DE69801114T2

DE69801114T2 - Ziehstanzwerkzeug zum stanzen von fahrzeug-karosseriewänden

Info

Publication number: DE69801114T2
Application number: DE69801114T
Authority: DE
Inventors: A. Musson; Y. Onat
Original assignee: Cosma International Inc
Current assignee: Cosma International Inc
Priority date: 1997-10-16
Filing date: 1998-10-16
Publication date: 2002-03-21
Anticipated expiration: 2018-10-17
Also published as: CA2304238C; AU9525498A; DE69801114D1; UY25210A1; ES2163298T3; EP1030751A1; CA2304238A1; BR9812916A; US6032504A; PT1030751E; WO1999020411A1; ATE202960T1; EP1030751B1; AR013695A1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Presswerkzeuge und Verfahren zum Pressen von Blechen zur Formung von äußeren Karosserieblechen für Kraftfahrzeuge.

Hintergrund der Erfindung

Das Ziehformen von Blechen und das Pressen dieser Bleche zur Formung verschiedener Metallteile ist aus dem Stand der Technik bekannt. Bei herkömmlichen Ziehform- oder Pressvorgängen wird das Blech an seinem Umfang eingeklemmt und dann über eine befestigte Werkzeugeinrichtung gestreckt, bevor es zu einer gewünschten Form gepresst wird. Das Strecken des Bleches vor dem Pressen dient der Kaltverfestigung des Materials, so dass ein stärkeres Teil hergestellt werden kann, wobei weniger Material benötigt wird.
Diese Technologie wird in der Automobilindustrie angewandt, beispielsweise bei der Herstellung von inneren Karosserieblechen. Bisher hatte jedoch das Ziehformen oder Ziehpressen von Blechen, die für äußere Karosseriebleche verwendet werden können, keinen wirtschaftlichen Erfolg. Insbesondere wurden durch die Ziehform- und Ziehpressvorgänge herkömmlicherweise Teile hergestellt, die nicht für Anwendungen geeignet waren, die eine erstklassige Oberflächenbehandlung erfordern, wie sie für äußere Karosseriebleche erforderlich ist. Insbesondere führen herkömmliche Ziehformvorgänge zu Dehnungseindrücken, Kratzern und anderen Unregelmäßigkeiten des Teils, die das Teil für äußere Karosseriebleche ungeeignet machen. Das Dokument FR-A-2646623 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 bzw. Anspruch 8.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Nachteile des Stands der Technik können durch Bereitstellung einer Presswerkzeugvorrichtung überwunden werden, die zur Herstellung von äußeren Karosserieblechen verwendet werden kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Werkzeugvorrichtung zum Ziehpressen von Blechen in einer Presse zur Formung eines äußeren Karosserieblechs für ein Kraftfahrzeug, wie in Anspruch 1 definiert, zur Verfügung gestellt. Die Werkzeugvorrichtung umfasst eine erste Werkzeugvorrichtung, die eine erste zentrale Werkzeugeinrichtung aufweist, die an einer Oberfläche des Blechs während des Pressvorgangs angreift. Die erste Werkzeugvorrichtung umfasst weiterhin eine bewegbare Umfangsklemmeinrichtung, die bezüglich der ersten Werkzeugeinrichtung bewegbar ist und so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie an dem ersten Umfangsabschnitt des Blechs angreift. Eine zweite Werkzeugvorrichtung ist vorgesehen und umfasst eine zweite Werkzeugeinrichtung, die eine zentrale Pressoberfläche aufweist, die an einer gegenüberliegenden Oberfläche des Blechs während des Pressvorgangs angreift. Die zweite Werkzeugeinrichtung weist eine Umfangsklemmfläche auf, die so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie mit der bewegbaren Klemmeinrichtung zusammenwirkt, um den ersten Umfangsabschnitt des Blechs dazwischenzuklemmen. Die zweite Werkzeugvorrichtung weist weiterhin ein bewegbares Werkzeugkissen auf, das bezüglich der zweiten Werkzeugeinrichtung bewegbar ist. Das bewegbare Werkzeugkissen kann mit der ersten Werkzeugeinrichtung zusammenwirken, um den zweiten Umfangsabschnitt des Blechs dazwischenzuklemmen. Die zweite Werkzeugvorrichtung kann von einer Presse bewegt werden, so dass ihre Umfangsklemmfläche mit der bewegbaren Klemmeinrichtung der ersten Werkzeugvorrichtung zusammenwirkt, um den ersten Umfangsabschnitt des Blechs dazwischenzuklemmen. Die Umfangsklemmfläche und die bewegbare Klemmeinrichtung werden mit den dazwischengeklemmten ersten Abschnitten des Blechs bewegt, um das Blech über der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung zu verformen. Das bewegbare