WO2011157266A2 - Temperature-controlled tool - Google Patents

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WO2011157266A2
WO2011157266A2 PCT/DE2011/001362 DE2011001362W WO2011157266A2 WO 2011157266 A2 WO2011157266 A2 WO 2011157266A2 DE 2011001362 W DE2011001362 W DE 2011001362W WO 2011157266 A2 WO2011157266 A2 WO 2011157266A2
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WO
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tool
elements
plate
tool part
heating device
Prior art date
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PCT/DE2011/001362
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German (de)
French (fr)
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WO2011157266A3 (en
Inventor
Dieter BÖHME
Martin Heckmann
Original Assignee
Giw Gesellschaft Für Innovative Werkzeugsysteme Mbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Publication of WO2011157266A2 publication Critical patent/WO2011157266A2/en
Publication of WO2011157266A3 publication Critical patent/WO2011157266A3/en

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Classifications

    • 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
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling

Definitions

  • the invention relates to a tempered tool for forming sheet metal, with an upper tool and a tool lower part, wherein the tool parts according to the desired contour of the sheet complementarily formed active surfaces for forming the sheet and can be executed one or more parts, wherein at least one heating device for Temperature control of the upper die and / or Maschinenbauteil is provided, which is integrated into the respective tool part between a tool body and the active surface defining member, and wherein the heater is all around, with the exception of the active surfaces, substantially thermally insulated.
  • Tempered tools of the generic type are well known in practice. There are, for example, the warm forging with tempered tools, in particular the hot forging of aluminum sheets and the tempered deformation of magnesium sheets.
  • the use of tempered tools has proved to be advantageous, since the deformability of corresponding materials is favored by the influence of temperature.
  • the heating of the tool is used regularly to bring the lying on the blank holder areas of the sheet to be deformed to process temperature. It should be noted that the heating of the sheet is not necessarily limited to the areas on the blank holder, although the punch and die are heated or when the holding time of the board in the tool is so long that the sheet is completely heated. If a board heated outside the tool is used, the tool heating serves to maintain the process temperature in the sheet and thus to ensure process stability.
  • the elevated temperature is to be conveyed to the workpiece to be formed, it is necessary to protect the mechanical parts from temperature. So it is necessary in conventional tools and forming equipment, the head, base and pressure plate - as well as possible - against the heated
  • Head, base, pressure plate and blank holder hydraulics are mentioned here only by way of example. Ultimately, it is so far the non-tempered tool elements, z. B. bearings, guides or hydraulic devices record, and the tool carrying the press, etc.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a tempered tool of the generic type with an integrated heater, in which a heat transfer between the elements of the heater and the non-tempered elements of the tool or the machine is largely avoided, with a secure positioning of the Elements of the heater is ensured, but at the same time the best possible heat transfer from the heater is achieved on the tool-active surfaces.
  • the heating device comprises at least two parts extending outside the tool part , thermally non-insulated centering elements, the interact with non-tempered outer Zentrierblöcken such that in the non-tempered state of the tool part game and at full operating temperature little or no clearance is available.
  • the heater is basically stated that this consists of a hot plate, the heating elements, elements for temperature detection and a control or regulation.
  • the heating plate can be made in one or more parts. It can be spatially curved and need not have a concrete or constant thickness. It may include the tool in whole or in part (zonal). It can be divided into several heating or control zones, which can be tempered independently.
  • the heating plate takes up the heating elements. Heating elements are z. B. electro-resistive type (cartridge heaters and tubular heaters of various types), inductive type (induction coils) or magnetic type (magnetic coils). Furthermore, they can be designed in the form of grooves, bores or channels, which are charged with a heat transfer fluid.
  • the temperature of the hot plate can, for. B. be detected by thermocouples to monitor the temperature, follow-up or return to a closed loop. In any case, the heating device serves to temper the tool-active surfaces.
  • a floating centering or guiding of the heating device or of the heating elements of the heating device can be realized, whereby an exact - play-free - positioning or centering of the heating device is achieved upon reaching the operating temperature.
  • the centering of the heaters relative to the outer Zentrierblöcken are designed such that due to the thermal expansion on reaching the operating temperature, the game is reduced or even excluded, so that a hundred percent centering is reached in the operating state.
  • the invention is thus based on the finding that the heating plate expands when heated, namely due to the specific expansion coefficient.
  • the tool body remains at ambient temperature.
  • a firm connection between the heating device or the heater belonging to the heating plate and the base body is not possible, namely due to the expansion of the heating plate.
  • the solution to the underlying problem is, in principle, the "floating" guidance to the fixed centering, and accordingly the heater is provided with at least two centering elements extending outside the heating plate of the tool part, which are guided against the outwardly disposed centering blocks it is ultimately about a substantially radial leadership.
  • the externally arranged Zentrierblöcke are firmly connected to the body.
  • the heating plate can expand thermally in all directions-predominantly radially-but remains globally centered.
  • the contact surface between the centering elements and the centering blocks is as small as possible, at least in comparison to the volume and the surface of the centering blocks. Due to such a design, the heating of the Zentrierblöcke - at least over the actual operating time away - be neglected.
  • the initial guide game is designed so that it is zero or nearly zero when reaching the operating temperature of the heater.
  • the teaching of the invention can also be applied to tools that are operated at changing operating temperatures.
  • the adjustment of the game can be done by means of tuning plates using screws.
  • a game setting with printing elements for example by means of gas springs, possible.
  • the above measures can be ideally combined with each other.
  • the heater is carried out in an advantageous manner as an electrically operating heating plate, wherein such an electrical design is not mandatory.
  • Essential is the task of the heater, namely the temperature of the tool-active surfaces.
  • the centering elements can be integral parts of the heating plate.
  • the heating plate is arranged such that a heat transfer between the elements of the heating device and the non-tempered elements of the tool or the machine is largely avoided.
  • the heating plate between a base or top plate and the active surface defining component, the actual tool, integrated the involvement can in turn be done in the context of a sandwich-like structure.
  • the heating plate is preferably between at least one insulating plate or a protective plate and one or more removable plates and is held there accordingly or braced against it.
  • the sandwich-like arrangement of the removable disks is realized by a kind of quick-change system, wherein the quick-change system preferably holds the sandwich-like arrangement together by means of clamps.
  • the quick-change system favors the quick replacement of the removable disks.
  • thermal insulation elements can be provided between the heating device and the tool base body, wherein these comprise very special insulating plates.
  • the thermal insulation is favored by very special insulating, in which a plate-like steel mesh is provided as a base body, in which so-called insulating stones are used.
  • a cooling in particular a forced-air cooling
  • component frame is meant more or less the vertical area of the component to be drawn with the tool.
  • nitrogen or another technical gas can also serve as a coolant
  • the purpose of the frame cooling is the cooling of the hot flowing from the blank holder into the drawing gap sheet material.
  • the sandwich structure of the heater or the heating plate with insulation, etc. where all those elements that are positioned near or directly to the heated elements are made of materials with high temperature resistance. These include the previously mentioned insulating stones.
  • the sandwich structure is further characterized in that the components remote from the heater have increasing thermal resistance as the distance from the heater increases. This is especially true for the insulation provided there.
  • thermal insulation is primarily used to a homogeneous temperature distribution to the Wirk Gardner. To achieve active surfaces.
  • the required energy input must be limited.
  • active cooling for example air or water cooling, may be provided for the thermal decoupling of the tempered elements from the non-tempered tool elements and the press, although it is possible by means of suitable sandwich technology and insulation plates provided there to take the complex precautions of active cooling to replace.
  • the previously mentioned insulating bricks are used advantageously in a flame-cut steel mesh, which serves to position and guide the insulating bricks. The positioning should prevent tilting or shifting of the stones.
  • the subsequent to the sandwich-like structure of the heater and the thermal insulation carrier plate is made of steel and is used for the homogenization of the temperature field.
  • an external insulation is provided, which is provided for thermal insulation of the heater or the heated elements of the heater, namely an outer insulation, which acts against the environment.
  • the outer insulation reduces the heat loss of the outer areas of the tempered tool elements by convection and radiation to the environment. This supports a homogeneous temperature distribution of the active surfaces. Otherwise, the active surface temperature in the outdoor area would fall below that of the areas further in the interior.
  • the die of the tool or the one and / or the other tool half may preferably be optionally cooled with air or water.
  • the lower part may comprise a compressed air cooling for the frame provided there. It is conceivable that this is installed in the upper part, in the lower part or in the stamp or as a separate tool element, e.g. in the form of a revolving counter punch, is formed.
  • the provision of a so-called protective sheet which acts between the heater and the other insulating elements, such as the insulating bricks.
  • the object of the protective sheet lies in the uniform, impact-edge-free power transmission to the insulating stones.
  • the forces are both compressive forces during forming and shear forces due to the expansion and shrinkage of the heating plate during heating or cooling.
  • the heating plate provided there may be electrically heated with heating cartridges and tubular heaters, wherein the process heat is transferred directly or indirectly to the removable disks.
  • the exchangeable plates form the actual active surface, namely the so-called tool-active surface, both in the blank holder and in the die.
  • Thermocouples can be installed for temperature detection in the heating plate and / or removable disk.
  • the sandwich-type construction is also applicable in particular for heating curved surfaces and in modified form / design.
  • the active surfaces usually result from segments, which can - at least theoretically - realize any component sizes.
  • segments are usually screwed from the direction of the body against the same and pinned to avoid a disruptive interruption of the tool-active surfaces.
  • a change of segments so far requires an expansion, a turning operation and extensive disassembly of the entire tool. This is extremely time consuming and usually problematic in handling.
  • the tool according to the invention makes it possible to use a quick-change system for the segmented exchangeable plates.
  • the exchangeable plates are exchangeable with little effort, for example when worn or for the purpose of comparative investigations with differently coated exchangeable plates and their effects on the deformation result or the surface quality of the deformed metal sheet.
