EP1396297B1 - Tiefziehvorrichtung und Verfahren zum Tiefziehen - Google Patents
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- B21D22/20—Deep-drawing
- B21D22/22—Deep-drawing with devices for holding the edge of the blanks
Definitions
- the invention relates to a thermoforming device for deep drawing of metallic, sheet-metal blanks or blank, hereinafter referred to as blanks, essentially comprising a punch, a hold-down and a Thermoforming mold, and comprising at least one of the metallic, sheet-like Board acting, in particular individually adjustable, integrated in the stamp Drawing rod, according to the preamble of claim 1.
- the invention also relates to a method for deep drawing of metallic, sheet-like boards according to the preamble of claim 21.
- thermoforming devices and methods are known in the art for deep drawing metallic, sheet-like boards known.
- the well-known Deep drawing devices and methods for deep drawing are also used for the production used by bodywork elements. It is doing while deep drawing boards with a high material strength (eg HSLA 340, DP600) or of boards with a compared to steel lower modulus of elasticity (e.g., aluminum) the geometric Accuracy by jumping back, rebounding or rebounding of the material or deteriorated by wrinkling.
- the thermoforming mold has been integrated to prevent springing back and wrinkling to reduce.
- the disadvantage here is that the formability is also reduced. So is z. B.
- US Pat. No. 6,276,185 B1 likewise discloses a deep-drawing device or a method known for deep drawing, wherein in the hold of the thermoforming device several drawing rods are provided for controlling the deep-drawing process.
- this Trap to be processed boards are a two-stage deep drawing process subjected in the first step in particular the edge areas processed and in the second step, the deep drawing process is completed, and here too different drawing depths over the length may be provided.
- JP 58157531 a deep-drawing device is described which has an embossing stamp having as part of a thermoforming mold a door handle recess in a door panel of a Motor vehicle depresses.
- the door handle mold is part of the stamp for the entire door panel. So that in the edge area around the door handle recess no wrinkles or Waves when deep drawing occur, are movable around the die Hold-down arranged. These hold the door panel down before the Damping die dips into the door handle recess shape. The hold-downs themselves become by elastic elements, which are stored in the thermoforming mold, on the stamp pressed.
- a Deep-drawing tool with an integrated hold-down known.
- the deep-drawing tool comprises a punch, a die and a hold-down, the hold-down fastened directly to the punch and throughout the entire Forming process is in contact with the sheet metal blank.
- the hold-down can do this be formed and arranged differently, can continue to be additional, with the hold-down in operative connection elements such as spacers, Brake elements or the like. Be provided.
- thermoforming devices and methods for Deep drawing of metal, sheet-like boards is the object of the invention underlying the known arrangements and methods while maintaining the previous advantages in such a way to improve or develop that a good deformability of the thermoforming circuit boards is given and still the geometric accuracy not by jumping back the material is worsened, i. Jumping back the material should be significantly reduced or possibly prevented.
- thermoforming device according to the invention by a thermoforming device with the features of claim 1.
- thermoforming device with the features of claim 1.
- simple means the possibility created to provide a good formability of the deep-drawing board and nevertheless to ensure that at the same time the geometric accuracy is not through jumping back the material is deteriorated because with the inventive Arrangement a jumping back of the material during deep drawing process considerably is reduced or prevented.
- the advantage of the arrangement according to the invention is esp.
- the material flow controlling device at the beginning of the deep-drawing process in order to achieve a good formability with a significantly increased, the material flow inhibiting and reduced or inhibiting device at the end of the thermoforming process for Reduction or avoidance of a shape deviation by jumping back the deep-drawn board.
- an or several individually adjustable drawing rods directly in or on the stamp of Deep-drawing device integrated or arranged.
- feature of the present invention is the at least one acting on the metallic, sheet-like board, in particular individually adjustable, directly in the stamp of the thermoforming device integrated pulling rod designed exchangeable.
- the at least one on the metallic, sheet-like board acting drawing rod in each case located in a stamp of the thermoforming device Bag is arranged.
- the Height of at least one acting on the metallic sheet-like board Pulling rod is adjustable.
- the present invention is preferred Invention for functionally correct action of the at least one drawing rod the metallic, sheet-like board an additional, acting on the drawing rod, Force resistance element provided. It is recommended that this on the Pulling rod acting, additional force resistance element formed adjustable is.