Werkzeugkissen ist bezüglich der zweiten Werkzeugeinrichtung und in Richtung der ersten Werkzeugeinrichtung bewegbar, um die zweiten Abschnitte des Blechs zwischen das bewegbare Werkzeugkissen und die erste Werkzeugeinrichtung zu klemmen, nachdem das Blech über der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung verformt wurde. Die Umfangsklemmfläche und die bewegbare Klemmeinrichtung können bewegt werden, um das Blech über der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung zu strecken, und die zentrale Pressfläche kann mit der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung der zweiten Werkzeugeinrichtung zusammenwirken, um das Blech dazwischenzupressen, nachdem das Blech über der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung gestreckt wurde, um das Blech in die gewünschte Form zu bringen.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Formen von äußeren Karosserieblechen für ein Kraftfahrzeug, wie in Anspruch 8 definiert, zur Verfügung gestellt. Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Verfügung, das Folgendes umfasst: Befestigen eines Blechs in einer Werkzeugvorrichtung, Klemmen eines ersten Umfangsabschnitts des Blechs zwischen Klemmflächen der Werkzeugvorrichtung, Bewegen der Klemmflächen bezüglich einer zentralen Werkzeugeinrichtung, um das Blechmaterial über der zentralen Werkzeugeinrichtung zu verformen, Klemmen des zweiten Umfangsabschnitts des Blechmaterials zwischen ein Werkzeugkissen der Werkzeugvorrichtung und die zentrale Werkzeugeinrichtung, nachdem das Blech über der zentralen Werkzeugeinrichtung verformt wurde, Bewegen der Klemmflächen relativ zu der zentralen Werkzeugeinrichtung, um das Blech über der zentralen Werkzeugeinrichtung zu strecken, nachdem der zweite Umfangsabschnitt des Blechmaterials geklemmt wurde, und Pressen des Blechmaterials zwischen der zentralen Einrichtung und einer gegenüberliegenden Werkzeugfläche, nachdem das Blech über die Werkzeugeinrichtung gestreckt wurde, um das Blech in die gewünschte Form zu bringen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zum Formen von Blechen, die eine obere und eine untere Werkzeugeinrichtung mit einem Blechrohling zeigt, der dazwischen geformt werden soll, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist ein Teilschnitt der Vorrichtung zum Formen von Blechen, die die obere Werkzeugeinrichtung über die untere Werkzeugeinrichtung erhoben und das Blech entlang des bewegbaren Umfangsabschnitts der unteren Werkzeugeinrichtung ruhend zeigt;
Fig. 3 ist ein Teilschnitt ähnlich Fig. 2, der jedoch die obere Werkzeugeinrichtung in einer gesenkten Stellung zeigt, in der sie drei Umfangsseiten des Blechs hält;
Fig. 4 ist ein Teilschnitt ähnlich Fig. 3, der jedoch eine bewegbare Werkzeugkissenvorrichtung der oberen Werkzeugeinrichtung zeigt, die das Blech entlang der vierten Umfangsseite in seiner Stellung hält;
Fig. 5 ist ein Teilschnitt ähnlich Fig. 4, der jedoch die obere Werkzeugeinrichtung in vollständig gesenkter Stellung zeigt, wobei das Blech gestreckt und in seine gewünschte Form gepresst wird;
Fig. 6 ist ein orthogonaler Teilquerschnitt bezüglich der Schnitte von Fig. 2-5, der durch die Linie 6-6 in Fig. 5 genommen ist und die volle Länge der Werkzeugkissenvorrichtung der oberen Werkzeugeinrichtung zeigt;
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die ein äußeres Karosserieblech zeigt, das die äußere Oberfläche eines hinteren Kastens, der gemäß der vorliegenden Erfindung geformt wurde, für einen Pritschenwagen bildet;
Fig. 8 ist ein Querschnitt durch die Linie 8-8 von Fig. 7 und zeigt die Lage dieses Schnitts bezüglich des gepressten Blechs.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 stellt eine erfindungsgemäße Werkzeugvorrichtung 10 zum Formen von Blechen dar. Die Werkzeugvorrichtung 10 zum Formen von Blechen (als Tiefziehvorrichtung bekannt) weist eine erste und eine zweite Werkzeugvorrichtung auf. Die erste Werkzeugvorrichtung ist eine untere Werkzeugvorrichtung 14, und die zweite Werkzeugvorrichtung ist eine obere Werkzeugvorrichtung 12, die zusammenwirken, um das dazwischen angeordnete Blech 16 zu formen. Bei der hier beschriebenen Ausführungsform hat der Blechrohling 16 eine im Wesentlichen vierseitige, rechteckige Form. Es ist jedoch zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Metallrohlinge dieser Form beschränkt ist. Die obere Werkzeugvorrichtung 12 ist in einer herkömmlichen hydraulischen Presse (nicht gezeigt) befestigt, um eine kömmlichen hydraulischen Presse (nicht gezeigt) befestigt, um eine Aufwärts- und Abwärtsbewegung der oberen Werkzeugvorrichtung 12 zu ermöglichen.