  • screw connections of the exchangeable plates can be operated from the direction of the tool-active surfaces, specifically in the outer region of the plate holder and the die, in which no metal sheet comes to rest. Any necessary interruption of the surface thus has no influence on the forming process and the quality of the part to be manufactured.
  • clamps are used, which are firmly bolted to the heating plates. With the help of these brackets, the removable plates against the heating plates - or vice versa - clamped.
  • FIG. 1 is a schematic side view of an embodiment of a tool according to the invention.
  • FIG. 2 shows the article from FIG. 1 in section along the line A-A, FIG.
  • Fig. 3 is a schematic plan view of a steel grid for receiving
  • FIG. 4 is a schematic plan view of the centering of a heating plate of
  • Fig. 5 in a schematic view, compared with FIG. 4 increases, the game setting by means of tuning plates and
  • Fig. 6 in a schematic view, compared to Fig. 4 enlarged, the game setting by means of pressure elements, here by means of gas pressure springs.
  • Fig. 1 shows a schematic side view of the basic structure of a tempered tool comprising an upper tool part 1 and a lower tool part 2. The tool is used for forming sheets.
  • the tool parts 1, 2 are designed to be complementary according to the desired contour of the sheet and comprise corresponding effective surfaces for forming the sheet. In addition, the tool parts 1, 2 executed in several parts.
  • both the upper tool part 1 and the lower tool part 2 comprises a heating device 3, 4, in the respective tool part 1, 2 between a base body (head plate 5 at the upper tool part 1 and pressure plate 2a at the lower tool part 2) and the component defining the active surface (Here several removable plates 7 are provided) is integrated.
  • the heater is substantially thermally insulated all around except for the active surfaces.
  • the heating device 3 or 4 comprises at least two centering elements 8 extending to the outside of the tool part 1, 2, namely not thermally insulated, with a total of four centering elements 8 in the embodiment shown in FIG
  • the centering elements 8 interact with outer centering blocks 10 such that in the non-tempered state of the tool part 1 and / or 2 game and at full operating temperature of the heater 3, 4 little or no play is available.
  • a heating device 3, 4 is realized with heating plates 9, which is guided or centered in a floating manner.
  • Fig. 1 shows the basic structure of a tempered tool according to the foregoing.
  • the upper tool part 1 comprises a top plate 5, to which an insulating plate 11 connects. Thereafter follows a further insulating plate 12.
  • the insulating plate 12 follows a carrier plate 13.
  • further thermal insulation means are provided which comprise a steel grid 14.
  • insulating stones 15 are used in the steel grid 14 so-called insulating stones 15 are used.
  • the insulating stones 15 is followed Schonblech 16 on. This is followed immediately by the heating plate 9, against which the removable plates 7 with their active surface 17.
  • the lower tool part 2 is constructed accordingly. Specifically, the tool is based lower part 2 on a base plate 6, to which a blank holder hydraulic 18 is connected. Also on the base plate 6 is supported a punch 19, which protrudes through a recess in the lower tool part 2 and fits into the die-like upper part 1 formed. Otherwise, the lower tool part 2 comprises the same sandwich-like structure as the tool upper part 1 described above.
  • Fig. 2 shows the article of Fig. 1 in section along the line A-A, where also there the sandwich-like structure can be seen.
  • Fig. 2 additionally shows the provision of a compressed air cooling 20 for the component frame.
  • Fig. 2 shows hinted the screw 21 of the removable plates with the hot plate in the outer area of blank holder and die and a lateral clip quick change system 22 for replacing the removable plates 7.
  • the heating plate 9 remains in the tool.
  • the support plate 13 is made of solid steel and is used for homogenization of the resulting temperature field.
  • An outer insulation is not shown in Figs. 1 and 2.
  • the outer insulation is identified by reference numeral 23 and shown schematically. In any case, a thermal insulation from the environment is realized by the outer insulation 23.
  • the indicated in Figs. 1 and 2 punch 19 may optionally be cooled, preferably with water.
  • a cooling for example, a compressed air cooling 20 or cooling with a different technical gas is provided as the cooling medium, which serves to cool the component frame.
  • the protective sheet 16 it should be noted that this causes a uniform and shock-free power transmission to the insulating stones 15, wherein the protective sheet can be made of solid material.
  • the forces are both compression forces during forming and shear forces due to the expansion and shrinkage of the heating plate during heating or cooling.
  • the heating plate 9 is part of the heater 4 and is electrically heated with heating cartridges and tubular heaters 24. Any other type of heating is conceivable.
  • the heating plate 9 transfers the process heat to the removable plates 7, which in turn comprise the active surfaces 17.
  • the removable plates 7 form the actual tool-active surface, each in sheet metal holder and die.
  • the entire sandwich-like structure can be divided into two or divided several times. In case of a bipartition, the two halves are tilted against each other and against the horizontal plane. This ensures that the heating plates better follow the contours of the active surfaces to be heated. The thickness and thus also the mass and the thermal inertia of the tempered elements is reduced. The same applies to heating-up times of the tool and reaction times of the control.
  • a multiple division of the sandwich construction is particularly suitable for complex contours and is feasible in the light of the teaching of the invention.
  • FIG. 4 in the plan view selected there is a recess 25 in the sense of a punch / Matrizurchbruch, depending on whether this is the heating plate 9 of the upper tool part 1 or the lower tool part 2.
  • FIG. 2 indicates that a quick-change system is realized for the segmented exchangeable plates 7.
  • the removable plates 7 can be replaced, for example, in the case of wear or for the purpose of comparative studies of removable disks with different surfaces.
  • the screw connection 21 realized there can be operated from the direction of the tool-active surfaces, specifically in the outer area of the sheet metal holder and the die. In this area, no sheet comes to rest, so there is no obstruction. Consequently, an interruption of the surface has no influence on the forming process.
  • brackets 22 are provided which are bolted to the heating plate 9. The brackets 22 clamp the removable plates 7 against the heating plate. 9
  • the "floating guide or centering" of the heating plate 9 takes account of a very special situation, since the heating plate 9 expands when heated, whereas the respective one Consequently, it is necessary to avoid a firm connection between the heating plate 9 and the main body. For the same reason, a guide of the heating plate 9 is eliminated with respect to the punch 19. Consequently, here, according to the invention
  • the centering elements 8 already discussed above are provided, which are guided against outer centering blocks 10 Centering blocks 10 are firmly connected to the respective base body. According to this embodiment, the heating plate 9 can thermally expand in all directions, but remains centered overall.
  • the centering elements 8 act with respect to the centering elements 10 with the lowest possible contact surface, in any case in comparison to the volume and the surface of the centering blocks 10.
  • the heating of the centering blocks 10 can be neglected.
  • the guide clearance is so designed taking into account the thermal expansion coefficient of the Schwarzplattenmaterials that it is zero or almost zero when the operating temperature of the heating plate 9 is reached. Consequently, the heating plate 9 is fixed at the operating temperature in the fully centered state. Upon cooling, in turn, play arises and a relative movement of the volume reducing heating plate 9 with respect to the other components is possible.
  • FIGS. 5 and 6 show adjustable guides, which are in any case expedient when the tool is operated at varying operating temperatures.
  • a clearance adjustment with tuning plates 26 using screws 27 is provided.
  • Fig. 6 shows the game setting with special printing elements, here - symbolically - gas springs 28 are shown.
  • the solutions of FIGS. 5 and 6 can be combined.

Abstract

The invention relates to a temperature-controlled tool for shaping sheet metal, comprising an upper tool part (1) and a lower tool part (2), the tool parts (1, 2) having complementary active surfaces (17) according to the desired contour of the sheet metal in order to form the sheet metal and being one-piece or multi-piece, at least one heating device for controlling the temperature of the upper tool part (1) and/or the lower tool part (2) being provided, which heating device is integrated into the particular tool part (1, 2) between a main tool body and the component that defines the active surface (17), and the heating device being substantially thermally insulated all around except from the active surfaces (17). Said temperature-controlled tool is characterized in that the heating device comprises at least two centering elements, which extend toward outside the tool part and which are not thermally insulated and which interact with non-temperature-controlled outer centering blocks (10) in such a way that there is play in the non-temperature-controlled state of the tool part (1, 2) and little or no play at full operating temperature.

Description

TEMPERIERTES WERKZEUG  TEMPERED TOOL
Die Erfindung betrifft ein temperiertes Werkzeug zum Umformen von Blechen, mit einem Werkzeugoberteil und einem Werkzeugunterteil, wobei die Werkzeugteile entsprechend der gewünschten Kontur des Blechs komplementär ausgebildete Wirkflächen zum Formen des Blechs aufweisen und dabei ein- oder mehrteilig ausgeführt sein können, wobei mindestens eine Heizeinrichtung zum Temperieren von Werkzeugoberteil und/oder Werkzeigunterteil vorgesehen ist, die in das jeweilige Werkzeugteil zwischen einem Werkzeuggrundkörper und dem die Wirkfläche definierenden Bauteil integriert ist, und wobei die Heizeinrichtung ringsum, mit Ausnahme gegenüber den Wirkflächen, im wesentlichen thermisch isoliert ist. The invention relates to a tempered tool for forming sheet metal, with an upper tool and a tool lower part, wherein the tool parts according to the desired contour of the sheet complementarily formed active surfaces for forming the sheet and can be executed one or more parts, wherein at least one heating device for Temperature control of the upper die and / or Werkzeigunterteil is provided, which is integrated into the respective tool part between a tool body and the active surface defining member, and wherein the heater is all around, with the exception of the active surfaces, substantially thermally insulated.
Temperierte Werkzeuge der gattungsbildenden Art sind hinlänglich aus der Praxis bekannt. So gibt es beispielsweise die Halbwarmumformung mit temperierten Werkzeugen, insbesondere die Haibwarmumformung von Aluminiumblechen und die temperierte Umformung von Magnesiumblechen. Tempered tools of the generic type are well known in practice. There are, for example, the warm forging with tempered tools, in particular the hot forging of aluminum sheets and the tempered deformation of magnesium sheets.
