EP1363752B1 - Umformwerkzeug zum hydromechanischen tiefziehen von werkstücken aus blechzuschnitten - Google Patents

Umformwerkzeug zum hydromechanischen tiefziehen von werkstücken aus blechzuschnitten Download PDF

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EP1363752B1
EP1363752B1 EP02719899A EP02719899A EP1363752B1 EP 1363752 B1 EP1363752 B1 EP 1363752B1 EP 02719899 A EP02719899 A EP 02719899A EP 02719899 A EP02719899 A EP 02719899A EP 1363752 B1 EP1363752 B1 EP 1363752B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
sheet metal
ring
water box
insert
side walls
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP02719899A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1363752A1 (de
Inventor
Christian Donhauser
Wolfgang Rauh
Mathias Mangliers
Ali Kaya
Matthias Golle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP1363752A1 publication Critical patent/EP1363752A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1363752B1 publication Critical patent/EP1363752B1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/205—Hydro-mechanical deep-drawing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49805—Shaping by direct application of fluent pressure

Definitions

  • the invention relates to a forming tool for the hydromechanical deep drawing of workpieces from sheet metal blanks according to the preamble of claim 1.
  • a well-known, generic forming tool (magazine “BLECH” No. 9/1963, page 575, Figure 7) consists essentially of a water tank, a drawing ring and a drawing punch and an operable hold-down.
  • the water tank is designed with box side walls and a box bottom as a tool trough, which can be filled as a lower tool with a liquid active medium and thereby forms the drawing die.
  • the drawing ring is designed plate-shaped and arranged in the upper part of the water box. With its ring area, it can be sealed off from an underlying effective medium volume. The edge of the ring opening of the drawing ring forms a drawing edge for the workpiece.
  • the drawing punch is movable by means of an adjustable plunger such that it can be displaced through the annular opening of the drawing ring into the region of the active medium with the interposition of the sheet metal blank.
  • the actuatable hold-down serves to hold the edges of the inserted Sheet metal blank, wherein the holding pressure is selected so that a Gleitmaschinekeit the Blechzu motherboardr selected consists in a load of the sheet metal section by the drawing punch.
  • the drawing ring with its ring area on the upper edge of the water tank side walls close to.
  • the hold-down presses the edge region of the sheet metal blank against a seal embedded in the draw ring and thus seals the system containing the effective medium to the outside.
  • the drawing punch penetrates with the interposition of the sheet metal blank in the active medium, usually a water-oil emulsion, whereby it is displaced by an adjustable throttle.
  • the resulting according to the throttle position reaction pressure causes a pressing of the sheet metal blank to the drawing punch, whereby the workpiece with a corresponding shape can be produced.
  • the drawing ring with its ring area lies on the water box side walls in such a way that it projects beyond the water box side walls to the center of the channel box only with a small free projection.
  • the situation is different in a production of a smaller workpiece using a drawing ring with a relatively small ring opening, wherein the same integrated water box is firmly used in the forming tool also here.
  • the ring area of the Ziehrings protrudes here with a wide projection from the supports on the water box side walls above the active medium to the center of the water tank.
  • the pressure in the active medium on the large overhang surface exerts a considerable force in the vertical direction upwards on the draw ring. This can lead both to permanent deformations of the drawing ring and / or to elastic deformations of the drawing ring during the shaping process in the manner of a "breathing", whereby the production quality and the reproducibility during workpiece production can be adversely and uncontrollably influenced.
  • the object of the invention is in contrast to develop a generic forming tool so that when using draw rings with respect to the water box surface relatively smaller ring openings deformation of the annular area during the forming process is largely prevented.
  • the forming tool comprises at least one adjustable in the tool integrated water tank water tank insert, which is fillable with the active medium while keeping the surrounding water tank volume.
  • the drawing ring used here lies with its annular area on the upper edge of the insert side walls tight, for which purpose preferably mounted a circumferential seal on the upper edge of the insert walls is.
  • the same forming tool while maintaining the tool-integrated, relatively large water box can also be used for the production of relatively small workpieces, without the problem of pressure-induced Ziehringverformung in the nature of a "breathing" with a reduction in manufacturing quality.
  • the proposed water tank insert is also easy and inexpensive to produce and adjustable when changing a drawing ring quickly and easily in the water box.
  • the water box insert is formed in a preferred embodiment according to claim 2 tubular with insert side walls, which are tightly placed over at least one circumferential lower edge wall seal on the water tank bottom. Connections for the active medium, which are mounted within the water box insert at the bottom of the water box, thus can continue to be used here according to a use of the entire water box.
  • the water box insert according to claim 3 can also be produced as a use container with its own insert bottom, then use container side connections are provided for the active medium.