- the force acting on the pull rod, additional force resistance element can expedient by a spring element, in particular a gas spring element, be formed.
- the deep drawing device be provided an active hydraulic force control.
- thermoforming mold in the essentially just be trained.
- thermoforming mold takes the place of each acting draw bar each have an additional cavity.
- the at least one pulling rod at its for hollowing the Thermoforming side facing a convex and the cavity itself one corresponding concave configuration has.
- the at least one pulling rod at its for Hollowing the thermoforming mold directed side a substantially rectangular and the cavity itself is also of a corresponding rectangular shape Embodiment has.
- feature of the present invention is the at least one pulling rod each firmly in the on the stamp of the thermoforming device set pocket. It is recommended that to adjust the Height of the fixed in the bag located on the stamp puncture rod in the pocket inserted intermediate plates are formed.
- a movable insert is provided on the one Force resistance element acts. It can do this on the mobile use in the cavity of the thermoforming mold acting force resistance element is preferred be designed adjustable. Preference is given to the mobile use acting force resistance element by spring elements, in particular by Gas spring elements, formed, can continue to additional control of movable insert to be provided an active hydraulic force control.
- the object underlying the invention solved according to the invention by a method having the features of claim 21.
- This is the first time in procedural Realized that realizes a good formability of the deep-drawing board while still ensuring that at the same time the geometric accuracy is not deteriorated by jumping back the material.
- the the inventive method underlying advantage lies in particular in the nature of the variation of the material flow controlling deep drawing process.
- the material flow controlling device engages appropriate in the final part of the deep drawing process the material flow controlling device at a predetermined position on the board, such that the flow of material until the end of the deep drawing process significantly reduced or is inhibited.
- the deep-drawing device is designated generally by 10.
- These Deep drawing device 10 is used for deep drawing of metallic, sheet-like boards, wherein the deep-drawing device 10 in particular for the production of Bodywork elements is used.
- the thermoforming device 10 comprises in essential, see, for. For example, Fig. 1 of the drawing, a stamp 12, a Downholder 13 and a thermoforming mold 14, and further comprises at least one acting on the metallic, sheet-like board 11, preferably individually adjustable, pulling rod 15.
- the at least one on the metallic, sheet-like board 11 acting, preferably individually adjustable Pulling rod 15 is arranged directly on the punch 12 of the thermoforming device 10.
- This arrangement is achieved that the arranged directly on the punch 12 respective pulling rod 15 at a predetermined time during the Deep drawing process on the board 11 attacks.
- the advantage of the invention Arrangement is esp. In the combination of a small inhibitory, the Materialfluß controlling device at the beginning of the thermoforming process in order Achieving good formability with a significantly increased, the material flow controlling device at the end of the deep drawing process to reduce or Avoiding a spring back of the deep-drawn board 11th
- thermoforming device 10 is to a flat or preformed board 11 placed on the thermoforming mold 14 and the Downholder 13 is closed.
- the Hold-down 13 controlled by sleeves 23, where the holddown 13 set is.
- the thermoforming mold 14 is arranged on a spacer 24, which in turn on a here only schematically indicated press table 25 is located.
- the Stamp 12 is located on a plunger, designated 22, which determines the pulling force, e.g. one here schematically indicated double-acting press device user attention. It but is also a use of the inventive arrangement in other than the shown press arrangements, z. B. single-acting presses, etc., intended.
- the deep-drawing device 10 and then described the inventive method.
- the inventive method in the present case are, see again z.
- the two on the metallic, sheet-like board 11 acting, preferably individually adjustable, directly on the punch 12 of the thermoforming device 10 arranged pulling rods 15 are formed exchangeable, furthermore, the two drawing rods 15 are each in a located on the punch 12 of the thermoforming device 10 pocket 16th arranged, see for example, also Fig. 2 of the drawing.
- the height of the on the metallic, sheet-like board 11 acting pull rod 15 is present adjustable to change the position of the attack on the board 11 can.
- the shape of the drawing rod 15 can have any suitable geometry.