Die untere Werkzeugvorrichtung 14 umfasst ein unteres horizontales Stützelement oder Grundplatte 22. Ein befestigter, kuppelförmiger zentraler Abschnitt oder Werkzeugeinrichtung 24 der unteren Werkzeugvorrichtung 14 wird von der unteren Grundplatte 22 getragen. Die befestigte zentrale Werkzeugeinrichtung 24 weist eine nach oben gerichtete Werkzeugoberfläche 26 entsprechend der gewünschten Form des Blechs 16 auf. Ein bewegbarer Umfangsabschnitt oder Klemmeinrichtung 28 der unteren Werkzeugeinrichtung 14 umgibt die befestigte zentrale Werkzeugeinrichtung 24 und ist auf pneumatischen Federelementen 30 befestigt, die sich von der unteren Grundplatte 22 nach oben erstrecken. Die Federelemente 30 spannen die Umfangsklemmeinrichtung 28 nach oben vor. Die bewegbare Umfangsklemmeinrichtung 28 weist eine obere Oberfläche 29 auf, die etwas höher als die obere Oberfläche 26 der Einrichtung 24 angeordnet ist, wenn sich die Einrichtung in Ruhestellung befindet (z. B. in Fig. 1 und 2).
Wie in Fig. 2 gezeigt dienen gehärtete Stahlgleitplatten 32, die an der Schnittstelle zwischen der bewegbaren Umfangsklemmeinrichtung 28 und der befestigten zentralen Werkzeugeinrichtung 24 vorgesehen sind, dem Bereitstellen herkömmlicher Führungs- und Gleitoberflächen. Der Umfang des Blechs 16 ist an der oberen Oberfläche 29 der bewegbaren Umfangsklemmeinrichtung 28 befestigt. Insbesondere weist, wie aus Fig. 1 zu sehen ist, die obere Oberfläche 29 drei nach oben gerichtete Umfangsoberflächenbereiche 34, 35 und 36 auf, die so aufgebaut und angeordnet sind, dass sie an der Unterseite des Blechs angrenzend an die drei Umfangskanten 31 des Blechs 16 angreifen. Ein vierter Umfangsoberflächenbereich 37 erstreckt sich über die angrenzende Kante des Blechs 16 hinaus, wenn das Blech 16 richtig in der Vorrichtung 10 befestigt ist. So wird, wie aus Fig. 2 zu sehen ist, eine Kante 33 des Blechs über der befestigten zentralen Einrichtung 24 hängen gelassen. Die drei Umfangskanten 31 bilden einen ersten Umfangsabschnitt des Blechs 16, wobei die vierte Umfangskante 33 einen zweiten Umfangsabschnitt des Blechs 16 bildet, wobei didieser erste und zweite Abschnitt des Blechs jeweils unterschiedlich in der Werkzeugvorrichtung 10 geformt werden, wie nachfolgend beschrieben wird.
Eine Nut 38 wird in den genannten drei Oberflächenbereichen 34, 35 und 36 der bewegbaren Umfangsklemmeinrichtung 28 gebildet. Die obere Werkzeugvorrichtung 12 weist einen Umfangsabschnitt 44 und einen zentralen Abschnitt 48 auf. Der Umfangsabschnitt 44 weist eine nach unten gerichtete Umfangsklemmfläche 42 auf, die einen erhöhten Haltewulst 40 bildet. Der Wulst 40 ist entlang dreier Oberflächenbereiche der oberen Umfangsklemmfläche 42 vorgesehen, die so aufgebaut und angeordnet sind, dass sie an den drei Oberflächenbereichen 34, 35 und 36 der bewegbaren Umfangsklemmeinrichtung 28 angreifen. Der Wulst 40 ist direkt über der Nut 38 angeordnet und hat im Wesentlichen dieselbe Form. Der Wulst 40 und die Nut 38 verbinden sich in formschlüssigem Verhältnis, so dass sie einen ersten Umfangsabschnitt des Blechs festhalten, einschließlich der drei Umfangsseiten 31 des Blechs 16 dazwischen, wenn die obere Werkzeugvorrichtung 12 gesenkt wird.
Der zentrale Abschnitt 48 der oberen Werkzeugvorrichtung 12 weist eine nach unten gerichtete obere Werkzeugpressoberfläche 50 auf, die von einer vertikalen Umfangsfläche 52 umgeben ist. Die obere Werkzeugoberfläche 50 und die untere Werkzeugoberfläche 26 haben eine im Wesentlichen invertierte Form in Bezug aufeinander, so dass die obere Werkzeugoberfläche 50 mit der unteren Werkzeugoberfläche 26 zusammenwirkt, um den zentralen Abschnitt des Blechs 16 dazwischen zu pressen und zu formen, wenn die obere Werkzeugvorrichtung 12 gesenkt wird (s. z. B. Fig. 5).
