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Dokumentenidentifikation DE60120546T2 31.05.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001147832
Titel Inkrementales Verformungsverfahren und Vorrichtung
Anmelder Hitachi, Ltd., Tokyo, JP
Erfinder Okada, Norihisa, Hikari-shi, Yamaguchi 743-0031, JP;
Kawamura, Wataru, Kudamatsu-shi, Yamaguchi 744-0002, JP
Vertreter Strehl, Schübel-Hopf & Partner, 80538 München
DE-Aktenzeichen 60120546
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.04.2001
EP-Aktenzeichen 013035142
EP-Offenlegungsdatum 24.10.2001
EP date of grant 14.06.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 31.05.2007
IPC-Hauptklasse B21D 22/14(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
Hintergrund der Erfindung: <Technisches Gebiet>

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein inkrementelles Verformungsverfahren zur graduellen Verarbeitung einer Platte und eignet sich insbesondere für ein inkrementelles Verformungsverfahren für ein Gießerzeugnis mit einem Flansch an einem Endabschnitt einer Platte. Die Erfindung bezieht sich ebenfalls auf eine inkrementelle Verformungsvorrichtung zum Ausführen des Verfahrens.

<Stand der Technik>

Herkömmlicherweise wird ein Gießerzeugnis mit einem Flansch an einem Endabschnitt einer Platte hergestellt, indem die Platte zwischen eine Matrize und eine Patrize eingefügt und gepresst wird. Da die Matrize und die Patrize erforderlich sind, entstehen hohe Kosten.

Als Mittel zur Verringerung von Gießformen wird ein inkrementelles Verformungsverfahren vorgeschlagen, das in den 18 bis 20 in der Japanischen Offenlegungsschrift Hei 11-310371 gezeigt wird. Dieses Verfahren besteht darin, einen Außenumfang eines Materials an einer Matrize zu befestigen, das Material mit einem stabförmigen Werkzeug zu pressen, es entlang einer inneren Umfangsseite der Matrize zu bewegen, und dann wird eine inkrementelle Schwimmerstummelverarbeitung der Platte ausgeführt. Auf der anderen Seite wird in der Japanischen Offenlegungsschrift Hei 10-76321 die Verformung einer Platte mittels einer ziehenden Verarbeitung ausgeführt. Die Platte ist zwischen einer Patrize und einem Werkzeugelement angeordnet, das um den Umfang der Patrize herum zum inkrementellen Verformen der Platte bewegt wird. Der Umfang der Platte wird durch Klemmen gehalten, die relativ zur Patrize in einer Ziehrichtung bewegbar sind.

Das inkrementelle Verformungsverfahren verwendet lediglich eine Gießform, sodass es nicht teuer ist. Wenn jedoch an einem Endabschnitt der Platte ein Flansch geformt wird, wird die Platte auf eine in der oben erwähnten Japanischen Offenlegungsschrift Hei 11-310371 gezeigten Weise an einem äußeren Endabschnitt des Flansches gelassen. Wenn diese Platte unnötig ist, ist es notwendig, den äußeren Umfangsabschnitt des Flansches abzuschneiden und zu entfernen. Wenn der Flansch gemäß dieser Verarbeitungsweise geformt wird, wird ferner ein von dem Flansch und einer unteren Platte gebildeter Winkel nicht als rechtwinkliger Winkel gebildet. Wenn zum Beispiel ein Zylinder mit dem Flansch in Überlappung gebracht und verbunden wird, ist es schwierig, eine Überlappungsschweißung auszuführen, wenn der Flansch nicht in einer rechtwinkligen Form gebildet wird. Ferner ist es schwierig, einen Flansch mit einer großen Höhe zu formen.

Auf der anderen Seite tritt leicht eine Falte an einem Eckenabschnitt des Flansches auf, wenn der Flansch gemäß der in der Japanischen Offenlegungsschrift Hei 10-76321 gezeigten Weise geformt wird.

Zusammenfassung der Erfindung:

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein inkrementelles Verformungsverfahren zum leichten Verformen einer Platte in einer vorgegebenen Form zur Verfügung zu stellen.

Die oben erwähnte Aufgabe kann durch ein inkrementelles Verformungsverfahren gelöst werden, bei dem in einem Zustand, in dem ein Material an einem auf einer Innenseite einer Matrize angeordneten Sitz befestigt wird, das Material zwischen der Matrize und einem Werkzeugelement sowie zwischen dem Sitz und dem Werkzeugelement angeordnet wird, und in einem Zustand, in dem ein äußerer Endabschnitt des Materials sich in einer Ziehrichtung bewegen kann, der Sitz und das Werkzeugelement in der Matrize entsprechend einer Ziehrichtung relativ bewegt werden und das Werkzeugelement entlang einer inneren Umfangsfläche der Matrize relativ bewegt wird. Eine inkrementelle Verformungsvorrichtung gemäß der Erfindung wird in Anspruch 20 definiert.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen:

1 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung des wesentlichen Bereichs einer Verformungsvorrichtung eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

2 ist eine Perspektivansicht, die die Beziehungen zwischen einer Gießform während des Verformens, einer Matrize, eines stabförmigen Werkzeugs und eines zu verarbeitenden Gegenstandes zeigt;

3 ist eine Planansicht, die den Verarbeitungszustand des in 1 gezeigten kreisförmigen Bogenabschnittes zeigt;

4 ist eine Perspektivansicht, die ein Gießerzeugnis zeigt;

5 ist eine Planansicht, die ein Material zeigt;

6 ist eine Planansicht, die den kreisförmigen Bogenabschnitt des Gießerzeugnisses zeigt;

7 ist eine VII-VII-Querschnittsansicht von 6;

8 ist eine VIII-VIII-Querschnittsansicht von 6;

9 ist eine erklärende Ansicht einer Ziehverarbeitung eines anderen Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

10 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung des wesentlichen Bereichs eines anderen Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

11 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung des wesentlichen Bereichs noch eines anderen Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

12 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung des wesentlichen Bereichs einer Verformungsvorrichtung eines anderen Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

13 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung des wesentlichen Bereichs einer Verformungsvorrichtung noch eines anderen Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

14 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung des wesentlichen Bereichs eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

15 ist eine Querschnittsansicht in Längsrichtung des wesentlichen Bereichs noch eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

16 ist eine Planansicht des wesentlichen Bereichs eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

17 ist eine Seitenansicht des Materials nach der in 16 gezeigten Verformung;

18 ist eine Perspektivansicht des Gießerzeugnisses eines anderen Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

19 ist eine erklärende Ansicht, die einen Herstellungsvorgang des Gießerzeugnisses aus 18 zeigt;

20 ist eine Perspektivansicht des Gießerzeugnisses eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung;

21 ist eine erklärende Ansicht, die einen Herstellungsvorgang des Gießerzeugnisses aus 20 zeigt; und

22 ist eine Perspektivansicht des Gießerzeugnisses eines weiteren Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung der Erfindung:

Ein erstes Ausführungsbeispiel eines inkrementellen Verformungsverfahrens und einer Vorrichtung dafür gemäß der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf 1 bis 5 erklärt werden. 1 zeigt im Wesentlichen nur den linken Endabschnitt einer Vorrichtung die rechts und links symmetrisch ist. 2 zeigt einen Zustand während der Verformung.

Ein Gießerzeugnis 10 hat einen Boden 11 und einen Flansch 12 auf einem äußeren Umfangsabschnitt. Das Gießerzeugnis 10 setzt sich aus vier Seiten, die gerade sind, und einem Eckenabschnitt 12a zusammen, an dem die zwei angrenzenden Seiten in einer kreisförmigen Bogenform miteinander verbunden sind. Die Fläche des Bodens 11 und die Fläche des Flansches 12 sind fast senkrecht aufeinander. Das Gießerzeugnis 10 kann alleine verwendet werden, darüber hinaus wird es zu einer Bedeckung eines Endabschnittes des zylindrischen Elements. Wenn der Flansch 10 und der Endabschnitt des zylindrischen Elements einander überlappen und befestigt sind, ist es erwünscht, den Flansch 12 und den Boden 11 orthogonal zu formen.

