EP2616197A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung von zumindest teilweise geschlossenen hohlprofilen mit drehbaren gesenkhälften und geringer taktzeit - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur herstellung von zumindest teilweise geschlossenen hohlprofilen mit drehbaren gesenkhälften und geringer taktzeit

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EP2616197A1
EP2616197A1 EP11755339.6A EP11755339A EP2616197A1 EP 2616197 A1 EP2616197 A1 EP 2616197A1 EP 11755339 A EP11755339 A EP 11755339A EP 2616197 A1 EP2616197 A1 EP 2616197A1
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EP
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partially
tool
shaped
die
punch
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
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    • B21D43/02—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool
    • B21D43/04—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work
    • B21D43/14—Advancing work in relation to the stroke of the die or tool by means in mechanical engagement with the work by turning devices, e.g. turn-tables

Definitions

  • the invention relates to a device for producing at least partially closed hollow sections of a
  • Circuit board by a U-O-forming with a tool comprising at least one U-punch and at least one upper die in a first mold half.
  • the invention relates to a process for the preparation of at least partially
  • At least partially closed hollow sections are often used in the automotive industry to replace open and welded profiles.
  • Forming resulting number of forming steps precludes an economical way of manufacturing.
  • the standard U-O forming process requires at least two forming steps, whereby each forming step is carried out separately in one or more presses and the component is passed between the workstations. With a favorable design, although a finished part can be produced per press stroke, but this requires
  • German Laid-Open Publication DE 10 2007 021 798 A1 is a device for producing at least
  • the cycle time achievable by this device is in need of improvement, since a finished part is produced only with every second press stroke.
  • the present invention is based on the object, an apparatus and a method for producing at least partially closed
  • the object is achieved by a device, at least two identical, at least partially U-shaped dies are provided in a second mold half, the U-punch and the upper die of the first mold half when closing the tool simultaneously with each an at least partially U-shaped die are engaged, the
  • Rotation axis are arranged rotationally symmetrical and the first and the second mold half are rotatable relative to each other about this axis of rotation, so that by rotation of the first and / or the second mold half of the U-punch and the upper die each with the first or the second at least partially U- shaped die can be engaged.
  • the device according to the invention has in a tool each rotationally symmetrical arranged mold elements for performing a U-forming a planar board and an O-forming an at least partially U-shaped board to a finished at least partially closed hollow profile in both mold halves. It makes it possible, for example, by a simple rotation of the first mold half
  • the inventive device can thereby continue
  • Molded half is fixed, wherein the first or the second mold half on a to the
  • Rotary axis rotatable mounting plate is arranged.
  • Mounting plate which is rotatably mounted about the rotation axis arranged. This has the advantage that the costs for the production of the device are kept low and beyond wear-prone, moving parts of the
  • both mold halves rotatably mounted on a respective mounting plate for example by halving the
  • Hollow profiles may preferably be provided a Kernzugvorraum for each die of the second mold half.
  • the Kernzugvorraum allows easy insertion of a support core in the at least partially U-shaped formed board before the O-forming to a partially closed hollow profile.
  • the device according to the invention can be further improved in that downholders are associated with the U-punch in the first mold half. Hold-downs are particularly needed to control the material intake in the manufacture of an at least partially U-shaped board.
  • the at least partially U-shaped device can be further improved in that downholders are associated with the U-punch in the first mold half. Hold-downs are particularly needed to control the material intake in the manufacture of an at least partially U-shaped board.
  • Hollow sections corresponds to the maximum length of a U-leg of the at least partially U-shaped formed board prior to their O-forming. These side walls of the at least partially U-shaped dies allow a deformation of the at least partially U-shaped board with higher process reliability in the subsequent O-forming, since with these the
  • Threading process of the legs of the at least partially U-shaped board is improved in the upper die.
  • the capacity of the device can be increased, that the first tool half a plurality of pairs and rotationally symmetrical to each axis of rotation
  • partially U-shaped dies In other words, in a tool half of the device, for example, two rotatable part tools, each with a U-punch and each have a top die be present. In conjunction with the opposing identical dies arranged then two finished shaped, at least partially closed hollow profiles can be produced with each stroke.
  • the capacity of the device can thus be doubled, for example.
  • the object indicated above is achieved by a method which uses the device according to the invention and comprises the following steps:
  • next closing stroke are equipped with parts to be reshaped.
  • parts to be reshaped due to the simple construction of the
  • the cost of the method correspondingly low.