Die obere Werkzeugvorrichtung 12 umfasst eine obere Hauptwerkzeugeinrichtung 13, eine unabhängig bewegbare obere Werkzeugkissenvorrichtung, die insgesamt mit 54 bezeichnet ist. Insbesondere wird die bewegbare obere Werkzeugkissenvorrichtung 54 in einer Ausnehmung 55 in dem zentralen Abschnitt 48 der oberen Werkzeugeinrichtung 13 aufgenommen. Die bewegbare obere Werkzeugkissenvorrichtung 54 ist durch eine obere Befestigungsplatte 56 mit der oberen Werkzeugeinrichtung 13 verbunden. Wie am besten aus Fig. 6 zu ersehen ist, sind pneumatische Zylinderelemente, vorzugsweise Stickstofffederzylinder 58, direkt mit der oberen Befestigungsplatte 56 verbunden und erstrecken sich von dort vertikal nach unten. Jeder pneumatische Zylinder 58 umfasst einen oberen Zylinderabschnitt 60, der teleskopisch eine Kolbenstange 62 aufnimmt. Das untere Ende der Kolbenstange 62 ist mit einer Druckplatte 64 verbunden. Ein Stahldruckwerkzeugkissen 66 der bewegbaren oberen Werkzeugkissenvorrichtung 54 hat einen insgesamt U-förmigen Querschnitt, der einen inneren Raum 69 bildet, in dem die Zylinder 58 aufgenommen der einen inneren Raum 69 bildet, in dem die Zylinder 58 aufgenommen werden. Der U-förmige Abschnitt wird durch vertikale Wände 68 und 70 und einer horizontalen Basis 72 gebildet. Die Druckplatte 64 ist an der Innenseite mit einer inneren Oberfläche 76 der Basis 72 verbunden und bildet die Verbindung zwischen den Zylindern 58 und dem Werkzeugkissenelement 66.
Die parallelen Wände 68 und 70 des bewegbaren Werkzeugkissenelements 66 weisen entlang ihrer äußeren Oberfläche Gleitplatten 78 auf, die mit Gleitplatten 80 entlang der Oberflächen, die die Ausnehmung 55 in dem oberen zentralen Werkzeugabschnitt 48 bilden, zusammenwirken, um das bewegbare Werkzeugkissenelement 66 zu führen und zu lenken.
Das bewegbare Werkzeugkissenelement 66 umfasst eine untere Werkzeugoberfläche 86, die einen erhöhten Haltewulst 88 umfasst. Der Haltewulst 88 ist direkt über einer länglichen Nut 90 angeordnet, die entlang der oberen Oberfläche 26 der befestigten Werkzeugeinrichtung 24 an einer Stelle gebildet wird, die an den vierten Oberflächenbereich 37 der bewegbaren Umfangsklemmeinrichtung 28 der unteren Werkzeugvorrichtung angrenzt. Die Nut 90 ist unter einem Umfangsseitenabschnitt der angrenzenden Kante 33 des Blechs 16 angeordnet und wirkt mit dem Haltewulst 88 zusammen, um die genannte Umfangsposition des Blechs 16 dazwischen festzuhalten, wie weiter unten im Einzelnen beschrieben wird.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, greift, wenn die obere Werkzeugvorrichtung 12 unter hydraulischer Kraft nach unten bewegt wird, die nach unten gerichtete Klemmfläche 42 des Umfangsabschnitts 44 der oberen Werkzeugvorrichtung 12 entlang dreier Umfangsseitenabschnitte, die an die drei Kanten 31 angrenzen, an dem Blech 16 an. Der Haltewulst 40 wirkt mit der Nut 38 zusammen, um das Blech 16 entlang der drei Umfangsabschnitte, die an die Kanten 31 angrenzen, zu greifen und festzuhalten. Wie ebenfalls in Fig. 3 gezeigt, wird, während die obere Werkzeugvorrichtung 12 sich weiter nach unten bewegt, die bewegbare Umfangsklemmeinrichtung 28 der unteren Werkzeugvorrichtung 14 gegen die Vorspannung der pneumatischen Federelemente 30 nach unten gezwungen. Während die Umfangsklemmeinrichtung 28 weiter nach unten gedrückt wird, greift schließlich die Unterseite des Blechs 16 an der oberen Oberfläche 26 der befestigten zentralen Einrichtung 24 an, und eine weitere Abwärtsbewegung der oberen Werkzeugvorrichtung 12 und der Umfangsklemmeinrichtung 28 verursachen eine Streckung des Blechs 16 über der befestigten zentralen Einrichtung 24.
Nach einer leichten Verformung des Blechs 16 über der befestigten zentralen Einrichtung 24, wie in Fig. 3 gezeigt, oder vielleicht sogar nach einer leichten Streckung des Blechs 16 über der befestigten zentralen Werkzeugeinrichtung 24, wie in Fig. 4 gezeigt, greift das Kissenelement 66 an dem vierten Abschnitt, der an der Kante 33 des Blechs 16 angrenzt, gegen die obere Oberfläche 26 des befestigten zentralen Werkzeugelements 24 an, wie in Fig. 4 gezeigt, und hält ihn fest. Dieses Festhalten oder -klemmen des vierten Umfangsabschnitts des Blechs 16 wird durch den Haltewulst 88 und die Nut 90, die zusammenwirken, ermöglicht. Das bewegbare Werkzeugkissenelement 66 greift an dem Umfangsabschnitt an, der an die Kante 33 des Blechs 16 angrenzt, die zu einem Abschnitt des gepressten Endprodukts geformt wird, der keine bedeutende Strukturtiefe hat, und in jedem Fall weniger Strukturtiefe als die anderen drei Kantenabschnitte 31 hat, und daher nicht in bedeutendem Maß gestreckt werden muss.
