WO2001076786A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bauteilen aus einer tiefziehbaren platine - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen von bauteilen aus einer tiefziehbaren platine Download PDF

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WO2001076786A1
WO2001076786A1 PCT/EP2001/003323 EP0103323W WO0176786A1 WO 2001076786 A1 WO2001076786 A1 WO 2001076786A1 EP 0103323 W EP0103323 W EP 0103323W WO 0176786 A1 WO0176786 A1 WO 0176786A1
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pressure
container
tool
counter
board
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French (fr)
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Tino Gruszka
Hartwig RÖSEN
Original Assignee
Thyssen Krupp Stahl Ag
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/205—Hydro-mechanical deep-drawing

Definitions

  • Methods and devices of the type mentioned above are suitable for the production of complex components with improved properties.
  • the advantage of the deformation that takes place with the aid of a cushion formed by a flowable active medium is that, unlike conventional deep drawing, in which a stamp deforms the plate in a die that forms the countermold, the flow of the material into the final shape is facilitated.
  • the object of the invention is to provide a method and an apparatus of the type explained above, with which components which are precisely shaped in a cost-effective manner can be produced without the risk of quality losses.
  • the forming of the board is divided into at least two steps.
  • the main part of the deformation takes place in that the tool is used to deform the board to such an extent that all the basic elements of the component shape are essentially formed. If this main deformation is completed, the secondary form elements are generated.
  • an actively movable and controllable counterform is moved against the board.
  • the dimensions of the plate are such that deformation of the plate takes place that is limited to the area of the secondary shaped element. Since the counterform actively works against the board, it acts like a shaping tool.
  • the tool causing the main deformation forms the "die" on which the blank is molded during the formation of the respective secondary form element.
  • the advantage of the at least two-part procedure according to the invention is that the main deformation takes place unaffected by a fixed counter element only against the pressure of the fluid cushion. Both the material flow and the shape formation can be designed in such a way that optimal conditions are given for the final shaping of the respective secondary form elements.
  • An embodiment of the invention which enables the method according to the invention to be carried out in a particularly appropriate manner, is characterized in that the tool is a stamp which is adjustable in its position.
  • the stamping tool that is movable in this way and can be set on the board, the shape of the workpiece to be produced can be produced with high molding accuracy while making optimal use of the supporting effect of the fluid cushion.
  • the locally limited deformation is only carried out when the pressure in the fluid cushion has reached a minimum value.
  • This minimum value of the pressure can change automatically in the course of the Adjust the main deformation of the board. If this is not the case, an additional pressure increase in the fluid cushion can produce a pressure state which is favorable for the formation of the respective secondary shaped element.
  • the minimum pressure present in the fluid cushion should preferably correspond to the pressure at which an impression of the secondary molding element starts, which is caused by the pressure of the fluid cushion.
  • the generation of a certain pressure state at the beginning and during the manufacture of the secondary shaped elements by the counter-shaped piece serves to further improve the work result.
  • the risk of using uncontrolled material flows during the molding of the respective secondary molding element is reduced. In this way, surface damage to the component can be reliably prevented.
  • the dimensional accuracy of the component produced according to the invention can be further increased by increasing the pressure of the fluid cushion after the final shape has been reached.
  • This final pressure increase serves, in the manner of the calibration procedure customary in the conventional procedure, which may occur as a result of the generation of the secondary shaped element Correct changes in the main shape of the component generated by the mold.
  • a device for producing components from a circuit board made of a formable material, in particular steel which is equipped with a container filled with a fluid, with a device for holding the circuit board over an opening of the container and with a shaping tool , which can be positioned over an opening of the container
  • the above-mentioned object is achieved on the other hand in that at least one counter-shaped piece which is movable against the direction of action of the tool against the board is arranged in the container.
  • Such a device equipped with an actively adjustable counter-molding is particularly suitable for carrying out the method according to the invention, because the counter-molding can be controlled in such a way that it only intervenes in the deformation process when the main deformation of the board has been completed by the tool. In this way, an extreme pressure increase, as was required in the prior art for the formation of complex secondary shaped elements, is no longer required when operating a device designed according to the invention.
  • Such devices can therefore be manufactured and operated at a lower cost.
  • a particularly powerful device of the type according to the invention can be realized in that the tool is a stamp which is adjustable in its position.
  • a device according to the invention is preferably equipped with a control device which emits a signal for adjusting the counter-shaped element against the board as soon as a certain deformation of the board has been achieved.
