EP1262255B1

EP1262255B1 - Blechumformmaschine

Info

Publication number: EP1262255B1
Application number: EP02007969A
Authority: EP
Inventors: Klaus Sammer; Bernhard Knischeck
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2001-05-23
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2006-09-06
Anticipated expiration: 2022-04-10
Also published as: DE10125083A1; EP1262255A1; DE50208045D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Blechumformmaschine, und insbesondere eine Ziehpresse zur Serienfertigung von großflächigen Rohkarosserieteilen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bei Ziehpressen herkömmlicher Bauart, wie sie etwa aus der DE 36 23 188 C bekannt sind, bestehen das Ober- und das Unterwerkzeug aus einem einstückig als Hohlgussteil ausgebildeten Formteil (Stempel und Matrize), welches unmittelbar am Pressentisch bzw. am Pressenstößel auswechselbar befestigt ist. Zu diesem Zweck sind der Pressentisch und der Pressenstößel nach der US-A-3 702 560 mit Schnellverschlüssen bestückt, die sich individuell an unterschiedlich große Formteile anpassen lassen, und nach der WO 00 09276 A sind zum Höhenausgleich zwischen Formteil und Pressentisch bzw. Pressenstößel kastenförmig aus Einzelelementen zusammengesteckte Abstandhalter angeordnet.
Bei bekannten Ziehpressen der eingangs genannten Art hingegen enthält das Ober- und das Unterwerkzeug zusätzlich zu dem Formteil (Stempel oder Matrize) und dem Blechhalter einen oberen und unteren, formteilspezifischen Grundträger in Gussbauweise, welcher dauerhaft mit dem zugehörigen Formteil verbunden und mit Führungsflächen zur gegenseitigen Zentrierung der Formteile und des Blechhalters versehen ist. Der Grundträger und das Formteil bilden eine einheitliche, als Ganzes auswechselbar am Maschinenteil befestigte sowie transport- und lagerfähige Werlaeuggruppe. Eine solche Bauart ist jedoch mit einem hohen Herstellungsaufwand verbunden, da für jede neue Blechteilgeometrie eine gesonderte Werkzeuggruppe mit blechteilspezifischen Formteilen, Grundträgern und zugehörigem Blechhalter angefertigt werden muss.
Ferner ist aus der US-A-4 254 999 eine Blechumformmaschine dieser Art bekannt, bei der die zwischen den Formteilen und den Maschinenteilen, also dem Pressentisch oder dem Pressenstößel, angeordneten, mit Führungsflächen zur gegenseitigen Zentrierung versehenen Grundträger eine standardisierte Bauweise besitzen, um so ein Auswechseln von Werkzeugteilen und Wiederverwenden der Grundträger zu ermöglichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Blechumformmaschine der eingangs genannten Art so auszubilden, dass der Herstellungsaufwand für die Werkzeugober- und -unterteile wesentlich verringert wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebene Blechumformmaschine gelöst.
Erfindungsgemäß wird durch den Einsatz formteilunabhängig ausgebildeter Grundträger, die einschließlich der Führungsflächen in standardisierter, wiederverwendbarer Bauweise jeweils für eine Vielzahl unterschiedlich gestalteter, blechteilspezifischer Stempel bzw. Matrizen verwendbar sind, nicht nur der Transport, die Stapelbarkeit und das Auswechseln der einzelnen Werkzeug-Baugruppen vereinfacht, sondern vor allem auch in Verbindung mit der massiven Stahlbauweise der Formteile, durch die - anders als bei Formteilen in Guss- und/oder Rippenbauweise - eine problemlose Nachbearbeitung und Anpassung der formgebenden Werkzeugflächen an geänderte Blechteilgeometrien ermöglicht wird, der Planungs- und Investitionsaufwand für die werkzeugseitige Baugruppe in erheblichem Umfang reduziert.
Im Hinblick auf einen vereinfachten Zusammenbau des Grundträgers mit unterschiedlich gestalteten Formteilen sind die Grundträger in vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 2 formteilseitig mit gerastert angeordneten Befestigungspunkten versehen, während die entsprechenden Befestigungspunkte am Formteil formteilspezifisch, aber unter Beachtung des Rastermaßes positioniert sind.
In besonders bevorzugter Weise ist nach Anspruch 3 zusätzlich auch der Blechhalter bei einer Änderung der Blechteilgeometrie dadurch mit geringem Arbeitsaufwand, nämlich lediglich durch Nachbearbeiten seiner Spannfläche, wiederverwendbar, dass er ebenfalls aus einem massiven Stahlblock hergestellt und auf Seiten des zugeordneten Grundträgers blechteilunabhängig ausgebildet und gleitend geführt ist.
In weiterer, besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung, wonach zum Andrücken des Blechhalters an das Blechteil Druckbolzen an einer unabhängig von den Maschinenteilen angetriebenen Hubplatte vorgesehen sind, welche in der Vorschublage der Hubplatte in entsprechende Aufnahmeöffnungen des Grundträgers eingreifen und den Blechhalter über Zwischenstößel betätigen, sind nach Anspruch 4 sämtlichen, im Bereich der maschinenteilseitigen Auflagefläche des Grundträgers gleichförmig verteilten Druckbolzen entsprechende Aufnahmeöffnungen im Grundkörper zugeordnet, so dass die zur Blechhalterbetätigung jeweils benötigten Druckbolzen allein durch eine blechhalterspezifische Anordnung der Zwischenstößel ausgewählt werden können. Dies hat den Vorteil, dass der Grundkörper unverändert für Blechhalter mit unterschiedlich positionierten Zwischenstößeln verwendbar ist und sämtliche Druckbolzen ständig auf der Hubplatte verbleiben können und nicht - wie bei herkömmlichen Konstruktionen - bei jedem Umrüsten von Blechhaltern mit unterschiedlich angeordneten Zwischenstößeln die überschüssigen Druckbolzen in zeitaufwändiger Weise entfernt und fehlende neu eingesetzt werden müssen.
Nach Anspruch 5 sind die Grundträger aus Herstellungsgründen bevorzugt als Gussteile ausgebildet, und die Formteile und/oder Blechhalter sind an den Blechform- bzw. Spannflächen oberflächenveredelt, wodurch selbst für hochfeste Stahlbleche eine hohe Verarbeitungsqualität garantiert wird.
Für Formteile mit größeren Einbauhöhen empfiehlt es sich schließlich nach Anspruch 6, das Formteil aus Kostengründen durch ein zwischen dieses und den Grundträger eingesetztes Distanzstück in Form einer Stahlkonsole höhenzupositionieren.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen in stark schematisierter Darstellung:

Fig. 1: einen Schnitt einer Blechumformmaschine in Form einer Ziehpresse nach der Erfindung;
Fig. 2a-c: eine perspektivische Darstellung des aus Blechhalter (a), Stempel (b) und Grundträger (c) bestehenden Unterwerkzeugs gemäß Fig. 1 im zerlegten Zustand; und
Fig. 3a, b: eine perspektivische Darstellung des aus Matrize (a) und Grundträger (b) bestehenden Oberwerkzeugs gemäß Fig. 1 im ebenfalls zerlegten und zusätzlich um 180° verdrehten Zustand.

Fig. 1 zeigt eine Ziehpresse mit einem hydraulisch betätigten Pressenstößel 1, einem Pressentisch 2 und einer unterhalb des Pressentisches 2 angeordneten, ebenfalls hydraulisch betätigten Hubplatte 3, welche in gleichförmig dichter Verteilung mit den Pressentisch 2 durchgreifenden Druckbolzen 4 zur Blechhalterbetätigung belegt ist. Insoweit ist die Ziehpresse von konventioneller Bauweise.
Das Unterwerkzeug 5 und das Oberwerkzeug 6 der Ziehpresse bilden eine einheitliche, als Ganzes transport- und lagerfähige, am Pressentisch 2 bzw. Pressenstößel 1 auswechselbar festgespannte Baugruppe und bestehen jeweils aus einem Grundträger 7 bzw. 8, einem an diesem befestigten Formteil, also einem Stempel 9 bzw. einer Matrize 10, sowie einem Blechhalter 11 am Unterwerkzeug 5. Während die Grundträger 7, 8 als Rippengussteile gefertigt sind, sind die Formteile 9, 10 und der Blechhalter 11 aus massiven Stahlblöcken hergestellt und an ihren formgebenden Werkzeugflächen 12, 13 bzw. der Spannfläche 14 des Blechhalters 11 oberflächenveredelt.
Anders als die Formteile 9, 10 und der Blechhalter 11 an der Spannfläche 14 und der an den Stempel 9 angrenzenden Innenfläche 15 (Fig. 2a), welche jeweils blechteilspezifisch gestaltet sind und aufgrund der massiven Stahlbauweise bei einer Änderung der Blechteilgeometrie problemlos nachgearbeitet werden können, sind die Grundträger 7, 8 unabhängig von der Raumform der Formteile 9, 10 und des Blechhalters 11 ausgebildet und aufgrund ihrer standardisierten Bauart für eine Vielzahl unterschiedlicher Stempel 9 und Blechhalter 11 bzw. Matrizen 10 verwendbar. So sind die Grundträger 7, 8 jeweils mit rastermäßig angeordneten, gleichförmig dicht verteilten Gewindebohrungen 16 versehen, während die entsprechenden Gegenbohrungen 17 am Stempel 9 und der Matrize 10 je nach der Raumform des Formteils 9, 10 unterschiedlich, aber unter Beachtung des Rastermaßes der Gewindebohrungen 16 positioniert sind, so dass sich verschiedenartig gestaltete Formteile 9, 10 dauerhaft mit dem zugehörigen Grundträger 7, 8 verschrauben lassen. Die exakte Positionierung der Formteile 9, 10 am Grundträger 7 bzw. 8 wird durch - nicht gezeigte - Passstifte und -bohrungen bewirkt.
Femer sind an den Grundträgern 7, 8 zueinander korrespondierende Führungsflächen 18 ausgebildet, welche die gegenseitige Zentrierung der Formteile 9, 10 beim Pressenhub übernehmen. Weiterhin ist der Blechhalter 11 an seiner Außenkontur unabhängig von seiner blechteilspezifischen Spann- und Innenflächengestalt an die standardisierte Grundträgergeometrie angepasst und zur Hubzentrierung ebenfalls mit Führungsflächen 19, die mit entsprechenden Gegenflächen 20 am Grundträger 7 zusammenwirken, versehen.
Die Hubbetätigung des Blechhalters 11 erfolgt durch die auf der Hubplatte 3 angeordneten Druckbolzen 4 unter Zwischenschaltung von blechhalterspezifisch auf der Unterseite des Blechhalters 11 angeordneten, im Grundträger 7 geführten Zwischenstößeln 21. Wie aus Fig. 2c ersichtlich, sind die entsprechenden Aufnahmeöffnungen 22 im Grundträger 7 auch hier wieder rastermäßig gleichförmig verteilt, so dass der Grundträger 7 für Blechhalter 11 mit unter Beachtung des Rastermaßes unterschiedlich positionierten Zwischenstößeln 21 verwendbar ist. Das Rastermaß der Aufnahmeöffnungen 22 entspricht der Verteilung der Druckbolzen 4 auf der Hubplatte 3, derart, dass sämtliche Druckbolzen 4 beim Aufwärtshub der Hubplatte 3 über die pressentischseitige Auflagefläche des Grundträgers 7 angehoben und von diesen dann die den Blechhalter 11 betätigenden allein durch die blechhalterspezifische Anordnung der Zwischenstößel 21 ausgewählt werden, ohne dass bei einem Blechhalterwechsel überschüssige Druckbolzen 4 entfernt oder fehlende ergänzt werden müssen.
Da handelsübliche Stahlblöcke in gewalzter oder geschmiedeter Form gewöhnlich nur in begrenzten Bauhöhen geliefert werden, kann zum Höhenausgleich des Formstempels 9 ein von diesem getrennt hergestelltes, ebenfalls aus einem massiven Stahlkörper bestehendes Distanzstück 23 verwendet werden (Fig. 2b).