Beim Umformen von Blechen, insbesondere aus Aluminium oder Magnesium, hat sich der Einsatz temperierter Werkzeuge als vorteilhaft erwiesen, da durch den Temperatureinfluss die Umformbarkeit entsprechender Werkstoffe begünstigt ist. Die Beheizung des Werkzeugs dient regelmäßig dazu, die auf dem Blechhalter liegenden Bereiche des zu verformenden Blechs auf Prozesstemperatur zu bringen. An dieser Stelle sei angemerkt, dass die Erwärmung des Blechs sich nicht zwingend auf die Bereiche auf dem Blechhalter beschränkt, wenn auch Stempel und Matrize beheizt werden oder wenn die Haltezeit der Platine im Werkzeug solange ist, dass sich das Blech vollständig erwärmt. Wird eine außerhalb des Werkzeugs erwärmte Platine eingesetzt, dient die Werkzeugbeheizung zur Aufrechterhaltung der Prozesstemperatur im Blech und damit zur Sicherstellung der Prozessstabilität. When forming metal sheets, in particular aluminum or magnesium, the use of tempered tools has proved to be advantageous, since the deformability of corresponding materials is favored by the influence of temperature. The heating of the tool is used regularly to bring the lying on the blank holder areas of the sheet to be deformed to process temperature. It should be noted that the heating of the sheet is not necessarily limited to the areas on the blank holder, although the punch and die are heated or when the holding time of the board in the tool is so long that the sheet is completely heated. If a board heated outside the tool is used, the tool heating serves to maintain the process temperature in the sheet and thus to ensure process stability.
Wenngleich die erhöhte Temperatur dem umzuformenden Werkstück vermittelt werden soll, gilt es die maschinenbaulichen Teile vor Temperatur zu schützen. So ist es erforderlich, bei herkömmlichen Werkzeugen und den zur Umformung dienenden Anlagen, die Kopf-, Grund- und Druckplatte - so gut es geht - gegen die beheizten Although the elevated temperature is to be conveyed to the workpiece to be formed, it is necessary to protect the mechanical parts from temperature. So it is necessary in conventional tools and forming equipment, the head, base and pressure plate - as well as possible - against the heated
Bestätigungskopiel Elemente, d. h. gegen die Elemente der Heizeinrichtung, hinreichend gut thermisch zu isolieren. Vor allem soll eine thermische Belastung der Blechhalter-Hydraulik und der Presse verhindert werden. Bestätigungskopiel Insulate elements, ie against the elements of the heater, sufficiently good thermally. Above all, a thermal load on the blank holder hydraulics and the press should be prevented.
Kopf-, Grund-, Druckplatte und Blechhalterhydraulik sind hier nur beispielhaft erwähnt. Letztendlich geht es insoweit um die nicht temperierten Werkzeugelemente, die z. B. Lager, Führungen oder hydraulische Einrichtungen aufnehmen, sowie die das Werkzeug tragende Presse, etc. Head, base, pressure plate and blank holder hydraulics are mentioned here only by way of example. Ultimately, it is so far the non-tempered tool elements, z. B. bearings, guides or hydraulic devices record, and the tool carrying the press, etc.
Im Lichte der voranstehenden Ausführungen ist erkannt worden, dass eine feste Verbindung zwischen den die Wärme übertragenden Elementen der Heizeinrichtung und den sonstigen maschinenbaulichen Elementen, beispielsweise dem Grundkörper, zu vermeiden ist. Entsprechend werden Elemente zur thermischen Isolation zwischen der Heizeinrichtung und den sonstigen maschinenbaulichen Elementen eingesetzt. Dabei ist es zwingend erforderlich, die Heizeinrichtung bzw. zur Heizeinrichtung gehörende Heizplatten zu positionieren bzw. im Werkzeug zu zentrieren und in der Position zu sichern. In the light of the above, it has been recognized that a firm connection between the heat-transmitting elements of the heating device and the other mechanical engineering elements, for example the base body, is to be avoided. Accordingly, elements for thermal insulation between the heater and the other mechanical engineering elements are used. It is imperative to position the heater or heating plates belonging to the heater or center in the tool and secure in position.
Ausschlaggebend für eine korrekte Werkzeugfunktion ist die sichere Positionierung der Werkzeugaktivelemente, die auf die Heizeinrichtung aufbauen. Decisive for a correct tool function is the secure positioning of the tool active elements, which build on the heating device.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein temperiertes Werkzeug der gattungsbildenden Art mit einer integrierten Heizeinrichtung anzugeben, bei der eine Wärmeübertragung zwischen den Elementen der Heizeinrichtung und den nicht temperierten Elementen des Werkzeugs bzw. der Maschine weitestgehend vermieden wird, wobei eine sichere Positionierung der Elemente der Heizeinrichtung gewährleistet ist, jedoch gleichzeitig eine möglichst optimale Wärmeübertragung von der Heizeinrichtung auf die Werkzeugaktivflächen erzielt wird. The present invention is therefore based on the object to provide a tempered tool of the generic type with an integrated heater, in which a heat transfer between the elements of the heater and the non-tempered elements of the tool or the machine is largely avoided, with a secure positioning of the Elements of the heater is ensured, but at the same time the best possible heat transfer from the heater is achieved on the tool-active surfaces.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass man die voranstehende Aufgabe in idealer Weise dadurch lösen kann, dass man eine schwimmende Zentrierung bzw. Führung der Heizeinrichtung realisiert, nämlich im Konkreten durch die Merkmale des Patentanspruchs 1. Danach umfasst die Heizeinrichtung mindestens zwei sich außerhalb des Werkzeugteils erstreckende, thermisch nicht isolierte Zentrierelemente, die mit nicht temperierten äußeren Zentrierblöcken derart zusammenwirken, dass im nicht temperierten Zustand des Werkzeugteils Spiel und bei voller Betriebstemperatur geringes oder kein Spiel vorhanden ist. According to the invention, it has been recognized that the above object can be achieved in an ideal manner by realizing a floating centering or guiding of the heating device, namely in concrete terms by the features of patent claim 1. Thereafter, the heating device comprises at least two parts extending outside the tool part , thermally non-insulated centering elements, the interact with non-tempered outer Zentrierblöcken such that in the non-tempered state of the tool part game and at full operating temperature little or no clearance is available.
Zur Heizeinrichtung sei grundsätzlich ausgeführt, dass diese aus einer Heizplatte, den Heizelementen, Elementen zur Temperaturerfassung und einer Steuerung oder Regelung besteht. Die Heizplatte kann ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. Sie kann räumlich gekrümmt sein und muss keine konkrete bzw. konstante Dicke aufweisen. Sie kann das Werkzeug ganz oder teilweise (zonal) umfassen. Sie kann in mehrere Heiz- oder Regelzonen unterteilt sein, die unabhängig voneinander temperiert werden können. Die Heizplatte nimmt die Heizelemente auf. Heizelemente sind z. B. elektro-resistiver Art (Heizpatronen und Rohrheizkörper verschiedener Bauart), induktiver Art (Induktionsspulen) oder magnetischer Art (Magnetspulen). Des Weiteren können sie in Form von Nuten, Bohrungen oder Kanälen ausgeführt sein, die mit einem Wärmeträger-Fluid beschickt werden. Die Temperatur der Heizplatte kann z. B. durch Thermoelemente erfasst werden, um die Temperatur zu überwachen, nachzusteuern oder in einen geschlossenen Regelkreis rückzuführen. Die Heizeinrichtung dient jedenfalls der Temperierung der Werkzeugaktivflächen. The heater is basically stated that this consists of a hot plate, the heating elements, elements for temperature detection and a control or regulation. The heating plate can be made in one or more parts. It can be spatially curved and need not have a concrete or constant thickness. It may include the tool in whole or in part (zonal). It can be divided into several heating or control zones, which can be tempered independently. The heating plate takes up the heating elements. Heating elements are z. B. electro-resistive type (cartridge heaters and tubular heaters of various types), inductive type (induction coils) or magnetic type (magnetic coils). Furthermore, they can be designed in the form of grooves, bores or channels, which are charged with a heat transfer fluid. The temperature of the hot plate can, for. B. be detected by thermocouples to monitor the temperature, follow-up or return to a closed loop. In any case, the heating device serves to temper the tool-active surfaces.
Mit den erfindungsgemäßen Merkmalen lässt sich eine schwimmende Zentrierung bzw. Führung der Heizeinrichtung bzw. der heizenden Elemente der Heizeinrichtung realisieren, wobei eine exakte - spielfreie - Positionierung bzw. Zentrierung der Heizeinrichtung mit Erreichen der Betriebstemperatur erreicht ist. Mit anderen Worten sind die Zentrierelemente der Heizeinrichtungen gegenüber den äußeren Zentrierblöcken derart ausgelegt, dass aufgrund der thermischen Ausdehnung bei Erreichen der Betriebstemperatur das Spiel reduziert oder gar ausgeschlossen ist, so dass eine hundertprozentige Zentrierung im Betriebszustand erreicht ist. With the features according to the invention, a floating centering or guiding of the heating device or of the heating elements of the heating device can be realized, whereby an exact - play-free - positioning or centering of the heating device is achieved upon reaching the operating temperature. In other words, the centering of the heaters relative to the outer Zentrierblöcken are designed such that due to the thermal expansion on reaching the operating temperature, the game is reduced or even excluded, so that a hundred percent centering is reached in the operating state.
Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, dass sich die Heizplatte beim Erhitzen ausdehnt, nämlich aufgrund des spezifischen Ausdehnungskoeffizienten. Im Idealfall verbleibt der Werkzeug-Grundkörper auf Umgebungstemperatur. Somit ist eine feste Verbindung zwischen der Heizeinrichtung bzw. der zur Heizeinrichtung gehörenden Heizplatte und dem Grundkörper nicht möglich, nämlich aufgrund der Ausdehnung der Heizplatte. Aus gleichem Grunde scheidet eine konventionelle Führung der Heizplatte gegen den Stempel des Werkzeugs aus. Die Lösung des hier zugrundeliegenden Problems ist vom Grundsatz her die„schwimmende" Führung bis hin zur fest vorgegebenen Zentrierung. Entsprechend ist die Heizeinrichtung mit mindestens zwei sich nach außerhalb der Heizplatte des Werkzeugteils erstreckenden Zentrierelementen ausgestattet, die gegen die außerhalb angeordneten Zentrierblöcke geführt werden. Hier geht es letztendlich um eine im Wesentlichen radiale Führung. The invention is thus based on the finding that the heating plate expands when heated, namely due to the specific expansion coefficient. Ideally, the tool body remains at ambient temperature. Thus, a firm connection between the heating device or the heater belonging to the heating plate and the base body is not possible, namely due to the expansion of the heating plate. For the same reason separates a conventional leadership of the heating plate against the punch of the tool. The solution to the underlying problem is, in principle, the "floating" guidance to the fixed centering, and accordingly the heater is provided with at least two centering elements extending outside the heating plate of the tool part, which are guided against the outwardly disposed centering blocks it is ultimately about a substantially radial leadership.
Die außerhalb angeordneten Zentrierblöcke sind mit dem Grundkörper fest verbunden. Durch die voranstehende Maßnahme kann sich die Heizplatte in alle Richtungen - ganz überwiegend radial - thermisch ausdehnen, bleibt aber in sich global zentriert. The externally arranged Zentrierblöcke are firmly connected to the body. As a result of the above measure, the heating plate can expand thermally in all directions-predominantly radially-but remains globally centered.
In Bezug auf die erfindungsgemäße Lehre ist es von weiterem Vorteil, wenn die Kontaktfläche zwischen den Zentrierelementen und den Zentrierblöcken so gering wie möglich ist, jedenfalls im Vergleich zum Volumen und zur Oberfläche der Zentrierblöcke. Aufgrund einer solchen Auslegung kann die Erwärmung der Zentrierblöcke - jedenfalls über die eigentliche Betriebsdauer hinweg - vernachlässigt werden. Über den - bekannten - thermischen Ausdehungskoeffizienten der Heizeinrichtung bzw. des Materials der dazugehörenden Heizplatten, ist das anfängliche Führungsspiel so ausgelegt, dass es bei Erreichen der Betriebstemperatur der Heizeinrichtung Null oder nahezu Null wird. With regard to the teaching according to the invention, it is of further advantage if the contact surface between the centering elements and the centering blocks is as small as possible, at least in comparison to the volume and the surface of the centering blocks. Due to such a design, the heating of the Zentrierblöcke - at least over the actual operating time away - be neglected. About the - known - thermal expansion coefficient of the heater or the material of the associated heating plates, the initial guide game is designed so that it is zero or nearly zero when reaching the operating temperature of the heater.
Die erfindungsgemäße Lehre lässt sich auch auf Werkzeuge anwenden, die bei wechselnden Betriebstemperaturen betrieben werden. In einem solchen Falle lassen sich im Spiel einstellbare Führungen realisieren, wobei die Einstellung des Spiels mittels Abstimmplatten unter Verwendung von Schrauben erfolgen kann. Ebenso ist eine Spieleinstellung mit Druckelementen, beispielsweise mittels Gasdruckfedern, möglich. Auch lassen sich die zuvor genannten Maßnahmen in idealer Weise miteinander kombinieren. The teaching of the invention can also be applied to tools that are operated at changing operating temperatures. In such a case can be realized in the game adjustable guides, the adjustment of the game can be done by means of tuning plates using screws. Likewise, a game setting with printing elements, for example by means of gas springs, possible. Also, the above measures can be ideally combined with each other.
Eine einwandfreie Zentrierung der Heizeinrichtungen bzw. der Elemente der Heizeinrichtung lässt sich dadurch realisieren, dass die Zentrierelemente und die Zentrierblöcke auf gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugteils angeordnet sind. Es ist denkbar, dass insgesamt vier Zentrierelemente und entsprechend vier Zentrierblöcke auf jeweils gegenüberliegenden Seiten des entsprechend ausgestatten Werkzeugs vorgesehen und entsprechend angeordnet sind. Perfect centering of the heating devices or of the elements of the heating device can be realized in that the centering elements and the centering blocks are arranged on opposite sides of the tool part. It is conceivable that a total of four centering and correspondingly four centering provided on respective opposite sides of the correspondingly equipped tool and arranged accordingly.
Die Heizeinrichtung ist in vorteilhafter Weise als elektrisch arbeitende Heizplatte ausgeführt, wobei eine solche elektrische Ausführung nicht zwingend ist. Wesentlich ist die Aufgabe der Heizeinrichtung, nämlich die Temperierung der Werkzeugaktivflächen. The heater is carried out in an advantageous manner as an electrically operating heating plate, wherein such an electrical design is not mandatory. Essential is the task of the heater, namely the temperature of the tool-active surfaces.
Die Zentrierelemente können integrale Bestandteile der Heizplatte sein. In vorteilhafter Weise ist die Heizplatte derart angeordnet, dass eine Wärmeübertragung zwischen den Elementen der Heizeinrichtung und der nicht temperierten Elementen des Werkzeugs bzw. der Maschine weitestgehend vermieden ist. Im Rahmen einer konkreten Ausführungsform, d.h. in vorteilhafter Weise, ist die Heizplatte zwischen einer Grund- bzw. Kopfplatte und dem die Wirkfläche definierenden Bauteil, dem eigentlichen Werkzeug, eingebunden, wobei die Einbindung wiederum im Rahmen eines sandwichartigen Aufbaus erfolgen kann. So befindet sich die Heizplatte vorzugsweise zwischen mindestens einer Isolierplatte bzw. einem Schonblech und einer oder mehreren Wechselplatten und ist dort entsprechend gehalten bzw. dagegen verspannt. The centering elements can be integral parts of the heating plate. Advantageously, the heating plate is arranged such that a heat transfer between the elements of the heating device and the non-tempered elements of the tool or the machine is largely avoided. In the context of a concrete embodiment, i. Advantageously, the heating plate between a base or top plate and the active surface defining component, the actual tool, integrated, the involvement can in turn be done in the context of a sandwich-like structure. Thus, the heating plate is preferably between at least one insulating plate or a protective plate and one or more removable plates and is held there accordingly or braced against it.
Insbesondere zum schnellen Austausch ist es von Vorteil, wenn die sandwichartige Anordnung der Wechselplatten durch eine Art Schnellwechselsystem realisiert ist, wobei das Schnellwechselsystem vorzugsweise mittels Klammern die sandwichartige Anordnung zusammenhält. Dazu sei angemerkt, dass das Schnellwechselsystem den schnellen Austausch der Wechselplatten begünstigt. Die Heizplatte und der Rest des„Sandwichs" verbleiben dabei im Werkzeug. Entsprechend sind die Wechselplatten mit der Heizplatte verklammert und verschraubt. Der Rest des„Sandwichs" ist nicht verklammert, liegt vielmehr lose positioniert zwischen Grundkörper und Heizplatte. In particular, for quick replacement, it is advantageous if the sandwich-like arrangement of the removable disks is realized by a kind of quick-change system, wherein the quick-change system preferably holds the sandwich-like arrangement together by means of clamps. It should be noted that the quick-change system favors the quick replacement of the removable disks. The hotplate and the remainder of the "sandwich" remain in the mold, so the removable plates are clamped and bolted to the hotplate, the rest of the "sandwich" is not clamped, but is loosely positioned between the base and the hotplate.
Außerdem können zwischen der Heizeinrichtung und dem Werkzeuggrundkörper weitere thermische Isolierelemente vorgesehen sein, wobei diese ganz besondere Isolierplatten umfassen. Des Weiteren wird die thermische Isolation durch ganz besondere Isolierelemente begünstigt, bei denen nämlich ein plattenartiges Stahlgitter als Grundkörper vorgesehen ist, in welches sogenannte Isolier-Steine eingesetzt sind. In addition, further thermal insulation elements can be provided between the heating device and the tool base body, wherein these comprise very special insulating plates. Furthermore, the thermal insulation is favored by very special insulating, in which a plate-like steel mesh is provided as a base body, in which so-called insulating stones are used.
Weiter ist es denkbar, dass innerhalb der Werkzeugteile eine vorzugsweise gegenüber einer Bauteilzarge wirkende Kühlung, insbesondere eine Druckluftkühlung, vorgesehen ist. Unter„Bauteilzarge" ist mehr oder weniger der senkrechte Bereich des mit dem Werkzeug zu ziehenden Bauteils zu verstehen. Neben Druckluft kann auch Stickstoff oder ein anderes technisches Gas als Kühlmittel dienen. Zweck der sogenannten Zargenkühlung ist die Abkühlung des vom Blechhalter in den Ziehspalt fließenden heißen Blechmaterials. Furthermore, it is conceivable for a cooling, in particular a forced-air cooling, to be effective within the tool parts, preferably in relation to a component frame. By "component frame" is meant more or less the vertical area of the component to be drawn with the tool., In addition to compressed air, nitrogen or another technical gas can also serve as a coolant The purpose of the frame cooling is the cooling of the hot flowing from the blank holder into the drawing gap sheet material.