Fachleute werden erkennen, dass die Anordnung des Haltewulstes 88 und der Nut 90 und die Anordnung des Haltewulstes 40 und der Nut 38 so wirken, dass eine Streckung des zentralen Abschnitts des Blechs 16 über der befestigten Werkzeugeinrichtung 24 im Wesentlichen auf Abschnitte des Blechs innerhalb der vier Grenzlinien, die durch diese Haltewülste und Nuten gebildet werden, beschränkt ist.
Wie in Fig. 5 gezeigt, verursacht ein fortgesetztes Senken der oberen Werkzeugvorrichtung 12 und der unteren Umfangsklemmeinrichtung 28 eine fortgesetzte Streckung des Blechs 16, bis die obere zentrale Werkzeugoberfläche 50 und die vertikale Umfangsfläche 52 sich abwärts in den Eingriff mit der oberen Oberfläche des Blechs 16 bewegen. Zusätzlich werden die Zylinder 58 komprimiert, wobei die Stange 62 sich in den zylindrischen Abschnitt 60 gegen deren nach außen gerichtete Vorspannung erstreckt, um die durch das Kissen 66 aufgebrachte Greifkraft zu verstärken. Am Ende des Streckvorgangs pressen die Werkzeugoberflächen das Blech 16 und geben der Blechstruktur ihre endgültige Form. Das Strecken des Blechs während des Ziehvorgangs führt zu einer Kaltverfestigung des Blechs, um dessen Stärke zu vergrößern.
Nach dem Zieh- und Pressvorgang wird das überschüssige Blech entlang der gestrichelten Linien 98 und 100 in Fig. 5 abgeschnitten.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Werkzeugvorrichtung 10 zum Ziehpressen eines Blechs 16 in einer Presse zur Formung eines äußeren Karosserieblechs für ein Fahrzeug zur Verfügung. Die Werkzeugvorrichtung umfasst eine erste Werkzeugvorrichtung 14, die eine erste Werkzeugeinrichtung 24 aufweist, die so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie an einer Oberfläche des Blechs während eines Pressvorgangs angreift. Die erste Werkzeugeinrichtung 14 weist außerdem eine bewegbare Umfangsklemmeinrichtung 28 auf, die bezüglich der ersten Werkzeugeinrichtung 24 bewegbar ist und so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie an einem ersten Umfangsabschnitt 31 des Blechs 16 angreift. Die zweite Werkzeugvorrichtung 12 umfasst eine zweite Werkzeugeinrichtung 13 mit einer zentralen Pressfläche 50, die so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie an einer entgegengesetzten Oberfläche des Blechs 16 während des Pressvorgangs angreift. Die zweite Werkzeugeinrichtung 13 umfasst eine Umfangsklemmfläche 42, die so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie mit der bewegbaren Klemmeinrichtung 28 zusammenwirkt, um den ersten Umfangsabschnitt 31 des Blechs 16 dazwischenzuklemmen. Die zweite Werkzeugvorrichtung umfasst weiterhin eine bewegbare Werkzeugkissenvorrichtung 54, die bezüglich der zweiten Werkzeugeinrichtung 13 bewegbar ist. Die bewegbare Werkzeugkissenvorrichtung 54 kann mit der ersten Werkzeugeinrichtung 24 zusammenwirken, um den zweiten Umfangsabschnitt 33 des Blechs 16 dazwischenzuklemmen. Die erste bzw. die zweite Werkzeugvorrichtung 14 bzw. 12 sind so aufgebaut und angeordnet, dass sie in einer Presse angebracht werden können, wobei die zweite Werkzeugvorrichtung 12 durch die Presse so bewegbar ist, dass deren Umfangsklemmfläche 42 mit der bewegbaren Klemmeinrichtung 28 der ersten Werkzeugvorrichtung 14 zusammenwirkt, um den ersten Umfangsabschnitt 31 des Blechs 16 dazwischenzuklemmen. Die Umfangsklemmfläche 42 und die bewegbare Klemmeinrichtung 28 werden mit dem ersten Umfangsabschnitt 31 des dazwischengeklemmten Blechs bewegt, um das Blech 16 über der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung 24 zu verformen. Die bewegbare Werkzeugkissenvorrichtung 54 ist bezüglich der zweiten Werkzeugeinrichtung 13 und in Richtung der ersten Werkzeugeinrichtung 24 bewegbar, um den zweiten Umfangsabschnitt 33 des Blechs 16 zwischen der bewegbaren Werkzeugkisseneinrichtung 54 und der ersten Werkzeugeinrichtung 24 festzuklemmen, nachdem das Blech über der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung 24 verformt wurde. Die Umfangsklemmfläche 42 und die bewegbare Klemmeinrichtung 28 sind bewegbar, um das Blech über der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung 24 zu strecken. Die zentrale Pressoberfläche 50 kann mit der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung 24 zusammenwirken, um das Blech dazwischen zu pressen, nachdem das Blech über der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung 24 gestreckt wurde, um dem Blech die gewünschte Form zu geben.
