EP2488315A1 - Verfahren und vorrichtung zur komplexen umformung eines bleches mit hilfe von rotationskörpern - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur komplexen umformung eines bleches mit hilfe von rotationskörpern

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EP2488315A1
EP2488315A1 EP10771063A EP10771063A EP2488315A1 EP 2488315 A1 EP2488315 A1 EP 2488315A1 EP 10771063 A EP10771063 A EP 10771063A EP 10771063 A EP10771063 A EP 10771063A EP 2488315 A1 EP2488315 A1 EP 2488315A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
workpiece
sheet
complex forming
rotary bodies
forming
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP10771063A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günter Eilers
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.)
Ostseestaal GmbH and Co KG
Original Assignee
Ostseestaal GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Ostseestaal GmbH and Co KG filed Critical Ostseestaal GmbH and Co KG
Publication of EP2488315A1 publication Critical patent/EP2488315A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H7/00—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons
    • B21H7/007—Taper rolling, e.g. leaf springs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H7/00—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons
    • B21H7/16—Making articles not provided for in the preceding groups, e.g. agricultural tools, dinner forks, knives, spoons turbine blades; compressor blades; propeller blades

Definitions

  • the invention relates to a method for forming a sheet
  • the invention relates to a device with which the method can be performed.
  • Material thickness and shape are the most important parameters besides the material quality.
  • Bending presses have long been known in the metalworking industry. As an example, document DE 60 2004 002 860 T2 can be cited.
  • the disadvantage is that can be finished with the bending presses only curved sheets. A change in the component thickness is not possible.
  • a workpiece is provided by rolling with defined, locally limited and arbitrarily arranged variable material cross sections.
  • the rollers are designed in their surface so that certain parts of the workpiece are subjected to different degrees of deformation.
  • thickness profiled one-piece sheet metal parts disclosed. It is characterized in that a deformation is carried out in regions and by a defined superimposition of the forming regions
  • Processing process are fed, in which unwanted
  • the object of the invention is to provide a method with which
  • a sheet in each case can be subjected to a complex transformation in a single working process, rotational bodies being used.
  • the transformation results in a final product which has different material thicknesses over its length and width and can be characterized by one-axis or multi-axial curvature which run the same or in opposite directions.
  • Another object of the invention is a device
  • At least two rotary body gradually bring a pressure and possibly additionally acted upon with heat heat workpiece in the desired shape.
  • Shaped bodies are provided, wherein on the one molded body, the top of an end product is shown, which from the zu
  • processing semi-finished product is to arise, and on the other shaped body according to the underside of this end product is shown.
  • the surface structure of these bodies can be very complex. It can, for example, reflect continuous transitions between areas of different material thickness of the final product, but it can also sudden sudden jumps in material thickness in the form of sharp edges
  • the shaped bodies designed as described are now aligned with each other in a predetermined zero position. Depending on the design thickness of the final product, the forming process is started.
  • the transformation process itself is divided into transformation sections. These are defined either by a fixed angle or a range of the same material thickness given by the end product.
  • the forming sections in turn are divided into one or more rotation stitches, which avoid unwanted material movements during the forming process and are acted upon by a previously defined working direction of the deformation pressure. If this pressure on the semifinished product does not lead to the desired transformation target of this transformation section, the process is repeated rotationally n times until the transformation target has been reached. Only then will the transformation process be in the following
  • Reshaping sections continued. When the product is finished, it can be removed from the device. But it is also possible that further process steps take place as desired on the final product. Thus, e.g. equal to a trimming or an undercut done.
  • the forming as a function of the temperature in cold, warm or hot forming takes place as required by the requirements of the final product. This is how certain can be Material properties are influenced by temperature.
  • the object is achieved by a combination of two or more bodies of revolution, which reflect the exact shape of the final product on their surfaces.
  • a synchronized drive system ensures that the propulsion of the workpiece and the rotational movement of the rotating body are always coordinated so that the end product with high
  • the device may be supplemented by other devices for trimming or undercut.
