EP2616198A1 - Vorrichtung und verfahren zur herstellung zumindest teilweise geschlossener hohlprofile mit geringer taktzeit - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur herstellung zumindest teilweise geschlossener hohlprofile mit geringer taktzeit

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EP2616198A1
EP2616198A1 EP11757596.9A EP11757596A EP2616198A1 EP 2616198 A1 EP2616198 A1 EP 2616198A1 EP 11757596 A EP11757596 A EP 11757596A EP 2616198 A1 EP2616198 A1 EP 2616198A1
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EP
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partially
shaped
die
tool
board
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EP11757596.9A
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Thomas Flehmig
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
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    • B21D5/02—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on press brakes without making use of clamping means

Definitions

  • the invention relates to a device for producing at least partially closed hollow sections of a
  • the invention relates to a method for producing an at least partially closed hollow profile of a circuit board.
  • At least partially closed hollow sections are often used in the automotive industry to replace open and welded profiles.
  • Standard U-O forming requires at least two forming steps, with each forming step being carried out separately in one or more presses and passing the component 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 in that the tool set in the axial direction of the produced at least partially closed hollow profile runs parallel to each other and in the closing direction of the tool halves
  • the die receiving more than two at least partially U-shaped dies, wherein the number of dies is a multiple of two.
  • the matrix recording can therefore preferably four, six or contain, for example, eight U-dies, so that the Matrizenaufnähme can simultaneously accommodate several reshaping boards. In particular, the removal of the finished
  • the die holder according to a further embodiment of the device in
  • the device can therefore be configured advantageously in that bearing blocks for rotatably supporting the die receiving and at least one Kernzugvorides are provided, wherein the at least one Kernzugvortechnisch is optionally arranged on the bearing blocks.
  • the U-punch is disposed below the upper die, wherein the U-punch optional hold-down
  • the arrangement of the U-punch below the upper die allows easy insertion of a board for performing the U-forming.
  • the optionally provided hold-downs in the first half of the mold allow a controlled insertion of the board during the U-forming and ensure, in particular, if this until the
  • Vertex baseline of the U-stamp the first tool half can be moved, a further improved insertion of the board.
  • the maximum unrolled side wall length of the hollow profile to be produced corresponds to the maximum length of a U-leg of the at least partially U-shaped formed board.
  • the corresponding expression of the side walls of the at least partially U-shaped dies of the die holder allows a U-forming, which offers a higher process reliability in the subsequent 0- reshaping especially for strongly rebounding materials, since the legs of the at least partially U-shaped board in this Do not fall by
  • legss of at least partially U-shaped formed board must be performed in the upper die of the second tool half, simplified and made more reliable process. In addition, funds can carry on further
  • the above-described object is achieved by a method for producing an at least partially closed hollow profile from a circuit board using the device according to the invention with the following steps:
  • a support core can be positioned via a core pulling device in the at least partially U-shaped formed board, which is removed again before the removal of the finished hollow profile.
  • both a U-forming and a 0-forming in the device is performed simultaneously by only one closing operation of the mold half.
  • Cycle times of the method according to the invention are correspondingly low.
  • the method according to the invention can be further improved by virtue of the die receptacle having at least partially egg-shaped dies and the die receptacle being rotated by 90 ° after each opening of the first and second mold halves. This ensures that the cycle times for rotation of the die receiving and positioning of an at least partially U-shaped formed board are reduced in the second mold half. In addition, a simple removal of the finished formed parts after the O-forming and the rotation of the Matrizenapplication is made possible by 90 °.
  • Displacement of the displaceable portions of the side walls are omitted, so that the device is further simplified.
  • the movable sections can, for example spring-loaded, so that after opening the second tool half in its original position
  • the method is further improved in that further work steps are performed on the at least partially U-shaped board or on the at least partially closed hollow profile in the die receiving.