  • Rotated rotation axis It is particularly advantageous if one of the tool halves is designed to be stationary, so that the drives for carrying out the rotation can be dispensed with. In this case, the other drives are not needed and reduces the expenditure on equipment. It is also conceivable, as already stated, that both
  • Rotation axis are rotated in opposite directions, to re-engage with each other, the rotation angle of both
  • the O-forming can be designed in accordance with a further refinement process more reliable that before
  • a support core in the respective at least partially U-shaped board is positioned in the second mold half. After the extrusion, the support core is removed again from the finished molded hollow profile, which is at least partially closed.
  • the at least partially U-shaped dies on laterally displaceable portions of the side walls with Einlaufrundungen and move when closing the mold halves the at least partially U-shaped dies on laterally displaceable portions of the side walls with Einlaufrundungen and move when closing the mold halves
  • Processing steps are carried out in the device according to the invention to produce the at least partially closed hollow profile.
  • Fig. 11 and 12 is a schematic plan view of the
  • FIGS. 1 to 9 show in a schematic
  • the tool 3 has two tool halves 6, 8, wherein in the first
  • Tool half 6 a U-punch 4 and a top die 5
  • the second mold half 8 has two identical at least partially U-shaped dies 7, which together with the U-punch 4 and the upper dies 5 of the first mold half rotationally symmetrical to
  • Rotation axis 9 are arranged.
  • the U-punch 4 and the upper die 5 are at a
  • Downholder 11 is provided, via which the material flow of the board during the U-forming can be controlled and which fix the board 2 during the deformation.
  • Tool half 6 are arranged, is rotatable about the
  • Control material flow during forming by setting a corresponding contact force. After reaching the end position, the tool opens again until the
  • Tool halves 6, 8 can be rotated against each other. A rotation of the first tool half 6, as it is in
  • present rotation example 9 allows the positioning of the U-punch 4 above a board 12, which has been inserted in the second at least partially U-shaped die 7 of the mold half 8.
  • a support core 13 is not shown on a
  • Kernzugvortechnische introduced into the now at least partially U-shaped formed plate 2 in the first at least partially U-shaped die of the second mold half 8. Subsequently, a renewed closing movement of the
  • Figure 5 shows the embodiment of the device in the open state.
  • the partially closed hollow profile 2 can be removed from the opened tool 3, as in FIG. 6
  • Tool half 8 is rotated so that the U-punch 4, the newly inserted board 17 during the next closing process to form an at least partially U-shaped board, Fig. 9.
  • the second tool half 8 ' comprises a total of four identical at least partially U-shaped dies 7', which are used for U-O-forming.
  • the device 1 'shown in Figure 10 is therefore characterized by a twice as high capacity as the device shown in Figures 1 to 9 from.
  • FIGS. 11 and 12 the threading process using the laterally displaceable subregions 20 of the side walls of the at least partially U-shaped dies 7 in the case of the O-forming is illustrated.
  • the upper die 5 has
  • the side walls of the at least partially egg-shaped ⁇ die 7 for this purpose have a height of at least half the maximum, the rolled side wall length of the hollow profile, that one leg of the at least partial U-profile. Overall, this can be a process-safe method for producing at least partially closed hollow sections with low cycle times and

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile aus einer Platine durch eine U-O-Umformung mit einem Werkzeug umfassend mindestens einen U-Stempel und mindestens ein Obergesenk in einer ersten Wergzeughälfte. Die Aufgabe, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofilen aus einer Platine vorzuschlagen, welches die Herstellung von entsprechenden Profilen mit kurzer Taktzeit und hoher Prozesssicherheit gewährleistet, wird durch eine Vorrichtung dadurch gelöst, dass mindestens zwei identische zumindest teilweise U-förmige Gesenke in einer zweiten Wergzeughälfte vorgesehen sind, der U-Stempel und das Obergesenk der ersten Wergzeughälfte beim Schließen des Werkzeugs gleichzeitig mit jeweils einem zumindest teilweise U-förmigen Gesenk in Eingriff stehen, der mindestens eine U-Stempel und das mindestens eine Obergesenk der ersten Wergzeughälfte und die mindestens zwei zumindest teilweise U-förmigen Gesenke der zweiten Wergzeughälfte zu einer in Schließrichtung des Werkzeugs verlaufenden Rotationsachse rotationssymmetrisch angeordnet sind und die erste und die zweite Wergzeughälfte relativ zueinander um diese Rotationsachse drehbar sind, so dass durch eine Drehung der ersten und/oder der zweiten Wergzeughälfte der U-Stempel und das Obergesenk jeweils mit dem ersten oder dem zweiten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk in Eingriff stehen können.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofilen mit drehbaren
Gesenkhälften und geringer Taktzeit
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile aus einer
Platine durch eine U-O-Ümformung mit einem Werkzeug umfassend mindestens einen U-Stempel und mindestens ein Obergesenk in einer ersten Werkzeughälfte. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von zumindest teilweise
geschlossenen Hohlprofilen aus einer Platine.