  • Fig. 1 is an oblique view of the device according to the invention
  • Fig. 2 is a side view of the device according to the invention in
  • FIG. 3 shows a side view of the device according to the invention transversely to the working direction
  • Equipment for trimming the workpiece Fig. 6 is a plan view of a molded article with cut data Fig. 7 side view of a machined with the device
  • FIG. 8 shows a representation of the sections from FIG. 5
  • FIG. 9 Top view of a machined with the device
  • FIG. 10 shows a representation of the section A-A from FIG. 7
  • Fig. 1 1 representation of the section B-B of FIG. 7th
  • Fig. 12 oblique view of a machined with the device
  • FIGS. 1 to 6 have in common that the moldings (1) and (2) are shown with a greatly simplified shaping surface (17). However, it is conceivable that within the shaping surface (17) of the molded body (1) and (2) paragraphs are present, so that cracks in the material thickness of the workpiece can be achieved. In addition, it is provided that instead of the shaped bodies (1) and (2) shown in a simplified manner, non-axisymmetric shaped bodies (1) and (2) are applied to the
  • Recording waves (3) and (4) are arranged.
  • the only prerequisite is that the two moldings (1) and (2) are coordinated so that the intended shape of the workpiece (5) after the end of
  • Fig. 1 shows an oblique view of the device according to the invention.
  • the main component of the device are rotary bodies, which primarily comprise shaped bodies (1) or (2) which are mounted on receiving shafts (3) or (4).
  • the first take-up shaft (3) and the second take-up shaft (4) are movable relative to each other, so that between the first mold body (1) which is fixed on the first take-up shaft (3), and the second mold body (2) on the second recording shaft (4) is fixed, a gap is formed, through which the workpiece (5) can be inserted into the device.
  • the first molded body (1) is designed in its shape-giving surface (17) so that starting from the beginning of the construction intermediate piece (6) around the shaped body (1) to the end of the construction intermediate piece (6), the surface (17) of this first shaped body (1), which has been unrolled in a plane, precisely the desired upper side of the end product which is produced from the workpiece (6). 5) should arise, corresponds.
  • Construction spacer (7) around the second molded body (2) around the end of the construction intermediate piece (7) correspond exactly to the desired bottom of the final product.
  • the design-related construction spacers (6) and (7) are exactly opposite.
  • this is brought by the about the rotation axes (8) rotatable moldings by means of pressure and / or temperature to the correct strength and provided with a curvature in at least one direction. Only under certain conditions can from the workpiece (5) into a
  • the workpiece is gradually brought to the desired thickness.
  • the workpiece (5) is only then subjected to pressure when a propulsion takes place in the working direction (16). Therefore, the rotating body need not have shown here, synchronized drive systems. If within a
  • Workpiece (5) is pressurized. The same applies to further rotation stitches (15) of the workpiece (5).
  • Fig. 2 shows the device according to the invention in a side view, in which case the view was selected in the working direction (16).
  • the rotating about the axes of rotation recording waves (3) and (4) wear the Shaped body (1) or (2).
  • the on the moldings (1) and (2) located forming surfaces (17) are designed such that the inserted into the device workpiece (5) receives the desired shape, the circumference of the molded body (1) or (2) to the width of the respective construction intermediate piece (6) or (7) is longer than the end product.
  • Fig. 3 also shows a side view, this represents the
  • Construction spacer (6) or (7) inserted that the
  • Forming section (15) repeatedly to a starting point must be reset without the workpiece (5) is pressurized.
  • Fig. 5 shows an almost identical to Fig. 1 representation, except that here additional Beklamungsvortechniken (18) are shown.
  • Fig. 6 is a shaped body to see. The sections given thereto
  • a workpiece (5) can be seen, which is not only subjected to a simple change in thickness. Is centered on the workpiece - as well as the illustrations in Figs. 10 and 1 1 can be removed, which reproduce the sections indicated in Fig. 9 - a wave-shaped
  • Thickening (9) in the working direction and a wave-shaped thickening (10) can be seen transversely to the working direction.
  • several material thickness jumps in the form of edges (1 1) are transverse to the workpiece in the workpiece
  • the workpiece (5) shown in FIG. 9 also has curvatures in the longitudinal direction.
