbeitshub ein vollständiger Kotflügel hergestellt wird.
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Die Erfindung ist in Verwendung für die Herstellung von vollständigen
Kotflügeln beschrieben worden. Sie ist jedoch nicht auf das beschriebene Verfahren
bei der Herstellung von Kotblechen und die dargestellte Vorrichtung beschränkt,
vielmehr kann die Erfindung allgemein bei der Herstellung von unregelmäßig gestalteten
Preßteilen Verwendung finden, wobei die .Vorrichtungen den jeweils vorliegenden
besonderen Bedingungen anzupassen sind. Bei der Herstellung von Kotflügeln könnte
in an sich bekannter Weise auch so verfahren werden, daß je zwei Kotflügel gleichzeitig
aus einem großen Blech gepreßt werden, wobei dann zweckmäßig gemäß der Erfindung
ein Streck- oder Dehnstempel auf den zwischen den voneinander zu trennenden Abschnitten
des erzeugten Preßteiles liegenden mittleren Abschnitt einwirken müßte.