Zumindest teilweise geschlossene Hohlprofile werden häufig im Kraftfahrzeugbau zum Ersetzen von offenen und miteinander verschweißten Profilen verwendet. Die aus der komplexen
Formgebung resultierende Anzahl an Umformschritten steht jedoch einer wirtschaftlichen Herstellweise entgegen. Die serienmäßig verwendete U-O-Umformung benötigt mindestens zwei Einformschritte, wobei jeder Einformschritt separat in einer oder mehreren Pressen realisiert wird und das Bauteil zwischen den Arbeitsstationen weitergereicht wird. Bei günstiger Auslegung kann zwar so pro Pressenhub ein fertiges Teil hergestellt werden, allerdings benötigt diese
Vorrichtung umfangreiche Werkzeugsätze sowie mehrere Roboter oder Feeder zum Transport der Platinen bzw. der halbfertigen Platinen zwischen den einzelnen Pressen. Insbesondere besteht die Problematik, dass bei der U-O-Umformung die zunächst zumindest teilweise U-förmig umgeformte Platine aus dem
Gesenk entnommen wird und in das Gesenk zur O-Umformung eingebracht wird. Hieraus resultieren prozesstechnische Probleme, insbesondere in Bezug auf eine Schieflage während des Einsetzens in das O-Gesenk. Darüber hinaus können
Probleme bei stark rückfedernden Werkstoffen darin bestehen, dass diese nicht ohne Weiteres in das Gesenk zur O-Umformung eingebracht werden können. Aus der auf die Anmelderin
zurückgehende deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2007 021 798 AI ist eine Vorrichtung zur Herstellung von zumindest
teilweise geschlossenen Profilen bekannt, welche eine
verschiebbare Grundplatte und einen verschiebbaren Stempel umfasst, so dass die zunächst U-förmig umgeformte Platine in der entsprechenden Matrize vor der O-Umformung verbleiben kann. Die von dieser Vorrichtung erreichbare Taktzeit ist allerdings verbesserungswürdig, da lediglich mit jedem zweiten Pressenhub ein fertiges Teil hergestellt wird.
Darüber hinaus ist der apparative Aufwand dieser Vorrichtung relativ groß.
Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von zumindest teilweise geschlossenen
Hohlprofilen aus einer Platine vorzuschlagen, welches die Herstellung von entsprechenden Profilen mit kurzer Taktzeit und hoher Prozesssicherheit gewährleistet. Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung dadurch gelöst, mindestens zwei identische, zumindest teilweise U-förmige Gesenke in einer zweiten Werkzeughälfte vorgesehen sind, der U-Stempel und das Obergesenk der ersten Werkzeughälfte beim Schließen des Werkzeugs gleichzeitig mit jeweils einer zumindest teilweise U-förmigen Matrize im Eingriff stehen, der
mindestens eine U-Stempel und das mindestens eine Obergesenk der ersten Werkzeughälfte und die mindestens zwei zumindest teilweise U-förmigen Gesenke der zweiten Werkzeughälfte zu einer in Schließrichtung des Werkzeugs verlaufenden
Rotationsachse rotationssymmetrisch angeordnet sind und die erste und die zweite Werkzeughälfte relativ zueinander um diese Rotationsachse drehbar sind, so dass durch eine Drehung der ersten und/oder der zweiten Werkzeughälfte der U-Stempel und das Obergesenk jeweils mit dem ersten oder dem zweiten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk in Eingriff stehen können.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist in einem Werkzeug jeweils rotationssymmetrisch angeordnete Formelemente zur Durchführung einer U-Umformung einer ebenen Platine und einer O-Umformung einer zumindest teilweise U-förmigen Platine zu einem fertig zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil in beiden Werkzeughälften auf. Sie ermöglicht es, beispielsweise durch eine einfache Drehung der ersten Werkzeughälfte
gegenüber der zweiten Werkzeughälfte, dass die über den U- Stempel zumindest teilweise zu einer U-förmigen Platine umgeformte Platine mit dem Obergesenk zu einem zumindest teilweise geschlossenen Profil umgeformt werden kann, ohne dass die Platine aus dem U-förmigen Gesenk entnommen werden muss. Ist gleichzeitig in der anderen U-förmigen Platine eine ebene Platine eingelegt, kann auch beim nächsten Schließen des Werkzeugs bei vorheriger Drehung der Werkzeughälften gegeneinander ein Bauteil fertig gestellt werden. Im Ergebnis sind die Taktzeiten zur Herstellung von zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofilen sehr gering. Darüber hinaus wird auch die Gefahr einer Beschädigung der Platine durch einen Wechsel der Gesenke vor Fertigstellung des teilweise
geschlossenen Hohlprofils vermieden. Die erfindungsgemäße Verrichtung kann dadurch weiter
ausgestaltet werden, dass die erste oder die zweite
Werkzeughälfte feststehend ausgebildet ist, wobei die erste oder die zweite Werkzeughälfte auf einer um die
Rotationsachse drehbaren Montageplatte angeordnet ist.