  • the shaped bodies used for processing this workpiece (5) accordingly have an approximately S-shaped forming surface (17), the corresponding

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umformung eines Bleches mit Hilfe von Rotationskörpern. Dazu werden zwei zueinander beabstandete Aufnahmewellen (3, 4) mit Formkörpern (1, 2) versehen, wobei die Formkörper in ihrer Oberfläche derart gestaltet sind, dass sie ein Abbild des Endproduktes zeigen. Sodann werden die Formkörper derart ausgerichtet, dass sie sich in Nullpositionen gegenüberstehen, wobei das eingelegte Werkstück (5) mit einer Außenkante diese Nullposition vorgibt. Schließlich wird das Werkstück innerhalb eines ersten Umformungsabschnittes bei Vorschub einer Beaufschlagung mit Druck einer Verformung dahingehend unterzogen, dass das Werkstück in seiner Dicke verändert und/oder gekrümmt wird. Bei Vorschub des Werkstückes entgegen der Arbeitsrichtung (16) wird von einer Beaufschlagung mit Druck abgesehen. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis das Werkstück die gewünschte Dicke erreicht hat. Für weitere Umformungsabschnitte wird das Umformungsverfahren wiederholt, wobei die Anzahl der Umformungsabschnitte von der Anzahl und Art der gewünschten Dicken- und Krümmungsänderungen abhängig ist. Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Ausführung des genannten Verfahrens.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur komplexen Umformung eines Bleches mit Hilfe von
Rotationskörpern
Beschreibung
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umformung eines Bleches,
insbesondere Grobblechs, unter Verwendung von Rotationskörpern, wobei die Endprodukte sowohl variable Materialdicken als auch mehrachsige Krümmungen aufweisen können. Daneben betrifft die Erfindung eine Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann.
Stand der Technik
[0002] In der metallverarbeitenden Industrie ist man bestrebt Bauteile
entsprechend den auf sie einwirkenden Belastungen zu gestalten. Dabei sind Materialdicke und Form neben der Materialgüte die wichtigsten Parameter.
[0003] So gibt es verschiedene formgebende Herstellungsverfahren. Bauteile, insbesondere für Windenergieanlagen oder den Schiffbau, müssen oftmals mehrere von Ihnen durchlaufen bis das Endprodukt fertig ist.
[0004] Zunächst kann das Gesenkschmieden genannt werden, bei dem
kompakte Bauteile mit beschränkten Abmessungen, wie z.B.
Achsschenkel, Pleuelstangen oder Kurbelwellen, umgeformt werden. Als Beispiel für eine Vielzahl von Gesenkschmieden soll die Erfindung nach DE 70 05 237 U angeführt werden.
[0005] Nachteilig beim Gesenkschmieden sind die aus den aufzubringenden
Umformkräften resultierenden, beschränkten Bauteilabmessungen.
Außerdem müssen erhebliche Kräfte aufgebracht werden, um eine
Umformung der Werkstücke zu erreichen. [0006] Mit Hilfe von Biegepressen können Werkstücke in eine gekrümmte Form gebracht werden. Auch Biegepressen sind in der metallverarbeitenden Industrie lange bekannt. Als Beispiel kann das Dokument DE 60 2004 002 860 T2 genannt werden.
[0007] Nachteilig ist, dass sich mit dem Biegepressen nur gekrümmte Bleche fertigen lassen. Eine Veränderung der Bauteildicke ist aber nicht möglich ist.
[0008] Daneben ist das Walzen bekannt. Es dient zur Herstellung ebener
Halbzeuge mit konstanter bzw. variabler Blechdicke. So zeigt z.B. die Schrift DE 101 03 487 A1 ein Verfahren zur Herstellung eines
großflächigen Gebildes an Kraftfahrzeugen, sowie das großflächige Gebilde dazu. Erfindungsgemäß wird dazu ein Werkstück durch Walzen mit definierten, örtlich begrenzten und beliebig angeordneten variablen Materialquerschnitten versehen. Die Walzen sind dabei in Ihrer Oberfläche so gestaltet, dass bestimmte Teilbereiche des Werkstücks unterschiedlich stark einer Verformung unterzogen werden.
[0009] Dabei können nacheinander Verformungen in Plattenlängs- und
Plattenquerrichtung sowie dazugehörige Veränderung der Materialstärke getrennt vorgenommen werden. Soll ein Werkstück sowohl in
Plattenlängs- als auch in Plattenquerrichtung verformt werden, müssen diese Arbeitsschritte nacheinander erfolgen, was als nachteilig zu erachten ist. Zudem beschränkt sich die Erfindung nach DE 101 03 487 A1 auf die im Automobilbau benutzten und sehr viel leichter zu
verarbeitenden Dünnbleche.