  • Fig. 1 is a schematic, perspective view of a
  • Fig. 2 is a schematic, perspective view of the
  • Fig. 3 is a schematic, perspective view of
  • Fig. 4 is a schematic plan view of the second
  • Tool half of the embodiment of FIG. 1 before threading the U-legs of an at least partially U-shaped board and Fig. 5 is a schematic plan view of the second
  • Fig. 1 shows first an embodiment of the apparatus for producing at least partially closed hollow sections of a circuit board in the open state.
  • the device 1 has a tool set 2, 5, which comprises a U-punch 3, which is arranged in the first mold half 4. Further, an upper die 6 is included, which is arranged for forming an at least partially U-shaped board in an at least partially closed profile in the second mold half 7. Furthermore, it can be seen that the
  • the die holder 9 comprises in the embodiment shown here four identical, at least partially U-shaped dies 10, which are arranged in a star shape around the axial axis 11 of the die holder 9.
  • the die holder 9 is rotatably mounted about its axial axis 11. About a here only schematically illustrated positioning drive 12, the die holder can be rotated.
  • FIG. 1 also shows a Kernzugvorraum 13, which is arranged in the region of the second mold half and allows the introduction of a support core in the reshaping at least partially U-shaped board or its removal after the forming process.
  • Kernzugvortechnische 13 used supporting core is not shown here.
  • the Kernzugvortechnisch 13 is on bearing blocks 14, which are also shown here only schematically arranged.
  • weight loss means are 15,
  • FIG. 2 shows the embodiment of Fig. 1 also in a perspective schematic representation with an inserted board 16 and an at least partially U-shaped reshaped board 17.
  • the board 16 lies on the reaching to the apex baseline of the punch 3
  • the side walls of the U-shaped dies 10 have a height which is at least half of the maximum rolled side wall length of the hollow profile to be produced, ie the length of the legs of the U-shaped formed board. In addition, sliding in the side walls
  • Subregions 19 are provided, which improved the
  • FIG. 3 now shows the device 1 in the closed state, ie with a closed tool set 2, 5. It can be seen that the circuit board 16 has now been formed into an at least partially U-shaped circuit board. In FIG. 3, in addition to the U-shapes which are not involved in the forming process,
  • Dies 10 of the die holder 9 an at least partially U-shaped formed plate 20 and a finished molded at least partially closed hollow profile 21 shown, which from the U-forming or from the O-forming in the first mold half 4 respectively in the second
  • the Matrizenability 9 is after the forming process in
  • Closing direction moves together with the second mold half 7 upwards, but only to the extent that the
  • Matrizenage 9 is freely rotatable.
  • the directions of movement 22 of the tool half 7 and the die holder 9 are shown in Fig. 3.
  • the finished molded, at least partially closed hollow profile 21 can be removed in a simple manner after the O-forming and a rotation of the die holder 9 by 90 ° counterclockwise from the U-die 10, for example using a corresponding robot. Due to the simple construction of the device according to the invention, it is thus possible to carry out a forming movement simultaneously two forming processes, a U-forming and an O-forming, and also to ensure easy removal of the finished products from the device.
  • the second tool half 7 comprises an upper die 6, the side walls 6a and 6b of which on the
  • Einlaufrunditch 23 of the sliding portions 19 of the side walls of the at least partially U-shaped dies 10 of the die holder 9 during the closing operation.
  • About the inlet curves 23 are the movable
  • Partial areas 19 of the side walls outwardly, for example, against a spring load, pressed, so that the legs of the still U-shaped board 17 in the upper die 6 of the second

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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 Werkzeugsatz umfassend einen U-Stempel in einer ersten Werkzeughälfte zur Erzeugung einer zumindest teilweise U-förmigen Platine und ein Obergesenk in einer zweiten Werkzeughälfte zur Umformung einer zumindest teilweise U-förmigen Platine in ein zumindest teilweise geschlossenes Hohlprofil. 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 dadurch gelöst, dass das der Werkzeugsatz in Axialrichtung des herzustellenden zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofils parallel zueinander verläuft und in Schließrichtung der Werkzeughälften übereinander angeordnet sind, wobei eine gemeinsame Matrizenaufnahme zwischen den Werkzeughälften des Werkzeugsatzes vorgesehen ist, welche mindestens zwei identische, teilweise U-förmige Gesenke für den Werkzeugsatz umfasst und die Matrizenaufnahme um ihre Axialachse rotierbar ist.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile mit geringer Taktzeit
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile aus einer
Platine durch eine U-O-Umformung mit einem Werkzeugsatz umfassend einen U-Stempel in einer ersten Werkzeughälfte zur Erzeugung einer zumindest teilweise U-förmigen Platine und ein Obergesenk in einer zweiten Werkzeughälfte zur Umformung einer zumindest teilweise U-förmigen Platine in ein zumindest teilweise geschlossenes Hohlprofil. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofils 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.