Üblicher Weise wird lediglich eine der Werkzeughälften, die erste oder die zweite Werkzeughälfte, auf einer
Montageplatte, welche um die Rotationsachse drehbar gelagert ist, angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass die Kosten für die Herstellung der Vorrichtung geringer gehalten werden und darüber hinaus verschleißanfällige, bewegte Teile der
Vorrichtung vermieden werden. Allerdings ist auch denkbar, beide Werkzeughälften drehbar auf jeweils einer Montageplatte anzuordnen, um beispielsweise durch eine Halbierung des
Drehwinkels der Werkzeughälften die Taktzeiten zu minimieren.
Zur Herstellung komplexer Formen aber auch zur Verbesserung des Abformens der zumindest teilweise geschlossenen
Hohlprofile kann vorzugsweise eine Kernzugvorrichtung für jede Matrize der zweiten Werkzeughälfte vorgesehen sein. Die Kernzugvorrichtung ermöglicht das einfache Einbringen eines Stützkerns in die zumindest teilweise U-förmig umgeformte Platine vor der O-Umformung zu einem teilweise geschlossenen Hohlprofil.
Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch weiter verbessert werden, dass dem U-Stempel in der ersten Werkzeughälfte Niederhalter zugeordnet sind. Niederhalter werden insbesondere dazu benötigt, den Materialeinzug bei der Herstellung einer zumindest teilweise U-förmigen Platine zu kontrollieren . Vorzugsweise weisen die zumindest teilweise U-förmigen
Gesenke der zweiten Werkzeughälfte Seitenwände auf, deren Höhe mindestens die Hälfte der maximalen, ausgerollten
Seitenwandlänge des herzustellenden Hohlprofils beträgt. Die maximal ausgerollte Seitenwandlänge des herzustellenden
Hohlprofils entspricht der maximalen Länge eines U-Schenkels der zumindest teilweise U-förmig umgeformten Platine vor deren O-Umformung. Diese Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke ermöglichen eine Umformung der zumindest teilweise U-förmigen Platine mit höherer Prozesssicherheit bei der nachfolgenden O-Umformung, da mit diesen der
Einfädelprozess der Schenkel der zumindest teilweise U- förmigen Platine in das Obergesenk verbessert wird.
Die Kapazität der Vorrichtung kann dadurch gesteigert werden, dass die erste Werkzeughälfte eine Mehrzahl an paarweise und rotationssymmetrisch zu jeweils einer Rotationsachse
angeordnete U-Stempel und Obergesenke aufweist und die zweite Werkzeughälfte eine identische Anzahl rotationssymmetrisch zu den jeweiligen Rotationsachsen angeordnete, zumindest
teilweise U-förmige Gesenke aufweist. Mit anderen Worten können in einer Werkzeughälfte der Vorrichtung beispielsweise zwei drehbare Teilwerkzeuge mit jeweils einem U-Stempel und jeweils einem Obergesenk vorhanden sein. In Verbindung mit den gegenüber angeordneten identischen Gesenken können dann mit jedem Arbeitshub zwei fertig geformte, zumindest teilweise geschlossene Hohlprofile hergestellt werden. Die Kapazität der Vorrichtung kann also beispielsweise verdoppelt werden. Durch die Erhöhung der Anzahl Umformelemente lässt sich nicht nur Taktzeit verringern, sondern es lassen sich auch noch weitere Bearbeitungsschritte in der gleichen Vorrichtung integrieren .