  • the insert sidewalls have the same height as the box sidewalls of the forming tool integrated channel box.
  • all usable draw rings are at the same height level in the forming tool, so that essentially the tool settings can be maintained even with a draw ring exchange in connection with the use of a water box insert.
  • spacers are attached to adjacent inner sides of box walls of the water box on the outside of the insert side walls in such a way that the water box insert is positively adjustable in the water box.
  • the water tank insert used in each case is advantageously held immovably and in the same position in the water tank.
  • a universal plate holder is formed, which is adjustable from an open position to a holding position, wherein the bearing surfaces are arranged approximately above the water box sidewalls, since when using the entire water tank volume with a drawing ring large ring opening size there are to be held edges of the sheet metal section.
  • the hold-down comprises in addition to the universal plate holder an exchangeable plate holding ring whose ring opening corresponds approximately to that of the respective drawing ring.
  • the sheet metal retaining ring is detachably connected directly or indirectly with the universal sheet holder.
  • the travel and the holding force of the universal plate holder continue to the center of the water tank in the relevant area of the water tank insert and the relatively small ring opening of the current drawing redirected.
  • FIG. 4 schematically and by way of example shows a lower tool 106 as part of a forming tool 100 according to the prior art.
  • This lower tool 106 includes a water box 102 with box side walls 103, 104 and a box bottom 105, wherein the water box 102 with a liquid active medium 107, z.
  • a drawing ring 108 is here plate-shaped and arranged in the upper region of the water box 102. With its ring area it is sealed against an underlying medium volume. The edge of the ring opening of the drawing ring 108 forms a pulling edge for the workpiece 101.
  • a drawing punch is movable by means of an adjustable plunger, likewise not shown here, in that way, with the interposition of the workpiece 101, through an annular opening 109 of the drawing ring 108 the active medium 107 can be displaced.
  • the drawing punch penetrates with the interposition of the workpiece 101 as a sheet metal blank in the active medium 107, whereby it is displaced via an adjustable throttle, not shown here.
  • the resulting according to the throttle position reaction pressure then causes a pressing of the sheet metal blank to the drawing punch, whereby the workpiece can be made with appropriate shape.
  • the workpiece 101 is formed relatively small, so that the ring opening 109th of the drawing ring 108 is also relatively small. As can be further seen from FIG.
  • the drawing ring 108 protrudes with a broad projection 110 from the supports on the water box sidewalls 103, 104 over the active medium 107 toward the center of the water box.
  • the pressure represented by the arrows 111 in the active medium 107 exerts on the large overhang surface 110 a considerable force in the vertical direction upwards on the pull ring 108. This can lead to an inhalation of the drawing ring 108 during the forming process, as a result of which the manufacturing quality and the reproducibility during the production of the workpiece are adversely and uncontrollably influenced.
  • the present invention proposes a forming tool 1 with which the above problems can be avoided.
  • the forming tool 1 for hydromechanical deep drawing of a workpiece 2 from a sheet metal blank comprises a water tank 3 with box side walls 4, 5 and a box bottom 6, which can be filled as a lower tool 7 with a liquid active medium 8 and thereby the Drawing die forms.
  • this forming tool 1 comprises a drawing punch 9 which can be moved by means of an adjustable plunger, not shown here, which can be displaced into the region of the active medium 8 through an annular opening 11 of a drawing ring 10 with the interposition of the sheet metal blank 2.
  • an operable hold-down 12 is provided for holding the edges of the reshaped sheet metal blank 2 with a sliding possibility at a load by the drawing punch 9 permitting holding pressure.
  • a water box insert 14 is set in the water tank 3, which can be filled with the active medium 8 while keeping the remaining volume of water tank free.
  • the water tank 3 is shown with water box insert 14 in a schematic and perspective plan view. It can be seen that the water box insert 14 is tubular. 1, the water box insert side walls 15, 16 are placed on the water box bottom 6 via a peripheral bottom edge seal 17, which is only shown here extremely schematically. The height of the insert side walls 15, 16 corresponds to the height of the box side walls 4, 5.
  • spacers 21, 22, 23, 24 to the adjacent inner sides of the box side walls 4, 5, 25, 26 are on the outside of the insert side walls 15, 16, 19, 20 of the water box insert 14 attached that the water box insert 14 can be adjusted positively in the water tank 3.
  • the drawing ring 10 lies with its annular area on the upper edge of the insert side walls 15, 16 tight, wherein a seal via an upper wall edge seal 27, which is formed circumferentially, as shown in FIG is shown only very schematically and by way of example takes place.
  • FIG. 1 A comparison of FIG. 1 with FIG. 4 of the prior art shows that the free supernatant of a ring area in a drawing ring 10 with a small annular opening 11 is considerably reduced by the inventive water box insert 14, so that thus the pressure in the active medium 8 at Forming process can cause only a small force in the direction of a "breathing" of the drawing ring 10.
