DE4208160A1 - Verfahren und vorrichtung zum metalldruecken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Metalldrücken der im Oberbegriff von Anspruch 1 erläuterten Art und eine Vorrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens.

Ein Verfahren und eine Vorrichtung dieser Art sind der DE-OS 40 16 097 zu entnehmen. Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung ist jedoch, wie bei allen bekannten Metalldrückverfahren und -vorrichtungen üblich, auf die Herstellung rotationssymmetrischer Teile begrenzt, wobei die Vorschubbewegung durch eine Rotationsbewegung des Rohlings um die Wölbungsachse erfolgt.

Nicht-rotationssymmetrische Teile wurden bislang entweder durch Tiefziehen, Streckziehen oder das sogenannte Age-forming hergestellt, deren gemeinsames Merkmal eine entsprechend der gewünschten nicht-rotationssymmetrischen Wölbung vorgefertigte Formoberfläche, beispielsweise auf einem bewegbaren Stempel oder einer stationären Matritze, ist. Diese Verfahren erfordern demgemäß hohe Kosten für das Werkzeug.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit dem nicht-rotationssymmetrische Teile einfach und kostengünstig zu fertigen sind.

Die Aufgabe wird bei einem Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Es wurde festgestellt, daß der Vorschub bei Metalldrückverfahren nicht nur, wie bislang üblich, durch eine Rotation des Werkstückes um eine Mittelachse des Rohlings erfolgen kann, sondern daß sehr gute Drückergebnisse auch durch Vorschubbewegungen erzielt werden können, die linear sind oder zumindest einen linearen Anteil haben. Damit ist es möglich, auch nicht-rotationssymmetrische Teile mit relativ geringen Kosten auch in Kleinserien zu fertigen.

Zweckmäßige Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Ansprüchen 2 bis 5 zu entnehmen.

Die Aufgabe wird bei einer Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 6 gelöst. Durch die Anordnung der Spanneinrichtung für den Rohling auf einem Schlitten, der in wenigstens einer Richtung linear bewegbar ist, kann die Richtung der Vorschubbewegung genau auf die gewünschte Form der Wölbung abgestimmt werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind den Ansprüchen 7 bis 9 zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung, und

Fig. 2 die Seitenansicht aus Fig. 1 in schematischer Darstellung.

Aus den Fig. 1 und 2 ist eine Vorrichtung 1 zum Metalldrücken ersichtlich. Die Vorrichtung 1 weist ein in den Figuren schematisch dargestelltes Maschinenbett 2 auf, auf dem ein Schlitten 3 in einer nicht gezeichneten Gleitführung in Richtung des Doppelpfeiles V linear und parallel zum Maschinenbett 2 verschiebbar ist. Der Schlitten 3 enthält eine oberhalb eines Freiraums 3′ angeordnete Spannvorrichtung 4, mit der ein zugeschnittener, gestrichelt gezeichneter Rohling 5 aus Blechmaterial umfangsseitig festgespannt werden kann. Die Spannvorrichtung 4 ist entweder verstellbar oder auswechselbar mit dem Schlitten 3 verbunden, so daß die Drückvorrichtung 1 auf einfache Weise für unterschiedliche Rohlinge 5 umgerüstet werden kann.

Oberhalb der Spannvorrichtung 4 ist eine der üblichen Drückrollen 6 an einem als Halter ausgebildeten Drückstempel 7 drehbar gelagert. Die Drückrolle 6 ist in bekannter Weise mit einem in Axialrichtung gerundeten Umfang versehen. Der Durchmesser und die axiale Erstreckung der Drückrolle 6 sowie der Krümmungsradius ihres Umfangs sind, wie allgemein bei Metalldrückverfahren üblich, auf die Legierungszusammensetzung und den Behandlungszustand des zu drückenden Werkstoffs, die Blechdicke und die Geometrie der gewünschten Wölbung abgestimmt.

Der Drückstempel 7 ist mit einer bekannten, nicht dargestellten pneumatischen Belastungseinrichtung verbunden und wird für eine erste Zustellbewegung entlang des Doppelpfeiles ZT in einer Richtung senkrecht zur Ebene des planen Rohlings 5 in den Freiraum 3′ hinein, sowie senkrecht zur Bewegungsrichtung V des Schlittens 3 bewegt. Wie Fig. 2 zeigt, kann der Drückstempel 7 in einer zweiten Zustellbewegung entlang des Doppelpfeiles ZB parallel zur Ebene des planen Rohlings 5 jedoch sowohl senkrecht zur Bewegungsrichtung ZT als auch senkrecht zur Bewegungsrichtung V bewegt werden.

Die Bewegungen des Schlittens 3 und des Drückstempels 7 werden zweckmäßigerweise in Abhängigkeit voneinander durch ein NC-Programm gesteuert, wobei eine Bewegung des Schlittens 3 in Richtung V den Vorschub, eine Bewegung des Drückstempels 7 in Richtung ZT eine Zustellung in Tiefenrichtung der gewünschten Wölbung und in Richtung ZB eine Zustellung in Breitenrichtung der Wölbung bewirkt. Die Steuerung sollte linear und zirkular bis zu einem Radius von etwa 1000 m möglich sein, um auch sehr kleine Zustellbewegungen bzw. sehr flache Kurven zu verwirklichen. Außerdem sollte eine spline-Interpolation möglich sein, um einen übergangslosen Anschluß von einem Kurvenradius zu einem anderen herstellen zu können.