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigt Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, welches die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet und die folgenden Schritte umfasst:
- Einlegen einer ersten ebenen Platine in ein erstes
zumindest teilweise U-förmiges Gesenk der zweiten
Werkzeughälfte,
- Umformen der ersten Platine zu einer zumindest teilweise U- förmigen Platine durch Schließen der Werkzeughälften unter Verwendung des U-Stempels der ersten Werkzeughälfte,
- Öffnen des Werkzeugs und Drehung der ersten und zweiten Werkzeughälfte gegeneinander um eine in Schließrichtung des Werkzeugs verlaufenden Rotationsachse, so dass der U-Stempel der ersten Werkzeughälfte über der zweiten zumindest
teilweise U-förmigen Matrize der zweiten Werkzeughälfte und das Obergesenk der ersten Werkzeughälfte über dem ersten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk der zweiten
Werkzeughälfte positioniert ist,
- Einlegen einer zweiten ebenen Platine in dem zweiten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk der zweiten
Werkzeughälfte , - Schließen der Werkzeughälften und gleichzeitiges Umformen der teilweise U-förmigen ersten Platine zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil unter Verwendung des Obergesenks der ersten Werkzeughälfte und Umformen der zweiten Platine zu einer teilweise U-förmigen Platine unter Verwendung des U-Stempels der ersten Werkzeughälfte. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich unter besonders kurzen Taktzeiten mit jedem Schließhub des
Werkzeugs jeweils ein teilweise geschlossenes Hohlprofil herzustellen, sobald beide U-förmigen Gesenke vor dem
nächsten Schließhub mit umzuformenden Teilen bestückt sind. Darüber hinaus ist aufgrund des einfachen Aufbaus der
erfindungsgemäßen Vorrichtung die Kosten des Verfahrens entsprechend gering.
Vorzugsweise wird die erste und/oder die zweite
Werkzeughälfte nach dem Öffnen des Werkzeugs um die
Rotationsachse gedreht. Insbesondere vorteilhaft ist, wenn eine der Werkzeughälften feststehend ausgebildet ist, so dass auf die Antriebe zur Durchführung der Rotation verzichtet werden kann. In diesem Fall werden die weiteren Antriebe nicht benötigt und der apparative Aufwand verringert. Denkbar ist aber auch, wie bereits ausgeführt, dass beide
Werkzeughälften nach dem Öffnen des Werkzeugs um die
Rotationsachse entgegengesetzt gedreht werden, um miteinander erneut im Eingriff zu stehen, um die Drehwinkel beider
Werkzeughälften zu halbieren und insofern auch die Taktzeiten zu reduzieren.
Die O-Umformung kann gemäß einer weiteren Ausgestaltung dadurch prozesssicherer gestaltet werden, dass vor dem
Umformen einer zumindest teilweisen U-förmigen Platine zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil unter Verwendung einer Kernzugvorrichtung ein Stützkern in der jeweiligen zumindest teilweise U-förmigen Platine in der zweiten Werkzeughälfte positioniert wird. Nach der 0- ümformung wird der Stützkern wieder aus dem fertig geformten zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil entfernt.
Weisen schließlich gemäß einer weiteren Ausführungsform die zumindest teilweise U-förmigen Gesenke seitlich verschiebbare Teilbereiche der Seitenwände mit Einlaufrundungen auf und verschieben beim Schließen der Werkzeughälften die
Seitenwände des Obergesenks der ersten Werkzeughälfte die verschiebbaren Teilbereiche der Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke der zweiten Werkzeughälfte nach außen, kann der Einfädelungsprozess der U-Schenkel der zumindest teilweise U-förmigen Platine bei der O-Umformung zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil
erleichtert werden.
Schließlich können vorzugsweise auch noch weitere
Bearbeitungsschritte in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden, um das zumindest teilweise geschlossene Hohlprofil herzustellen. Hier kann der Vorteil einer sehr genauen Positionierung der Platinen vor bzw. nach den
Umformschritten ausgenutzt werden. Die Erfindung soll im Weiteren anhand von
Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 bis in einer schematischen Schnittansicht
erfindungsgemäße Vorrichtung in den
verschiedenen Prozessschritten bei der Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile ,
Fig. 10 in einer schematischen dreidimensionalen
Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Mehrzahl an paarweise angeordneten U-Stempel und Obergesenken in einer ersten Werkzeughälfte und Fig. 11 und 12 eine schematische Draufsicht auf das
Obergesenk der ersten Werkzeughälfte während des Einfädeins der Schenkel der zumindest teilweise U-förmigen Platine.