In Fig. 6 ist die unabhängig bewegbare Werkzeugkomponente 54 gezeigt, wobei das Kissenelement 66 an dem Blech 16 entlang der an dem Umfangsabschnitt angrenzenden Kante 33 angreift. Die obere Werkzeugvorrichtung 12 ist nach unten zu ihrem tiefsten Punkt bewegt worden, und das Blech 16 ist in seine endgültige Form gebracht worden. Die Längserstreckung des bewegbaren Elements 66 erstreckt sich nicht über die gesamte Länge der oberen Oberfläche 26 der befestigten zentralen Werkzeugeinrichtung 24. Dagegen greift der Oberflächenabschnitt 52 der oberen Werkzeugvorrichtung, der einen Übergang zwischen dem zentralen Oberflächenabschnitt 50 und dem Umfangsflächenabschnitt 42 der oberen Werkzeugvorrichtung 12 bildet, an den entgegengesetzten Enden des Blechs 16 an.
Das anfängliche Strecken und Formen des Blechs 16, wie in Fig. 3 gezeigt, geschieht einige Zeit vor dem Angreifen und Festhalten des Blechs 16 durch das bewegbare Element 66 an der an den Umfangsabschnitt angrenzenden Kante 33. Diese Reihenfolge des Angreifens ist wichtig, um den ornamentalen Charakter des fertigen Blechprodukts zu bewahren und zu erhalten, das als erstklassiges äußeres Karosserieblech für ein Fahrzeug verwendet werden kann. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Werkzeugvorrichtung speziell so aufgebaut und angeordnet, dass Oberflächen-Rutschspuren und Kratzer minimiert werden, die während des Press- und Streckvorgangs auftreten können, und ist ebenfalls so aufgebaut und angeordnet, dass ein Verzerren des Blechs verhindert wird, was für die endgültige Oberflächenverarbeitung einschließlich Lackierung eines Blechs, an das Anforderungen eines erstklassigen Karosserieblechs gestellt werden, ungeeignet ist.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, muss das Strecken des Blechs nicht entlang der an den Seitenabschnitt angrenzenden Kante 33 ausgeführt werden, da die strukturelle Tiefe der resultierenden geformten Struktur nur entlang der drei Umfangsabschnitte der angrenzenden Kanten der Umfangsabschnitte 31 des Blechs erforderlich ist und entlang der an dem vierten Umfangsabschnitt angrenzenden Kante 33 nicht erforderlich ist. Da das Material nicht entlang der an den Seitenabschnitt angrenzenden Kante 33 gestreckt wird, kann entlang der übrigen drei Kanten 31 ein größerer Streckungsbetrag erreicht werden. So kann das gleiche gewünschte erzeugte Teil aus weniger Material hergestellt werden im Vergleich zu einem Aufbau, bei dem die an den vierten Seitenabschnitt angrenzende Kante 33, deren geforderte Teiltiefe unerheblich ist, auf dieselbe Tiefe gestreckt wird wie die übrigen drei Seitenabschnitte und dann als Abfall abgeschnitten wird.
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht eines bevorzugten äußeren Karosserieblechs, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Das Karosserieblech hat die Form eines hinteren Seitenblechs für den hinteren Kasten eines Pritschenwagens, das insgesamt mit 108 bezeichnet ist. Nachdem das Blech gepresst oder gezogen wurde, wird es abgeschnitten und in seine endgültige Form gebracht. Zum Beispiel werden eine Reifenaussparung 110 und eine Aussparung 112 für ein Rücklicht gebildet. Der vordere Endabschnitt des Blechs 108 wird zu einem Flansch 114 geformt, wie aus dem Querschnitt in Fig. 8 zu ersehen ist, der durch die Linie 8-8 in Fig. 7 genommen ist. Aus Fig. 8 ist zu ersehen, dass der Flansch 114 durch Umbiegen des Endabschnitts 116 des Blechs, nachdem dieser entlang der Linie 98 abgeschnitten wurde, gebildet wird. Nachdem der Endabschnitt 116 in die gewünschte Form für das Außenblech für den hinteren Kasten gebogen wurde, wird die äußere Oberfläche 118 des Flansches 114 mit einer hinteren Oberfläche des Führerhausabschnitts eines Pritschenwagens in Eingriff gebracht. Das Blech wird anschließend an einer herkömmlichen Lackierstation zusammen mit dem Rest des Fahrzeugs lackiert.