  • This embodiment of the invention is particularly suitable for the automated manufacture of deep-drawn components.
  • the signal in question for adjusting the counter-molding is emitted, for example, as a function of the travel path of the molding tool.
  • the control device preferably emits the signal for adjustment when the pressure in the fluid contained in the container has exceeded a certain value which is favorable for the molding of the secondary molding element.
  • a controllable valve should be provided, by means of which the pressure in the container can be changed. It is also advantageous if, in a device designed according to the invention, a pressure generating device is present, by means of which the pressure of the pressure contained in the container can be increased. With such a pressure generating device, the favorable pressure state for the formation of the secondary shaped element can be set in a targeted manner.
  • FIG. 1 shows a device for producing a component from a circuit board in a first operating position in a longitudinal section
  • FIG. 2 shows the device according to FIG. 1 in a second operating position
  • FIG. 3 shows the device according to FIG. 1 in a third operating position
  • Fig. 4 shows the device of FIG. 1 in a fourth operating position.
  • the device shown in the figures is used, for example, to produce a body component from a circuit board 1 which is cut from a thin sheet.
  • the device comprises a box-like, upwardly open container 2, a device 4 designed as a hold-down ring and attachable to the upper edge 3 of the container 2 surrounding the container opening for holding the circuit board 1 and a stamp 5 forming a shaping tool, which can be inserted into the opening of the container 2 from the rest position (FIG. 1) arranged above the container in the setting direction R by means of an adjusting device (not shown).
  • a counter-shaped piece 6 in the container 2 which is carried by a piston 8 which can be adjusted hydraulically by means of an adjusting device 7 in an adjusting direction S directed counter to the adjusting direction R of the stamp.
  • a pressure generating device 9 is provided to fill the Container 2 with a liquid F, for example water.
  • the stamp 5 has on its side assigned to the circuit board 1 a shape which corresponds to the shape of the component to be produced from the circuit board.
  • a secondary shaped element N is formed in an area A, on which two wall elements of the component to be produced which converge approximately at right angles to one another merge into one another in a small radius.
  • the countermold 6 provided for producing this secondary mold element N which is aligned in the vertical direction with the secondary mold element N, has on its side assigned to the circuit board 1 a shape corresponding to the counterpart to the shape of the secondary mold element N.
  • the stamp 5 and the device 4 are in their raised rest position, so that the circuit board 1 can be placed freely on the edge 3 of the container 2.
  • the counterpart 6 is in its initial position closest to the container bottom, in which the distance between the circuit board 1 and the counterpart 6 is greater than the stroke of the stamp 5 which is carried out when the circuit board 1 is deformed.
  • the container 2 is filled with liquid F.
  • the device 4 After inserting the circuit board 1, the device 4 is lowered so that the edge of the circuit board 1 between the device 4 and the upper edge 3 of the container 2 is kept stretched over the container opening.
  • the stamp 5 is brought into a position from which the
  • the circuit board 1 is deformed.
  • the counterpart 6 is still in its rest position.
  • the plate 1 is pre-deformed in the direction of the stamp 5 at this time by increasing the pressure of the liquid F filled in the container 2. In this way, the change in shape in the area of the middle of the sinker is increased and material for the subsequent main deformation is stored in the area of the container 2 (FIG. 2).
  • the punch 5 is inserted in the setting direction R into the opening of the container 2, so that the circuit board 1 is deformed.
  • the holding forces exerted by the device 4 are dimensioned such that a material flow into the interior of the container is made possible from the edge of the circuit board 1 or that the edge of the circuit board 1 is firmly fixed.
  • the liquid F filled in the container 2 forms a fluid cushion, by means of which the circuit board 1 is supported on its side facing away from the stamp 5.
  • the support pressure P in the liquid F is controlled or regulated according to the progress of the deformation of the plate 1 caused by the stamp 5.
  • the support pressure P is increased by the pressure generating device 9 to a minimum value at which the formation of the secondary form element N is just starting due to the support pressure P exerted by the liquid F. However, there is no further pressure increase at this time. Instead of this, the counter-molding 6 is now fed to the circuit board 1 in the adjustment direction S, so that the circuit board 1 is drawn into the shape of the secondary molding element N which is predetermined by the stamp 5 which is stationary at this time (FIG. 4).