Ganz besondere Bedeutung hat der sandwichartige Aufbau der Heizeinrichtung bzw. der Heizplatte mit Isolierplatten, etc., wobei dort all diejenigen Elemente, die nahe oder unmittelbar an den beheizten Elementen positioniert sind, aus Werkstoffen mit hoher Temperaturfestigkeit hergestellt sind. Dazu zählen auch die zuvor bereits genannten Isolier-Steine. Der sandwichartige Aufbau ist darüber hinaus dadurch gekennzeichnet, dass die sich von der Heizeinrichtung entfernt liegenden Bauteile mit zunehmendem Abstand von der Heizeinrichtung einen zunehmenden Wärmeleitwiderstand haben. Dies gilt vor allem für die dort vorgesehenen Isolierplatten. Of particular importance is the sandwich structure of the heater or the heating plate with insulation, etc., where all those elements that are positioned near or directly to the heated elements are made of materials with high temperature resistance. These include the previously mentioned insulating stones. The sandwich structure is further characterized in that the components remote from the heater have increasing thermal resistance as the distance from the heater increases. This is especially true for the insulation provided there.
Jedenfalls dient die im Rahmen des sandwichartigen Aufbaus realisierte thermische Isolierung in erster Linie dazu, eine homogene Temperaturverteilung auf die Wirkbzw. Aktivflächen zu erzielen. Den erforderlichen Energieeinsatz gilt es zu begrenzen. Außerdem kann eine aktive Kühlung, beispielsweise eine Luft- oder Wasserkühlung, zur thermischen Entkopplung der temperierten Elemente von den nicht temperierten Werkzeugelementen und der Presse vorgesehen sein, wenngleich es möglich ist, durch geeignete Sandwich-Technik und dort vorgesehene Isolierplatten die aufwändigen Vorkehrungen einer aktiven Kühlung zu ersetzen. In any case, the realized within the sandwich-like structure thermal insulation is primarily used to a homogeneous temperature distribution to the Wirkbzw. To achieve active surfaces. The required energy input must be limited. In addition, active cooling, for example air or water cooling, may be provided for the thermal decoupling of the tempered elements from the non-tempered tool elements and the press, although it is possible by means of suitable sandwich technology and insulation plates provided there to take the complex precautions of active cooling to replace.
Die bereits zuvor erwähnten Isolier-Steine sind in vorteilhafter Weise in ein brenngeschnittenes Stahlgitter eingesetzt, wobei dieses zur Positionierung und Führung der Isolier-Steine dient. Durch die Positionierung soll ein Verkippen oder Verschieben der Steine verhindert werden. Die sich an den sandwichartigen Aufbau der Heizeinrichtung und der thermischen Isolierung anschließende Trägerplatte ist aus Stahl gefertigt und dient der Homogenisierung des Temperaturfeldes. The previously mentioned insulating bricks are used advantageously in a flame-cut steel mesh, which serves to position and guide the insulating bricks. The positioning should prevent tilting or shifting of the stones. The subsequent to the sandwich-like structure of the heater and the thermal insulation carrier plate is made of steel and is used for the homogenization of the temperature field.
Des Weiteren ist eine Außenisolierung vorgesehen, die zur thermischen Isolierung der Heizeinrichtung bzw. der beheizten Elemente der Heizeinrichtung vorgesehen ist, und zwar eine Außenisolierung, die gegenüber der Umgebung wirkt. Die Außenisolierung verringert den Wärmeverlust der Außenbereiche der temperierten Werkzeugelemente durch Konvektion und Strahlung an die Umwelt. Damit wird eine homogene Temperaturverteilung der Aktivflächen unterstützt. Andernfalls würde die Aktivflächentemperatur in den Außenbereich unter die der weiter innen liegenden Bereiche fallen. Furthermore, an external insulation is provided, which is provided for thermal insulation of the heater or the heated elements of the heater, namely an outer insulation, which acts against the environment. The outer insulation reduces the heat loss of the outer areas of the tempered tool elements by convection and radiation to the environment. This supports a homogeneous temperature distribution of the active surfaces. Otherwise, the active surface temperature in the outdoor area would fall below that of the areas further in the interior.
Der Stempel des Werkzeugs oder die eine und/oder die andere Werkzeughälfte, kann vorzugsweise optional mit Luft oder Wasser gekühlt sein. Das Unterteil kann eine Druckluftkühlung für die dort vorgesehene Zarge umfassen. Es ist denkbar, dass diese im Oberteil, im Unterteil oder im Stempel installiert ist oder als separates Werkzeugelement, z.B. in Form eines mitlaufenden Gegenstempels, ausgebildet ist. The die of the tool or the one and / or the other tool half, may preferably be optionally cooled with air or water. The lower part may comprise a compressed air cooling for the frame provided there. It is conceivable that this is installed in the upper part, in the lower part or in the stamp or as a separate tool element, e.g. in the form of a revolving counter punch, is formed.
Bereits zuvor ist die Vorkehrung eines sogenannten Schonblechs erwähnt worden, welches zwischen der Heizeinrichtung und den weiteren Isolierelementen, beispielsweise den Isolier-Steinen, wirkt. Die Aufgabe des Schonblechs liegt in der gleichmäßigen, stoßkantenfreien Kraftübertragung auf die Isolier-Steine. Bei den Kräften handelt es sich sowohl um Druckkräfte bei der Umformung als auch um Schubkräfte durch die Ausdehnung und Schrumpfung der Heizplatte bei Erwärmung bzw. Abkühlung. Previously, the provision of a so-called protective sheet has been mentioned, which acts between the heater and the other insulating elements, such as the insulating bricks. The object of the protective sheet lies in the uniform, impact-edge-free power transmission to the insulating stones. The forces are both compressive forces during forming and shear forces due to the expansion and shrinkage of the heating plate during heating or cooling.
Zur Heizeinrichtung selbst sei ausgeführt, dass die dort vorgesehene Heizplatte mit Heizpatronen und Rohrheizkörpern elektrisch beheizt sein kann, wobei die Prozesswärme unmittelbar oder mittelbar auf die Wechselplatten übertragen wird. Die Wechselplatten bilden die eigentliche Wirkfläche, nämlich die sogenannte Werkzeug- Aktivfläche, sowohl im Blechhalter als auch in der Matrize. Thermoelemente können zur Temperaturerfassung in der Heizplatte und/oder Wechselplatte installiert sein. Des Weiteren sei angemerkt, dass der sandwichartige Aufbau insbesondere auch zur Beheizung gekrümmter Flächen und in modifizierter Form/Ausgestaltung anwendbar ist. Regarding the heater itself, it should be noted that the heating plate provided there may be electrically heated with heating cartridges and tubular heaters, wherein the process heat is transferred directly or indirectly to the removable disks. The exchangeable plates form the actual active surface, namely the so-called tool-active surface, both in the blank holder and in the die. Thermocouples can be installed for temperature detection in the heating plate and / or removable disk. Furthermore, it should be noted that the sandwich-type construction is also applicable in particular for heating curved surfaces and in modified form / design.
Weiter sei angemerkt, dass sich die Wirkflächen meist aus Segmenten ergeben, wodurch sich - zumindest theoretisch - beliebige Bauteilgrößen realisieren lassen. Üblicherweise werden solche Segmente meist aus Richtung des Grundkörpers gegen denselben verschraubt und verstiftet, um eine störende Unterbrechung der Werkzeug-Aktivflächen zu vermeiden. Ein Wechsel der Segmente erfordert bislang einen Ausbau, eine Wendeoperation und die weitgehende Demontage des gesamten Werkzeugs. Dies ist äußerst zeitaufwendig und meist in der Handhabung problembehaftet. It should also be noted that the active surfaces usually result from segments, which can - at least theoretically - realize any component sizes. Usually, such segments are usually screwed from the direction of the body against the same and pinned to avoid a disruptive interruption of the tool-active surfaces. A change of segments so far requires an expansion, a turning operation and extensive disassembly of the entire tool. This is extremely time consuming and usually problematic in handling.
Mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug lässt sich ein Schnellwechselsystem für die segmentierten Wechselplatten verwenden. Dadurch sind die Wechselplatten mit geringem Aufwand austauschbar, beispielsweise bei Verschleiß oder zum Zwecke vergleichender Untersuchungen mit unterschiedlich beschichteten Wechselplatten und deren Auswirkungen auf das Verformungsergebnis bzw. die Oberflächenqualität des verformten Blechs. The tool according to the invention makes it possible to use a quick-change system for the segmented exchangeable plates. As a result, the exchangeable plates are exchangeable with little effort, for example when worn or for the purpose of comparative investigations with differently coated exchangeable plates and their effects on the deformation result or the surface quality of the deformed metal sheet.
Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug lassen sich Verschraubungen der Wechselplatten aus Richtung der Werkzeugaktivflächen bedienen, und zwar im Außenbereich des Blechhalters und der Matrize, in dem kein Blech zur Anlage kommt. Eine insoweit erforderliche Unterbrechung der Fläche hat daher keinen Einfluss auf den Um- formprozess und die Qualität des zu fertigenden Teils. In the tool according to the invention, screw connections of the exchangeable plates can be operated from the direction of the tool-active surfaces, specifically in the outer region of the plate holder and the die, in which no metal sheet comes to rest. Any necessary interruption of the surface thus has no influence on the forming process and the quality of the part to be manufactured.
Im Innenbereich des Werkzeugs kommen Klammern zum Einsatz, die fest mit den Heizplatten verschraubt sind. Mit Hilfe dieser Klammern werden die Wechselplatten gegen die Heizplatten - oder umgekehrt - verspannt. Inside the tool, clamps are used, which are firmly bolted to the heating plates. With the help of these brackets, the removable plates against the heating plates - or vice versa - clamped.
Bei der Umformung auftretende Schubkräfte werden durch Nutensteine zwischen Heiz- und Wechselplatte aufgenommen. Nach außen haben die Nuten hinreichend Spiel, damit die Wechselplatten - nach außen - aus der Klammer ziehbar sind. Nach dem Lösen der Schraube können die Segmente nacheinander nach außen gezogen und abgenommen werden. Die Montage erfolgt entsprechend in umgekehrter Reihenfolge. Shear forces occurring during forming are absorbed by sliding blocks between the heating plate and the removable plate. Outwardly, the grooves have sufficient clearance, so that the removable disks - outward - are pulled out of the bracket. After loosening the screw, the segments can be pulled outwards one after the other and be taken off. The installation is carried out in the reverse order.