  • the hold-down device 12 consists in each case of a universal plate holder 28 and of an exchangeable plate holding ring 30 whose annular opening 31 corresponds approximately to that of the associated drawing ring 10 and which with its ring area directly to the universal plate holder 28 is releasably connected.
  • an inelastic and / or elastic deformation of the sheet-metal retaining ring 30 can occur in that the holding force of the universal sheet-metal holder 28 is radial far outside of the sheet holder ring 30 engages and the support force at the edge of the blank 2 on the drawing ring 10 radially further inward.
  • a stable pick-up ring 35 is inserted between the universal sheet metal holders 28 and a sheet-metal holding ring 34, wherein the sheet-metal holding ring 34 is releasably connected to the pick-up ring 35.
  • An annular opening 36 of the Auf investigatingrings 35 is here approximately as large as that of the sheet metal holding ring 34 and covers this, that is, immediately above the ring opening 11 of the drawing ring 10 is arranged.
  • the stable pickup ring 35 is detachably connected at its ring side regions with the universal sheet holders 28. With such a structure, the forces occurring in the hold-down 12, 13 are thus absorbed substantially in the stable pick-up ring 35 without deformation.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Umformwerkzeug zum hydromechanischen Tiefziehen von Werkstücken aus Blechzuschnitten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Ein bekanntes, gattungsgemäßes Umformwerkzeug (Zeitschrift "BLECH" Nr. 9/1963, Seite 575, Bild 7) besteht im wesentlichen aus einem Wasserkasten, einem Ziehring und einem Ziehstempel sowie einem betätigbaren Niederhalter.
  • Der Wasserkasten ist mit Kastenseitenwänden und einem Kastenboden als Werkzeugtrog ausgeführt, der als Unterwerkzeug mit einem flüssigen Wirkmedium befüllbar ist und dadurch die Ziehmatrize bildet. Der Ziehring ist plattenförmig ausgeführt und im oberen Bereich des Wasserkastens angeordnet. Mit seinem Ringbereich ist er gegenüber einem darunterliegenden Wirkmediumvolumen abdichtbar. Der Rand der Ringöffnung des Ziehrings bildet eine Ziehkante für das Werkstück.
  • Der Ziehstempel ist mittels eines verstellbaren Stößels bewegbar dergestalt, dass er unter Zwischenschaltung des Blechzuschnitts durch die Ringöffnung des Ziehrings hindurch in den Bereich des Wirkmediums verlagerbar ist. Der betätigbare Niederhalter dient zur Halterung der Ränder des eingelegten Blechzuschnitts, wobei der Haltedruck so gewählt ist, dass eine Gleitmöglichkeit der Blechzuschnittränder bei einer Belastung des Blechausschnitts durch den Ziehstempel besteht.
  • Konkret liegt hier der Ziehring mit seinem Ringbereich an der Oberkante der Wasserkasten-Seitenwände dicht an. Zudem presst der Niederhalter den Randbereich des Blechzuschnitts gegen eine im Ziehring eingelassene Dichtung und dichtet so das Wirkmedium enthaltene System nach außen ab. Beim Ziehvorgang dringt der Ziehstempel unter Zwischenschaltung des Blechzuschnitts in das Wirkmedium, üblicherweise eine Wasser-Öl-Emulsion, ein, wodurch dieses über eine einstellbare Drossel verdrängt wird. Der sich gemäß der Drosselstellung ergebende Reaktionsdruck bewirkt ein Anpressen des Blechzuschnitts an den Ziehstempel, wodurch das Werkstück mit entsprechender Form herstellbar ist.