Die Figuren 1 bis 9 zeigen in einer schematischen
Schnittansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur
Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile aus einer Platine 2, mit einem Werkzeug 3. Das Werkzeug 3 weist zwei Werkzeughälften 6, 8 auf, wobei in der ersten
Werkzeughälfte 6 ein U-Stempel 4 und ein Obergesenk 5
vorgesehen ist. Die zweite Werkzeughälfte 8 weist zwei identische zumindest teilweise U-förmige Gesenke 7 auf, welche gemeinsam mit dem U-Stempel 4 und den Obergesenke 5 der ersten Werkzeughälfte rotationssymmetrisch zur
Rotationsachse 9 angeordnet sind.
Der U-Stempel 4 und das Obergesenk 5 stehen bei einer
Schließbewegung des Werkzeugs 3 gleichzeitig in Eingriff mit beiden zumindest teilweise U-förmigen Gesenken 7 der zweiten Werkzeughälfte 8. Wie Figur 1 zeigt, sind außerdem
Niederhalter 11 vorgesehen, über welche der Materialfluss der Platine während der U-Umformung gesteuert werden kann und welche die Platine 2 während der Umformung fixieren. Die Montageplatte 10, auf welcher sowohl der U-Stempel 4 als auch das Obergesenk 5 und die Niederhalter 11 der ersten
Werkzeughälfte 6 angeordnet sind, ist drehbar um die
Rotationsachse 9 gelagert.
In Figur 2 ist nun die erfindungsgemäße Vorrichtung in geschlossenem Zustand dargestellt. Der U-Stempel 4 formt die eingelegte erste Platine 2 zu einer zumindest teilweise U- förmigen Platine um, wobei die Niederhalter 11 den
Materialfluss während der Umformung durch Einstellung einer entsprechenden Anpresskraft steuern. Nach dem Erreichen der Endposition öffnet sich das Werkzeug wieder, bis die
Werkzeughälften 6, 8 gegeneinander verdreht werden können. Eine Rotation der ersten Werkzeughälfte 6, wie es im
vorliegenden Äusführungsbeispiel dargestellt ist, um die Rotationsachse 9 ermöglicht die Positionierung des U-Stempels 4 oberhalb einer Platine 12, welche in dem zweiten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk 7 der Werkzeughälfte 8 eingelegt worden ist. Darüber hinaus wird, wie in Figur 3 dargestellt, ein Stützkern 13 über eine nicht dargestellt
Kernzugvorrichtung in die jetzt zumindest teilweise U-förmige umgeformte Platine 2 in dem ersten zumindest teilweise U- förmigen Gesenk der zweiten Werkzeughälfte 8 eingebracht. Anschließend erfolgt eine erneute Schließbewegung des
Werkzeugs, wie in Figur 4 dargestellt ist.
Bei dieser Schließbewegung wird sowohl ein zumindest
teilweise geschlossenes Hohlprofil 2 als auch eine zumindest teilweise U-förmige Platine 14 erzeugt. Dies ist der erste Schließhub des Werkzeugs, bei welchem ein fertig hergestelltes, teilweise geschlossenes Hohlprofil 2 hergestellt wird.
Figur 5 zeigt das Ausführungsbeispiel der Vorrichtung in geöffnetem Zustand. Das teilweise geschlossene Hohlprofil 2 kann aus dem geöffneten Werkzeug 3, wie in Figur 6
dargestellt, entnommen werden und eine neue Platine 15 in das frei werdende, zumindest teilweise ü-förmige Gesenk 7 der zweiten Werkzeughälfte 8 eingelegt werden. Anschließend oder davor erfolgt erneut eine Rotation der ersten Werkzeughälfte 6 um die Rotationsachse 9, so dass wieder der Stempel 4 mit der Platine 15 und das Obergesenk 5 der ersten Werkzeughälfte 6 mit der zumindest teilweise U-förmigen Platine 14 in
Eingriff stehen. Zuvor wurde auch hier in dem zumindest teilweise U-förmigen Gesenk 7 der zweiten Werkzeughälfte ein Stützkern 13 eingebracht.