Eine Gießform 20 ist eine Matrize (eine äußere Gießform). Die Matrize 20 wird waagerecht angeordnet. An einer oberen Fläche der Matrize 20 wird eine Platte 10b des Materials befestigt. Ein stabförmiges Werkzeug 30 wird in einen Innenabschnitt der Matrize 20 eingefügt. Das Werkzeug 30 bewegt sich entlang einer senkrechten Fläche der Matrize 20 nach unten und bewegt sich dann entlang der inneren Umfangsfläche der Matrize 20. Die Form der inneren Umfangsfläche der Matrize 20 ist im Wesentlichen die gleiche wie die einer Außenfläche des Gießerzeugnisses 10. Wenn das Werkzeug 30 eine Umdrehung macht, wiederholt das Werkzeug 30 den oben beschriebenen Arbeitsschritt. Dabei wird an einer flachen Platte 10b des Materials die Ziehverarbeitung ausgeführt. Das Bewegen des Werkzeugs 30 wird als Bewegen in der Ziehrichtung bezeichnet. Praktisch besteht dies darin, das Werkzeug 30 in einer axialen Richtung zu bewegen und es in einer Richtung einer Tiefe des Gießerzeugnisses 10 zu bewegen.

Die Spitze des Werkzeugs 30 ist flach. Ein Eckenabschnitt von der Spitze hin zu einer Seitenfläche hat eine kreisförmige Bogenform. Der kreisförmige Bogen ist ein durch den Boden 11 des Gießerzeugnisses 10 und den Flansch 12 geformter kreisförmiger Bogen. Das Werkzeug 30 wird von einem oberen mobilen Körper (nicht in der Zeichnung gezeigt) gehalten, um so frei zu rotieren. Das Werkzeug 30 bewegt sich entlang der inneren Umfangsfläche der Matrize 20 (entsprechend einem Abschnitt des Flansches 12). Das Werkzeug 30 bewegt sich in Kontakt mit dem Material 10b, sodass das Werkzeug 30 auf einer Folgegrundlage (eine tägliche Rotation) rotiert. Indem es dies tut, berührt das Werkzeug 30 das Material 10b an keinem Punkt, sodass Steckenbleiben vermieden werden kann. Ferner wird an der oberen Fläche des Materials 10b das Schmieröl aufgebracht.

Mehrere Zapfen (Führungen) 23 zum Positionieren des Materials 10b sind auf einer oberen Fläche der Matrize 20 angeordnet. Wenn die flache Platte des Materials 10b auf das obere Ende der Matrize 20 aufgesetzt wird, befinden sich die Zapfen 23 in Kontakt mit dem äußeren Umfangsabschnitt des Materials 10b. Das Material wird dadurch positioniert. Das obere Ende der Matrize 20 auf der inneren Umfangsseite ist von einer kreisförmigen Bogenform. Dieser kreisförmige Bogen wird entlang dem gesamten Umfang der Matrize 20 vorgesehen. Durch diesen kreisförmigen Bogen bewegt sich der äußere Umfangsabschnitt des Materials 10b glatt auf der inneren Umfangsseite der Matrize 20.

In einem inneren Abschnitt der Matrize 20 befindet sich kein Boden. Dort befindet sich ein Sitz 40 zum Befestigen des Materials 10b innerhalb der Matrize 20. Der Sitz 40 wird durch ein Gerät 50 zum Steuern der Höhe und der Position des Sitzes 40 gehalten. Ein anderer Sitz 40 befindet sich ebenfalls in einem der Spitze (dem unteren Ende) des Werkzeugs 30 gegenüberliegenden Abschnitt. Der Sitz 40 wird an dem Abschnitt installiert, der dem Bewegungsweg des Werkzeugs 30 in der Umfangsrichtung entspricht. Das Material 10b wird insbesondere durch die Spitze des Werkzeugs 30 und den Sitz 40 festgeklemmt. Ferner gibt es noch einen anderen Sitz 40 ebenfalls in der Mitte der Matrize 20. Daher kann der mittlere Abschnitt des Materials 10b befestigt werden.

Der Sitz 40 trägt (lädt) und befestigt das Material 10b. Diese Befestigung wird durch die Magnetkraft eines im Sitz 40 installierten Elektromagneten realisiert. Oder ein Vakuumansaugkissen wird oben am Sitz 40 installiert und die Befestigung wird durch eine Vakuumansaugung realisiert. Die Befestigungsposition ist der mittlere Abschnitt usw. des Sitzes 40. Das Material 10b ist eine Gruppe von Eisen, von rostfreiem Stahl oder von einer Aluminiumlegierung.

Das Gerät 50 zum Bewegen des Sitzes 40 nach oben und nach unten wird im Folgenden erklärt. Das Gerät 50 setzt sich aus mehreren Schraubmechanismen 51 zusammen. Ein Paar von Schraubmechanismen wird in 1 gezeigt. Ein Sitz 45 am unteren Ende des Sitzes 40 wird durch einen Schraubriegel 52 des Schraubmechanismus 51 gehalten. Der Sitz 45 weist eine Mutter auf, die frei rotieren kann. Wenn ein Antriebsgerät 55 rotiert, rotiert der Schraubriegel 52 und der Sitz 40 bewegt sich nach oben. Zwischen dem Sitz 40 oder dem Sitz 45 und der Basis werden mehrere Führungen (in der Zeichnung nicht gezeigt) für den Sitz 40 zum senkrechten Bewegen nach oben installiert. Das Gerät 50 und die Matrize 20 werden auf der Basis (Fundament) installiert.

Das inkrementelle Verformungsverfahren wird im Folgenden beschrieben. Zuerst wird das auf der Grundlage der Form nach dem Verformen entwickelte flache Plattenmaterial (roh) 10b vorbereitet. Da das Gießerzeugnis 10 eine vierseitige Form hat und ein kreisförmiges Bogenteil auf einem Eckenabschnitt wie in 5 gezeigt hat, ist eine Planansicht des Materials 10b im Wesentlichen von vierseitiger Form und der Eckenabschnitt weist eine kreisförmige Bogenform auf. Die Größe und die Form des Materials 10b und die Form des kreisförmigen Bogens des Eckabschnittes werden dadurch bestimmt, dass die Form des Gießerzeugnisses 10 berücksichtigt wird. Bei der oben beschriebenen Entwicklung werden die Entwicklungsabmessungen auf der Grundlage des Oberflächeninhalts und des Volumens des Gießerzeugnisses in derselben Weise wie beim Verformen durch rechteckige Zylinderziehverarbeitung berechnet. Auf der Basis dieser Entwicklungsabmessungen wird eine Platte durch eine Revolverpresse abgeschnitten.

Als Nächstes wird das Material 10b auf die Spitze der Matrize 20 gesetzt. In diesem Moment wird das Material 10b ebenfalls auf den sich nach oben bewegenden Sitz 40 gesetzt. Das Material 10b wird durch die Zapfen 23 positioniert.

Als Nächstes wird das Material 10b am Sitz 40 befestigt. Die Befestigungsposition und die Mittel dazu sind so wie zuvor beschrieben.

Als Nächstes wird der Sitz 40 nach unten bewegt und dann wird das Werkzeug 30 nach unten bewegt. Die untere Position des Werkzeugs 30 ist die Position, in der das Material 10b zwischen der Seitenfläche des Werkzeugs 30 und der vertikalen Fläche (der inneren Umfangsfläche, der gerade Abschnitt) der Matrize 20 positioniert werden kann. Insbesondere wird das Material 10b zwischen der inneren Umfangsfläche der Matrize 20 und der Seitenfläche des Werkzeugs 30 eingeklemmt. In diesem Zustand wird das Werkzeug 30 abgesenkt, wie im letzten Abschnitt beschrieben wird das Werkzeug in der Umfangsrichtung entlang der inneren Umfangsfläche der Matrize bewegt. Das Ausmaß der Absenkung des Werkzeugs 30 geht bis zu einer Position, in der die Spitze des Werkzeugs 30 das abgesenkte Material 10b berührt. Bevor zum Beispiel der Sitz 40 abgesenkt ist, haben, wenn die obere Fläche des Sitzes 40 an derselben Position wie die obere Fläche (die Position, an der der Endabschnitt des Materials 10b befestigt ist) der Matrize 20 positioniert ist und wenn die Spitze des Werkzeugs 30 die obere Fläche des Materials 10b berührt, die Absenkungen des Sitzes 40 und des Werkzeugs 30 das gleiche Ausmaß. Der Sitz und das Werkzeug können zur gleichen Zeit abgesenkt werden.