  • Bei vorgegebener Größe des Wasserkastens können durch einen Austausch und die Verwendung unterschiedlicher Ziehringe mit jeweils unterschiedlichen Ringöffnungen und angepassten Ziehstempelgrößen mit dem selben Umformwerkzeug entsprechend unterschiedliche Werkstücke gefertigt werden. Dabei können folgende Probleme auftreten:
  • Bei relativ großen Werkstücken liegt der Ziehring mit seinem Ringbereich so auf den Wasserkastenseitenwänden auf, dass er nur mit einem kleinen freien Überstand die Wasserkastenseitenwände zur Mitte des Wasserkastens hin überragt. Beim Umformvorgang und dem Druckaufbau im Wirkmedium übt dieses einen Druck von unten her auf diesen freien Überstand aus, der jedoch wegen der geringen Überstandsbreite einfach beherrschbar ist und zu keiner merklichen Verformung des Ziehrings führt. Anders liegen die Verhältnisse bei einer Herstellung eines kleineren Werkstücks unter Verwendung eines Ziehrings mit relativ kleiner Ringöffnung, wobei der fest im Umformwerkzeug integrierte selbe Wasserkasten auch hier verwendet wird. Der Ringbereich des Ziehrings ragt hier mit einem breiten Überstand von den Auflagen an den Wasserkastenseitenwänden über dem Wirkmedium zur Wasserkastenmitte hin vor. Während des Umformvorgangs übt daher der Druck im Wirkmedium auf die große Überstandsfläche eine erhebliche Kraft in Vertikalrichtung nach oben auf den Ziehring aus. Dies kann sowohl zu bleibenden Verformungen des Ziehrings und/oder zu elastischen Verformungen des Ziehrings während des Umformvorgangs in der Art eines "Aufatmens" führen, wodurch die Herstellqualität und die Reproduzierbarkeit bei der Werkstückherstellung ungünstig und unkontrolliert beeinflusst werden können. Eine solche Verformung könnte allenfalls durch eine höhere Stabilität eines solchen Ziehrings verhindert werden, wodurch jedoch die Plattenstärke des Ziehrings im Vergleich zu Ziehringen mit kleineren Ringöffnungen vergrößert werden müsste. Dies würde zu ungünstig höheren Herstellkosten und höheren Gewichten in Verbindung mit Erschwernissen beim Ziehringaustausch führen, wobei zudem ungünstige Anpassungen der Niederhalterstellungen und Ziehstempelwege an unterschiedliche Ziehringstärken erforderlich wären.
  • Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber ein gattungsgemäßes Umformwerkzeug so weiterzubilden, dass bei Verwendung von Ziehringen mit gegenüber der Wasserkastenoberfläche relativ kleineren Ringöffnungen eine Verformung des Ringbereichs während des Umformvorgangs weitgehend unterbunden ist.
  • Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Gemäß Anspruch 1 umfasst das Umformwerkzeug wenigstens einen in den werkzeugintegrierten Wasserkasten einstellbaren Wasserkasteneinsatz, der unter Freihaltung des ihn umgebenden Wasserkastenvolumens mit Wirkmedium befüllbar ist. Der dabei verwendete Ziehring liegt mit seinem Ringbereich auf dem oberen Rand der Einsatzseitenwände dicht auf, wobei dazu vorzugsweise eine umlaufende Dichtung an der Oberkante der Einsatzwände angebracht ist.
  • Damit ist ersichtlich ein freier Überstand eines Ringbereichs des aktuell verwendeten Ziehrings mit kleiner Ringöffnung gegenüber der eingangs beschriebenen Auflage an den Wasserkasten-Seitenwänden reduziert. Zweckmäßig stehen mehrere Wasserkasteneinsätze unterschiedlicher Oberflächengrößen zur Verfügung, die mit unterschiedlichen Ziehringen so kombinierbar sind, dass für die jeweilige Kombination nur geringe freie Ringbereichüberstände vorliegen und damit der Druck im Wirkmedium beim Umformvorgang nur eine geringe Kraftwirkung in Richtung eines "Aufatmens" des Ziehrings bewirkt.
  • Vorteilhaft kann somit das selbe Umformwerkzeug unter Beibehaltung des werkzeugintegrierten, relativ großen Wasserkastens auch zur Herstellung relativ kleiner Werkstücke verwendet werden, ohne dass das Problem einer druckbedingten Ziehringverformung in der Art eines "Aufatmens" mit einer Reduzierung der Herstellqualität besteht. Der vorgeschlagene Wasserkasteneinsatz ist zudem einfach und kostengünstig herstellbar sowie bei einem Wechsel eines Ziehrings schnell und einfach in den Wasserkasten einstellbar.
  • Der Wasserkasteneinsatz ist in einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 2 rohrförmig mit Einsatzseitenwänden ausgebildet, die über wenigstens eine umlaufende untere Wandkantendichtung auf den Wasserkastenboden dicht aufsetzbar sind. Anschlüsse für das Wirkmedium, die innerhalb des Wasserkasteneinsatzes am Wasserkastenboden angebracht sind, können somit hier entsprechend einer Verwendung des gesamten Wasserkastens weiter verwendet werden.
  • Alternativ kann der Wasserkasteneinsatz nach Anspruch 3 auch als Einsatzbehälter mit einem eigenen Einsatzboden hergestellt werden, wobei dann einsatzbehälterseitige Anschlüsse für das Wirkmedium vorzusehen sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 4 haben die Einsatzseitenwände die gleiche Höhe wie die Kastenseitenwände des umformwerkzeugintegrierten Wasserkastens. Damit liegen alle verwendbaren Ziehringe auf dem gleichen Höhenniveau im Umformwerkzeug, so dass im wesentlichen auch bei einem Ziehringaustausch in Verbindung mit der Verwendung eines Wasserkasteneinsatzes die Werkzeugeinstellungen beibehalten werden können.