Das Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem nächsten Schließvorgang allerdings in geöffnetem Zustand zeigt Figur 8. Zu erkennen ist, dass die U-förmige
Platine 14 in dem anderen, identischen U-förmigen Gesenk 7 zu einem fertigen, zumindest teilweise geschlossenes Hohlprofil 14 umgeformt wurde und entnommen werden kann. Anschließend wird das Gesenk 7 mit einer nächsten Platine 17 bestückt. Um den Produktionsvorgang fortzufahren wird die erste
Werkzeughälfte 6 wiederum gegenüber der zweiten
Werkzeughälfte 8 gedreht, so dass der U-Stempel 4 die neu eingelegte Platine 17 beim nächsten Schließvorgang zu einer zumindest teilweise U-förmigen Platine umformt, Fig. 9.
Aus der Beschreibung des dargestellten Ausführungsbeispiels wird deutlich, dass mit dem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit jedem Arbeitshub ein fertig gestelltes, zumindest teilweise geschlossenes Hohlprofil hergestellt werden kann und damit die Taktzeiten zu deren Herstellung deutlich verringert werden kann.
Um die Stückzahlen weiter zu erhöhen aber auch um weitere Bearbeitungsschritte zu integrieren, kann beispielsweise das in Figur 10 dargestellte Ausführungsbeispiel verwendet werden. In einer Vorrichtung sind hierzu zwei drehbar
gelagerte Montageplatten 10' vorgesehen, welche jeweils einen U-Stempel 4', ein Obergesenk 5' und Niederhalter 11' in der ersten Werkzeughälfte 6' aufweisen. Die zweite Werkzeughälfte 8 ' umfasst insgesamt vier identische zumindest teilweise U- förmige Gesenke 7', welche zur U-O-Umformung genutzt werden. Zusätzlich sind in der Vorrichtung 1' aus Figur 10
Kernzugvorrichtungen 18' für jedes zumindest teilweise U- förmige Gesenk 7' der zweiten Werkzeughälfte 8' vorgesehen. Die in Figur 10 dargestellte Vorrichtung 1' zeichnet sich daher durch eine doppelt so hohe Kapazität wie die in den Figuren 1 bis 9 dargestellte Vorrichtung aus.
In den Figuren 11 und 12 ist der Einfädelungsvorgang unter Verwendung der seitlich verschiebbaren Teilbereiche 20 der Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke 7 bei der O-Umformung dargestellt. Das Obergesenk 5 weist
Seitenwände 19 auf, welche die verschiebbaren Teilbereiche 20 der Seitenwände des zumindest teilweise U-förmigen Gesenks 7 der zweiten Werkzeughälfte nach außen unter zu Hilfenahme der Einlaufrundungen 21 verschieben, so dass die zumindest teilweise U-förmige Platine 2 in das Obergesenk 5 besonders sicher einfädelt. Die Einlaufrundungen 21 sorgen, zusammen mit der Höhe der Seitenwände der zumindest teilweise U- förmigen Gesenke 7 dafür, dass ein besonders prozesssicherer Einfädelungsprozess gelingt, da die Rückfederung der U- förmigen geformten Platine in dem Gesenk 7 gering ist.
Denkbar ist aber auch, dass das nach außen Verschieben der Teilbereiche 20 der Seitenwände 19 zusätzlich aktiv
unterstütz wird, um den Verschleiß an den Einlaufrundungen zu minimieren. Die Seitenwände des zumindest teilweise ei¬ förmigen Gesenks 7 weisen hierzu eine Höhe von mindestens der Hälfte der maximalen, ausgerollten Seitenwandlänge des herzustellenden Hohlprofils, also eines Schenkels des zumindest teilweisen U-Profils auf. Insgesamt kann damit ein prozesssicheres Verfahren zur Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile mit geringen Taktzeiten und
Investitionskosten zur Verfügung gestellt werden.