Claims

1. Werkzeugvorrichtung zum Ziehpressen von Blechen in einer Presse zur Formung eines äusseren Karosserieblechs, wobei die Werkzeugvorrichtung umfasst

eine erste Werkzeugvorrichtung (14), die eine erste Werkzeugeinrichtung (24) aufweist, die so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie an einer Oberfläche des Bleches während eines Pressvorgangs angreift, wobei die erste Werkzeugvorrichtung außerdem eine bewegbare Umfangsklemmeinrichtung (28) aufweist, die bezüglich der ersten Werkzeugeinrichtung (24) bewegbar ist und so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie an einem ersten Umfangsabschnitt des Bleches angreift,

eine zweite Werkzeugvorrichtung (12), die eine zweite Werkzeugeinrichtung mit einer zentralen Pressfläche (48) aufweist, die so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie an einer entgegengesetzten Oberfläche des Bleches während des Pressvorgangs angreift, wobei die zweite Werkzeugeinrichtung eine Umfangsklemmfläche (42) aufweist, die so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie mit der bewegbaren Klemmeinrichtung (28) zusammenwirkt, um den ersten Umfangsabschnitt des Bleches dazwischen zu klemmen,

wobei die zweite Werkzeugvorrichtung (12) außerdem eine bewegbare Werkzeugkissenvorrichtung (54) aufweist, die bezüglich der zweiten Werkzeugeinrichtung bewegbar ist, wobei die bewegbare Werkzeugkissenvorrichtung (54) mit der ersten Werkzeugeinrichtung (24) zusammenwirken kann, um einen zweiten Umfangsabschnitt des Bleches dazwischen zu klemmen, wobei

die erste und zweite Werkzeugvorrichtung (12, 14) so aufgebaut und angeordnet sind, dass sie in einer Presse angebracht werden können, und die zentrale Pressfläche mit der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung (24) zusammenwirken kann, um das Blech dazwischen zu pressen, nachdem das Blech über die zentrale erste Werkzeugeinrichtung (24) gestreckt wurde, um das Blech mit einer gewünschten Form zu versehen,

dadurch gekennzeichnet, dass

die zweite Werkzeugvorrichtung (12) so durch die Presse bewegbar ist, dass ihre Umfangsklemmfläche (42) mit der bewegbaren Klemmeinrichtung (28) der ersten Werkzeugvorrichtung zusammenwirkt, um den ersten Umfangsabschnitt des Bleches dazwischen zu klemmen,

die Umfangsklemmfläche (42) und die bewegbare Klemmeinrichtung (28) mit den ersten Abschnitten des dazwischengeklemmten Bleches bewegt werden, um das Blech über der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung (24) zu verformen,

die bewegbare Werkzeugkissenvorrichtung (54) relativ zu der zweiten Werkzeugeinrichtung und in Richtung der ersten Werkzeugeinrichtung (24) bewegbar ist, um die zweiten Abschnitte des Bleches zwischen der bewegbaren Werkzeugkissenvorrichtung (54) und der ersten Werkzeugeinrichtung (24) zu klemmen, nachdem das Blech über der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung (24) verformt wurde, und

die Umfangsklemmfläche (42) und die bewegbare Klemmeinrichtung (28) zur Streckung des Bleches über der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung bewegt werden.

2. Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Werkzeugkissenvorrichtung (54) ein Werkzeugkissen und wenigstens ein Federelement (58) aufweist, durch das das Werkzeugkissen für eine Bewegung relativ zu der zweiten Werkzeugeinrichtung angebracht ist.

3. Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die erste Werkzeugvorrichtung (14) außerdem mehrere Federelemente (30) umfasst, durch die die bewegbare Klemmeinrichtung für eine Bewegung angebracht ist.

4. Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 3, wobei die zweite Werkzeugeinrichtung (12) so aufgebaut und angeordnet ist, dass sie an einer oberen Pressenramme befestigt werden kann und im Einsatz abgesenkt wird, bis ihre Klemmfläche (48) an dem Blech angreift und das Blech gegen die bewegbare Klemmeinrichtung (28) klemmt, und wobei ein fortgesetztes Absenken der zweiten Werkzeugeinrichtung eine Bewegung der bewegbaren Klemmeinrichtung (28) nach unten gegen die Vorspannung der mehreren Federelemente (30) verursacht, bis das Blech über der zentralen ersten Werkzeugeinrichtung verformt wurde.

5. Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 4, wobei das Werkzeugkissen (54) gegen eine Federspannung wenigstens eines Federelements (58) bewegt wird, nachdem das Werkzeugkissen das Blech gegen die erste Werkzeugeinrichtung (24) klemmt.

6. Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die zweite Werkzeugeinrichtung (12) eine Ausnehmung (55) aufweist, und wobei das wenigstens eine Federelement (58) und das Werkzeugkissen (54) innerhalb der Ausnehmung (55) angeordnet sind.

7. Werkzeugvorrichtung nach Anspruch 6, wobei die zweite Werkzeugeinrichtung (12) eine Befestigungsplatte (56) innerhalb der Ausnehmung (55) aufweist, und wobei ein Ende des wenigstens einen Federelements (58) an der Befestigungsplatte (56) befestigt ist, und wobei ein entgegengesetztes Ende des wenigstens einen Federelements (58) an dem Werkzeugkissen (54) befestigt ist.