  • the support pressure P is increased again in order to finally calibrate the shape of the plate 1 on the stamp 5.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Bauteilen aus einer aus einem umformbaren Material, insbesondere Stahl, bestehenden Platine (1), bei dem die Platine (1) während der Verformung durch ein Fluidpolster (F) gegen ein formgebendes Werkzeug (5) gestützt wird, sowie eine insbesondere zur Durchführung dieses Verfahrens bestimmten Vorrichtung. Im Zuge des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Platine (1) mittels des Werkzeugs (5) in eine Zwischenform umgeformt. Anschließend wird die zur Zwischenform verformte Platine (1) mittels eines Gegenformstücks (6) örtlich begrenzt verformt, welches entgegen der Wirkrichtung (R) des Werkzeugs (5) gegen die Platine (1) bewegt wird. Auf diese Weise lassen sich kostengünstig exakt geformte Bauteile ohne die Gefahr von Qualitätseinbußen herstellen.

Description

stehendes, in oder über der Behälteröffnung positioniertes Werkzeug gedrückt, durch welches die Form des zu erzeugenden Werkstücks bestimmt ist. Ebenso sind Kombinationen der erläuterten Verfahren im Einsatz.
Verfahren und Vorrichtungen der voranstehend genannten Art eignen sich für die Herstellung von komplexen Bauteilen mit verbesserten Eigenschaften. Dabei besteht der Vorteil der mit Hilfe eines durch ein fließfähiges Wirkmedium gebildeten Polsters erfolgenden Verformung darin, daß, anders als beim herkömmlichen Tiefziehen, bei dem ein Stempel die Platine in einer die Gegenform bildenden Matrize verformt, das Fließen des Werkstoffs in die Endform erleichtert wird. Problematisch ist allerdings, daß für eine exakte Ausbildung der gewünschten Bauteilform sehr hohe Drücke benötigt werden. Daher findet bei herkömmlicher Vorgehensweise am Ende des Umformvorgangs ein Kalibrieren des vorgeformten Bauteils statt, bei dem durch eine starke Druckerhöhung im Fluidpolster die Abformgenauigkeit erhöht wird.
Besonders problematisch erweist sich in der Praxis die Herstellung sogenannter "Nebenformelemente", die kleine Radien besitzen. Derartige Nebenformelemente können erst in das Bauteil eingeformt werden, nachdem die Platine in die Hauptform des Bauteils verformt worden ist.
Die zum Abformen der Nebenformelemente erforderlichen, hohen Kalibrierdrücke führen insbesondere bei großflächigen Bauelementen zu großen Kräften, welche für das Halten der Platine in der jeweiligen Vorrichtung während des Verformungsvorgangs benötigt werden. Sowohl der dazu notwendige apparative Aufwand als auch der technische Aufwand, der für die Erzeugung der hohen Kalibrierdrücke sowie für das Abdichten des mit diesen hohen Drücken beaufschlagten Gesamtsystems betrieben werden muß, führen zu hohen Kosten für die Erstellung und den Betrieb von Vorrichtungen der in Rede stehenden Art .
Es ist versucht worden, diesen Aufwand dadurch zu mindern, daß entsprechend der konventionellen Tiefziehverformung von Platinen im Behälter der jeweiligen Vorrichtung Gegenformstücke fest montiert werden. Gegen diese statisch feststehenden Gegenformstücke wird die Platine im Zuge der vom Werkzeug ausgeführten Bewegung gedrückt, so daß die Ausbildung des jeweiligen Nebenformelements erzwungen wird. Nachteilig an dieser Vorgehensweise ist, daß durch die starren Gegenformelemente im Behälter schon zu einem Zeitpunkt in die Umformung eingegriffen wird, in dem der Hauptwerkstofffluß noch nicht abgeschlossen ist und daher unkontrollierter Werkstofffluß verursacht werden kann. Dies kann wiederum zu Nachlaufkanten, lokalen Beschädigungen der Oberfläche und Einfallstellen führen, welche die Qualität des hergestellten Bauteils mindern.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung der voranstehend erläuterten Art zu schaffen, mit welchem sich kostengünstig exakt geformte Bauteile ohne die Gefahr von Qualitätseinbußen herstellen lassen.