Serienmäßig verwendete U-O-Umformung benötigen 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 Werkzeugen. 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, dass der Werkzeugsatz in Axialrichtung des herzustellenden zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofils parallel zueinander verläuft und in Schließrichtung der Werkzeughälften
übereinander angeordnet sind, wobei eine gemeinsame Matrizenaufnahme zwischen den Werkzeughälften des Werkzeugsatzes vorgesehen ist, welche mindestens zwei
identische, teilweise U-förmige Gesenke für den Werkzeugsatz umfasst und die Matrizenaufnahme um ihre Axialachse rotierbar ist .
Zunächst erlaubt die Anordnung des Werkzeugsatzes
übereinander und parallel verlaufend, dass mit einem einzigen Schließvorgang der Werkzeugsatz geschlossen und damit
gleichzeitig in beiden Werkzeughälften eine Umformung einer
Platine bzw. einer vorgeformten Platine erfolgen kann. Die um ihre Axialachse rotierbare Matrizenauf ahme ermöglicht, dass die Platine nicht aus dem für die U-Umformung verwendeten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk entnommen werden muss, sondern durch Drehung in der zweiten Werkzeughälfte
positioniert werden kann, um anschließend zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil umgeformt zu werden. Durch die Drehung der Matrizenaufnahme um ihre Axialachse kann somit die Positionierung der zumindest teilweise U-förmigen Platine in die nächste Werkzeughälfte zur O-Umformung bzw. zur Herstellung eines zumindest teilweise geschlossenen
Hohlprofils erfolgen. Die rotierbare Matrizenaufnahme
benötigt hierzu wenig apparativen Aufwand. Darüber hinaus sind Handling-Systeme bzw. Roboter und Feeder lediglich für das Einlegen der Platine und die Entnahme des fertig
hergestellten zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofils notwendig .
Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Vorrichtung weist die Matrizenaufnahme mehr als zwei zumindest teilweise U-förmige Gesenke auf, wobei die Gesenkanzahl ein Vielfaches von zwei beträgt. Die Matrizenaufnahme kann also bevorzugt vier, sechs oder beispielsweise acht U-Gesenke enthalten, so dass die Matrizenaufnähme gleichzeitig mehrere umzuformende Platinen aufnehmen kann. Insbesondere die Entnahme der fertig
hergestellten zumindest teilweise geschlossenen Profile kann dann problemlos ohne Taktzeitverzögerung während oder
zwischen den Schließbewegungen der Werkzeughälften erfolgen.
Um die Prozesssicherheit zu maximieren und den Verschleiß der Vorrichtung zu minimieren, ist die Matrizenaufnahme gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung in
Schließrichtung der Werkzeughälften bewegbar und optional gewichtsentlastet. Die Verschiebbarkeit erlaubt eine
Vereinfachung der ümformvorrichtung, da eine Werkzeughälften der Vorrichtung feststehend ausgebildet werden kann. Über die optionale Gewichtsentlastung wird der Verschleiß der
rotierbaren Matrizenaufnahme beispielsweise in den benötigten Lagern der Lagerböcke verringert.