Claims

12. September 2011 Paten tan sprüche
1. Vorrichtung (1) zur Herstellung zumindest teilweise
geschlossener Hohlprofile aus einer Platine (2) durch eine U-O-Umformung mit einem Werkzeug (3) umfassend mindestens einen U-Stempel (4) und mindestens ein
Obergesenk (5) in einer ersten Werkzeughälfte (6), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s mindestens zwei identische, zumindest teilweise U-förmige Matrizen (7) in einer zweiten Werkzeughälfte (8)
vorgesehen sind, der U-Stempel (4) und das Obergesenk (5) der ersten Werkzeughälfte (6) beim Schließen des
Werkzeugs (3) gleichzeitig mit jeweils einem zumindest teilweise U-förmigen Gesenk (7) im Eingriff stehen, der mindestens eine U-Stempel (4) und das mindestens eine Obergesenk (5) der ersten Werkzeughälfte (6) und die mindestens zwei zumindest teilweise U-förmigen Gesenke (7) der zweiten Werkzeughälfte (8) zu einer in
Schließrichtung des Werkzeugs (3) verlaufenden
Rotationsachse (9) rotationssymmetrisch angeordnet sind und die erste und die zweite Werkzeughälfte (6,8) relativ zueinander um diese Rotationsachse (9) drehbar sind, so dass durch eine Drehung der ersten und/oder der zweiten Werkzeughälfte (6,8) der U-Stempel (4) und das Obergesenk (5) jeweils mit dem ersten oder dem zweiten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk (7) in Eingriff stehen können . Vorrichtung nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die erste oder die zweite Werkzeughälfte (6,8)
feststehend ausgebildet ist, wobei die erste oder zweite Werkzeughälfte (6,8) auf einer um die Rotationsachse drehbaren Montageplatte (10) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s eine Kernzugvorrichtung (18') für jedes Gesenk (7') der zweiten Werkzeughälfte (8,8') vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s dem U-Stempel (4) in der ersten Werkzeughälfte (6)
Niederhalter (11) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die zumindest teilweise U-förmigen Gesenke (7,7') der zweiten Werkzeughälfte (8,8') Seitenwände aufweisen, deren Höhe mindestens die Hälfte der maximalen,
ausgerollten Seitenwandlänge des herzustellenden
Hohlprofils beträgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Seitenwände der zumindest teilweise ü-förmigen Gesenke (7,7') zumindest in Teilbereichen (20) nach außen
verschiebbar sind und diese Teilbereiche (20)
Einlaufrundungen (21) aufweisen. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die erste Werkzeughälfte (6') eine Mehrzahl an paarweise und rotationssymmetrisch zu jeweils einer Rotationsachse angeordnete U-Stempel (4') und Obergesenke (5') aufweist und die zweite Werkzeughälfte (8') eine identische Anzahl rotationssymmetrisch zu den jeweiligen Rotationsachsen angeordnete, zumindest teilweise U-förmige Gesenke (7') aufweist .
Verfahren zur Herstellung eines zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofils unter Verwendung einer
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, mit folgenden Schritten:
- Einlegen einer ersten ebenen Platine in ein erstes zumindest teilweise U-förmiges Gesenk der zweiten
Werkzeughälfte,
- Umformen der ersten Platine zu einer zumindest
teilweise U-förmigen Platine durch Schließen der
Werkzeughälften unter Verwendung des U-Stempels der ersten Werkzeughälfte,
- Öffnen des Werkzeugs und Drehung der ersten und zweiten Werkzeughälfte gegeneinander um eine in Schließrichtung des Werkzeugs verlaufende Rotationsachse, so dass der U- Stempel der ersten Werkzeughälfte über dem zweiten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk der zweiten
Werkzeughälfte und das Obergesenk der ersten
Werkzeughälfte über dem ersten zumindest teilweise U- - 4 _
2012/034967 PCT/EP2011/065726 förmigen Gesenk der zweiten Werkzeughälfte positioniert ist ,
- Einlegen einer zweiten ebenen Platine in dem zweiten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk der zweiten
Werkzeughälfte ,
- Schließen der Werkzeughälften und gleichzeitiges
Umformen der teilweise U-förmigen ersten Platine zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil unter
Verwendung des Obergesenks der ersten Werkzeughälfte und gleichzeitiges Umformen der zweiten Platine zu einer teilweise U-förmigen Platine unter Verwendung des U- Stempels der ersten Werkzeughälfte.
Verfahren nach Anspruch 8,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die erste und/oder die zweite Werkzeughälfte nach dem Öffnen des Werkzeugs um die Rotationsachse gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s vor dem Umformen einer zumindest teilweise U-förmigen Platine zu einem zumindest teilweise geschlossenen Profil unter Verwendung einer Kernzugvorrichtung ein Stützkern in der jeweiligen zumindest teilweise U-förmigen Platine in der zweiten Werkzeughälfte positioniert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die zumindest teilweise U-förmigen Gesenke seitlich verschiebbare Teilbereiche der Seitenwände aufweisen und beim Schließen der Werkzeughälften die Seitenwände des Obergesenks der ersten Werkzeughälfte die verschiebbaren Teilbereiche der Seitenwände der zumindest teilweise U- förmigen Gesenke der zweiten Werkzeughälfte nach außen verschieben .
Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s weitere Bearbeitungsschritte in der Vorrichtung
durchgeführt werden.
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