Wenn die Bodenplatte 11 weit und die Plattendicke dünn ist und der mittlere Abschnitt der Bodenplatte 11 wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt befestigt ist, ist es nicht notwendig, den äußeren Umfangsabschnitt mittels der Matrize 20 zu biegen, da sich nur die Bodenplatte 11 biegt. Daher gibt es die Möglichkeit, dass das Material 10b schräg liegt. Wenn das Werkzeug 30 in der Umfangsrichtung bewegt wird, besteht wie später beschrieben die Möglichkeit, dass das Material 10b rotieren kann. Daher ist das Material 10b am Sitz 40 befestigt.

Die abgesenkte Position des Werkzeugs 30 ist die Position, in der der Flansch 12 zwischen der Seitenfläche des Werkzeugs 40 und der inneren Umfangsfläche der Matrize 20 positioniert werden kann. Die senkrechte Lage (die Winkellage) des Flansches 12 wird berücksichtigt. Wenn die senkrechte Lage des Flansches 12 berücksichtigt wird, wird das Werkzeug 30 so positioniert, dass es das Material 10b zwischen der Seitenfläche des Werkzeugs 30 und der inneren Umfangsfläche der Matrize 20 festklemmt.

Als Nächstes wird das Werkzeug 30 entlang der inneren Umfangsfläche der Matrize 20 bewegt. Das Werkzeug 30 rotiert auf einer folgenden Grundlage. Das Material 10b wird durch die Bewegung des Werkzeugs 30 inkrementell verformt.

Als Nächstes wird, jedesmal wenn das Werkzeug 30 wie oben beschrieben eine Runde macht, der Sitz 40 nach unten bewegt und das Werkzeug 30 wird nach unten bewegt. Die Absenkentfernungen der beiden und die Absenkungsposition des Werkzeugs 30 sind wie oben ausgeführt. Als Nächstes wird das Werkzeug 30 in der Umfangsrichtung entlang der inneren Umfangsfläche der Matrize bewegt.

Danach werden die Absenkungen des Sitzes 40 und des Werkzeugs 30 sowie die Bewegung des Werkzeugs 30 in der Umfangsrichtung wiederholt. Durch die Wiederholung der oben beschriebenen Schritte bewegt sich der äußere Umfangsabschnitt des Materials 10b zur inneren Umfangsfläche der Matrize 20. Demgemäß wird die Ziehverarbeitung ausgeführt. Eine axiale Richtung des Werkzeugs 30 ist die Ziehrichtung. Die Bewegungsrichtung des Werkzeugs 30 entlang der inneren Umfangsfläche der Matrize 20 ist eine radiale Richtung des Werkzeugs 30.

Indem dies getan wird, wird das Material 10b in einem engen Abschnitt zwischen der Matrize 20 und dem Werkzeug 30 verformt und lediglich eine kleine und gleichmäßige Verzerrung findet inkrementell statt, sodass die Flachheit der Bodenplatte 11 zufriedenstellend erhalten bleibt.

Über das oben Beschriebene hinaus kann, da das Gießerzeugnis durch die Beschränkung des Flansches 12 über den gesamten Umfang durch die Matrize 20 geformt wird, das Gießerzeugnis, bei dem der Flansch nicht nach außen ragt und die senkrechte Lage zwischen dem flachen Plattenabschnitt und dem Flanschabschnitt heraussteht, erzeugt werden. Obwohl der Flansch 12a an der Ecke wie in 3 gezeigt dazu neigt, durch die Verformung nach außen zu ragen, wird der Flansch 12a insbesondere von außen durch die Matrize 20 beschränkt, sodass der Flansch 12a senkrecht liegend wird. Über den gesamten Ablauf vom ersten Schritt bis zum letzten Schritt der Ziehverarbeitung kann, da der Flansch 12 an der inneren Umfangsfläche der Matrize 20 und der Seitenfläche des Werkzeugs 30 festgeklemmt ist, die Ziehverarbeitung nämlich durch die Beschränkung des Flansches 12 von der Innen- und von der Außenseite ausgeführt werden. Im Ergebnis kann die Verarbeitung mit einer guten senkrechten Lage usw. ausgeführt werden. Wenn der Flansch 12 mit dem Endabschnitt des Zylinders in Überlappung gebracht und verschweißt wird, können sie leicht verschweißt werden.

Wie oben beschrieben wird beim inkrementellen Verformen mittels der Matrize 20 der Sitz 40 auf der inneren Umfangsseite der Matrize 20 installiert und das Material 10b wird am Sitz 40 befestigt, sodass das Material 10b befestigt werden kann und die vorgegebene Verformung ausgeführt werden kann. Dasselbe kann für den Fall eines Verformungsvorganges gesagt werden, bei dem der Flansch 12 auf der senkrecht liegenden Fläche der Matrize 20 positioniert wird. Ferner wird der Endabschnitt des Materials 10b in die innere Umfangsfläche der Matrize 20 zeigend bewegt und die Ziehverarbeitung wird ausgeführt, und ferner wird der Endabschnitt des Materials 10b zur inneren Umfangsfläche der Matrize 20 positioniert und die Ziehverarbeitung wird ausgeführt. Im Ergebnis kann die durch den Flansch 12 und die Bodenfläche 11 geformte senkrechte Lage akkurat geformt werden. Ferner kann die Höhe des Flansches 11 groß gemacht werden. Ferner kann die Verringerung der Plattendicke des Flansches 12 beschränkt werden.

Da ferner der Endabschnitt des Materials 10b in die Matrize 20 bewegt wird und die Ziehverarbeitung ausgeführt wird, ist es, wenn das Material 10b bezüglich der Form der Verformung berücksichtigt wird, nach dem Verformen unnötig, den Endabschnitt des Flansches 12 abzuschneiden. Ferner ist der Flansch durch den Sitz 40 befestigt, dessen Positionierung mittels der Führung durch die Zapfen 23 usw. ausgeführt werden kann.

Da eine hohe Last wie eine Pressverformung nicht notwendig ist, kann die Matrize 20 aus einem einfachen Material wie einem allgemeinen Stahlmaterial hergestellt werden und eine Wärmebehandlung wie Härtung und eine genaue Oberflächenverarbeitung wie eine Pressform sind nicht notwendig.

Eine Verarbeitungsmaschine zur Ausführung der inkrementellen Verformung ist eine numerisch gesteuerte Verarbeitungsmaschine, zum Beispiel eine NC-Fräsmaschine oder ein Bearbeitungszentrum. In der Hauptwelle (die Spindel) der numerisch gesteuerten Verarbeitungsmaschine wird das Werkzeug 30 installiert. Die Hauptwelle wird entlang der inneren Fläche der Matrize 20 und in der vertikalen Richtung durch die numerische Steuerung bewegt. Die in 1 gezeigte numerisch gesteuerte Verarbeitungsmaschine ist eine längliche. Die Hauptwelle mit dem Werkzeug 30 kann in der vertikalen Richtung und einer der waagerechten Richtungen bewegt werden. Die Matrize 20 und der Sitz 40 werden auf dem Tisch (die Basis) befestigt. Der Tisch kann in der waagerechten Richtung der zur Bewegungsrichtung der waagerechten Richtung der Hauptwelle senkrechten Richtung bewegt werden. Entsprechend dieser zwei Bewegungen kann das Werkzeug 30 entlang der inneren Umfangsfläche der Matrize 20 bewegt werden. Die Aufstiegs- und Absenkungsvorrichtung 50 wird auf dem Tisch befestigt. Anstelle der Bewegung des Werkzeugs 30 in vertikaler Richtung kann der Tisch nach oben und unten bewegt werden.