Um besonders komplexe Formgebungen zu ermöglichen, ist häufig die Verwendung eines Stützkerns bei der O-Umformung
notwendig. Die Vorrichtung kann deshalb dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, dass Lagerböcke zur drehbaren Lagerung der Matrizenaufnahme und mindestens eine Kernzugvorrichtung vorgesehen sind, wobei die mindestens eine Kernzugvorrichtung optional auf den Lagerböcken angeordnet ist. Die Anordnung der Kernzugvorrichtung auf den Lagerböcken der
Matrizenaufnahme ermöglicht eine einfache Positionierung der Kernzugvorrichtung im Bereich der entsprechend
durchzuführenden O-Umformung, um den Stützkern vor der
Umformung zu positionieren bzw. nach dem Umformen aus dem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil zu entfernen. Denkbar ist aber auch eine Anordnung der Kernzugvorrichtung in der zweiten Werkzeughälfte.
Gemäß einer nächsten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der U-Stempel unterhalb des Obergesenks angeordnet, wobei dem U-Stempel optional Niederhalter
zugeordnet sind. Die Anordnung des U-Stempels unterhalb des Obergesenks ermöglicht ein einfaches Einlegen einer Platine zur Durchführung der U-Umformung. Die optional vorgesehenen Niederhalter in der ersten Werkzeughälfte ermöglichen einen kontrollierten Einzug der Platine bei der U-Umformung und gewährleisten, insbesondere wenn diese bis zur
Scheitelgrundlinie des U-Stempels der ersten Werkzeughälfte verfahren werden können, ein nochmals verbessertes Einlegen der Platine.
Vorzugsweise weisen die zumindest teilweise U-förmigen
Gesenke der Matrizenaufnahme Seitenwände auf, deren Höhe mindestens die Hälfte der maximalen, ausgerollten
Seitenwandlänge des herzustellenden Hohlprofils beträgt. Die maximale ausgerollte Seitenwandlänge des herzustellenden Hohlprofils entspricht der maximalen Länge eines U-Schenkels der zumindest teilweise U-förmig umgeformten Platine. Die entsprechende Ausprägung der Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke der Matrizenaufnahme ermöglicht eine U-Umformung, welche insbesondere bei stark rückfedernden Werkstoffen eine höhere Prozesssicherheit bei der späteren 0- Umformung bietet, da die Schenkel der zumindest teilweise U- förmigen Platine sich in diesem Fall nicht mehr durch
Rückfederungskräfte stark aufweiten können. Weisen die Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke Teilbereiche mit einer Einlaufrundung auf, welche nach außen verschiebbar sind, wird bei einer weiteren
Ausgestaltung der Vorrichtung der Einfädelungsprozess bei der O-Umformung in der zweiten Werkzeughälfte, bei welcher die
Schenkel der zumindest teilweise U-förmig umgeformten Platine in das Obergesenk der zweiten Werkzeughälfte geführt werden müssen, vereinfacht und prozesssicherer gestaltet. Darüber hinaus können Mittel zur Durchführung weiterer
Arbeitsschritte an der zumindest teilweise U-förmigen Platine oder am zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil
vorgesehen sein, so dass weitere Arbeitsschritte an der zumindest teilweise U-förmig ΘΠ PIatine in der
Matrizenaufnahme bevor diese zum zumindest teilweise
geschlossenen Hohlprofil umgeformt wird, durchgeführt werden können. Denkbar ist auch das Arbeitsschritte nach der
Umformung der zumindest teilweise U-förmigen Platine zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil durchgeführt werden.
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofils aus einer Platine unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den folgenden Schritten gelöst:
- Einlegen einer ebenen Platine in die erste Werkzeughälfte, - Umformen der Platine in der ersten Werkzeughälfte durch Schließen der Werkzeughälften des Werkzeugsatzes zu einer zumindest teilweise U-förmigen Platine, - Öffnen der Werkzeughälften und Drehen der Matrizenaufnahme, so dass eine zumindest teilweise U-förmige Platine in der zweiten Werkzeughäifte und ein weiteres U-förmiges Gesenk in der ersten Werkzeughälfte positioniert ist,
- Einlegen einer zweiten Platine in die erste Werkzeughälfte und - Schließen der Werkzeughälften und gleichzeitiges Umformen der teilweise U-förmigen Platine zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil in der zweiten Werkzeughälfte und Umformen der eingelegten Platine zu einer teilweise U- förmigen Platine in der ersten Werkzeughälfte.