  • Nach Anspruch 5 wird vorgeschlagen, dass an der Außenseite der Einsatzseitenwände Abstandshalter zu benachbarten Innenseiten von Kastenwänden des Wasserkastens angebracht sind dergestalt, dass der Wasserkasteneinsatz formschlüssig in den Wasserkasten einstellbar ist. Dadurch wird vorteilhaft der jeweils verwendete Wasserkasteneinsatz unverrückbar und in jeweils gleicher Position im Wasserkasten gehalten.
  • Am Umformwerkzeug ist ein Universal-Blechhalter ausgebildet, der von einer Offenstellung in eine Halteposition verstellbar ist, wobei die Auflageflächen etwa oberhalb der Wasserkastenseitenwände angeordnet sind, da bei einer Verwendung des gesamten Wasserkastenvolumens mit einem Ziehring großer Ringöffnungsgröße dort die zu haltenden Ränder des Blechausschnitts liegen. Bei einem Austausch und einer Verwendung eines Ziehrings mit kleinerer Ringöffnung in Verbindung mit einem Wasserkasteneinsatz liegen ersichtlich die durch den Niederhalter zu haltenden Ränder eines entsprechend kleineren Blechzuschnitts weiter zur Wasserkastenmitte hin. Da der Universal-Blechhalter mit seinem Stellantrieb auch hier weiter verwendet werden soll, wird mit Anspruch 6 vorgeschlagen, dass der Niederhalter ergänzend zum Universal-Blechhalter einen austauschbaren Blechhaltering umfasst, dessen Ringöffnung etwa der des jeweiligen Ziehrings entspricht. Der Blechhaltering ist unmittelbar oder mittelbar mit dem Universal-Blechhalter lösbar verbunden. Damit werden der Stellweg und die Haltekraft des Universal-Blechhalters weiter zur Wasserkastenmitte hin in den hier relevanten Bereich des Wasserkasteneinsatzes und der relativ kleinen Ringöffnung des aktuellen Ziehrings umgeleitet.
  • Auch hier kann eine unelastische und/oder elastische Verformung des Blechhalterings dadurch auftreten, dass die Haltekraft des Universal-Blechhalters radial weit außen am Blechhaltering angreift und die Abstützkraft am Rand des Blechzuschnitts am Ziehring radial weiter innen anliegt. Falls je nach den Gegebenheiten ein solches Problem auftritt wird mit Anspruch 7 vorgeschlagen, den jeweiligen Blechhaltering mit einem stabilen Aufnehmerring lösbar zu verbinden, wobei die Ringöffnung des Aufnehmerrings wenigstens so groß wie die es Blechhalterings ist. Der stabile Aufnehmerring ist an seinen Ringseitenbereichen mit dem Universal-Blechhalter lösbar verbunden. Die im Niederhalter auftretenden Kräfte werden somit im wesentlichen im stabilen Aufnehmerring ohne Verformungen aufgenommen. Der Aufnehmerring kann dabei als weiteres Universal-Bauteil verwendet werden, an das unterschiedliche Blechhalteringe lösbar angeschlossen werden können. Erst wenn eine Ziehringöffnung größer als die Ringöffnung des Aufnehmerrings benötigt wird, ist auch dieser zu wechseln.
  • Insgesamt kann somit ein gattungsgemäßes Umformwerkzeug mit nur wenig Auswechslungen werkstückspezifischer Werkzeugbauteile universell zur Herstellung unterschiedlich großer Werkstücke mit hoher Herstellqualität verwendet werden.
  • Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Umformwerkzeugs zum hydromechanischen Tiefziehen von Werkstücken aus Blechzuschnitten gemäß einer ersten Ausführungsform,
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Umformwerkzeugs zum hydromechanischen Tiefzeihen von Werkstücken aus Blechzuschnitten gemäß einer alternativen Ausführungsform,
    Fig. 3
    eine schematische, perspektivische Draufsicht auf einen Wasserkasteneinsatz, und
    Fig. 4
    eine schematische Darstellung eines Teilbereichs eines Umformwerkzeugs zum hydromechanischen Tiefziehen von Werkstücken aus Blechzuschnitten gemäß dem Stand der Technik.