Im Folgenden wird ein Beispiel erklärt. Der Durchmesser des Werkzeugs 30 ist 25 mm, und die Plattendicke des Materials 10b ist ungefähr 0,5 mm bis 4 mm, und die Entfernung von der inneren Umfangsfläche der Matrize 20 zur Seitenfläche des Werkzeugs 30 beträgt ungefähr das 0,8- bis 2-fache der Plattendicke, und die erzwungene Tiefe des Werkzeugs 30 pro Mal (die Absenkungsentfernung des Sitzes 40 pro Mal) beträgt das 0,5- bis 2-fache der Plattendicke des Materials 10b, und die Höhe des Flansches 12 beträgt ungefähr das 5- bis 20-fache der Plattendicke des Materials 10b. Ferner ist die Höhe des Flansches 12 20 mm, der Radius des kreisförmigen Bogenabschnittes (der Schulterabschnitt) der Matrize 20 ist 5,5 bis 13,5 mm, der Durchmesser des Werkzeugs 33 ist 25 mm, der Radius der Spitze des Werkzeugs 30 ist 5,5 bis 10 mm und der Radius des kreisförmigen Bogenabschnittes 12a ist 100 mm.

Nun wird die Größe des Materials 10b erläutert. Wie in 1 gezeigt hat der Endabschnitt des Materials 10b solch eine Größe, dass er am oberen Abschnitt des kreisförmigen Bogens R des Schulterabschnittes der Matrize 20 oder an der Mittelseite der Matrize vom oberen Abschnitt der oben beschriebenen Mitte positioniert ist. Wenn die Größe größer als oben beschrieben im kreisförmigen Bogenabschnitt 12a des Flansches ist, können leicht Risse im Verbindungsabschnitt des Flansches 12 und der Bodenplatte 11 auftreten.

Wie in 6 gezeigt tritt im obigen Ausführungsbeispiel am Verbindungsabschnitt des geraden Abschnittes 12b und des kreisförmigen Bogenabschnittes 12a des Flansches 12 die Falte 12c leicht auf. Wenn die Höhe des Flansches 12 proportional groß wird, tritt die Falte 12c leicht auf. In 6 ist die Falte zum leichteren Verständnis übertrieben dargestellt. Wie in 7 gezeigt ist der gerade Abschnitt des Flansches 12 von der Bodenplatte 11 gerade geneigt. Wie in 8 gezeigt verläuft der kreisförmige Bogenabschnitt 12b des Flansches 12 entlang des kreisförmigen Bogens des Schulterabschnittes der Matrize 20. Wenn daher die Falte 12c beim Fortschreiten der Ziehverarbeitung aufzutreten beginnt, wird die Ziehverarbeitung zum Stoppen gebracht und der Vorgang zum Zurückdrängen der Falte und zum Glätten des Flansches 12 wird am kreisförmigen Bogenabschnitt der Matrize 20 ausgeführt. Im Folgenden wird dieser Vorgang unter Bezugnahme auf 9A bis 9C erklärt.

Wenn er den Moment erreicht, zu dem die Falte 12c auftritt, wird der in 9A (insbesondere 1) gezeigte Ziehvorgang zum Stoppen gebracht und dann wird das Absenken des Sitzes 40 gestoppt. Und wie in 9B gezeigt wird das Werkzeug 30 leicht nach oben bewegt, und ferner wird das Werkzeug leicht zum Äußeren der Matrize 20 bewegt. Insbesondere ist das Werkzeug 30 unter der Bedingung, dass das Material 10b am kreisförmigen Bogenabschnitt des Schulterabschnittes der Matrize 20 festgeklemmt ist, herumgegangen. Je nach Bedürfnis wird das Werkzeug 30 leicht nach oben bewegt, und ferner wird das Werkzeug leicht ins Äußere der Matrize 20 bewegt, und unter der Bedingung, dass das Material 10b am kreisförmigen Bogenabschnitt des Schulterabschnittes der Matrize 20 festgeklemmt ist, ist das Werkzeug 30 herumgegangen. Dieser Arbeitsvorgang wird notwendigerweise einige Male ausgeführt. Als Nächstes wird das Werkzeug 30 wie in 9C gezeigt dazu gebracht, zur Position von 9A (insbesondere 1) zurückzugehen, und der Ziehvorgang aus 9A (insbesondere 1) wird von Neuem gestartet. Insbesondere werden der Sitz 40 und das Werkzeug 30 nach unten bewegt und das Werkzeug 30 ist herumgegangen. Nach dem erneuten Start des Ziehvorgangs wird dann der oben beschriebene Vorgang zum Zurückdrängen der Falte, wenn die Falte 12 aufzutreten beginnt, von Neuem gestartet.

Zu welchem Zeitpunkt im Ziehvorgang die Falte auftritt, ist notwendigerweise aus Experimenten zu verstehen; in der Mitte des Ziehvorgangs kann der Vorgang zum Zurückdrängen der Falte im Voraus aufgebaut werden. Fasst man das Absenken des Sitzes 40 und des Werkzeugs 30 und die eine Runde des Werkzeugs 30 in der Umfangsrichtung der Matrize 20 zusammen, so kommt man zu einem einmaligen Ziehvorgang.

Nachdem sich im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Sitz nach unten bewegt hat, wird das Werkzeug 30 nach unten bewegt. Diese können jedoch auch gleichzeitig nach unten bewegt werden. Ferner muss es nicht notwendig sein, die Spitze des Werkzeugs abzuflachen, und es muss ebenfalls nicht notwendig sein, das Werkzeug 30 zu rotieren.

Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser des Werkzeugs gleichmäßig. Daher ist der Spitzenabschnitt des Flansches 12 bis unmittelbar vor der Beendigung der Verformung in Kontakt mit der Seite des Werkzeugs 30. Der Spitzenabschnitt des Flansches 12 tritt mit der Seite des Werkzeugs 30 bei jeder Umdrehung des Werkzeugs 30 in Kontakt. Wenn dabei ein Fehler auftritt, verringert sich der Durchmesser des Werkzeugs 30 an der Position, die dem Spitzenabschnitt des Flansches 12 gegenüberliegt.

Beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das inkrementelle Verformen in einem Zustand ausgeführt, in dem das Werkzeug 30 und der Sitz 40 das Material festklemmen. Allerdings findet die inkrementelle Verformung nicht notwendigerweise im festgeklemmten Zustand statt. Zu einem gewünschten Zeitpunkt wird die Absenkungsentfernung des Sitzes 40 daher länger als die Absenkungsentfernung des Werkzeugs 30 gemacht. Dort besteht ein größerer Zwischenraum als die Plattendicke des Materials 10b zwischen diesen. Danach werden die beiden unter Beibehaltung des Zwischenraums nach unten bewegt. Im letzten Schritt der Ziehverarbeitung werden das Werkzeug 30 und der Sitz 40 nach unten bewegt, um so die Bodenplatte 11 durch den Spitzenabschnitt des Werkzeugs 30 und den Sitz 40 festzuklemmen. Im festgeklemmten Zustand wird das Werkzeug 30 in der Umfangsrichtung bewegt.

Dementsprechend wird während des inkrementellen Verformens der Außenumfang der Bodenplatte 11 nicht durch den Sitz 40 und die Spitze des Werkzeugs 30 festgeklemmt. Daher wird die Platte nicht teilweise dünner gemacht. Die Bodenplatte 11 wird am Sitz 40 in einem gebogenen Zustand befestigt. Im letzten Schritt klemmen der Sitz 40 und die Spitze des Werkzeugs 30 die Bodenplatte 11 fest und das inkrementelle Verformen wird ausgeführt, sodass die Flachheit der Bodenplatte 11 und der Winkel zwischen der Bodenseite 11 und dem Flansch 12 wie vorgegeben eingestellt werden.