Optional kann vor dem Umformen der zumindest teilweise U- förmigen Platine in der zweiten Werkzeughälfte ein Stützkern über eine Kernzugvorrichtung in der zumindest teilweise U- förmig umgeformten Platine positioniert werden, der vor dem Entnehmen des fertigen Hohlprofils wieder entfernt wird.
Wie an der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich wird, wird durch lediglich einen Schließvorgang der Werkzeughälfte sowohl eine U-Umformung als auch eine 0- Umformung in der Vorrichtung gleichzeitig durchgeführt. Im Ergebnis wird mit jedem Schließvorgang ein zumindest
teilweise geschlossenes Hohlprofil fertig gestellt. Die
Taktzeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind entsprechend gering. Darüber hinaus ist der apparative Aufwand zur
Durchführung des Verfahrens gering, da lediglich für das Einlegen einer ebenen Platine und die Entnahme der fertig hergestellten Hohlprofile Roboter oder Feeder benötigt werden .
Das erfindungsgemäße Verfahren kann dadurch weiter verbessert werden, dass die Matrizenaufnahme vier zumindest teilweise ei ¬ förmige Gesenke aufweist und die Matrizenaufnahme nach jedem Öffnen der ersten und zweiten Werkzeughälfte jeweils um 90° gedreht wird. Hierdurch wird erreicht, dass die Taktzeiten zur Drehung der Matrizenaufnahme und zur Positionierung einer zumindest teilweise U-förmig umgeformten Platine in der zweiten Werkzeughälfte verringert werden. Darüber hinaus wird auch eine einfache Entnahme der fertig umgeformten Teile nach der O-Umformung und der Drehung der Matrizenaufnahme um 90° ermöglicht .
Zur Verbesserung der Prozesssicherheit bei der O-Umformung weisen die zumindest teilweise U-förmigen Gesenken der
Matrizenaufnahme seitlich verschiebbare Teilbereiche der Seitenwände Einlaufrundungen auf, welche beim Schließen der Werkzeughälften der Werkzeugsatzes optional durch die
Seitenwände des Obergesenks der zweiten Werkzeughälfte nach außen verschoben werden. Durch diesen Vorgang kann auf einfache Weise das Einfädeln der U-Schenkel der zumindest teilweise U-förmigen Platine in das entsprechende Obergesenk der zweiten Werkzeughälfte vereinfacht und prozesssicherer gestaltet werden. Verschieben die Seitenwände des Obergesenks der zweiten Werkzeughälfte die verschiebbaren Teilbereiche der Seitenwände der U-förmigen Gesenke der Matrizenaufnahme nach außen, kann beispielsweise auf Mittel zur aktiven
Verschiebung der verschiebbaren Teilbereiche der Seitenwände verzichtet werden, so dass die Vorrichtung weiter vereinfacht wird. Die verschiebbaren Teilbereiche können beispielweise federbelastet sein, so dass diese sich nach dem Öffnen der zweiten Werkzeughälfte in ihre ursprüngliche Lage
zurückbewegen. Diese Bewegungen der Teilbereiche können aber auch kumulativ oder alternativ aktiv durchgeführt werden.
Schließlich wird das Verfahren dadurch weiter verbessert, dass weitere Arbeitsschritte an der zumindest teilweise U- förmigen Platine oder am zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil in der Matrizenaufnahme durchgeführt werden.
Die Erfindung wird nun im Weiteren durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung näher erläutert . Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines
Ausführungsbeispiels der Erfindung, Fig. 2 eine schematische, perspektivische Ansicht des
Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 mit geöffneten Werkzeughälften,
Fig. 3 eine schematische, perspektivische Ansicht des
Ausführungsbeispiels aus Fig. 2 bei geschlossenen
Werkzeughälften,
Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf die zweite
Werkzeughälfte des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 vor dem Einfädeln der U-Schenkel einer zumindest teilweise U-förmigen Platine und Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf die zweite
Werkzeughälfte während des Einfädeins der Schenkel der zumindest teilweise U-förmigen Platine während des Schließvorgangs.