[0010] In der Schrift DE 101 13 610 A1 wird ein Verfahren zur Ausbildung
dickenprofilierter einstückiger Blechteile offenbart. Es ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Umformung bereichsweise durchgeführt wird und durch definierte Überlagerung der Umformbereiche ein
dreidimensionales, sowohl in Längsrichtung als auch in Breitenrichtung beliebiges Dickenprofil ausgebildet wird. [001 1] Um ein nach der Schrift entstandenes Werkstück zusätzlich noch einer Verformung zu unterziehen, muss es einem weiteren
Verarbeitungsprozess zugeführt werden, bei dem unerwünschte
Materialveränderungen nicht ausgeschlossen werden können. Die in diesem Zusammenhang entstehenden Mehrkosten für Arbeitskräfte und der erhöhte Bedarf an Platz für die zweite Vorrichtung und Zeit für die Überführung des Werkstücks in diese Vorrichtung sind ebenfalls als nachteilig anzusehen.
Darstellung der Erfindung
[0012] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem
jeweils ein Blech in einem einzigen Arbeitsprozess einer komplexen Umformung unterzogen werden können, wobei Rotationskörper zum Einsatz kommen. Die Umformung mündet in einem Endprodukt, das über seine Länge und Breite unterschiedliche Materialstärken aufweist und durch ein- oder mehrachsige Krümmung gekennzeichnet sein kann, die gleich oder gegensinnig verlaufen.
[0013] Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung
bereitzustellen, mit der das genannte Verfahren durchgeführt werden kann.
[0014] Zur Lösung der Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem
wenigstens zwei Rotationskörper ein mit Druck und möglicherweise zusätzlich mit Wärme beaufschlagtes Werkstück schrittweise in die gewünschte Form bringen.
[0015] Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass zunächst zwei
Formkörper bereitgestellt werden, wobei auf dem einen Formkörper die Oberseite eines Endproduktes abgebildet ist, das aus dem zu
bearbeitenden Halbzeug entstehen soll, und auf dem anderen Formkörper entsprechend die Unterseite dieses Endproduktes abgebildet ist. Die Oberflächenstruktur dieser Körper kann sehr komplex ausgebildet sein. Sie kann z.B. stetige Übergänge zwischen Bereichen unterschiedlicher Materialdicke des Endproduktes widerspiegeln, es können aber ebenso plötzliche Materialdickensprünge in Form von scharfen Kanten
vorgegeben sein. Zudem ist es möglich entlang des Umfangs, über die Breite des Formkörpers eine Kontur aufzubringen, welche dem Halbzeug die gewünschte Krümmung in Plattenquerrichtung verleiht. Für das Verfahren entscheidend ist auch, dass der Umfang des Formkörpers um die Breite eines verwendeten Konstruktionszwischenstücks länger ist, als das Endprodukt. So ist gewährleistet, dass das Endprodukt nicht ungewollten Umformungen unterzogen wird. Die wie beschrieben gestalteten Formkörper werden nun in einer vorgegebenen Nullstellung aufeinander ausgerichtet. In Abhängigkeit der, konstruktiv vorgegebenen, Materialdicke des Endproduktes wird der Umformungsprozess begonnen. Der Umformungsprozess selbst wird in Umformungsabschnitte aufgeteilt. Diese sind entweder durch einen festen Winkel oder einen seitens des Endproduktes vorgegebenen Bereichs gleicher Materialdicke definiert. Die Umformungsabschnitte wiederum werden in einen oder mehrere Rotationsstiche eingeteilt, die ungewollte Materialbewegungen beim Umformungsprozess vermeiden und durch eine zuvor definierte Arbeitsrichtung des Umformungsdruckes beaufschlagt werden. Führt dieser Druck auf das Halbzeug nicht zum gewünschten Umformungsziel dieses Umformungsabschnittes, wird der Vorgang Rotationsstich n-fach wiederholt bis das Umformungsziel erreicht ist. Erst dann wird der Umformungsvorgang in den folgenden
Umformungsabschnitten fortgesetzt. Ist das Produkt fertig bearbeitet kann es der Vorrichtung entnommen werden. Es ist aber auch möglich, dass weitere Verfahrensschritte je nach Wunsch am Endprodukt erfolgen. So kann z.B. gleich eine Besäumung oder eine Hinterschneidung erfolgen.
Auch die Umformung in Abhängigkeit der Temperatur bei Kalt-, Halbwarmoder Warmumformungen erfolgt so, wie es die Anforderungen an das Endprodukt erforderlich machen. So können bestimmte Materialeigenschaften durch Temperaturbeaufschlagung beeinflusst werden.