Die Führung und Zentrierung der Heizeinrichtung bzw. des gesamten temperierten Pakets ergibt sich aus der erfindungsgemäßen Lehre. The guidance and centering of the heater or the entire tempered package results from the teaching of the invention.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen There are now various possibilities for designing and developing the teaching of the present invention in an advantageous manner. For this purpose, on the one hand to the patent claim 1 subordinate claims and on the other hand to refer to the following explanation of a schematically illustrated embodiment of the invention with reference to the drawings. In connection with the explanation of the embodiment of the invention with reference to the drawing, generally preferred embodiments and developments of the teaching are explained. In the drawing show
Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Werkzeugs, 1 is a schematic side view of an embodiment of a tool according to the invention,
Fig. 2 den Gegenstand aus Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie A-A, 2 shows the article from FIG. 1 in section along the line A-A, FIG.
Fig. 3 in einer schematischen Draufsicht ein Stahlgitter zur Aufnahme von Fig. 3 is a schematic plan view of a steel grid for receiving
Isolier-Steinen  Insulating bricks
Fig. 4 in einer schematischen Draufsicht die Zentrierung einer Heizplatte des 4 is a schematic plan view of the centering of a heating plate of
Gegenstands aus den Fig. 1 und 2,  Object of FIGS. 1 and 2,
Fig. 5 in einer schematischen Ansicht, gegenüber Fig. 4 vergrößert, die Spieleinstellung mittels Abstimmplatten und Fig. 5 in a schematic view, compared with FIG. 4 increases, the game setting by means of tuning plates and
Fig. 6 in einer schematischen Ansicht, gegenüber Fig. 4 vergrößert, die Spiel- einstelfung mittels Druckelementen, hier mittels Gasdruckfedern. Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht den grundsätzlichen Aufbau eines temperierten Werkzeugs, umfassend ein Werkzeugoberteil 1 und ein Werkzeug unterteil 2. Das Werkzeug dient zum Umformen von Blechen. Fig. 6 in a schematic view, compared to Fig. 4 enlarged, the game setting by means of pressure elements, here by means of gas pressure springs. Fig. 1 shows a schematic side view of the basic structure of a tempered tool comprising an upper tool part 1 and a lower tool part 2. The tool is used for forming sheets.
Die Werkzeugteile 1 , 2 sind entsprechend der gewünschten Kontur des Blechs komplementär ausgebildet und umfassen entsprechende Wirkflächen zum Formen des Blechs. Außerdem sind die Werkzeugteile 1 , 2 mehrteilig ausgeführt. The tool parts 1, 2 are designed to be complementary according to the desired contour of the sheet and comprise corresponding effective surfaces for forming the sheet. In addition, the tool parts 1, 2 executed in several parts.
Zum Warmumformen des Blechs umfasst sowohl das Werkzeugoberteil 1 als auch das Werkzeugunterteil 2 eine Heizeinrichtung 3, 4, die in das jeweilige Werkzeugteil 1 , 2 zwischen einem Grundkörper (Kopfplatte 5 beim Werkzeugoberteil 1 und Druckpatte 2a beim Werkzeugunterteil 2) und dem die Wirkfläche definierenden Bauteil (hier sind mehrere Wechselplatten 7 vorgesehen) integriert ist. Die Heizeinrichtung ist ringsum, mit Ausnahme gegenüber den Wirkflächen, im Wesentlichen thermisch isoliert. For hot forming of the sheet, both the upper tool part 1 and the lower tool part 2 comprises a heating device 3, 4, in the respective tool part 1, 2 between a base body (head plate 5 at the upper tool part 1 and pressure plate 2a at the lower tool part 2) and the component defining the active surface (Here several removable plates 7 are provided) is integrated. The heater is substantially thermally insulated all around except for the active surfaces.
Entsprechend der Darstellung in den Fig. 4, 5 und 6 umfasst die Heizeinrichtung 3 oder 4 mindestens zwei sich nach außerhalb des Werkzeugteils 1 , 2 erstreckende, nämlich nicht thermisch isolierte Zentrierelemente 8, wobei bei dem in Fig. 4 gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt vier Zentrierelemente 8 vorgesehen sind, nämlich jeweils an den gegenüberliegenden Seiten der Heizplatte 9. Die Zentrierelementen 8 wirken mit äußeren Zentrierblöcken 10 derart zusammen, dass im nicht temperierten Zustand des Werkzeugteils 1 und/oder 2 Spiel und bei voller Betriebstemperatur der Heizeinrichtung 3, 4 geringes oder kein Spiel vorhanden ist. According to the illustration in FIGS. 4, 5 and 6, the heating device 3 or 4 comprises at least two centering elements 8 extending to the outside of the tool part 1, 2, namely not thermally insulated, with a total of four centering elements 8 in the embodiment shown in FIG The centering elements 8 interact with outer centering blocks 10 such that in the non-tempered state of the tool part 1 and / or 2 game and at full operating temperature of the heater 3, 4 little or no play is available.
Mit dem erfindungsgemäßen temperierten Werkzeug ist eine Heizeinrichtung 3, 4 mit Heizplatten 9 realisiert, die schwimmend geführt bzw. zentriert ist. With the temperature-controlled tool according to the invention, a heating device 3, 4 is realized with heating plates 9, which is guided or centered in a floating manner.
Fig. 1 zeigt den grundsätzlichen Aufbau eines temperierten Werkzeugs entsprechend den voranstehenden Ausführungen. Das Werkzeugoberteil 1 umfasst eine Kopfplatte 5, an die sich eine Isolierplatte 11 anschließt. Danach folgt eine weitere Isolierplatte 12. Der Isolierplatte 12 folgt eine Trägerplatte 13. Danach sind weitere thermische Isoliermittel vorgesehen, die ein Stahlgitter 14 umfassen. In das Stahlgitter 14 sind sogenannte Isolier-Steine 15 eingesetzt. An die Isolier-Steine 15 schließt sich ein Schonblech 16 an. Darauf folgt unmittelbar die Heizplatte 9, an der die Wechselplatten 7 mit ihrer Wirkfläche 17 anliegen. Fig. 1 shows the basic structure of a tempered tool according to the foregoing. The upper tool part 1 comprises a top plate 5, to which an insulating plate 11 connects. Thereafter follows a further insulating plate 12. The insulating plate 12 follows a carrier plate 13. Thereafter, further thermal insulation means are provided which comprise a steel grid 14. In the steel grid 14 so-called insulating stones 15 are used. The insulating stones 15 is followed Schonblech 16 on. This is followed immediately by the heating plate 9, against which the removable plates 7 with their active surface 17.
Das Werkzeugunterteil 2 ist entsprechend aufgebaut. Im Konkreten stützt sich das Werkzeug unterteil 2 auf eine Grundplatte 6, an die sich eine Blechhalterhydraulik 18 anschließt. Ebenfalls auf die Grundplatte 6 stützt sich ein Stempel 19, der durch eine Ausnehmung im Werkzeugunterteil 2 hindurchragt und in das matrizenartig ausgebildete Werkzeugoberteil 1 passt. Ansonsten umfasst das Werkzeugunterteil 2 den gleichen sandwichartigen Aufbau wie das zuvor beschriebene Werkzeugoberteil 1. The lower tool part 2 is constructed accordingly. Specifically, the tool is based lower part 2 on a base plate 6, to which a blank holder hydraulic 18 is connected. Also on the base plate 6 is supported a punch 19, which protrudes through a recess in the lower tool part 2 and fits into the die-like upper part 1 formed. Otherwise, the lower tool part 2 comprises the same sandwich-like structure as the tool upper part 1 described above.
Fig. 2 zeigt den Gegenstand aus Fig. 1 im Schnitt entlang der Linie A-A, wobei auch dort der sandwichartige Aufbau erkennbar ist. Fig. 2 zeigt zusätzlich eine die Vorkehrung einer Druckluftkühlung 20 für die Bauteilzarge. Fig. 2 shows the article of Fig. 1 in section along the line A-A, where also there the sandwich-like structure can be seen. Fig. 2 additionally shows the provision of a compressed air cooling 20 for the component frame.
Außerdem zeigt Fig. 2 andeutungsweise die Verschraubung 21 der Wechselplatten mit der Heizplatte im Außenbereich von Blechhalter und Matrize und ein seitliches Klammer-Schnellwechselsystem 22 zum Austausch der Wechselplatten 7. Wir der Austausch vollzogen, verbleibt die Heizplatte 9 im Werkzeug. In addition, Fig. 2 shows hinted the screw 21 of the removable plates with the hot plate in the outer area of blank holder and die and a lateral clip quick change system 22 for replacing the removable plates 7. We completed the exchange, the heating plate 9 remains in the tool.