Claims

Blechumformmaschine, insbesondere zur Großserienfertigung von Rohkarosserieteilen, mit oberen und unteren, relativ zueinander hubbeweglich angetriebenen Maschinenteilen und an diesen jeweils auswechselbar befestigten Grundträgern für die mit einander zugekehrten Blechformflächen versehenen Formteile, dadurch gekennzeichnet, dass
die Grundträger (7, 8) unabhängig von der Raumform der Formteile (9, 10) gestaltet und die Formteile in Massivbauweise aus Stahlblöcken mit in diese eingearbeiteten Blechformflächen (12, 13) hergestellt sind.
Blechumformmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundträger (7, 8) formteilseitig mit gerastert positionierten Befestigungspunkten (16) versehen und die entsprechenden Befestigungspunkte (17) am Formteil (9, 10) in einem nach Maßgabe des Rastermaßes der Grundträger bestimmten, formteilspezifischen Abstand zueinander angeordnet sind.
Blechumformmaschine nach Anspruch 1 oder 2, mit einem formteilumgreifend und an seiner Spannfläche blechteilspezifisch gestalteten Blechhalter dadurch gekennzeichnet, dass
der Blechhalter (11) auf Seiten des zugeordneten Grundträgers (7) formteilunabhängig gestaltet und gleitend geführt ist und einschließlich der Spannfläche (14) ebenfalls aus einem massiven Stahlblock hergestellt ist.
Blechumformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer unabhängig von den Maschinenteilen angetriebenen Hubplatte mit in der Vorschublage der Hubplatte in entsprechende Aufnahmeöffnungen des Grundträgers eingreifenden und den Blechhalter über Zwischenstößel an das Blechteil andrückenden Druckbolzen, dadurch gekennzeichnet, dass
sämtlichen im Bereich der maschinenteilseitigen Auflagefläche des Grundträgers (7) gleichförmig verteilten Druckbolzen (4) entsprechende Aufnahmeöffnungen (22) im Grundträger zugeordnet und von diesen die zur Hubbetätigung des Blechhalters (11) ausgewählten durch blechhalterspezifische Anordnung der Zwischenstößel (21) aktiviert sind.
Blechumformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
die Grundträger (7, 8) als Gussteile ausgebildet und die Formteile (9, 10) und/oder der Blechhalter (11) an den Blechform- bzw. Spannflächen (12, 13, 14) oberflächenveredelt sind.
Blechumformmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass
zumindest eines der Formteile (9) durch eine zwischen dieses und den zugehörigen Grundträger (7) eingesetzte Stahlkonsole (23) höhenpositionierbar ist.