[0018] Diese erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe hat den Vorteil, dass
Werkstücke nicht nur einer mehrachsigen Krümmung, sondern auch einer komplexen Materialdickenverteilung unterzogen werden können.
[0019] Vorteilhaft ist bei dieser Art der Umformung, dass die Umformung in einem Arbeitsvorgang aus einem ebenen Blech mit konstanter Dicke ein fertiges Endprodukt komplexer Gestalt entstehen lässt. So können mehrere
Verarbeitungsprozesse bis zum fertigen Endprodukt vermieden werden, was die Fertigungszeit verkürzt.
[0020] Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe durch eine Kombination von zwei oder mehreren Rotationskörpern, die auf ihren Oberflächen die genaue Gestalt des Endproduktes wiedergeben, erfüllt. Mittels eines synchronisiertem Antriebssystem wird gewährleistet, dass der Vortrieb des Werkstücks und die Drehbewegung der Rotationskörper immer so aufeinander abgestimmt sind und so das Endprodukt mit hoher
Genauigkeit hergestellt werden kann. Die Vorrichtung kann durch weitere Vorrichtungen zur Besäumung oder Hinterschneidung ergänzt sein.
Kurze Beschreibung der Abbildungen
[0021] Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
Die dazugehörigen Zeichnungen zeigen in
Fig. 1 Eine Schrägansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung Fig. 2 Eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in
Arbeitsrichtung
Fig 3 Eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung quer zur Arbeitsrichtung
Fig 4 Eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung
Fig 5 Eine Schrägansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit
Einrichtungen zur Besäumung des Werkstücks Fig. 6 Eine Draufsicht auf einen Formkörper mit Schnittangaben Fig. 7 Seitenansicht eines mit der Vorrichtung bearbeiteten
Werkstücks mit Schnittangaben
Fig. 8 Darstellung der Schnitte aus Fig. 5
Fig. 9 Draufsicht auf ein mit der Vorrichtung bearbeiteten
Werkstücks mit variierender Werkstückdicke mit
Schnittangaben
Fig. 10 Darstellung des Schnittes A-A aus Fig. 7
Fig. 1 1 Darstellung des Schnittes B-B aus Fig. 7
Fig. 12 Schrägansicht eines mit der Vorrichtung bearbeiteten
Werkstücks
[0022] Die Fig. 1 bis 6 haben gemeinsam, dass die Formkörper (1 ) und (2) mit stark vereinfachter formgebender Oberfläche (17) dargestellt sind. Es ist jedoch denkbar, dass innerhalb der formgebenden Oberfläche (17) der Formkörper (1 ) und (2) Absätze vorhanden sind, so dass Sprünge in der Material stärke des Werkstücks erreicht werden können. Außerdem ist vorgesehen, dass statt der vereinfacht dargestellten Formkörper (1 ) und (2) nicht achssymmetrische Formkörper (1 ) und (2) auf den
Aufnahmewellen (3) und (4) angeordnet sind. Voraussetzung ist lediglich, dass die beiden Formkörper (1 ) und (2) so aufeinander abgestimmt sind, dass die vorgesehene Form des Werkstücks (5) nach Ende des
Umformungsprozesses erreicht wird.
[0023] Fig. 1 zeigt eine Schrägansicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Hauptbestandteil der Vorrichtung sind dabei Rotationskörper, die in erster Linie Formkörper (1 ) bzw. (2) umfassen, welche auf Aufnahmewellen (3) bzw. (4) gelagert sind. Die erste Aufnahmewelle (3) und die zweite Aufnahmewelle (4) sind dabei zueinander bewegbar, so dass zwischen dem ersten Formkörper (1 ), der auf der ersten Aufnahmewelle (3) fixiert ist, und dem zweiten Formkörper (2), der auf der zweiten Aufnahmewelle (4) fixiert ist, ein Spalt entsteht, durch den das Werkstück (5) in die Vorrichtung eingeschoben werden kann. Der erste Formkörper (1 ) ist dabei in seiner Form gebenden Oberfläche (17) so gestaltet, dass ausgehend vom Anfang des Konstruktionszwischenstücks (6) um den Formkörper (1 ) herum bis zum Ende des Konstruktionszwischenstücks (6) die in eine Ebene abgerollte Oberfläche (17) dieses ersten Formkörpers (1 ) genau der gewünschten Oberseite des Endproduktes, das aus dem Werkstück (5) entstehen soll, entspricht. Diesen Ausführungen
entsprechend soll die in die Ebene abgerollte Oberfläche (17) des zweiten Formkörpers (2) ausgehend vom Anfang des zweiten
Konstruktionszwischenstücks (7) um den zweiten Formkörper (2) herum zum Ende des Konstruktionszwischenstücks (7) genau der gewünschten Unterseite des Endproduktes entsprechen.