- thermoforming mold 14 formed substantially flat. It is according to the invention but also provided, see the embodiments according to FIGS. 9 to 12 of the drawing, that the thermoforming mold 14 at the location of the respective acting drawing rod 15 respectively an additional cavity 18 has. It can, see the embodiment As shown in FIG. 9, the respective drawing rod 15 at its to the cavity 18 of Deep-drawing mold 14 directed side a convex and the cavity 18 itself one have corresponding concave configuration. Furthermore, see the Embodiments according to FIGS. 10 to 12, the respective drawing rod 15 at its to the cavity 18 of the thermoforming mold 14 side facing a substantially rectangular and the cavity 18 itself also a corresponding kind have rectangular configuration.
- the drawing rod 15 is fixed in each case the stamp 12 of the thermoforming device 10 located pocket 16 set.
- this case can be provided that to adjust the height of the fixed in the the stamp 12 located pocket 16 specified pulling rod 15 in the pocket 16th inserted intermediate plates are formed, this embodiment is in the Figures of the drawing not shown.
- an embodiment with or possible without pockets, where the drawing rods without exchange possibility on Stamp are arranged or integrated in the stamp.
- a movable insert 20 provided on the one Force resistance element 21 acts.
- the on this mobile use 20 acting force resistance element 21 is formed adjustable and is in the present case by spring elements, in particular by gas spring elements formed.
- spring elements in particular by gas spring elements formed.
- other solutions can also be provided here.
- an active be provided hydraulic power control.
- the Material flow controlling device applied to the board 11 to the Deformability of the board 11 to increase.
- the drawing rods 15 will attack on the surface of the board 11, see the Fig. 5 of the drawing, d. H.
- the inhibitory, the material flow controlling device by attacking the drawing rods 15 on the board 11 clearly elevated.
- FIG. 6 the time of the first contact of the drawing rod 15 is to shown with the board 11.
- the final phase of the thermoforming process engage the drawing rods 15 in a predetermined position on the board 11, and the flow of material is greatly reduced or until the end of the deep-drawing process inhibited, see Fig. 7.
- thermoforming mold 14 is flat educated.
- the Deep-drawing mold 14 an additional cavity 18, wherein different here Geometries with respect to the drawing rods 15 and 18 corresponding to the cavity selected can be.
- the material flow is through this training in the final Part of the deep drawing process additionally inhibited. If in this case the drawing rods 15 at attack the board 11, the material is in this cavity 18 of the thermoforming mold 14, see FIG. 10.
- the flow of material is inhibited when the distance SDB Drawing rod 15 - cavity 18 is smaller than the original thickness S0 of the board 11, or reduced if the distance SDB pulling rod 15 - cavity 18 is equal to or greater than the original thickness S0 of the board 11 is. This also applies to the Embodiment according to FIG. 11.
- the deep-drawing device 10 according to the invention or the inventive Method is compared to conventional deep-drawing devices with drawbars or the conventional method, a significant increase in the formability of the Material is reached and at the same time a jumping back of the material is minimized.
- the attachment of the respective drawing rod 15 according to the invention directly to the Stamp 12 can easily and inexpensively on the punch 12 a Deep-drawing device 10 are integrated.