  • In der Fig. 4 ist schematisch und beispielhaft ein Unterwerkzeug 106 als Teil eines Umformwerkzeugs 100 gemäß dem Stand der Technik gezeigt. Dieses Unterwerkzeug 106 umfasst einen Wasserkasten 102 mit Kastenseitenwänden 103, 104 und einem Kastenboden 105, wobei der Wasserkasten 102 mit einem flüssigen Wirkmedium 107, z. B. einer Wasser-Öl-Emulsion, befüllt ist und dadurch die Ziehmatrize bildet. Ein Ziehring 108 ist hier plattenförmig ausgeführt und im oberen Bereich des Wasserkastens 102 angeordnet. Mit seinem Ringbereich ist er gegenüber einem darunterliegenden Wirkmediumvolumen abgedichtet. Der Rand der Ringöffnung des Ziehrings 108 bildet eine Ziehkante für das Werkstück 101. Ein hier nicht dargestellter Ziehstempel ist mittels eines hier ebenfalls nicht dargestellten verstellbaren Stößels so bewegbar, dass er unter Zwischenschaltung des Werkstücks 101 durch eine Ringöffnung 109 des Ziehrings 108 hindurch in den Bereich des Wirkmediums 107 verlagert werden kann. Bei diesem Ziehvorgang dringt der Ziehstempel unter Zwischenschaltung des Werkstücks 101 als Blechzuschnitt in das Wirkmedium 107 ein, wodurch dieses über eine hier nicht dargestellte einstellbare Drossel verdrängt wird. Der sich gemäß der Drosselstellung ergebende Reaktionsdruck bewirkt dann ein Anpressen des Blechzuschnitts an den Ziehstempel, wodurch das Werkstück mit entsprechender Form hergestellt werden kann. In der Fig. 4 ist das Werkstück 101 relativ klein ausgebildet, so dass die Ringöffnung 109 des Ziehrings 108 ebenfalls relativ klein ausgebildet ist. Wie dies aus der Fig. 4 weiter ersichtlich ist, ragt der Ziehring 108 in einem solchen Fall mit einem breiten Überstand 110 von den Auflagen an den Wasserkastenseitenwänden 103, 104 ausgehend über dem Wirkmedium 107 zur Wasserkastenmitte hin vor. Während des Umformvorgangs übt daher der durch die Pfeile 111 dargestellte Druck im Wirkmedium 107 auf die große Überstandsfläche 110 eine erhebliche Kraft in Vertikalrichtung nach oben auf den Ziehring 108 aus. Dies kann während des Umformvorgangs zu einem Aufatmen des Ziehrings 108 führen, wodurch die Herstellqualität und die Reproduzierbarkeit bei der Werkstückherstellung ungünstig und unkontrolliert beeinflusst wird.
  • Um dieses Problem des Aufatmens zu beseitigen, wird mit der vorliegenden Erfindung ein Umformwerkzeug 1 vorgeschlagen, mit dem die obigen Probleme vermieden werden können. Wie dies aus der Fig. 1 ersichtlich ist, umfasst das Umformwerkzeug 1 zum hydromechanischen Tiefziehen eines Werkstücks 2 aus einem Blechzuschnitt einen Wasserkasten 3 mit Kastenseitenwänden 4, 5 und einem Kastenboden 6, der als Unterwerkzeug 7 mit einem flüssigen Wirkmedium 8 befüllbar ist und dadurch die Ziehmatrize bildet.
  • Ferner umfasst dieses Umformwerkzeug 1 einen mittels eines hier nicht dargestellten, verstellbaren Stößels bewegbaren Ziehstempel 9, der unter Zwischenschaltung des Blechzuschnitts 2 durch eine Ringöffnung 11 eines Ziehrings 10 hindurch in den Bereich des Wirkmediums 8 verlagerbar ist.
  • Ferner ist ein betätigbarer Niederhalter 12 zur Halterung der Ränder des umzuformenden Blechzuschnitts 2 mit einem eine Gleitmöglichkeit bei einer Belastung durch den Ziehstempel 9 zulassenden Haltedruck vorgesehen.
  • Wie dies der Fig. 1 weiter entnommen werden kann, ist in den Wasserkasten 3 ein Wasserkasteneinsatz 14 eingestellt, der mit dem Wirkmedium 8 unter Freihaltung des übrigen Wasserkastenvolumens befüllt werden kann.
  • In der Fig. 3 ist der Wasserkasten 3 mit Wasserkasteneinsatz 14 in einer schematischen und perspektivischen Draufsicht gezeigt. Daraus wird ersichtlich, dass der Wasserkasteneinsatz 14 rohrförmig ausgebildet ist. Wie dies wiederum der Fig. 1 entnommen werden kann, sind die Wasserkasteneinsatz-Seitenwände 15, 16 über eine hier lediglich äußerst schematisch dargestellte umlaufende untere Wandkantendichtung 17 auf den Wasserkastenboden 6 aufgesetzt. Die Höhe der Einsatzseitenwände 15, 16 entspricht der Höhe der Kastenseitenwände 4, 5.