[0024] In einer Ausgangsstellung vor Aufnahme des Umformungsprozesses
stehen sich die konstruktiv bedingten Konstruktionszwischenstücke (6) und (7) genau gegenüber. Beim Umformen des Werkstücks (5) wird dieses durch die um die Rotationsachsen (8) drehbaren Formkörper mit Hilfe von Druck und/oder Temperatur auf die richtige Stärke gebracht und mit einer Krümmung in mindestens einer Richtung versehen. Nur unter bestimmten Bedingungen kann aus dem Werkstück (5) in einen
Arbeitsschritt gleich ein Endprodukt der richtigen Stärke hergestellt werden. Inder Regel wird das Werkstück schrittweise auf die gewünschte Stärke gebracht. Um ungewollte Materialbewegungen in Arbeitsrichtung (16) zu vermeiden, wird das Werkstück (5) lediglich dann mit Druck beaufschlagt, wenn ein Vortrieb in Arbeitsrichtung (16) stattfindet. Daher müssen die Rotationskörper über hier nicht dargestellte, synchronisierte Antriebssysteme verfügen. Wenn innerhalb eines
Umformungsabschnittes (12) mehrere Rotationsstiche notwendig sind, wird die Rückstellung des Werkstückes in Ausgangsposition des
Werkstückes des Rotationsstiches vorgenommen, ohne dass das
Werkstück (5) mit Druck beaufschlagt wird. Entsprechendes gilt für weitere Rotationsstiche (15) des Werkstücks (5).
[0025] Fig. 2 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Seitenansicht, wobei hier die Ansicht in Arbeitsrichtung (16) gewählt wurde. Die um die Rotationsachsen drehenden Aufnahmewellen (3) bzw. (4) tragen die Formkörper (1 ) bzw. (2). Die auf den Formkörpern (1 ) und (2) befindlichen formgebenden Oberflächen (17) sind derart gestaltet, dass das in die Vorrichtung eingesetzte Werkstück (5) die gewünschte Form erhält, wobei der Umfang der Formkörper (1 ) bzw. (2) um die Breite des jeweiligen Konstruktionszwischenstücks (6) bzw. (7) länger ist, als das Endprodukt.
[0026] Fig. 3 zeigt ebenfalls eine Seitenansicht, diese stellt die
erfindungsgemäße Vorrichtung allerdings aus einer Richtung quer zur Arbeitsrichtung (16) dar. Dabei lässt sich der zweite Formkörper (2) hinter dem ersten Formkörper (1 ) erkennen. Zwischen den beiden Formkörpern (1 ) und (2) wird das Werkstück (5) in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingeführt.
[0027] Noch besser lässt ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in der Fig. 4
dargestellt. Zwei in ihrer Oberfläche unterschiedliche, aber zueinander korrespondierende Formkörper (1 ) und (2) sind mit Aufnahmewellen (3) und (4) gekoppelt. Ein in Arbeitsrichtung (16) eingeschobenes Werkstück (5) verlässt die Vorrichtung mit der gewünschten Umformung, also mit unterschiedlichen Dicken und einer geforderten Krümmung. Gut zu erkennen hierbei ist, dass die Form gebenden Oberflächen (17) so gestaltet sind, dass sie abgewickelt die gewünschte Ober- bzw. Unterseite des aus dem Werkstück (5) gefertigten Endproduktes ergeben.
Konstruktionsbedingt ist deshalb in den Formkörper ein
Konstruktionszwischenstück (6) bzw. (7) eingefügt, dass die
Ausgangsstellung vor der Verarbeitung bzw. gleichzeitig mit seiner gegenüberliegenden Kontur den Abschluss dieses
Verarbeitungsprozesses definiert. Bei der Rotation der Aufnahmewellen (3) und (4) mit Hilfe von nicht dargestellten Antrieben müssen die auf den Aufnahmewellen (3) bzw. (4) angeordneten Formkörper (1 ) bzw. (2) mit hoher Präzision bewegt werden, um zu gewährleisten, dass die
gewünschte Oberseite und die gewünschte Unterseite des Endproduktes miteinander korrespondieren. Daher müssen synchronisierte Antriebe eingesetzt werden, zumal bei mehreren Rotationsstichen eines
Umformungsabschnittes (15) wiederholt auf einen Ausgangpunkt zurückgestellt werden muss, ohne dass das Werkstück (5) mit Druck beaufschlagt wird.