Fig. 1 zeigt zunächst ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile aus einer Platine in geöffnetem Zustand. Die Vorrichtung 1 weist einen Werkzeugsatz 2, 5 auf, welcher einen U-Stempel 3 umfasst, der in der ersten Werkzeughälfte 4 angeordnet ist. Ferner wird ein Obergesenk 6 umfasst, welches zur Umformung einer zumindest teilweise U-förmigen Platine in ein zumindest teilweise geschlossenes Profil in der zweiten Werkzeughälfte 7 angeordnet ist. Weiterhin zu erkennen ist, dass der
Werkzeugsatz 2, 5 parallel zueinander verläuft und in
Schließrichtung 8 die Werkzeughälften 4, 7 übereinander angeordnet sind. Die Matrizenaufnahme 9 umfasst in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel vier identische, zumindest teilweise U-förmige Gesenke 10, welche sternförmig um die Axialachse 11 der Matrizenaufnahme 9 angeordnet sind. Die Matrizenaufnahme 9 ist um ihre Axialachse 11 rotierbar gelagert. Über einen hier lediglich schematisch dargestellten Positionierantrieb 12 kann die Matrizenaufnahme gedreht werden .
Zugleich zeigt Fig. 1 zudem eine Kernzugvorrichtung 13, welche im Bereich der zweiten Werkzeughälfte angeordnet ist und die Einbringung eines Stützkerns in die umzuformende zumindest teilweise U-förmige Platine bzw. dessen Entfernung nach dem Umformprozess ermöglicht. Der von der
Kernzugvorrichtung 13 verwendete Stützkern ist vorliegend nicht dargestellt. Die Kernzugvorrichtung 13 ist auf Lagerböcken 14, welche hier ebenfalls nur schematisch dargestellt sind, angeordnet.
Darüber hinaus sind Mittel zur Gewichtsentlastung 15,
beispielsweise in Form von Gasdruckfedern, vorgesehen, welche die Matrizenaufnahme 9 auf einem mittleren Höhenniveau halten und eine Verschiebung der Matrizenaufnahme 9 in
Schließrichtung des Werkzeugsatzes 2, 5 ermöglichen. Fig. 2 zeigt nun das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 ebenfalls in einer perspektivischen schematischen Darstellung mit einer eingelegten Platine 16 sowie einer zumindest teilweise U- förmig umgeformten Platine 17. Die Platine 16 liegt auf den bis zur Scheitelgrundlinie des Stempels 3 reichenden
Niederhaltern 18 auf und kann daher auf einfache Weise in die Vorrichtung eingelegt und positioniert werden. Zusätzlich sind in Fig. 2 noch die Bewegungsrichtungen 8 der zweiten Werkzeughälfte 7 und der Matrizenaufnahme 9 beim
Schließvorgang dargestellt. Zur Umformung bewegen sich sowohl die Werkzeughälfte 7 als auch die Matrizenaufnahme 9 in
Richtung der ersten Werkzeughälfte 4. Darüber hinaus ist zu erkennen, dass die Seitenwände der U-förmigen Gesenke 10 eine Höhe aufweisen, welche mindestens der Hälfte der maximal ausgerollten Seitenwandlänge des herzustellenden Hohlprofils, also der Länge der Schenkel der U-förmig umgeformten Platine beträgt. Zudem sind in den Seitenwänden verschiebbare
Teilbereiche 19 vorgesehen, welche zur verbesserten
Einfädelung der Schenkel der zumindest teilweise ü-förmigen Platine während der O-Umformung in der zweiten Werkzeughälfte 7 dienen. Fig. 3 zeigt nun die Vorrichtung 1 in geschlossenem Zustand, d. h. mit geschlossenem Werkzeugsatz 2, 5. Zu erkennen ist, dass die Platine 16 nun zu einer zumindest teilweise U- förmigen Platine umgeformt worden ist. In Fig. 3 sind zusätzlich in den nicht an der Umformung beteiligten U-
Gesenken 10 der Matrizenaufnahme 9 eine zumindest teilweise U-förmig umgeformte Platine 20 und ein fertig geformtes zumindest teilweise geschlossenes Hohlprofil 21 dargestellt, welche aus der U-Umformung bzw. aus der O-Umformung in der ersten Werkzeughälfte 4 respektive in der zweiten
Werkzeughälfte 7 nach Drehung der Matrizenaufnahme 9 um 90° entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn resultieren.