Diese Aufgabe wird einerseits durch ein Verfahren zum Herstellen von Bauteilen gelöst, bei dem eine aus einem umformbaren Material, insbesondere Stahl, bestehenden Platine während der Verformung durch ein Fluidpolster gegen ein formgebendes Werkzeug gestützt wird und folgende Schritte absolviert werden:
- Verformen der Platine mittels des Werkzeugs in eine Zwischenform und
- anschließendes örtlich begrenztes Verformen der zur Zwischenform verformten Platine mittels eines
Gegenformstücks, welches entgegen der Wirkrichtung des Werkzeugs gegen die Platine bewegt wird.
Gemäß der Erfindung ist die Umformung der Platine in mindestens zwei Schritte geteilt. Im ersten Schritt findet der Hauptteil der Verformung statt, indem mit dem Werkzeug die Platine soweit umgeformt wird, daß alle Grundelemente der Bauteilform im wesentlich ausgebildet sind. Ist diese Hauptverformung abgeschlossen, so werden die Nebenformelemente erzeugt .
Anders als beim Stand der Technik wird dazu ein aktiv beweg- und steuerbares Gegenformstuck gegen die Platine bewegt. Dessen Abmessungen sind so ausgebildet, daß jeweils eine auf den Bereich des Nebenformelements beschränkte Verformung der Platine stattfindet. Da das Gegenformstuck aktiv gegen die Platine arbeitet, wirkt es selbst nach Art eines formgebenden Werkzeugs. Das die Hauptverformung bewirkende Werkzeug dagegen bildet während der Ausbildung des jeweiligen Nebenformelements die "Matrize", an der die Platine abgeformt wird. Der Vorteil der erfindungsgemäß mindestens zweigeteilten Vorgehensweise besteht darin, daß die Hauptverformung unbeeinflußt durch ein festes Gegenelement nur gegen den Druck des Fluidpolsters erfolgt. Dabei kann sowohl der Materialfluß als auch die Formbildung derart ausgelegt werden, daß optimale Bedingungen für das abschließende Ausformen der jeweiligen Nebenformelemente gegeben sind.
So lassen sich Nebenformelemente von komplexer Gestalt exakt erzeugen, ohne daß dazu die noch beim Stand der Technik erforderliche extreme Druckerhöhung benötigt wird. Den optischen Eindruck störende Beschädigungen der Platine oder Fehler der Materialverteilung werden mit hoher Sicherheit vermieden. Auf erfindungsgemäße Weise lassen sich folglich bei vermindertem apparativen Aufwand Bauteile aus Platinen herstellen, die höchsten Anforderungen genügen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung, welche eine besonders zweckentsprechende Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ermöglicht, ist dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug ein in seiner Lage verstellbarer Stempel ist. Mit einem derart beweglichen, auf die Platine zustellbaren Stempelwerkzeug läßt sich die herzustellende Form des Werkstücks unter optimaler Ausnutzung der stützenden Wirkung des Fluidpolsters mit hoher Abformgenauigkeit erzeugen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die örtlich begrenzte Verformung erst ausgeführt wird, wenn der Druck im Fluidpolster einen Mindestwert erreicht hat. Dieser Mindestwert des Drucks kann sich selbsttätig im Zuge der Hauptverformung der Platine einstellen. Ist dies nicht der Fall, so kann durch eine ergänzende Druckerhöhung im Fluidpolster ein für die Ausbildung des jeweiligen Nebenformelements günstiger Druckzustand hergestellt werden. Je nach Ablauf und Komplexität der Formgebung des Nebenformelements kann es darüber hinaus zweckmäßig sein, den Druck des Fluidpolsters während der Verformung mittels des Gegenformelementes gegenüber dem zuvor vorhandenen Druck zu variieren. Der im Fluidpolster vorhandene Mindestdruck sollte dabei vorzugsweise dem Druck entsprechen, bei dem eine durch den Druck des Fluidpolsters bedingte Abformung des Nebenformelements einsetzt .
Die Erzeugung eines bestimmten Druckzustandes zu Beginn und während der Herstellung der Nebenformelemente durch das Gegenformstuck dient der weiteren Verbesserung des Arbeitsergebnisses. Indem die Platine mit einem ausreichend hohen Druck gegen das Formwerkzeug gestützt wird, ist die Gefahr des Einsetzens von unkontrollierten Materialflüssen während der Ausformung des jeweiligen Nebenformelements reduziert. Oberflächenbeschädigungen des Bauteils können auf diese Weise sicher verhindert werden.