Der Sitz 40 wird befestigt, und die Matrize 20 wird nach oben bewegt, und das Ziehen kann ausgeführt werden. Das Werkzeug 30 bewegt sich während des Verformens auch nicht vertikal. Der Sitz 40 wird in der Position der axialen Richtung des Werkzeugs 30 und entlang der inneren Umfangsfläche der Matrize 20 positioniert. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird die vertikale Last entsprechend dem Werkzeug 30 dem Sitz 40 auferlegt (das Aufstiegs- und Absenkungsgerät 50). Der Sitz 40 (45) bewegt sich in vertikaler Richtung. Im Ergebnis wird der Sitz 40 (45) leicht geneigt und bewegt sich leicht von der vorgegebenen Position weiter nach unten. Aus diesem Grund ist es schwer, das Gießerzeugnis mit hoher Genauigkeit zu erzeugen. Um dies zu vermeiden, ist es notwendig, das Aufstiegs- und Absenkungsgerät 50, das den Sitz 40 hält, stark auszubilden, und die Vorrichtung wird sehr teuer.

Dies legt die vertikale Last entsprechend dem Werkzeug 30 allerdings kaum der Matrize 20 auf. Aus diesem Grund treten, wenn die Matrize 20 in Bewegung gesetzt wird, die oben beschriebenen Probleme kaum auf, und das Gießerzeugnis kann mit hoher Genauigkeit erzeugt werden und die Vorrichtung kann mit geringen Kosten ausgebildet werden. In diesem Fall kann, während die Matrize 20 in Bewegung gesetzt wird, die Bewegung des Werkzeugs 30 gestoppt werden. Ferner wird, während die Matrize 20 in Bewegung gesetzt wird oder davor, das Werkzeug 30 nach oben bewegt, nach dem Absenken der Matrize 20 kann das Werkzeug 30 nach unten bewegt werden.

Das in 10 gezeigte Ausführungsbeispiel wird im Folgenden erklärt. Die Matrize 20 hat einen Bodenabschnitt 21. Die Breite des Bodenabschnitts 21 ist äquivalent zum Durchmesser des Werkzeugs 30. Wenn sich das Werkzeug 30 nach unten zur untersten Endposition bewegt, klemmen die Spitze des Werkzeugs 30 und die Spitze des Bodenabschnitts 21 das Material 10b fest. Der Durchmesser des Sitzes 40 ist kleiner als der innere Durchmesser des Bodenabschnitts 21. Die Absenkungsentfernung (Abstieg) des Werkzeugs 30 ist praktisch die gleiche wie die des Sitzes 40. Die Absenkungsentfernung (Abstieg) des Sitzes 40 wird so gesteuert, dass die Bodenplatte 11 des Materials 10b nicht verformt werden wird. Im letzten Schritt der Ziehverarbeitung wird die Höhenposition des Sitzes 40 der Höhenposition des Bodenabschnitts 21 angepasst. In dem Zustand, in dem die Spitze des Werkzeugs 30 und der Bodenabschnitt 21 das Material 10b festklemmen, wird das Werkzeug 30 entlang der inneren Umfangsrichtung der Matrize 20 bewegt.

Demgemäß ist es ausreichend, nur die Matrize 20 so herzustellen, dass sie der Ziehverarbeitung des Werkzeugs 30 widersteht.

Wenn die Größe des äußeren Umfangsabschnitts des Sitzes 40 größer als die Größe des inneren Umfangsabschnitts des Bodenabschnitts 21 der Matrize 20 vorgesehen wird und wenn der Sitz 40 nach unten zur untersten Endposition bewegt wird, wird der äußere Umfangsabschnitt des Sitzes 40 auf dem Bodenabschnitt der Matrize 20 befestigt. Demgemäß wird der Sitz 40 im letzten Verarbeitungsschritt von der Matrize 20, die nicht bewegt wird, gehalten und das Auftreten der oben beschriebenen Probleme kann vermieden werden. Ferner kann das Material 10b wie immer durch den Sitz 40 und das Werkzeug 30 festgeklemmt werden.

Ferner wird, wenn der Sitz befestigt wird und die Matrize 20 in der axialen Richtung des Werkzeugs 30 und entlang der Umfangsrichtung der Umfangsfläche der Matrize 20 bewegt wird, der Sitz 40 vorgesehen. Wenn die Matrize 20 zur obersten Endposition angehoben wird, wird das Material 10b zwischen dem äußeren Umfangsabschnitt des Sitzes 40 und dem Werkzeug 30 festgeklemmt. Demgemäß wird das Material 10b im letzten Verarbeitungsschritt durch den Sitz 40, der nicht bewegt wird, gehalten und das Auftreten der oben beschriebenen Probleme kann vermieden werden.

Das in 11 gezeigte Ausführungsbeispiel wird im Folgenden beschrieben. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Höhe des Flansches 12 aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel vergrößert. Die Bewegung des Sitzes 40 und das Absenken des Werkzeugs 30 sind genauso wie im vorherigen Ausführungsbeispiel gezeigt. Nur davon abweichende Punkte werden im Folgenden erläutert.

Der kreisförmige Bogen des Spitzenabschnitts der Matrize 20 auf der inneren Umfangsflächenseite ist vergleichsweise groß. Der kreisförmige Bogen wird nach oben verlängert. Das Material 10b wird auf der Matrize 20 gelegt und am Sitz 40 befestigt. Die Bewegung des Werkzeugs 30 wird vor allem beschrieben. Insbesondere wird, wenn der äußere Endabschnitt des Materials 10b auf die Matrize 20 gelegt wird, in dem Zustand, in dem zwischen dem kreisförmigen Bogenabschnitt der Matrize 20 und dem Spitzenabschnitt des Werkzeugs 30 der äußere Endabschnitt des Materials 10b festgeklemmt ist, das Werkzeug 30 in der Umfangsrichtung der Matrize 20 bewegt. Wenn es eine Runde gemacht hat, wird das Werkzeug 30 auf der inneren Umfangsfläche (nach unten) entlang des kreisförmigen Bogenabschnitts der Matrize 20 bewegt. In dem Zustand, in dem das Material 10b zwischen dem kreisförmigen Bogenabschnitt der Matrize 20 und dem Spitzenabschnitt des Werkzeugs 30 festgeklemmt ist, wird das Werkzeug 30 in der Umfangsrichtung der Matrize 20 bewegt. Auf die gleiche Weise wie die beim in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wird, wenn das Werkzeug 30 nach unten bewegt werden soll, der Sitz 40 nach unten bewegt.

Wenn das Werkzeug 30 auf diese Weise durch den kreisförmigen Bogenabschnitt der Matrize 20b hindurchläuft, wird das Werkzeug 30 an derselben Stelle wie der beim in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel positioniert. Insbesondere wird das Werkzeug 30 in dem Zustand, in dem das Material 10b zwischen der Seitenfläche des Werkzeugs 30 und der inneren Umfangsfläche der Matrize 20 positioniert ist, in der Umfangsrichtung der Matrize 20 bewegt. Der inkrementelle Arbeitsvorgang ist im Folgenden der gleiche wie der des in 1 gezeigten Ausführungsbeispiels.

Insbesondere wird das Werkzeug 30 durch Pressen mittels der Spitze des Werkzeugs 30 vom Außenumfang des auf die Spitze der Matrize 20 gelegten Materials 10b entlang des kreisförmigen Bogens R von der Spitze der Matrize 20 zur inneren Umfangsseite bewegt. Und das Material 10b wird zwischen der vertikalen Seite der Matrize 20 und der Seitenfläche des Werkzeugs 30 positioniert. Diese Bewegung wird mittels numerischer Steuerung ausgeführt.

Indem dies getan wird, wird der äußere Umfangsabschnitt des Materials 10b verformt, indem es an den kreisförmigen Bogen der Schulter der Matrize 20 angepasst wird, sodass Falten unterdrückt werden und die Ziehverformung mit einem hohen Flansch realisiert werden kann. Insbesondere kann der Eckabschnitt 12a des Flansches 12, wenn er verformt werden soll, unter Vermeidung der Erzeugung von Falten verformt werden.