  • Wie dies insbesondere der Fig. 3 entnommen werden kann, sind an der Außenseite der Einsatzseitenwände 15, 16, 19, 20 des Wasserkasteneinsatzes 14 jeweils Abstandshalter 21, 22, 23, 24 zu den benachbarten Innenseiten der Kastenseitenwände 4, 5, 25, 26 so angebracht, dass der Wasserkasteneinsatz 14 formschlüssig in den Wasserkasten 3 eingestellt werden kann.
  • Wie dies aus der Fig. 1 ersichtlich ist, liegt der Ziehring 10 mit seinem Ringbereich auf dem oberen Rand der Einsatzseitenwände 15, 16 dicht auf, wobei eine Abdichtung über eine obere Wandkantendichtung 27, die umlaufend ausgebildet ist, wie dies in der Fig. 1 lediglich äußerst schematisch und beispielhaft dargestellt ist, erfolgt. Ein Vergleich der Fig. 1 mit der Fig. 4 des Standes der Technik zeigt, dass durch den erfindungsgemäßen Wasserkasteneinsatz 14 der freie Überstand eines Ringbereichs bei einem Ziehring 10 mit einer kleinen Ringöffnung 11 erheblich reduziert ist, so dass damit der Druck im Wirkmedium 8 beim Umformvorgang nur eine geringe Kraftwirkung in Richtung eines "Aufatmens" des Ziehrings 10 bewirken kann.
  • Wie dies aus der Fig. 1 weiter ersichtlich ist, besteht der Niederhalter 12 jeweils aus einem Universal-Blechhalter 28 sowie aus einem austauschbaren Blechhaltering 30, dessen Ringöffnung 31 etwa der des zugeordneten Ziehrings 10 entspricht und der mit seinem Ringbereich unmittelbar mit dem Universal-Blechhalter 28 lösbar verbunden ist.
  • Wie dies in der Darstellung der Fig. 1 durch die Pfeile 32, 33 schematisch eingezeichnet ist, kann bei einem Aufbau entsprechend der Fig. 1 eine unelastische und/oder elastische Verformung des Blechhalterings 30 dadurch auftreten, dass die Haltekraft der Universal-Blechhalter 28 radial weit außen am Blechhaltering 30 angreift und die Abstützkraft am Rand des Blechzuschnitts 2 am Ziehring 10 radial weiter innen liegt. Um dieses Problem zu vermeiden, wird gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach Fig. 2 vorgeschlagen, dass zwischen den Universal-Blechhaltern 28 und einem Blechhaltering 34 ein stabiler Aufnehmerring 35 eingesetzt wird, wobei der Blechhaltering 34 mit dem Aufnehmerring 35 lösbar verbunden ist. Eine Ringöffnung 36 des Aufnehmerrings 35 ist hier in etwa so groß wie die des Blechhalterings 34 und überdeckt diese, dass heißt ist unmittelbar oberhalb der Ringöffnung 11 des Ziehrings 10 angeordnet. Der stabile Aufnehmerring 35 ist an seinen Ringseitenbereichen mit den Universal-Blechhaltern 28 lösbar verbunden. Mit einem derartigen Aufbau werden die im Niederhalter 12, 13 auftretenden Kräfte somit im wesentlichen im stabilen Aufnehmerring 35 ohne Verformungen aufgenommen.

Claims (7)

  1. Umformwerkzeug (1) zum hydromechanischen Tiefziehen von Werkstücken (2) aus Blechzuschnitten,
    mit einem Wasserkasten (3) mit Kastenseitenwänden (4, 5) und einem Kastenboden (6) als Werkzeugtrog, der als Unterwerkzeug (7) mit einem flüssigen Wirkmedium (8) befüllbar ist und dadurch die Ziehmatrize bildet,
    mit einem plattenförmigen Ziehring (10), der im oberen Bereich des Wasserkastens (3) angeordnet und mit seinem Ringbereich gegenüber einem darunterliegenden Wirkmediumvolumen abdichtbar ist, wobei der Rand der Ringöffnung (11) eine Ziehkante für das Werkstück (2) bildet,
    mit einem mittels eines verstellbaren Stößels bewegbaren Ziehstempel (9), der unter Zwischenschaltung des Blechzuschnitts durch die Ringöffnung (11) des Ziehrings (10) hindurch in den Bereich des Wirkmediums (8) verlagerbar ist, wobei durch eine gezielte Verdrängung des Wirkmediums (8) der Blechzuschnitt mit einem Reaktionsdruck als Anpressdruck auf den Ziehstempel (9) beaufschlagbar ist,
    mit einem betätigbaren Niederhalter (12) zur Halterung der Ränder des umzuformenden Blechzuschnitts mit einem eine Gleitmöglichkeit bei einer Belastung durch den Ziehstempel (9) zulassenden Haltedruck,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in den Wasserkasten (3) ein Wasserkasteneinsatz (14) einstellbar ist, der mit Wirkmedium (8) unter Freihaltung des übrigen Wasserkastenvolumens befüllbar ist, und
    dass der Ziehring (10) mit seinem Ringbereich auf dem oberen Rand der Einsatzseitenwände (15, 16, 19, 20) dicht aufliegt.