Zum Drücken von nicht-rotationssymmetrisch gewölbten Teilen 5′ wird ein ebener Rohling 5 in die Spannvorrichtung 4 auf dem Schlitten 3 eingespannt. Die Steuerung wird gemäß dem verwendeten Werkstoff, der Blechdicke des Rohlings 5, der gewünschten Wandstärke des fertigen Teils 5′, der gewünschten Geometrie der Wölbung sowie gegebenenfalls weiteren Verfahrensparametern eingestellt. Das Drücken erfolgt zeilenweise in Richtung V und schrittweise in den Freiraum 3′ hinein, wobei die Drückrolle 6 zu Beginn von oben auf eine Längsmittellinie des Rohlings 5 aufgesetzt wird, die parallel zur Vorschubrichtung V verläuft.

Während der Vorschubbewegung des Schlittens 3 entlang des Pfeiles V folgt die Drückrolle 6 dem einprogrammierten Verlauf der Tiefenzustellung ZT. Danach wird die Drückrolle 6 durch einen Zustellschritt entlang ZB um eine Zeile neben die Längsmittellinie verschoben und entlang des einprogrammierten Verlaufs der Tiefenzustellung ZT geführt, während der Schlitten 3 in der Vorschubbewegung V unter der Drückrolle 6 durchläuft. Dann wird die Drückrolle 6 auf die gegenüberliegende Seite der Längsmittellinie verschoben und dort ein Drückvorgang durchgeführt. Diese Verfahrensschritte werden so oft wiederholt, bis das Teil 5′ die gewünschte Tiefe, Breite und Form der Wölbung aufweist.

In Abwandlung des beschriebenen und gezeichneten Ausführungsbeispiels kann der Schlitten 3 außer der Vorschubbewegung V auch die Zustellbewegung ZB in Breitenrichtung der Wölbung übernehmen, wenn für den Schlitten eine entsprechende Bewegungsmöglichkeit vorgesehen wird. Unter Umständen können auch die Vorschub- und beide Zustellbewegungen entweder durch den Schlitten oder durch den Drückstempel ausgeführt werden. Bei entsprechender Konstruktion der Führung des Schlittens oder des Drückstempels können auch nicht-lineare Vorschubbewegungen ausgeführt werden. Zum Umrüsten der Drückvorrichtung auf eine andere Wölbungsgeometrie, einen anderen Verformungswerkstoff bzw. andere Blechdicken muß lediglich das NC-Programm ausgetauscht sowie gegebenenfalls die Spannvorrichtung verändert werden. Falls erforderlich, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch unter erhöhter Temperatur durchgeführt bzw. mit einem geeigneten Wärmebehandlungsverfahren gekoppelt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders zum Herstellen von Segmenten für große Tankböden, die wegen ihrer Größe nicht als Ganzes gedrückt werden können, zum Herstellen von Segmenten für Flugzeugbeplankungen, von Radarreflektoren oder von Ablegeformen für die Herstellung glasfaserverstärkter Gegenstände oder dgl.

Claims (9)

1. Verfahren zum Metalldrücken eines gewölbten Teils aus einem Rohling aus Blechmaterial, wobei der Rohling umfangsseitig eingespannt und mittels einer Drückrolle mit der gewünschten Wölbung versehen wird, wobei sich die Drückrolle und der Rohling in gesteuerten Vorschub- und Zustellbewegungen relativ zueinander bewegen, die Drückrolle an der Innenseite der Wölbung angreift und der Rohling in einen Freiraum hineingewölbt wird, gekennzeichnet durch seine Anwendung zum Herstellen eines nicht-rotationssymmetrisch gewölbten Teils.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorschub- und Zustellbewegungen linear erfolgen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste und eine zweite Zustellbewegung von der Drückrolle ausgeführt werden und sich der Rohling für den Vorschub bewegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von der Drückrolle eine erste Zustellbewegung ausgeführt wird und sich der Rohling für den Vorschub und für einen zweite Zustellbewegung bewegt.

5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Zustellbewegung die Tiefe der Wölbung und die zweite Zustellbewegung deren Breite bestimmt.

6. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit einer an einem bewegungsgesteuerten Halter (7) drehbar angeordneten Drückrolle (6), wobei der Halter (7) in wenigstens einer Richtung (ZT) linear bewegbar ist, und mit einer Spannvorrichtung (4) für den Rohling (5), dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (4) auf einem Schlitten (3) angeordnet ist, der in wenigstens einer Richtung (V) linear bewegbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (7) in zwei im wesentlichen rechtwinklig zueinander verlaufenden Richtungen (ZT, ZB) und der Schlitten (3) in einer rechtwinklig zu den Bewegungsrichtungen des Halters (7) verlaufenden Richtung (V) bewegbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (7) in einer Richtung (ZT) auf den Rohling (5) zu und von ihm weg, und daß der Schlitten (3) in zwei zueinander und zur Bewegungsrichtung (ZT) des Halters (7) senkrecht verlaufenden Richtungen (V, ZB) bewegbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, gekennzeichnet durch eine zirkulare und lineare numerische Steuerung für den Halter (7) und den Schlitten (3).