Zu dem zuvor erörterten Aufbau sei angemerkt, dass nahe der Heizplatte 9 Elemente mit hoher Temperaturfestigkeit vorgesehen sind, nämlich bei dem hier gewählten Ausführungsbeispiel in Form sogenannter Isolier-Steine 15, die entsprechend Fig. 3 in einem Stahlgitter 1 sitzen. Die nachfolgenden Werkstoffe, d. h. die weiter von der Heizplatte 9 entfernten Werkstoffe, haben einen zunehmenden Wärmeleitwiderstand, nämlich die Isolierplatten 11 und 12. Die hier realisierte thermische Isolierung dient zur homogenen Temperaturverteilung auf den Aktivflächen sowie zur thermischen Entkopplung der temperierten Werkzeugelemente von den nicht temperierten Werkzeugelementen bzw. der Presse und der Reduzierung des erforderlichen Energieeinsatzes. Die insgesamt erforderliche Energie soll soweit wie möglich begrenzt werden. Außerdem lässt sich durch die hier realisierten konstruktiven Maßnahmen - in verblüffend einfacher Weise - eine aktive Wasserkühlung zur thermischen Entkopplung der temperierten Elemente von Werkzeughydraulik und Presse einsparen. Wie bereits zuvor ausführt, sind die Isolier-Steine 15 in einem brenngeschnittenen Stahlgitter gelagert, um nämlich ein Verkippen oder Verschieben der Isolier-Steine 15 zu verhindern. Das Stahlgitter 14 ist - vom Prinzip her - in Fig. 3 gezeigt. For the structure discussed above, it should be noted that 9 elements are provided with high temperature resistance near the heating plate, namely in the embodiment chosen here in the form of so-called insulating stones 15, sitting in a steel grid 1 as shown in FIG. The following materials, ie the further removed from the heating plate 9 materials, have an increasing thermal resistance, namely the insulating plates 11 and 12. The thermal insulation realized here is used for homogeneous temperature distribution on the active surfaces and for thermal decoupling of tempered tool elements from the non-tempered tool elements or the press and the reduction of the required energy input. The total energy required should be limited as much as possible. In addition, can be saved by the structural measures implemented here - in an amazingly simple way - an active water cooling for thermal decoupling of tempered elements of tool hydraulic and press. As already stated above, the insulating bricks 15 are mounted in a flame-cut steel grid, namely to prevent tilting or displacement of the insulating bricks 15. The steel grid 14 is shown - in principle - in Fig. 3.
Die Trägerplatte 13 ist massiv aus Stahl ausgeführt und dient zur Homogenisierung des sich ergebenden Temperaturfeldes. Eine Außenisolierung ist in den Fig. 1 und 2 nicht dargestellt. Dazu sei verwiesen auf Fig. 4. Dort ist die Außenisolierung mit Bezugszeichen 23 gekennzeichnet und schematisch gezeigt. Jedenfalls ist durch die Außenisolierung 23 eine thermische Isolierung gegenüber der Umgebung realisiert. The support plate 13 is made of solid steel and is used for homogenization of the resulting temperature field. An outer insulation is not shown in Figs. 1 and 2. For this purpose, reference is made to FIG. 4. There, the outer insulation is identified by reference numeral 23 and shown schematically. In any case, a thermal insulation from the environment is realized by the outer insulation 23.
Der in den Fig. 1 und 2 angedeutete Stempel 19 kann optional gekühlt sein, vorzugsweise mit Wasser. Im Unterteil 2 ist eine Kühlung, beispielsweise eine Druckluftkühlung 20 oder eine Kühlung mit einem anderen technischen Gas als Kühlmedium vorgesehen, die zur Kühlung der Bauteilzarge dient. The indicated in Figs. 1 and 2 punch 19 may optionally be cooled, preferably with water. In the lower part 2, a cooling, for example, a compressed air cooling 20 or cooling with a different technical gas is provided as the cooling medium, which serves to cool the component frame.
Zum Schonblech 16 sei angemerkt, dass dies eine gleichmäßige und stoßkantenfreie Kraftübertragung auf die Isolier-Steine 15 bewirkt, wobei das Schonblech aus Vollmaterial gefertigt sein kann. Noch einmal sei angemerkt, dass es sich bei den Kräften sowohl um Druckkräfte bei der Umformung als auch um Schubkräfte durch die Ausdehnung und Schrumpfung der Heizplatte bei Erwärmung bzw. Abkühlung handelt. For the protective sheet 16 it should be noted that this causes a uniform and shock-free power transmission to the insulating stones 15, wherein the protective sheet can be made of solid material. Once again, it should be noted that the forces are both compression forces during forming and shear forces due to the expansion and shrinkage of the heating plate during heating or cooling.
Die Heizplatte 9 gehört zur Heizeinrichtung 4 und ist mit Heizpatronen und Rohrheizkörpern 24 elektrisch beheizt. Jedwede andere Art der Beheizung ist denkbar. Die Heizplatte 9 überträgt die Prozesswärme auf die Wechselplatten 7, die wiederum die Wirkflächen 17 umfassen. Die Wechselplatten 7 bilden die eigentliche Werkzeug- Aktivfläche, jeweils in Blechhalter und Matrize. Zur besseren Beheizbarkeit räumlich gekrümmter Wirkflächen 17 bzw. Aktivflächen kann der gesamte sandwichartige Aufbau zweigeteilt oder mehrfach geteilt sein. Im Falle einer Zweiteilung werden die beiden Hälften gegeneinander und gegen die horizontale Ebene verkippt. So lässt sich erreichen, dass die Heizplatten den Konturen der zu beheizenden Aktivflächen besser folgen. Die Dicke und somit auch die Masse und die thermische Trägheit der temperierten Elemente wird geringer. Gleiches gilt für Aufheizzeiten des Werkzeugs und für Reaktionszeiten der Regelung. Eine Mehrfachteilung des Sandwich-Auf baus eignet sich insbesondere für komplexe Konturen und ist im Lichte der erfindungsgemäßen Lehre realisierbar. The heating plate 9 is part of the heater 4 and is electrically heated with heating cartridges and tubular heaters 24. Any other type of heating is conceivable. The heating plate 9 transfers the process heat to the removable plates 7, which in turn comprise the active surfaces 17. The removable plates 7 form the actual tool-active surface, each in sheet metal holder and die. For better heatability of spatially curved active surfaces 17 or active surfaces, the entire sandwich-like structure can be divided into two or divided several times. In case of a bipartition, the two halves are tilted against each other and against the horizontal plane. This ensures that the heating plates better follow the contours of the active surfaces to be heated. The thickness and thus also the mass and the thermal inertia of the tempered elements is reduced. The same applies to heating-up times of the tool and reaction times of the control. A multiple division of the sandwich construction is particularly suitable for complex contours and is feasible in the light of the teaching of the invention.
Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen in schematischen Ansichten den Kern der erfindungsgemäßen Lehre, wonach die Heizplatte 9 mit Zentrierelementen 8 ausgestattet ist, die wiederum in Zentrierblöcke 10 greifen. Außerdem zeigt Fig. 4 in der dort gewählten Draufsicht eine Ausnehmung 25 im Sinne eines Stempel-/Matrizendurchbruchs, je nach dem, ob es sich hier um die Heizplatte 9 des Werkzeugoberteils 1 oder des Werkzeugunterteils 2 handelt. 4, 5 and 6 show in schematic views the core of the teaching according to the invention, according to which the heating plate 9 is equipped with centering elements 8, which in turn engage in centering blocks 10. In addition, Fig. 4 in the plan view selected there is a recess 25 in the sense of a punch / Matrizurchbruch, depending on whether this is the heating plate 9 of the upper tool part 1 or the lower tool part 2.
Es wird noch einmal Bezug genommen auf Fig. 2, wonach angedeutet ist, dass für die segmentierten Wechselplatten 7 ein Schnellwechselsystem realisiert ist. Mit nur geringem Aufwand lassen sich die Wechselplatten 7 austauschen, beispielsweise im Falle von Verschleiß oder zum Zwecke vergleichender Untersuchungen von Wechselplatten mit unterschiedlichen Oberflächen. Die dort realisierte Verschrau- bung 21 lässt sich aus Richtung der Werkzeugaktivflächen bedienen, und zwar im Außenbereich des Blechhalters und der Matrize. In diesem Bereich kommt kein Blech zum Liegen, findet somit keine Behinderung statt. Folglich hat eine Unterbrechung der Fläche keinen Einfluss auf den Umformprozess. Reference is again made to FIG. 2, which indicates that a quick-change system is realized for the segmented exchangeable plates 7. With little effort, the removable plates 7 can be replaced, for example, in the case of wear or for the purpose of comparative studies of removable disks with different surfaces. The screw connection 21 realized there can be operated from the direction of the tool-active surfaces, specifically in the outer area of the sheet metal holder and the die. In this area, no sheet comes to rest, so there is no obstruction. Consequently, an interruption of the surface has no influence on the forming process.
Im Innenbereich sind Klammern 22 vorgesehen, die fest mit der Heizplatte 9 verschraubt sind. Die Klammern 22 spannen die Wechselplatten 7 gegen die Heizplatte 9. In the interior brackets 22 are provided which are bolted to the heating plate 9. The brackets 22 clamp the removable plates 7 against the heating plate. 9
Unter Bezugnahme auf die Fig. 4, 5 und 6 sei noch einmal betont, dass mit der „schwimmenden Führung bzw. Zentrierung" der Heizplatte 9 einer ganz besonderen Situation Rechnung getragen wird, da sich nämlich bei Erwärmung die Heizplatte 9 ausdehnt, während der jeweilige Werkzeug-Grundkörper - im Idealfall - auf Umgebungstemperatur verbleibt. Folglich gilt es, eine feste Verbindung zwischen der Heizplatte 9 und dem Grundkörper zu vermeiden. Aus gleichem Grunde scheidet eine Führung der Heizplatte 9 gegenüber dem Stempel 19 aus. Folglich ist hier, in erfindungsgemäßer Weise, eine schwimmende Führung bzw. Zentrierung realisiert. Auf jeder Seite der Heizplatte 9, jeweils mittig, sind die zuvor bereits erörterten Zentrierelemente 8 vorgesehen, die gegen äußere Zentrierblöcke 10 geführt sind. Die Zentrierblöcke 10 sind mit dem jeweiligen Grundkörper fest verbunden. Entsprechend dieser Ausgestaltung kann sich die Heizplatte 9 in alle Richtungen thermisch ausdehnen, bleibt aber insgesamt zentriert. With reference to FIGS. 4, 5 and 6, it should be emphasized once again that the "floating guide or centering" of the heating plate 9 takes account of a very special situation, since the heating plate 9 expands when heated, whereas the respective one Consequently, it is necessary to avoid a firm connection between the heating plate 9 and the main body. For the same reason, a guide of the heating plate 9 is eliminated with respect to the punch 19. Consequently, here, according to the invention On each side of the heating plate 9, in each case in the middle, the centering elements 8 already discussed above are provided, which are guided against outer centering blocks 10 Centering blocks 10 are firmly connected to the respective base body. According to this embodiment, the heating plate 9 can thermally expand in all directions, but remains centered overall.