8. Verfahren zum Formen eines äußeren Karosserieblechs für ein Kraftfahrzeug, bei dem

ein Blech in einer Werkzeugvorrichtung (12, 14) angebracht wird, ein erster Umfangsabschnitt des Bleches zwischen Klemmflächen der Werkzeugvorrichtung (28, 42) geklemmt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Klemmflächen relativ zu einer zentralen Werkzeugeinrichtung (24) bewegt werden, um das Blech über der zentralen Werkzeugeinrichtung (24) zu verformen,

ein zweiter Umfangsabschnitt des Bleches zwischen einem Werkzeugkissen (54) der Werkzeugvorrichtung und der zentralen Werkzeugeinrichtung (24) geklemmt wird, nachdem das Blech über der zentralen Werkzeugeinrichtung verformt wurde,

die Klemmflächen (28, 42) relativ zu der zentralen Werkzeugeinrichtung (24) bewegt werden, um das Blech über der zentralen Werkzeugeinrichtung zu strecken, nachdem der zweite Umfangsabschnitt des Bleches geklemmt wurde, das Blech zwischen der zentralen Einrichtung (24) und einer gegenüberliegenden Werkzeugfläche (48) gepresst wird, nachdem das Blech über die Werkzeugeinrichtung gestreckt wurde, um das Blech mit einer gewünschten Form zu versehen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem außerdem nach dem Pressen das Blech lackiert wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Werkzeugvorrichtung eine untere Werkzeugvorrichtung und eine obere Werkzeugvorrichtung (14, 12) umfasst, und die Klemmflächen der Werkzeugvorrichtung untere Klemmflächen (28), die auf einer bewegbaren Umfangsklemmeinrichtung der unteren Werkzeugvorrichtung vorgesehen sind, und obere Klemmflächen (42) umfasst, die auf der oberen Werkzeugvorrichtung vorgesehen sind, wobei das Klemmen des ersten Umfangsabschnitts durch Absenkung der oberen Werkzeugvorrichtung (12) so durchgeführt wird, dass ihre oberen Klemmflächen (42) in Richtung der unteren Klemmflächen (28) bewegt werden, um den ersten Umfangsabschnitt des Bleches dazwischenzuklemmen.

11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Verformung des Bleches über der zentralen Werkzeugeinrichtung (24) durch Bewegung der oberen Werkzeugvorrichtung (12) und der Unfangsklemmeinrichtung der unteren Werkzeugvorrichtung relativ zu der zentralen Werkzeugeinrichtung (24) durchgeführt wird, während der erste Umfangsabschnitt des Bleches zwischen den oberen und unteren Klemmflächen (28, 42) geklemmt ist, sodass eine Seite des Bleches so verformt wird, dass es an einer oberen Fläche der zentralen Werkzeugeinrichtung insgesamt konform angreift.

12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Werkzeugkissen (54) mit der oberen Werkzeugvorrichtung (12) verbunden ist, und die zentrale Werkzeugeinrichtung (24) einen Teil der unteren Werkzeugvorrichtung (14) bildet, und bei dem das Klemmen des zweiten Umfangsabschnitts des Bleches zwischen dem Werkzeugkissen (54) und der zentralen Werkzeugeinrichtung (24) durch Absenkung der oberen Werkzeugvorrichtung (12) durchgeführt wird, bis das Werkzeugkissen (54) mit der zentralen Werkzeugeinrichtung (24) zusammenwirkt, um das Blech dazwischenzuklemmen, nachdem das Blech so verformt wurde, dass es an der oberen Fläche der zentralen Werkzeugeinrichtung (24) insgesamt konform anliegt.

13. Verfahren nach Anspruch 11, bei dem das Blech leicht gestreckt wird, nachdem es so verformt wurde, dass es an der oberen Fläche der zentralen Werkzeugeinrichtung (24) insgesamt konform angreift.

14. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die gegenüberliegende Werkzeugfläche mit der oberen Werkzeugvorrichtung abgesenkt wird, wenn das Blech über dem zentralen Werkzeug gestreckt wird, wobei die obere Werkzeugvorrichtung weiter abgesenkt wird, bis die gegenüberliegende Werkzeugfläche an dem Blech angreift, um das Blech zwischen der oberen Fläche der zentralen Werkzeugeinrichtung und der gegenüberliegenden Werkzeugfläche zu pressen.

15. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Klemmflächen der Werkzeugvorrichtung (28, 42) zusammenwirken, um einen Haltewulst (40, 38) zu bilden, der so aufgebaut und angeordnet ist, dass das Blech gehalten wird, und wobei das Werkzeugkissen (54) und die zentrale Werkzeugeinrichtung (24) zusammenwirken, um einen Haltewulst (86, 90) zu bilden, der so aufgebaut und angeordnet ist, dass das Blech gehalten wird, wobei die Haltewulste an dem Blech an Positionen angreifen, die Grenzen innerhalb des gestreckten Bleches bilden.

16. Verfahren nach Anspruch 8, wobei nach dem Pressen das Blech aus der Werkzeugvorrichtung entfernt wird, und wobei Umfangsabschnitte des Bleches, einschließlich seiner Positionen, die die Grenzen bilden, von den zentralen Abschnitten des Bleches abgeschnitten werden.

17. Verfahren nach Anspruch 16, wobei nach dem Abschneiden der Umfangsabschnitte des Bleches das Blech in eine gewünschte Form für ein Außenblech für einen hinteren Kasten eines Pritschwagens gebogen wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei außerdem das Blech nach dem Biegen in die gewünschte Form für das Außenblech lackiert wird.