Das in 12 gezeigte Ausführungsbeispiel wird im Folgenden erklärt. Ein Presssitz 60 zum Beschränken des äußeren Umfangsabschnitts des Materials 10b an der Matrize 20 wird vorgesehen. Ein Bolzen 62 drückt den Presssitz 60 über eine Schraubenfeder 61 an die Matrize 20. In diesem Zustand wird das inkrementelle Verformen auf die gleiche Weise wie beim in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ausgeführt. Der Presssitz 60 drückt das Material 10b an die Matrize 20, um den Spitzenabschnitt des Materials 10b in der inneren Umfangsseite der Matrize 20 bewegen zu lassen. Wenn die Ziehtiefe steigt, wird der äußere Umfangsabschnitt des Materials 10 vom Presssitz 60 versetzt und aus der Beschränkung entlassen, und der Endabschnitt des Materials 10b wird auf der inneren Umfangsseite der Matrize 20 positioniert.

Das in 13 gezeigte Ausführungsbeispiel wird im Folgenden erklärt. Das Werkzeug 30 weist einen zum Presssitz 60 äquivalenten Ring 35 auf. Der äußere Durchmesser des Rings 35 ist größer als der äußere Durchmesser des Werkzeugs 30. Der Ring 35 wird mittels einer Schraubenfeder 36 nach unten gedrückt. Der Ring 35 kann sich in der axialen Richtung des Werkzeugs 30 bewegen. Bezugszeichen 38 kennzeichnet ein am Ring 35 befestigtes zylindrisches Element, um den Ring 35 usw. daran zu hindern herauszukommen. Ein Schutz 38b an der Spitze des Elements 38 ist so aufgebaut, dass er sich in einem Schutz 30e eines Abschnitts 30D großen Durchmessers des Werkzeugs 30 verfängt. Bezugszeichen 37 kennzeichnet einen Sitz. Die Position des Werkzeugs 30 ist die gleiche wie die beim in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel.

Demgemäß drückt der Ring 35 in einem frühen Schritt der Verformung den äußeren Umfangsabschnitt des Materials 10b an den Spitzenabschnitt der Matrize 20. Daher wird der äußere Umfangsabschnitt des Materials 10b verformt, indem er an den kreisförmigen Bogenabschnitt an der Spitze der Matrize 20 angepasst wird. Im Ergebnis wird die Erzeugung von Falten unterdrückt und die Ziehverformung mit einem Flansch von großer Höhe kann realisiert werden.

Das in 14 gezeigte Ausführungsbeispiel wird im Folgenden erklärt. Ein Material 10e ist ein vorgeformtes Material, das im Voraus in eine Form geformt wird, die sich an die durch das inkrementelle Verformen zu erhaltende Zielform annähert. Ein Flansch 12c des äußeren Umfangsabschnitts des vorgeformten Materials 10e ist nach oben in einer Hornform verlängert. In einem frühen Schritt befindet sich der Flansch 12e in Kontakt mit dem kreisförmigen Bogenabschnitt der Matrize 20 am oberen Ende. Die Position des Werkzeugs 30 ist die gleiche wie beim in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel.

Der Flansch 12e mit der schließlich erforderlichen Länge wird geneigt und im Voraus installiert, sodass die Erzeugung von Falten und das Einreißen der Platte des inkrementell verformten Abschnitts verhindert werden kann. Das vorgeformte Material 10e wird durch Pressverformung oder die inkrementelle Verformung hergestellt.

Das in 15 gezeigte Ausführungsbeispiel wird im Folgenden erklärt. Ein vorgeformtes Material 10g ist so vorgeformt, dass der äußerste Umfangsabschnitt fast mit der inneren Umfangsseite der Matrize 20 übereinstimmt. Der Flansch 12g ist in einer Hornform verlängert. Der Spitzenabschnitt des Flansches 12g wird auf den kreisförmigen Bogenabschnitt der Matrize 20 gelegt. Das vorgeformte Material 10g wird aufgelegt und auf dem Sitz 40 befestigt. Die Spitze des Werkzeugs 30 befindet sich in Kontakt mit der Bodenplatte des Materials 10g. Die Bodenplatte des Materials 10g ist zwischen der Spitze des Werkzeugs 30 und dem Sitz 40 festgeklemmt. Die Seitenfläche der Spitze des Werkzeugs 30 ist auf der Grenze der Bodenplatte des Materials 10g und des Flansches 12g positioniert.

In diesem Zustand wird das Werkzeug 30 zur vertikalen Flächenseite der Matrize 20 hin bewegt und dann in Umfangsrichtung entlang der vertikalen Fläche der Matrize 20 bewegt. Insbesondere macht das Werkzeug 30 eine Runde, um so den Flanschabschnitt auf die äußere Umfangsseite zu drücken und zu verlängern. Bei jeder Runde wird die Lücke zur Matrize 20 ungefähr um das 0,5- bis 2-fache der Plattendicke verengt. Der Sitz 40 bewegt sich nicht nach unten.

Das vorgeformte Material 10g kann durch das inkrementelle Verformen wie bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel hergestellt werden. Dann kann es durchgängig wie bei dem in 14 oder 15 gezeigten Ausführungsbeispiel inkrementell verformt werden.

Das in 16 und 17 gezeigte Ausführungsbeispiel wird im Folgenden erklärt. Ein Flansch 112 ist bei diesem Ausführungsbeispiel nur auf einer Seite einer im Wesentlichen vierseitigen Figur vorgesehen. Solch ein Flansch ist nicht über dem gesamten äußeren Umfangsabschnitt eines Materials 110 vorgesehen. Die Seite, auf der der Flansch 112 vorgesehen ist, ist von kreisförmiger Bogenform. Das Material 110 ist ein extrudiertes Rahmenmaterial einer Aluminiumlegierung und es weist eine Rippe 110r auf der oberen Flächenseite auf. Die Rippe weist einen T-förmigen Bereich auf.

Die Rippe 110r, an der der Flansch 112 installiert werden soll, wird im Voraus geschnitten und entfernt. Die Dicke der Frontplatte 111 des Rahmenelements 110 ist im Allgemeinen dicker als die für das inkrementelle Verformen geeignete Dicke, sodass die Frontplatte 111 des Abschnitts, an dem der Flansch 112 installiert werden soll, als eine dünne Platte 111b geschnitten und geformt ist. Dieses Schneiden wird zum Beispiel durch eine Stirnfräsung ausgeführt. Der Schnittbereich L sowohl von der Frontplatte 111 als auch der Rippe 110r wird durch den Bewegungsbereich eines Werkzeugs 130 bestimmt.

Es reicht aus, dass eine Matrize 120 lediglich den Abschnitt des Flansches 112 aufweist. Bezugszeichen 150 kennzeichnet ein Beschränkungsmetallstück zum Festklemmen und Anpassen der Frontplatte 111 des Rahmenelements 110 durch den Sitz 140. Das Metallpassstück 150 klemmt die Frontplatte 111 des Rahmenelements und den Sitz 140 in der oberen und unteren Richtung fest. Wenn ein Loch in der Frontplatte 111 geformt werden kann, wird es durch einen Bolzen und eine Mutter festgeklemmt und am Sitz 140 befestigt.

Der Flansch 112 ist nur an einem Teil vorgesehen, sodass es nicht nötig ist, das stabförmige Metallpassstück 130 um die innere Umfangsfläche der Matrize 120 zu rotieren. Es reicht aus, dass das stabförmige Metallpassstück 130 sich in der Richtung des in 16 gezeigten Pfeils vor- und zurückbewegen kann. Das Material kann bei den beiden entgegengesetzten Bewegungen inkrementell verformt werden. Der an das vierseitig geformte Material inkrementell zu formende Flansch kann in einem Fall verarbeitet werden, bei dem drei Seiten und zwei einander gegenüberliegende Seiten existieren.

Das in 18 und 19 gezeigte Ausführungsbeispiel wird erklärt. Wie in 18 gezeigt weist ein Gießprodukt 210 dieses Ausführungsbeispiels einen Flansch 212 an einem Endabschnitt einer Bodenplatte 211 auf, und mehrere linienförmige Rippen 215 sind an der Bodenplatte 211 vorgesehen. Eine Bodenfläche der Rippe 215 ist vergleichsweise groß. Der Flansch 212 weist eine im Wesentlichen vierseitig geformte Bodenplatte auf. Die Rippe 215 springt auf eine Seite vor, die der Vorsprungsrichtung des Flansches 212 gegenüberliegt.