Die Matrizenaufnahme 9 wird nach dem Umformvorgang in
Schließrichtung gemeinsam mit der zweiten Werkzeughälfte 7 nach oben bewegt, jedoch nur insoweit, dass die
Matrizenaufnahme 9 frei drehbar ist. Hierzu sind in Fig. 3 die Bewegungsrichtungen 22 der Werkzeughälfte 7 sowie der Matrizenaufnahme 9 dargestellt. Das fertig geformte, zumindest teilweise geschlossene Hohlprofil 21 kann auf einfache Weise nach der O-Umformung und einer Drehung der Matrizenaufnahme 9 um 90° entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn aus dem U-Gesenk 10 beispielsweise unter Verwendung eines entsprechenden Roboters entnommen werden. Durch die einfache Konstruktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es also möglich, mit einer Schließbewegung gleichzeitig zwei Umformprozesse, eine U-Umformung und eine O-Umformung, durchzuführen und darüber hinaus ein einfaches Entnehmen der fertigen Produkte aus der Vorrichtung zu gewährleisten.
Denkbar ist darüber hinaus, dass durch eine höhere Anzahl an zumindest teilweise U-förmigen Gesenken 10 in der Matrizenaufnahme 9, beispielsweise sechs oder acht Gesenke, weitere Bearbeitungsschritte, beispielsweise ein
Schweißschritt in der gleichen Vorrichtung integriert
durchgeführt werden können. Vorzugsweise werden diese
Arbeitsschritte in den Matrizenaufnahmen 9, die nicht an der Umformung beteiligt sind, durchgeführt.
Fig. 4 und 5 zeigen in einer schematischen Draufsicht den Einfädelungsprozess in der zweiten Werkzeughälfte 7 während der O-Umformung. Die zweite Werkzeughälfte 7 umfasst ein Obergesenk 6, dessen Seitenwände 6a und 6b auf die
Einlaufrundungen 23 der verschiebbaren Teilbereiche 19 der Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke 10 der Matrizenaufnahme 9 während des Schließvorgangs drücken. Über die Einlaufrundungen 23 werden die verschiebbaren
Teilbereiche 19 der Seitenwände nach außen, beispielsweise gegen eine Federlast, gedrückt, so dass die Schenkel der noch U-förmige Platine 17 in das Obergesenk 6 der zweiten
Werkzeughälfte 7 einfädeln, Fig. 5. Denkbar ist auch, dass die Teilbereiche 19 der Seitenwände beim Eintauchen der Seitenwände 6a, 6b des Obergesenks 6 der zweiten
Werkzeughälfte aktiv zurückgezogen werden oder das
„Verdrängen" der verschiebbaren Teilbereiche 19 der
Seitenwände unterstützt wird.
Abweichend von den bisher dargestellten Ausführungsbeispielen ist in den Fig. 4 und 5 ein zusätzlicher Stützkern 24 dargestellt, welcher zur verbesserten Ausbildung der
endgültigen Form des zumindest teilweise geschlossenen
Hohlprofils dient. Dieser ist durch eine in den Fig. 4 und 5 nicht dargestellte Kernzugvorrichtung 13 in die zumindest teilweise U-förmige Platine eingebracht worden und wird vor der Drehung der Matrizenaufnahme 9 entfernt.