  2. Umformwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserkasteneinsatz (14) rohrförmig mit Einsatzseitenwänden (15, 16, 19, 20) ausgebildet ist, die über wenigstens eine umlaufende untere Wandkantendichtung (17) auf den Wasserkastenboden (6) aufsetzbar sind.
  3. Umformwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserkasteneinsatz als Einsatzbehälter mit Einsatzseitenwänden und einem Einsatzboden in den Wasserkasten einstellbar ist.
  4. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Einsatzseitenwände (15, 16, 19, 20) der Höhe der Kastenseitenwände (4, 5, 25, 26) entspricht.
  5. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Außenseite der Einsatzseitenwände (15, 16, 19, 20) Abstandshalter (21, 22, 23, 24) zu benachbarten Innenseiten von Kastenwänden (4, 5, 25, 26) angebracht sind dergestalt, dass der Wasserkasteneinsatz (14) formschlüssig und wiederholbar in gleicher Position in den Wasserkasten (3) einstellbar ist.
  6. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Niederhalter (12) aus einem Universal-Blechhalter (28) besteht, der etwa oberhalb der Kastenseitenwände (4, 5) verstellbar angeordnet ist, und
    dass der Niederhalter (12) einen austauschbaren Blechhaltering (30; 34) umfasst, dessen Ringöffnung (31; 36) etwa der des jeweiligen Ziehrings (10) entspricht und der mit seinem Ringbereich unmittelbar oder mittelbar mit dem Universal-Blechhalter (28) lösbar verbunden ist.
  7. Umformwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen dem Universal-Blechhalter (28) und dem Blechhaltering (34) ein stabiler Aufnehmerring (35) eingesetzt ist und der Blechhaltering (34) mit dem Aufnehmerring (35) lösbar verbunden ist, wobei eine Ringöffnung (31) des Aufnehmerrings (35) wenigstens so groß wie die des Blechhalterings (34) ist und diese überdeckt, und
    dass der Aufnehmerring (35) an seinem Ringseitenbereichen mit dem Universal-Blechhalter (28) lösbar verbunden ist.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8534106B2 (en) * 2009-10-19 2013-09-17 Ford Global Technologies, Llc Hydromechanical drawing process and machine
US9044801B2 (en) 2013-10-21 2015-06-02 Ford Global Technologies, Llc Deep draw manufacturing process
WO2015126401A1 (en) * 2014-02-20 2015-08-27 Silgan Containers Llc Bottom expansion station
CN108349173B (zh) 2015-09-23 2020-05-08 青岛博发科技有限公司 制造切割垫背衬的方法和切割垫
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE416520C (de) 1923-03-15 1925-07-16 Lignose Ag Schrotpatrone
DE1279615B (de) * 1961-07-07 1968-10-10 Siemens Elektrogeraete Gmbh Vorrichtung zum hydraulischen Tiefziehen
DE1552070B2 (de) * 1966-02-25 1970-05-27 SMG Süddeutsche Maschinenbau-Gesellschaft mbH, 6835 Wiesental Vorrichtung zum hydromechanisehen Tiefziehen
DE1777153C3 (de) * 1968-09-12 1974-05-09 Siemens-Electrogeraete Gmbh, 1000 Berlin U. 8000 Muenchen Vorrichtung zum hydromechanischen Tiefziehen
US3769824A (en) * 1972-06-14 1973-11-06 Armco Steel Corp Deep drawing method
FR2443888A1 (fr) * 1978-12-11 1980-07-11 Pechiney Aluminium Emboutissage en matrice liquide
US5271142A (en) * 1991-05-09 1993-12-21 Soundwich, Inc. Method for producing a sound-dampened automotive enclosure
DE19845186A1 (de) * 1998-10-01 2000-04-13 Binder Technologie Ag Gams Fluidform
DE19928422A1 (de) * 1999-06-23 2000-12-28 Mueller Weingarten Maschf Presse zum Außenhochdruckformen
DE19939504A1 (de) * 1999-08-20 2001-03-08 Konrad Schnupp Verfahren zur Betätigung einer Umformpresse
US6631630B1 (en) * 2000-09-22 2003-10-14 Board Of Trustees Of Michigan State University Hydroforming of composite materials

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