[0028] Fig. 5 zeigt eine zu Fig. 1 nahezu identische Darstellung, nur dass hier zusätzlich Besäumungsvorrichtungen (18) dargestellt sind.
[0029] In Fig. 6 ist ein Formkörper zu sehen. Die dort angegebenen Schnitte
korrespondieren mit den Angaben aus den Fig. 7 und 8. Dabei zeigt das Werkstück (5) in Fig. 7 über seine Länge eine zunehmende Dicke und ist - wie der Fig. 8 zu entnehmen ist - sowohl in Längs- als auch in
Querrichtung gekrümmt.
[0030] In Fig. 9 hingegen ist ein Werkstück (5) zu sehen, das nicht nur einer einfachen Dickenänderung unterzogen ist. Mittig auf dem Werkstück ist - wie auch den Darstellungen in den Fig. 10 und 1 1 entnehmbar ist, die die angegebenen Schnitte in Fig. 9 wiedergeben - eine wellenförmige
Verdickung (9) in Arbeitsrichtung sowie eine wellenförmige Verdickung (10) quer zur Arbeitsrichtung erkennbar. Außerdem sind in das Werkstück mehrere Materialdickensprünge in Form von Kanten (1 1 ) quer zur
Arbeitsrichtung eingearbeitet.
[0031] Aus Fig. 12 ist erkennbar, dass das in der Fig. 9 dargestellte Werkstück (5) auch um Krümmungen in Längsrichtung verfügt. Die zur Verarbeitung dieses Werkstückes (5) verwendeten Formkörper haben demnach eine in etwa s-förmige Formgebende Oberfläche (17), die entsprechende
Vertiefungen und Sprünge zur Bildung der Verdickungen (9) bzw. (10) und Kanten (1 1 ) aufweist. Bezugszeichenliste
1 erster Formkörper
2 zweiter Formkörper
3 erste Aufnahmewelle
4 zweite Aufnahmewelle
5 Werkstück
6 erstes Konstruktionszwischenstück
7 zweites Konstruktionszwischenstück
8 Rotationsachse
9 wellenförmige Verdickung in Arbeitsrichtung
10 wellenförmige Verdickung quer zur Arbeitsrichtung
1 1 Kante quer zur Arbeitsrichtung
12 Erster Umformungsabschnitt
13 Zweiter Umformungsabschnitt
14 Dritter Umformungsabschnitt
15 Weitere Umformungsabschnitte
16 Arbeitsrichtung
17 Form gebende Oberfläche
18 Besäumungsvorrichtung

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur komplexen Umformung eines Bleches mit Hilfe von
Rotationskörpern, umfassend Aufnahmewellen, Formkörper und Antriebe, wobei eine abschnittsweise Bearbeitung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, dass
in einem ersten Verfahrensschritt zwei zueinander beabstandete
Aufnahmewellen (3) und (4) mit Formkörpern (1 ) und (2) versehen werden, wobei die Formkörper (1 ) und (2) in ihrer jeweiligen Oberfläche derart gestaltet sind, dass sie ein Abbild des gewünschten Endproduktes zeigen wobei die Formkörper (1 ) und (2) so zueinander positioniert sind, dass ein Werkstücks (5) aufgenommen werden kann,
in einem zweiten Verfahrensschritt die Formkörper (1 ) und (2) derart ausgerichtet werden, dass sie sich in definierten Nullpositionen
gegenüberstehen, wobei das eingelegte Werkstück (5) mit einer Außenkante diese Nullposition vorgibt,
in einem dritten Verfahrensschritt das Werkstück (5) innerhalb eines ersten Umformungsabschnittes (12) bei Vorschub in Arbeitsrichtung (16) einer Beaufschlagung mit Druck einer Verformung dahingehend unterzogen wird, dass das Werkstück (5) in seiner Dicke verändert und/oder gekrümmt wird, und bei Vorschub des Werkstückes (5) entgegen der Arbeitsrichtung (16) von einer Beaufschlagung mit Druck abgesehen wird, wobei dieser
Verfahrensschritt so oft wiederholt wird, bis das Werkstück (5) die
gewünschte Dicke erreicht hat und
der dritte Verfahrensschritt für weitere Umformungsabschnitte (15) wiederholt wird, wobei die Anzahl der Umformungsabschnitte (15) von der Anzahl und Art der gewünschten Dicken- und Krümmungsänderungen des Werkstücks (5) abhängig ist.