Ein Herstellungsvorgang wird unter Bezugnahme auf 19 erklärt. Ein Material 210b von flacher Plattenform wird auf eine Matrize 220 und einen Sitz (eine Gießform) 240 gelegt, die Endabschnitte der vier Seiten des Materials 210b werden auf die Matrize 220 mittels eines Metallpassstücks 225 gedrückt und befestigt. Eine obere Fläche der Matrize 220 und eine obere Fläche des Sitzes 240 sind im Wesentlichen von der gleichen Höhe. Auf einer oberen Fläche des Sitzes 240 sind mehrere linienförmige einspringende Abschnitte 245 mit der Rippe 215 entsprechender Größe vorgesehen. Eine Tiefe des einspringenden Abschnitts 245 ist größer als die Höhe der Rippe 215 (19A).

Das Werkzeug 30 wird an der Position, an der die Rippe 215 vorgesehen ist, positioniert und wird nach unten bewegt, das Werkzeug 30 wird zum Umfangsabschnitt entlang des einspringenden Abschnitts 245 bewegt und dann wird die Rippe vorgesehen. Diese Verarbeitung ist die Schwimmerstummelverarbeitung. Wenn das Werkzeug 30 eine Runde entlang des einspringenden Abschnitts 245 herumgegangen ist, wird das Werkzeug 30 zu der Position, an der eine andere Rippe 215 vorgesehen ist, bewegt und die Schwimmerstummelverarbeitung wird auf ähnliche Weise ausgeführt. Im Ergebnis werden die Rippen 215 in einer Reihenfolge angebracht. Ferner ist das Absenkungsausmaß des Werkzeugs 30 kleiner als die Höhe der Rippe 215.

Das Werkzeug 30 geht eine Runde entlang aller einspringenden Abschnitte 245 herum und wird weiter nach unten bewegt und geht entlang des einspringenden Abschnitts 245 herum. Auf ähnliche Weise wird dies an der Position der anderen Rippe ausgeführt. Dies wird so oft wie notwendig wiederholt. Wie oben beschrieben werden alle Rippen eine nach der anderen in Reihenfolge geformt (19B).

Wenn die Rippen 215 in einer vorgegebenen Anzahl geformt sind, wird das Metallpassstück 225 entfernt und dann wird das Material 210b am Sitz 240 mittels elektromagnetischer Kraft oder Vakuumsaugkraft befestigt (19C).

Als Nächstes wird die Ziehverarbeitung zum Anbringen des Flansches 212 am Endabschnitt des Materials 210b entsprechend der Bewegung des Werkzeugs 30 und der Matrize 220 (oder dem Sitz 240) auf ähnliche Weise wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgeführt (19D). Wenn das Gießerzeugnis 210 groß ist, ist es wünschenswert, den Sitz 240 zu befestigen und die Matrize 220 zu bewegen.

Das in 18 und 19 gezeigte Ausführungsbeispiel kann in einem Fall verwendet werden, in dem zwar kein Flansch aber die mehreren Rippen 215 vorgesehen sind. Die Befestigung des Materials 210b kann am Sitz 240 erfolgen.

Ein Fall, bei dem die Querschnittsform der Rippe 215 im Wesentlichen eine Dreiecksform hat, wird erklärt. Die Absenkungsposition des Werkzeugs 30 besteht darin, dass zwischen dem Endabschnitt des einspringenden Abschnitts des Sitzes 240 und der Seitenfläche des Werkzeugs 30 eine Lücke mit einer größeren Dicke als der der Platte vorgesehen ist. Ferner wird am Verbindungsabschnitt der Rippe 215 und der Bodenplatte 211 ein vorgegebener kreisförmiger Bogen vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die Flansche 212 auf den vier Seiten vorgesehen, aber ähnlicherweise werden die Flansche auf lediglich drei Seiten vorgesehen.

Das in 20 und 21 gezeigte Ausführungsbeispiel wird erklärt. Wie in 20 gezeigt weist ein Gießerzeugnis 310 dieses Ausführungsbeispiels einen Flansch 312 an einem Endabschnitt einer Bodenplatte 311 auf und mehrere linienförmige Rippen 315 sind an der Bodenplatte vorgesehen. Eine Bodenfläche der Rippe 315 ist vergleichsweise groß. Der Flansch 212 weist eine im Wesentlichen vierseitig geformte Bodenplatte auf. Die Rippe 315 springt in dieselbe Richtung vor wie die Vorsprungsrichtung des Flansches 312.

Ein Herstellungsvorgang wird unter Bezugnahme auf 21 erklärt. Ein Material 310b von flacher Plattenform wird auf eine Matrize 320 und einen Sitz (eine Gießform) 340 gelegt, die Endabschnitte der vier Seiten des Materials 310b werden auf die Matrize 320 mittels eines Metallpassstücks 325 gedrückt und fixiert. Eine obere Fläche der Matrize 320 und eine obere Fläche des Sitzes 340 sind im Wesentlichen von derselben Höhe. Auf einer oberen Fläche des Sitzes 340 werden mehrere linienförmige erhabene Abschnitte 345 mit der Rippe 315 entsprechender Größe vorgesehen. Eine Größe (Breite, Länge, Höhe) des erhabenen Abschnitts 345 ist im Wesentlichen die gleiche wie die Größe der Rippe 315 (21A).

In der Position, in der die Rippe 315 vorgesehen ist, und von der Position, an der die Spitze des Werkzeugs 30 die obere Fläche des Materials 310b berührt und das Werkzeug 30 und die Matrize 320 nach unten bewegt werden, wird das Werkzeug 30 zum Umfangsabschnitt entlang des erhabenen Abschnitts 345 bewegt und dann wird die Rippe angebracht. Diese Verarbeitung ist die Schwimmerstummelverarbeitung. Wenn das Werkzeug 30 eine Runde entlang des erhabenen Abschnitts 345 herumgegangen ist, wird das Werkzeug 30 zu der Position, an der eine andere Rippe 315 vorgesehen ist, bewegt und die Schwimmerstummelverarbeitung wird auf ähnliche Weise ausgeführt. Im Ergebnis werden die Rippen 315 in einer Reihenfolge angebracht. Ferner ist das Absenkungsausmaß des Werkzeugs 30 kleiner als die Höhe der Rippe 315.

Das Werkzeug 30 geht eine Runde entlang aller erhabenen Abschnitte 345 herum und wird im Weiteren nach unten bewegt und geht dann entlang des erhabenen Abschnitts 345 eine Runde herum. Es wird auf ähnliche Weise wie an der Position der anderen Rippe ausgeführt. Dies wird so oft wie nötig wiederholt. Wie oben beschrieben werden alle Rippen eine nach der anderen in einer Reihenfolge geformt (21B).

Wenn die Rippen 315 in einer vorgegebenen Anzahl geformt sind, wird das Metallpassstück 225 entfernt und dann wird das Material 210b am Sitz 240 mittels elektromagnetischer Kraft oder Vakuumsaugkraft befestigt (21C).

Als Nächstes wird die Ziehverarbeitung zum Anbringen des Flansches 312 am Endabschnitt des Materials 310b entsprechend der Bewegung des Werkzeugs 30 und der Matrize 320 (oder des Sitzes 340) auf ähnliche Weise wie beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel ausgeführt (21D). Von der Bildung des erhabenen Abschnitts 345 an wird die Matrize 320 bewegt, im Fall der Bildung des Flansches 320 kann, da die Matrize 320 bewegt wird, der Aufbau einfach gemacht werden.

Das in 20 und 21 gezeigte Ausführungsbeispiel kann in einem Fall verwendet werden, in dem zwar kein Flansch aber die mehreren Rippen 315 vorgesehen sind.