In besonders raffinierter Weise wirken die Zentrierelemente 8 gegenüber den Zentrierelementen 10 mit geringst möglicher Kontaktfläche, jedenfalls im Vergleich zum Volumen und zur Oberfläche der Zentrierblöcke 10. Die Erwärmung der Zentrierblöcke 10 kann dadurch vernachlässigt werden. Nun ist das Führungsspiel so unter Berücksichtigung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Heizplattenmaterials so ausgelegt, dass es bei Erreichen der Betriebstemperatur der Heizplatte 9 Null oder nahezu Null wird. Folglich ist die Heizplatte 9 bei Betriebstemperatur im voll zentrierten Zustand fixiert. Beim Abkühlen entsteht wiederum Spiel und ist eine Relativbewegung der sich im Volumen reduzierenden Heizplatte 9 gegenüber den sonstigen Bauteilen möglich. In a particularly sophisticated manner, the centering elements 8 act with respect to the centering elements 10 with the lowest possible contact surface, in any case in comparison to the volume and the surface of the centering blocks 10. The heating of the centering blocks 10 can be neglected. Now, the guide clearance is so designed taking into account the thermal expansion coefficient of the Heizplattenmaterials that it is zero or almost zero when the operating temperature of the heating plate 9 is reached. Consequently, the heating plate 9 is fixed at the operating temperature in the fully centered state. Upon cooling, in turn, play arises and a relative movement of the volume reducing heating plate 9 with respect to the other components is possible.
Die Fig. 5 und 6 zeigen einstellbare Führungen, die dann jedenfalls zweckdienlich sind, wenn das Werkzeug bei wechselnden Betriebstemperaturen betrieben wird. Gemäß Fig. 5 ist eine Spieleinstellung mit Abstimmplatten 26 unter Nutzung von Schrauben 27 vorgesehen. Fig. 6 zeigt die Spieleinstellung mit besonderen Druckelementen, wobei hier - symbolisch - Gasdruckfedern 28 gezeigt sind. Die Lösungen nach den Fig. 5 und 6 lassen sich miteinander kombinieren. FIGS. 5 and 6 show adjustable guides, which are in any case expedient when the tool is operated at varying operating temperatures. Referring to FIG. 5, a clearance adjustment with tuning plates 26 using screws 27 is provided. Fig. 6 shows the game setting with special printing elements, here - symbolically - gas springs 28 are shown. The solutions of FIGS. 5 and 6 can be combined.
Hinsichtlich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Werkzeugs wird zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die Patentansprüche verwiesen. With regard to further advantageous embodiments of the tool according to the invention, reference is made to avoid repetition to the general part of the specification and to the claims.
Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Werkzeugs lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt. Bezugszeichenliste Finally, it should be expressly pointed out that the above-described embodiment of the tool according to the invention is merely for the purpose of discussing the claimed teaching, but does not restrict it to the exemplary embodiment. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Werkzeugoberteil 1 tool shell
2 Werkzeugunterteil  2 lower tool part
2a Druckplatte  2a pressure plate
3 Heizeinrichtung des Werkzeugoberteils 3 heating device of the tool upper part
4 Heizeinrichtung des Werkzeugunterteils4 heating device of the lower tool part
5 Kopfplatte 5 head plate
6 Grundplatte  6 base plate
7 Wechselplatte  7 removable plate
8 Zentrierelement  8 centering element
9 Heizplatte  9 heating plate
10 Zentrierblock  10 centering block
11 Isolierplatte  11 insulating plate
12 Isolierplatte  12 insulating plate
13 Trägerplatte  13 carrier plate
14 Stahlgitter  14 steel mesh
15 Isolier-Stein  15 insulating stone
16 Schonblech  16 Schonblech
17 Wirkfläche der Wechselplatte  17 effective surface of the removable plate
18 Blechhalterhydraulik  18 blank holder hydraulics
19 Stempel  19 stamps
20 Druckluftkühlung  20 Compressed air cooling
21 Verschraubung  21 screw connection
22 Klammer-Schnellwechselsystem, Klammer 22 quick-change clamp system, clamp
23 Außenisolierung 23 external insulation
24 Rohrheizkörper  24 tubular heaters
25 Ausnehmung  25 recess
26 Abstimmplatte  26 tuning plate
27 Schrauben  27 screws
28 Gasdruckfeder  28 gas spring

Claims

A n s p r ü c h e Claims
1. Temperiertes Werkzeug zum Umformen von Blechen, mit einem Werkzeugoberteil (1 ) und einem Werkzeugunterteil (2), wobei die Werkzeugteile (1 , 2) entsprechend der gewünschten Kontur des Blechs komplementär ausgebildete Wirkflächen zum Formen des Blechs aufweisen und dabei ein- oder mehrteilig ausgeführt sein können, wobei mindestens eine Heizeinrichtung zum Temperieren von Werkzeugoberteil (1 ) und/oder Werkzeigunterteil (2) vorgesehen ist, die in das jeweilige Werkzeugteil (1 , 2) zwischen einem Werkzeuggrundkörper und dem die Wirkfläche definierenden Bauteil integriert ist, und wobei die Heizeinrichtung ringsum, mit Ausnahme gegenüber den Wirkflächen, im wesentlichen thermisch isoliert ist, 1. Tempered tool for forming sheet metal, with an upper tool part (1) and a lower tool part (2), wherein the tool parts (1, 2) corresponding to the desired contour of the sheet complementary formed active surfaces for forming the sheet and thereby one or more parts can be executed, wherein at least one heating device for tempering of the upper tool part (1) and / or Werkzeigunterteil (2) is provided, which is integrated in the respective tool part (1, 2) between a tool base body and the active surface defining member, and wherein the Heating device all around, with the exception of the active surfaces, is substantially thermally insulated,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Heizeinrichtung mindestens zwei sich nach außerhalb des Werkzeugteils (1 ) erstreckende, thermisch nicht isolierte Zentrierelemente (8) umfasst, die mit nicht temperierten äußeren Zentrierblöcken (10) derart zusammenwirken, dass im nicht temperierten Zustand des Werkzeugteils (1 , 2) Spiel und bei voller Betriebstemperatur geringes oder kein Spiel vorhanden ist. characterized in that the heating device comprises at least two outwardly of the tool part (1) extending, thermally non-insulated centering elements (8) which cooperate with non-tempered outer centering blocks (10) such that in the non-tempered state of the tool part (1, 2) Game and at full operating temperature little or no game is available.
2. Werkzeug nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zentrierelemente (8) und die Zentrierblöcke (10) auf gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugteils (1 , 2) angeordnet sind. 2. Tool according to claim 1, characterized in that the centering elements (8) and the centering blocks (10) on opposite sides of the tool part (1, 2) are arranged.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt vier Zentrierelemente (8) und Zentrierblöcke (10) auf jeweils gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugteils (1 , 2) angeordnet sind. 3. Tool according to claim 1 or 2, characterized in that a total of four centering elements (8) and centering blocks (10) on respective opposite sides of the tool part (1, 2) are arranged.
4. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizeinrichtung als vorzugsweise elektrisch arbeitende Heizplatte (9) ausgeführt ist und dass die Zentrierelemente (8) integrale Bestandteile der Heizplatte (9) sind. 4. Tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heating device is designed as a preferably electrically operating heating plate (9) and that the centering elements (8) are integral components of the heating plate (9).
5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizplatte (9) zwischen nicht temperierten Werkzeugelementen, beispielsweise zwischen einer Druck- bzw. Kopfplatte (2a, 5) und dem die Wirkfläche definierenden Bauteil, dem eigentlichen Werkzeug, vorzugsweise sandwichartig eingebunden ist, vorzugsweise zwischen mindestens einer isolierplatte (11) bzw. einem Schonblech (16) und einer oder mehreren Wechselplatten (7), gehalten ist. 5. Tool according to claim 4, characterized in that the heating plate (9) between non-tempered tool elements, for example between a pressure or head plate (2 a, 5) and the active surface defining member, the actual tool, preferably sandwiched, preferably between at least one insulating plate (11) or a protective sheet (16) and one or more removable plates (7) is held.
6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die sandwichartige Anordnung der Wechselplatte(n) (7) durch ein Schnellwechselsystem 22, vorzugsweise mittels Klammern austauschbar ist, wobei die Wechselplatten(n) (7) mit der Heizplatte (9) verklammert und verschraubt ist/sind. 6. Tool according to claim 5, characterized in that the sandwich-like arrangement of the removable plate (s) (7) by a quick-change system 22, preferably by means of brackets is interchangeable, wherein the removable plates (s) (7) with the heating plate (9) clamped and is screwed / are.
7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Heizeinrichtung und dem Werkzeuggrundkörper weitere thermische Isolierelemente vorgesehen sind. 7. Tool according to one of claims 1 to 6, characterized in that between the heating device and the tool body further thermal insulation elements are provided.
8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Isolierelemente Isolierplatten (11 , 12) umfassen. 8. Tool according to claim 7, characterized in that the further insulating insulating panels (11, 12).
9. Werkzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die weiteren Isolierelemente plattenartige Stahlgitter (14), vorzugsweise mit eingesetzten Isolier-Steinen (15) umfassen. 9. Tool according to claim 7 or 8, characterized in that the further insulating elements plate-like steel grid (14), preferably with inserted insulating bricks (15).
10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Werkzeugteile (1 , 2) eine vorzugsweise gegenüber einer Bauteilzarge wirkende Kühlung mittels Druckluft oder anderen technischen Gasen als Kühlmedium vorgesehen ist, beispielsweise eine Druckluftkühlung 20. 10. Tool according to one of claims 1 to 9, characterized in that within the tool parts (1, 2) acting preferably relative to a component frame cooling by means of compressed air or other technical gases is provided as a cooling medium, for example, a compressed air cooling 20th
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