Landscapes
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
Description
- Fig. 1
- eine schematische Teil- Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tiefziehvorrichtung mit geschlossenem Niederhalter in der Anfangsposition,
- Fig. 2
- eine schematische Teil- Schnittansicht eines Bereiches mit einem im Stempel integrierten Ziehstab der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tiefziehvorrichtung gemäß Fig. 1;
- Fig. 3
- eine schematische Teil- Schnittansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tiefziehvorrichtung in der ersten Phase des Tiefziehvorganges;
- Fig. 4
- eine schematische Teil- Schnittansicht eines Bereiches mit einem im Stempel integrierten Ziehstab der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tiefziehvorrichtung gemäß Fig. 3;
- Fig. 5
- eine schematische Teil- Schnittansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tiefziehvorrichtung in dem Moment des ersten Angreifens der Ziehstäbe an der Platine,
- Fig.6
- eine schematische Teil- Schnittansicht eines Bereiches mit einem Ziehstab der ersten Ausführungsform der Tiefziehvorrichtung in dem Moment des ersten Angreifens der Ziehstäbe an der Platine;
- Fig. 7
- eine schematische Teil- Schnittansicht der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tiefziehvorrichtung in der Endphase des Tiefziehvorganges mit gehemmtem oder gestopptem Materialfluß;
- Fig.8
- eine schematische Teil- Schnittansicht eines Bereiches mit einem Ziehstab der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tiefziehvorrichtung in der Endphase des Tiefziehvorganges;
- Fig.9
- eine schematische Teil- Schnittansicht eines Bereiches mit einem Ziehstab einer abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tiefziehvorrichtung mit gehemmtem oder gestopptem Materialfluß in der Endphase des Tiefziehprozesses;
- Fig. 10
- eine schematische Teil- Schnittansicht eines Bereiches mit einem Ziehstab einer anderen abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tiefziehvorrichtung in der Endphase des Tiefziehprozesses;
- Fig. 11
- eine schematische Teil- Schnittansicht eines Bereiches mit einem Ziehstab einer weiteren abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tiefziehvorrichtung in der Endphase des Tiefziehprozesses; und
- Fig. 12
- eine schematische Teil- Schnittansicht eines Bereiches mit einem Ziehstab einer letzten abgewandelten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Tiefziehvorrichtung in der Endphase des Tiefziehprozesses.
Claims (24)
- Tiefziehvorrichtung (10) zum Tiefziehen von metallischen, blechartigen Platinen (11), umfassend im wesentlichen einen Stempel (12), einen Niederhalter (13) und eine Tiefziehform (14), und umfassend wenigstens einen auf die metallische, blechartige Platine (11) einwirkenden, insbesondere einzeln verstellbaren, Ziehstab (15),
dadurch gekennzeichnet, daß
der wenigstens eine auf die metallische, blechartige Platine (11) einwirkende, insbesondere einzeln steuerbare Ziehstab (15) direkt am Stempel (12) der Tiefziehvorrichtung (10) derart angeordnet ist, daß zu Beginn des Tiefziehvorgangs die Platine (11) über den Stempel (12) in eine Ausnehmung (26) der Tiefziehform (14) gezogen wird, der Ziehstab (15) jedoch nicht an der Platine (11) angreift. - Tiefziehvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
ein oder mehrere verstellbare Ziehstäbe (15) direkt am Stempel (12) der Tiefziehvorrichtung (10) angeordnet sind. - Tiefziehvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
der wenigstens eine auf die metallische, blechartige Platine (11) einwirkende, insbesondere einzeln verstellbare, direkt am Stempel (12) der Tiefziehvorrichtung (10) angeordnete Ziehstab (15) austauschbar ausgebildet ist. - Tiefziehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
der wenigstens eine auf die metallische, blechartige Platine (11) einwirkende Ziehstab (15) jeweils in einer im Stempel (12) der Tiefziehvorrichtung (10) befindlichen Tasche (16) angeordnet ist. - Tiefziehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Höhe des wenigstens einen auf die metallische, blechartige Platine (11) einwirkenden Ziehstabes (15) einstellbar ist. - Tiefziehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur funktionsgerechten Einwirkung des wenigstens einen Ziehstabes (15) auf die metallische, blechartige Platine (11) ein zusätzliches, auf den Ziehstab (15) einwirkendes, Kraftwiderstandselement (17) vorgesehen ist. - Tiefziehvorrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
das auf den Ziehstab (15) einwirkende, zusätzliche Kraftwiderstandselement (17) einstellbar ausgebildet ist. - Tiefziehvorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