Weiter erhöht werden kann die Formgenauigkeit des erfindungsgemäß hergestellten Bauteils dadurch, daß der Druck des Fluidpolsters nach Erreichen der Endform erhöht wird. Diese abschließende Druckerhöhung dient nach Art des bei herkömmlicher Vorgehensweise üblichen Kalibriervorgangs dazu, die sich gegebenenfalls in Folge der Erzeugung des Nebenformelements einstellenden Veränderungen der vom Formwerkzeug erzeugten Hauptform des Bauteils zu korrigieren.
In Bezug auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Bauteilen aus einer aus einem umformbaren Material, insbesondere Stahl, bestehenden Platine, welche mit einem mit einem Fluid gefüllten Behälter, mit einer Einrichtung zum Halten der Platine über einer Öffnung des Behälters und mit einem formgebenden Werkzeug ausgestattet ist, welcher über einer Öffnung des Behälters positionierbar ist, wird die voranstehend angegebene Aufgabe andererseits dadurch gelöst, daß in dem Behälter mindestens ein entgegen der Wirkrichtung des Werkzeugs gegen die Platine bewegbares Gegenformstuck angeordnet ist. Eine solche mit einem aktiv verstellbaren Gegenformstück ausgestattete Vorrichtung eignet sich insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, weil das Gegenformstück so steuerbar ist, daß es erst dann in den Verformungsvorgang eingreift, wenn die Hauptverformung der Platine durch das Werkzeug abgeschlossen ist. Auf diese Weise ist eine extreme Druckerhöhung, wie sie noch beim Stand der Technik zur Ausbildung komplexer Nebenformelemente benötigt wurde, beim Betrieb einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung nicht mehr benötigt. Daher lassen sich derartige Vorrichtungen zu geringeren Kosten herstellen und betreiben.
Eine besonders leistungsfähige Vorrichtung der erfindungsgemäßen Art läßt sich dadurch verwirklichen, daß das Werkzeug ein in seiner Lage verstellbarer Stempel ist . Vorzugsweise ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Steuereinrichtung ausgestattet, welche ein Signal zum Verstellen des Gegenformelements gegen die Platine abgibt, sobald eine bestimmte Verformung der Platine erreicht ist. Diese Ausgestaltung der Erfindung eignet sich insbesondere zum automatisierten Herstellen von tiefgezogenen Bauteilen. Grundsätzlich denkbar ist es in diesem Zusammenhang, daß das betreffende Signal zum Verstellen des Gegenformstücks beispielsweise in Abhängigkeit vom zurückgelegten Stellweg des Formwerkzeuges abgegeben wird. Vorzugsweise gibt jedoch die Steuereinrichtung das Signal zum Verstellen dann ab, wenn der Druck in dem im Behälter enthaltenen Fluid einen bestimmten, für die Abformung des Nebenformelements günstigen Wert überschritten hat.
Um den in dem Behälter vorhandenen Druck gezielt einstellen zu können, sollte ein steuerbares Ventil vorgesehen sein, mittels dessen der Druck im Behälter veränderbar ist. Günstig ist es darüber hinaus, wenn bei einer erfindungsgemäß ausgebildeten Vorrichtung eine Druckerzeugungseinrichtung vorhanden ist, mittels derer der Druck des in dem Behälter enthaltenen Drucks erhöhbar ist. Mit einer solchen Druckerzeugungseinrichtung läßt sich der für die Ausbildung des Nebenformelements günstige Druckzustand gezielt einstellen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung: Fig. 1 eine Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils aus einer Platine in einer ersten Betriebsstellung in einem Längsschnitt;
Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer zweiten Betriebsstellung;
Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer dritten BetriebsStellung;
Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer vierten Betriebsstellung .
Die in den Figuren gezeigte Vorrichtung dient zum Herstellen beispielsweise eines Karosseriebauelements aus einer Platine 1, die aus einem Feinblech zugeschnitten ist . Zu diesem Zweck umfaßt die Vorrichtung einen kastenartig ausgebildeten, nach oben offenen Behälter 2, eine als Niederhalterring ausgebildete und auf den oberen, die Behälteröffnung umgebenden Rand 3 des Behälters 2 aufsetzbare Einrichtung 4 zum Halten der Platine 1 und einen ein formgebendes Werkzeug bildenden Stempel 5, der in Stellrichtung R mittels einer nicht dargestellten Stelleinrichtung aus einer oberhalb des Behälters angeordneten Ruhestellung (Fig. 1) in die Öffnung des Behälters 2 einführbar ist .