Claims

Patentan sprüche
Vorrichtung (1) zur Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile aus einer Platine (16) durch eine U-O-Umformung mit einem Werkzeugsatz (2, 5)
umfassend einen U-Stempel (3) in einer ersten
Werkzeughälfte (4) zur Erzeugung einer zumindest
teilweise U-förmigen Platine (17) und ein Obergesenk (6) in einer zweiten Werkzeughälfte (7) zur Umformung einer zumindest teilweise U-förmigen Platine (17) in ein zumindest teilweise geschlossenes Hohlprofil,
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 der Werkzeugsatz (2,5) in Axialrichtung des
herzustellenden zumindest teilweise geschlossenen
Hohlprofils parallel zueinander verläuft und in
Schließrichtung (8) der Werkzeughälften (4,7)
übereinander angeordnet ist, wobei eine gemeinsame
Matrizenaufnahme (9) zwischen den Werkzeughälften (4,7) des Werkzeugsatzes (2,5) vorgesehen ist, welche
mindestens zwei identische, teilweise U-förmige Gesenke (10) für den Werkzeugsatz (2,5) umfasst und die
Matrizenaufnahme (9) um ihre Axialachse (11) rotierbar ist .
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 Matrizenaufnahme (9) mehr als zwei zumindest teilweise U-förmige Gesenke (10) aufweist, wobei die Gesenkanzahl ein Vielfaches von zwei beträgt.
3. 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 die Matrizenaufnahme (9) in Schließrichtung der
Werkzeughälften (4,7) bewegbar sind und optional gewichtsentlastet sind.
4. 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 Lagerböcke (14) zur drehbaren Lagerung der
Matrizenaufnahme (9) und mindestens eine
Kernzugvorrichtung (13) vorgesehen sind und die
mindestens eine Kernzugvorrichtung (13) auf den
Lagerböcken (14) angeordnet ist.
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 der Ü-Stempel (3) unterhalb des Obergesenks (6) angeordnet ist und einem U-Stempel (3) optional
Niederhalter (18) zugeordnet sind.
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 zumindest teilweise U-förmigen Gesenke (10) der Matrizenaufnahme (9) Seitenwände aufweisen, deren Höhe mindestens die Hälfte der maximalen, ausgerollten
Seitenwandlänge des herzustellenden Hohlprofils beträgt
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 Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke Teilbereiche (19) mit einer Einlaufrundung (23) aufweisen, welche nach außen verschiebbar sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
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 Mittel zur Durchführung weiterer Arbeitsschritte an der zumindest teilweise U-förmigen Platine oder am zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil vorgesehen sind.
Verfahren zur Herstellung eines zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofils unter Verwendung einer
Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, mit folgenden Schritten:
- Einlegen einer ebenen Platine in die erste
Werkzeughälfte,
- Umformen der Platine in der ersten Werkzeughälfte zu einer zumindest teilweise U-förmigen Platine durch
Schließen der Werkzeughälften des Werkzeugsatzes,
- Öffnen der Werkzeughälften und Drehen der
Matrizenaufnahme, so dass ein zumindest teilweise U- förmiges Gesenk mit einer zumindest teilweise U-förmigen Platine in der zweiten Werkzeughälfte und ein weiteres U- förmiges Gesenk in der ersten Werkzeughälfte positioniert ist,
- Einlegen einer zweiten Platine in die erste
Werkzeughälfte,
- Schließen der Werkzeughälften und gleichzeitiges
Umformen der teilweise U-förmigen Platine zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil in der zweiten Werkzeughälfte und Umformen der eingelegten
Platine zu einer teilweise U-förmigen Platine in der ersten Werkzeughälfte.
Verfahren nach Anspruch 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 die Matrizenaufnahme vier zumindest teilweise U-förmige Gesenke aufweist und die Matrizenaufnahme nach dem Öffnen der ersten und zweiten Werkzeughälften um 90° gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 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 Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke der Matrizenaufnahme nach außen verschiebbare
Teilbereiche mit einer Einlaufrundung aufweisen, welche beim Schließen der Werkzeughälften der Werkzeugsatzes durch die Seitenwände des Obergesenks der zweiten
Werkzeughälfte nach außen verschoben werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 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 Arbeitsschritte an der zumindest teilweise U- förmigen Platine in der Matrizenaufnahme durchgeführt werden .
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