Das in 22 gezeigte Ausführungsbeispiel wird erklärt. An einem Umgebungsabschnitt eines Loches 417 eines Gießerzeugnisses 410 wird ein Grat 418 vorgesehen. Eine Vorsprungsrichtung des Grats 418 ist die umgekehrte Richtung zur Vorsprungsrichtung eines Flansches 412 eines äußeren Umfangsabschnitts des Gießerzeugnisses 410. Eine Gratverarbeitung wird an einem Material, in dem das den Grat 418 verwendende Loch 417 vorgesehen ist, ausgeführt. Die Verarbeitungsprozedur ähnelt der in 19. Der einspringende Abschnitt 245 wird zudem den Grat 418 verwendenden einspringenden Abschnitt. Der Fall des Vorsehens mehrerer Grate ist ähnlich.

Wenn die Vorsprungsrichtung des Grats und die Vorsprungsrichtung des Flansches 412 des äußeren Umfangsabschnitts des Gießerzeugnisses die Gleichen sind, wird eine der in 21 gezeigten ähnliche Prozedur ausgeführt. Der erhabene Abschnitt 345 wird zu dem den Grat verwendenden Abschnitt. Der Fall des Vorsehens mehrerer Grate ist ähnlich.

Anwendungsgemäß können an der Matrize das Vakuumsaugkissen und der Elektromagnet vorgesehen sein, und entsprechend diesen wird das Material befestigt und das inkrementelle Verformen wird entlang des äußeren Umfangs des Materials mittels des Werkzeugs ausgeführt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Material mit einem Verfahren zum inkrementellen Verformen mittels einer Matrize und eines Werkzeugs leicht in eine vorgegebene Form geformt werden.


Anspruch[de]
Inkrementelles Verformungsverfahren, wobei

in einem Zustand, in dem ein Material (10b) an einem auf einer Innenseite einer Matrize (20) angeordneten Sitz (40) befestigt wird, das Material (10b) zwischen der Matrize (20) und einem Werkzeugelement (30) sowie zwischen dem Sitz (50) und dem Werkzeugelement (30) angeordnet wird, und

in einem Zustand, in dem ein äußerer Endabschnitt des Materials sich in einer Ziehrichtung bewegen kann:

der Sitz (40) und das Werkzeugelement (30) in der Matrize (20) entsprechend der Ziehrichtung relativ bewegt werden, und

das Werkzeugelement (30) längs einer inneren Umfangsfläche der Matrize (20) relativ bewegt wird.
Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei, nachdem sich das Werkzeugelement längs der inneren Umfangsfläche der Matrize relativ bewegt hat,

der Sitz und das Werkzeugelement relativ zu der Matrize in der Ziehrichtung bewegt werden und

das Werkzeugelement längs der inneren Umfangsfläche der Matrize relativ bewegt wird.
Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Werkzeugelement in der Ziehrichtung bewegt und ein äußerer Endabschnitt des Materials zu einer Innenseite der Matrize bewegt wird. Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Werkzeugelement in der Ziehrichtung bewegt und ein äußerer Endabschnitt des Materials von einer Endfläche der Matrize zu der inneren Umfangsfläche der Matrize bewegt wird. Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei in einem Zustand, in dem ein äußerer Endabschnitt des Materials an einer inneren Umfangsfläche der Matrize entsprechend der Ziehverarbeitung positioniert ist, das Werkzeugelement längs der inneren Umfangsfläche der Matrize relativ bewegt wird. Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Material eine im wesentlichen vierseitige Platte ist und ein Eckabschnitt oder eine Seite des Materials eine Kreisbogenform hat. Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei

an einem äußeren Umfangsabschnitt der Matrize eine Führung vertikal angeordnet,

in einem Zustand, in dem der äußere Endabschnitt des Materials die Führung berührt, das Material an der Matrize montiert und

das Material an dem Sitz befestigt wird.
Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Material nur an dem Sitz befestigt wird. Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei das Material zwischen einer inneren Umfangsfläche der Matrize und einer Seitenfläche des Werkzeugelements eingeklemmt und das Werkzeugelement längs der inneren Umfangsfläche der Matrize relativ bewegt wird. Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei

der Sitz in Axialrichtung des Werkzeugelements angeordnet wird und

in einem Zustand, in dem das Material zwischen dem Sitz und einer Spitze des Werkzeugelements eingeklemmt ist, das Werkzeugelement längs der inneren Umfangsfläche der Matrize bewegt wird.
Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei in einer abschließenden Stufe des Ziehvorgangs das Material von einer Spitze des Werkzeugelements und einem Teil der Matrize eingeklemmt und das Werkzeugelement längs der inneren Umfangsfläche der Matrize relativ bewegt wird. Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei

bei Bewegung des Sitzes und des Werkzeugelements der Sitz in der Ziehrichtung relativ bewegt und

das Werkzeugelement in der Ziehrichtung relativ bewegt wird.
Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei der Sitz und das Werkzeugelement gleichzeitig in der Ziehrichtung relativ bewegt werden. Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei die Matrize in der Ziehrichtung bewegt wird. Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei in einem Schulterbereich eines Endabschnitts der Matrize, in dem der Ziehvorgang beginnt, ein Kreisbogenteil angeordnet und in einem Zustand, in dem ein äußerer Endabschnitt des Materials den besagten Endabschnitt der Matrize berührt, der Ziehvorgang gestartet wird. Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 15, wobei,

nachdem die Bewegung des Sitzes und des Werkzeugelements in der Ziehrichtung und eine Bewegung des Werkzeugelements an der inneren Umfangsfläche der Matrize stattgefunden hat, der Ziehvorgang unterbrochen,

das Werkzeugelement an einer Seite des Kreisbogenteils relativ bewegt und das Material zwischen dem Kreisbogenteil und einer Spitze des Werkzeugelements eingeklemmt,

in dem oben genannten Zustand das Werkzeugelement längs der inneren Umfangsfläche der Matrize relativ bewegt und

das Werkzeugelement an die Unterbrechungsstelle zurückgeführt und der Ziehvorgang wieder aufgenommen wird.
Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei

in einem Zustand, in dem ein äußerer Endabschnitt des Materials zwischen einem Kreisbogenteil eines Schulterbereichs der Matrize und dem Werkzeugelement positioniert ist, das Werkzeugelement in Umfangsrichtung der Matrize relativ bewegt wird,

der Sitz in der Ziehrichtung relativ bewegt und das Werkzeugelement in der Ziehrichtung längs dem Kreisbogenteil relativ bewegt wird, und

das Werkzeugelement an dem Kreisbogenteil in Umfangsrichtung der Matrize relativ bewegt wird.
Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei

in einem Zustand, in dem ein äußerer Endabschnitt des Materials an einem Endabschnitt der Matrize festgehalten ist, das Werkzeugelement längs dem inneren Umfangsteil der Matrize relativ bewegt wird und

in einem Zustand, in dem entsprechend einer Bewegung des Sitzes und des Werkzeugelements relativ zu der Matrize in der Ziehrichtung, und in dem der äußere Endabschnitt des Materials zwischen einer Seitenfläche des Werkzeugelements und der inneren Umfangsfläche der Matrize angeordnet ist, das Werkzeugelement längs der inneren Umfangsfläche der Matrize bewegt wird.
Inkrementelles Verformungsverfahren nach Anspruch 1, wobei

das Werkzeugelement längs einer inneren Umfangsfläche der Matrize von einem Ende zum anderen relativ bewegt wird und

das Werkzeug von dem einen Ende zu dem anderen Ende relativ bewegt wird.
Vorrichtung zur inkrementellen Verformung mit

einer Basis zur Aufnahme einer Matrize (20) und eines in einer Innenseite der Matrize (20) angeordneten Sitzes (40),

einem an einem oberen Teil der Basis angebrachten Schaft zur Aufnahme eines in einem unteren Teil gerichteten Werkzeugelements (30),

einer ersten Bewegungseinrichtung zum relativen Bewegen des Schafts in vertikaler Richtung,

einer zweiten Bewegungseinrichtung zum relativen Bewegen des Sitzes (40) oder der Matrize (20) in vertikaler Richtung, und

einer dritten Bewegungseinrichtung zum relativen Bewegen der Welle in horizontaler Richtung längs einer inneren Umfangsfläche der Matrize (20).






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