Zusätzlich befindet sich in dem Behälter 2 ein Gegenformstück 6, welches von einem mittels einer Stelleinrichtung 7 hydraulisch in einer entgegen der Stellrichtung R des Stempels gerichteten Stellrichtung S verstellbaren Kolben 8 getragen wird. Zum Befüllen des Behälters 2 mit einer Flüssigkeit F, beispielsweise Wasser, ist eine Druckerzeugungseinrichtung 9 vorgesehen.
Der Stempel 5 weist auf seiner der Platine 1 zugeordneten Seite eine Form auf, welche der Form des aus der Platine zu erzeugenden Bauteils entspricht. Dabei ist in einem Bereich A ein Nebenformelement N ausgebildet, an dem zwei annähernd rechtwinklig aufeinander zulaufende Wandelemente des zu erzeugenden Bauteils in einem kleinen Radius ineinander übergehen. Das zur Erzeugung dieses Nebenformelements N vorgesehene, in vertikaler Richtung fluchtend mit dem Nebenformelement N angeordnete Gegenformstück 6 weist auf seiner der Platine 1 zugeordneten Seite eine dem Gegenstück zur Form des Nebenformelements N entsprechende Gestalt auf.
In der in Fig. 1 dargestellten Betriebsstellung befinden sich der Stempel 5 und die Einrichtung 4 in ihrer angehobenen Ruhestellung, so daß die Platine 1 ungehindert auf den Rand 3 des Behälters 2 aufgelegt werden kann. Gleichzeitig befindet sich das Gegenstück 6 in seiner dem Behälterboden nächstbenachbarten Ausgangsstellung, in welcher der Abstand zwischen der Platine 1 und dem Gegenstück 6 größer ist als der bei der Verformung der Platine 1 ausgeführte Hub des Stempels 5. Der Behälter 2 ist mit Flüssigkeit F gefüllt.
Nach dem Einlegen der Platine 1 wird die Einrichtung 4 abgesenkt, so daß der Rand der Platine 1 zwischen der Einrichtung 4 und dem oberen Rand 3 des Behälters 2 über der Behälteröffnung gespannt gehalten ist. Der Stempel 5 wird in eine Stellung gebracht, von der ausgehend die
10 Verformung der Platine 1 erfolgt. Das Gegenstück 6 befindet sich nach wie vor in seiner Ruhestellung. Erforderlichenfalls wird zu diesem Zeitpunkt eine Vorverformung der Platine 1 in Richtung des Stempels 5 durchgeführt, indem der Druck der in den Behälter 2 gefüllten Flüssigkeit F erhöht wird. Auf diese Weise wird die Formänderung im Bereich der Platinenmitte erhöht und Material für die anschließende Hauptverformung im Bereich des Behälters 2 bevorratet (Fig. 2) .
Anschließend wird der Stempel 5 in Stellrichtung R in die Öffnung des Behälters 2 eingeführt, so daß die Platine 1 verformt wird. Dabei sind, in Abhängigkeit vom Stahlmaterial der Platine 1 und / oder der zu erzeugenden Bauteilform die von der Einrichtung 4 ausgeübten Haltekräfte so bemessen, daß ausgehend vom Rand der Platine 1 ein Werkstofffluß in den Innenraum des Behälters ermöglicht wird oder daß der Rand der Platine 1 fest fixiert ist. Während der Verformung der Platine 1 durch den Stempel 5 bildet die in dem Behälter 2 gefüllte Flüssigkeit F ein Fluidpolster, durch welches die Platine 1 auf ihrer vom Stempel 5 abgewandten Seite gestützt wird. Der Stützdruck P in der Flüssigkeit F wird dabei entsprechend dem durch den Stempel 5 hervorgerufenen Fortschritt der Verformung der Platine 1 gesteuert bzw. geregelt. Am Ende des Hubweges des Stempels 5 hat die Platine 1 eine Zwischenform erhalten, bei der bis auf das Nebenformelement N alle Formelemente des Bauteils ihre Endform erreicht haben. Die vom Stempel 5 durchgeführte Hauptverformung der Platine 1 ist damit abgeschlossen (Fig. 3) .