2. Verfahren zur komplexen Umformung eines Bleches mit Hilfe von
Rotationskörpern nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass
in einem weiteren Verfahrensschritt, der dem ersten Verfahrensschritt nach Anspruch 1 vorangestellt aber auch dem letzen Arbeitsschritt nachfolgen kann, mit Hilfe mindestens eines weiteren Rotationskörpers eine weitere Krümmung des Werkstücks (5) durchgeführt wird.
Verfahren zur komplexen Umformung eines Bleches mit Hilfe von
Rotationskörpern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Verfahrensschritt das Werkstück (5) an wenigstens einer Kante einer Besäumung unterzogen wird.
Verfahren zur komplexen Umformung eines Bleches mit Hilfe von
Rotationskörpern nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Verfahrensschritt das Werkstück (5) mit wenigstens einer Hinterschneidung versehen wird.
Verfahren zur komplexen Umformung eines Bleches mit Hilfe von
Rotationskörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, dass
das Werkstück (5) zusätzlich unter Beaufschlagung mit Wärme verarbeitet wird.
Verfahren zur komplexen Umformung eines Bleches mit Hilfe von
Rotationskörpern nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, dass
die Umformungsabschnitte (12, 15) über einen über den Umfang des
Rotationskörpers gleich bleibenden Winkel definiert werden.
Vorrichtung zur komplexen Umformung eines Bleches mit Hilfe von
Rotationskörpern, umfassend Aufnahmewellen, Formkörper und Antriebe, dadurch gekennzeichnet, dass
die Formkörper (1 ) bzw. (2) einem Umfang aufweisen, der um die Breite des Konstruktionszwischenstückes (6) bzw. (7) länger ist, als das gekrümmte und verformte Endprodukt, das aus dem Werkstück (5) entstehen soll,
die Antriebe, die auf die Aufnahmewellen (3) und (4) wirken, über eine Synchronisation verfügen, mit der in Abhängigkeit von der gewünschten Dickenänderung im Endprodukt die Formkörper (1 ) und (2) innerhalb jedes Verarbeitungsabschnittes (12, 15) winkelgenau die Form gebende
Oberfläche (17) auf die Ober- bzw. die Unterseite des Werkstücks (5) übertragen.
8. Vorrichtung zur komplexen Umformung eines Bleches mit Hilfe von
Rotationskörpern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit wenigstens einem weiteren Rotationskörper zur zusätzlichen Krümmung des Werkstücks (5) ausgestattet ist.
9. Vorrichtung zur komplexen Umformung eines Bleches mit Hilfe von
Rotationskörpern nach den Ansprüchen 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung mit wenigstens einer Besäumungsvorrichtung (18) ausgestattet ist.
10. Vorrichtung zur komplexen Umformung eines Bleches mit Hilfe von
Rotationskörpern nach den Ansprüchen 6, 7 oder 8, dadurch
gekennzeichnet, dass
die Vorrichtung mit einer Vorrichtung zur Hinterschneidung ausgestattet ist.
1 1. Vorrichtung zur komplexen Umformung eines Bleches mit Hilfe von
Rotationskörpern nach einem der Ansprüchen 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass
zumindest eine der Aufnahmewellen (3) bzw. (4) und der zu dieser
Aufnahmewelle (3) oder (4) korrespondierende Formkörper (1 ) bzw. (2) einstückig ausgebildet sind.
12. Vorrichtung zur komplexen Umformung eines Bleches mit Hilfe von
Rotationskörpern nach einem der Ansprüchen 6 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, dass
zumindest einer der Formkörper (1 ) oder (2) modular aufgebaut ist.
13. Vorrichtung zur komplexen Umformung eines Bleches mit Hilfe von
Rotationskörpern nach einem der Ansprüchen 6 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass zumindest einer der Formkörper (1 ) oder (2) durch Zusammenfügen von Segmenten oder durch Fräsen hergestellt wurde.
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