das auf den Ziehstab (15) einwirkende, zusätzliche Kraftwiderstandselement (17) durch ein Federelement, insbesondere ein Gas- Federelement, gebildet ist. - Tiefziehvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur zusätzlichen Verstellung des jeweiligen Ziehstabes (15) der Tiefziehvorrichtung (10) eine aktive hydraulische Kraftsteuerung vorgesehen ist. - Tiefziehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Tiefziehform (14) im wesentlichen eben ausgebildet ist. - Tiefziehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Tiefziehform (14) an der Stelle des jeweils einwirkenden Ziehstabes (15) jeweils eine zusätzliche Aushöhlung (18) aufweist. - Tiefziehvorrichtung nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
der wenigstens eine Ziehstab (15) an seiner zur Aushöhlung (18) der Tiefziehform (14) gerichteten Seite eine konvexe und die Aushöhlung (18) selbst eine entsprechend geartete konkave Ausgestaltung aufweist. - Tiefziehvorrichtung nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß
der wenigstens eine Ziehstab (15) an seiner zur Aushöhlung (18) der Tiefziehform (14) gerichteten Seite eine im wesentlichen rechteckige und die Aushöhlung (18) selbst ebenfalls eine entsprechend geartete rechteckige Ausgestaltung aufweist. - Tiefziehvorrichtung nach Anspruch 12 oder 13,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Tiefziehform konkave, konvexe und/oder im wesentlichen rechteckige Aufhöhlungen (18) besitzt und der mindestens eine Ziehstab (15) eine entsprechend geartete Ausgestaltet aufweist. - Tiefziehvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß
der wenigstens eine Ziehstab (15) jeweils fest in der an dem Stempel (12) der Tiefziehvorrichtung (10) befindlichen Tasche (16) festgelegt ist. - Tiefziehvorrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß
der zur Einstellung der Höhe des fest in der an dem Stempel (12) befindlichen Tasche (16) festgelegten Ziehstabes (15) in die Tasche (16) eingesetzte Zwischenplatten ausgebildet sind. - Tiefziehvorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der zusätzlichen Aushöhlung (18) der Tiefziehform (14) zur genaueren Einstellung der Steuerung des Materialflusses ein beweglicher Einsatz (20) vorgesehen ist, auf den ein Kraftwiderstandselement (21) einwirkt. - Tiefziehvorrichtung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet, daß
das auf den beweglichen Einsatz (20) in der Aushöhlung (18) der Tiefziehform (14) einwirkende Kraftwiderstandselement (21) einstellbar ausgebildet ist. - Tiefziehvorrichtung nach Anspruch 18,
dadurch gekennzeichnet, daß
das auf den beweglichen Einsatz (20) einwirkende Kraftwiderstandselement (21) durch Federelemente, insbesondere durch Gas- Federelemente, gebildet ist. - Tiefziehvorrichtung nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß
zur zusätzlichen Einstellung des beweglichen Einsatzes (20) eine aktive hydraulische Kraftsteuerung vorgesehen ist. - Verfahren zum Tiefziehen von metallischen, blechartigen Platinen (11), bei dem das zu bearbeitende Platine (11) in einer Tiefziehvorrichtung (10) über einen Niederhalter (13) und eine entsprechende Gegenanschlagfläche der Tiefziehform (14) eingeklemmt und über auf dieses Platine (11) einwirkende Ziehstäbe (15) der Materialfluß im wesentlichen gesteuert wird,
dadurch gekennzeichnet, daß
zu Beginn des Tiefziehvorganges zur Erhöhung der Umformbarkeit der Platine (11) eine geringe hemmende, den Materialfluß steuernde Einrichtung auf die Platine (11) aufgebracht wird, daß zu einem vorbestimmten Zeitpunkt des Tiefziehvorganges die hemmende, den Materialfluß steuernde Einrichtung durch Angreifen der Ziehstäbe (15) auf die Platine (11) deutlich erhöht wird und daß beim abschließenden Teil des Tiefziehvorganges die den Materialfluß steuernde Einrichtung zur Minimierung eines Zurückspringens der Platine (11) erhöht beibehalten wird,
wobei
zu Beginn des Tiefziehvorganges die Ziehstäbe (15) nicht an der Platine (11) angreifen. - Verfahren nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet, daß
nach 80 bis 97 % des gesamten Tiefziehvorganges die hemmende, den Materialfluß steuernde Kraft durch Angreifen der Ziehstäbe (15) auf die Platine (11) deutlich erhöht wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet, daß
beim abschließenden Teil des Tiefziehvorganges die den Materialfluß steuernde Kraft bei einer vorbestimmten Position an der Platine (11) angreift, derart, daß der Materialfluß bis zum Ende des Tiefziehvorganges wesentlich reduziert oder gehemmt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Materialfluß beim abschließenden Teil des Tiefziehvorganges neben dem Aufbringen der den Tiefziehvorgang steuernden Kraft zusätzlich gehemmt wird.
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