11 Zur Erzeugung des Nebenformelements N wird der Stützdruck P durch die Druckerzeugungseinrichtung 9 auf einen Mindestwert erhöht, bei dem die Ausformung des Nebenformelements N aufgrund des von der Flüssigkeit F ausgeübten Stützdrucks P gerade einsetzt. Eine weitere Druckerhöhung erfolgt jedoch zu diesem Zeitpunkt nicht. Statt dessen wird nun das Gegenformstück 6 in Stellrichtung S auf die Platine 1 zugestellt, so daß die Platine 1 in die durch den zu diesem Zeitpunkt stillstehenden Stempel 5 vorgegebene Form des Nebenformelements N gezogen wird (Fig.4) .
Nach Abschluß der Erzeugung des Nebenformelements N wird der Stützdruck P nochmals erhöht, um die Form der Platine 1 an dem Stempel 5 endgültig zu kalibrieren.
Schließlich werden der Stempel 5, die Einrichtung 4 und das Gegenformstück 6 zurück in ihre in Fig. 1 dargestellte Ausgangstellung bewegt, so daß das fertige Bauteil aus der Vorrichtung entnommen werden kann.
12 BEZUGSZEICHENLISTE
1 Platine
2 Behälter
3 Rand des Behälters 2
4 Einrichtung zum Halten der Platine 1
5 Stempel
6 Gegenformstück
7 Stelleinrichtung
8 Kolben
9 Druckerzeugungseinrichtung
A Bereich
F Flüssigkeit
N Nebenformelement
R Stellrichtung
S Stellrichtung
13

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zum Herstellen von Bauteilen aus einer aus einem umformbaren Material, insbesondere Stahl, bestehenden Platine (1) , bei dem die Platine (1) während der Verformung durch ein Fluidpolster (F) gegen ein formgebendes Werkzeug (5) gestützt wird, umfassend folgende Schritte:
- Verformen der Platine (1) mittels des Werkzeugs (5) in eine Zwischenform und
- anschließendes örtlich begrenztes Verformen der zur Zwischenform verformten Platine (1) mittels eines Gegenformstücks (6) , welches entgegen der Wirkrichtung (R) des Werkzeugs (5) gegen die Platine (1) bewegt wird.
2. Verfahren 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 ß das Werkzeug ein in seiner Lage verstellbarer Stempel ist.
3. Verf hren 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 ß die örtlich begrenzte Verformung ausgeführt wird, sobald der
14 Druck (P) im Fluidpolster (F) einen Mindestwert erreicht hat .
4. Verfahren nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Mindestwert des Drucks (P) im Fluidpolster (F) dem Druck entspricht, bei dem eine durch den Druck des Fluidpolsters (F) bedingte Abformung des Nebenformelements (N) einsetzt.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Druck (P) des Fluidpolsters (F) während der Verformung mittels des Gegenformstucks (6) gegenüber dem zuvor vorhandenen Druck variiert wird.
6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Druck (P) des Fluidpolsters (F) nach Erreichen der Endform erhöht wird.
7. Vorrichtung zum Herstellen von Bauteilen aus einer aus einem umformbaren Material, insbesondere Stahl, bestehenden Platine (1) , mit einem mit einem Fluid gefüllten Behälter (2), mit einer Einrichtung (4) zum Halten der Platine (1) über einer Öffnung des Behälters (2) und mit einem formgebenden Werkzeug
(5) , welches im Bereich der Öffnung eines Behälters (2) positionierbar ist, d a d u r c h
15 g e k e n n z e i c h n e t, d a ß in dem Behälter (2) mindestens ein entgegen der Wirkrichtung (R) des Werkzeugs (5) gegen die Platine (1) bewegbares Gegenformstück (6) angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das formgebende Werkzeug ein in seiner Lage verstellbarer Stempel (5) ist .
9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine Steuereinrichtung, welche ein Signal zum Verstellen des Gegenformstucks (6) gegen die Platine (1) abgibt, sobald eine bestimmte Verformung der Platine (1) erreicht ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Steuereinrichtung das Signal zum Verstellen abgibt, sobald der Druck (P) in dem im Behälter (2) enthaltenen Fluid einen bestimmten Wert überschritten hat.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein steuerbares Ventil, mittels dessen der Druck (P) im Behälter (2) veränderbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h eine
16 Druckerzeugungseinrichtung (9) , mittels derer der Druck (P) des in dem Behälter (2) enthaltenen Drucks (P) erhöhbar ist.
13. Verwendung einer Vorrichtung gemäß einem der
Ansprüche 7 bis 12 zur Durchführung des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.
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