[0001] 本
发明涉及通过一起形成金属板的流路的压
力机、
工作台、拉深凸模、及拉深模和与拉深模相互作用的反
压板来拉深(deep drawing)金属板的方法，其中相对于
反压板可移动的至少一个拉深筋(drawing strip)横向上推过金属板的流路以在拉深阶段(第一
变形阶段)中使金属板变形，拉深筋在停止阶段横向上推过流路又一较短距离(第二变形阶段)，其中增加的变形在第二变形阶段中再次阻止金属板的流动，其中金属板在拉深操作结束时基本上塑性成型。
[0002] 流路是在拉深模和反压板之间形成的拉深间隙。金属板滑动通过该拉深间隙，在此过程中通过反压板的压力阻止金属板。
[0003] 本发明还涉及金属板的拉深设备，包括工作台、拉深凸模、压力机、拉深模、反压板、安装在反压板上以便可以平行于压力机的
冲压方向可移动的多个拉深筋、及在拉深模的边缘上提供且拉深筋可以逐步移动进入其中同时保持拉深间隙的拉
深槽，提供拉深阶段用于金属板的逐步成型，在该拉深阶段向金属板提供具有较小压筋深度(bead depth)的筋凸(drawing bead)，提供至少一个停止阶段，在该阶段向金属板提供具有比筋凸更大的压筋深度的限位筋(stop bead)。
[0004] 通常用于
汽车车身构件的生产的是具有基本上可以确保压力和反向支持力(counterholding force)的精确可调性的反向支持装置的大型机械压力机或液压压力机，因为不同的拉深构件要求不同的拉深力和反向支持力。反向支持装置可以用更多种类的方法设计；在该例子中，反向支持力优选地通过液压或
弹簧力施加。
[0005] 压力机和反向支持装置提供成型要求的力。此外，要求拉深设备具有单独的成型工具，如拉深凸模、拉深模及控制材料流动的单独装置。
[0006] 从美国
专利6,276,185B1中所知用于金属板的拉深的一般类型的拉深方法和拉深设备。在该例子中，通过相对于拉深凸模对称设置的两个拉深筋以控制材料的流动。拉深筋横向上推进金属板的流路以调节(meter)材料的流动。维持该第一变形阶段直到拉深筋的底端自由地从反压板突起冲击工作台。从该时刻起，拉深筋进一步推过金属板的流路，因此进一步阻止流动过程。
[0007]
现有技术的一个缺点是拉深设备缺少可变性。若设定需要调节，已知的拉深设备仅可以以非常复杂的方式改变和设定。
[0008] 另一个已知的拉深设备从DE 199 53 751 A1中所知。所述拉深设备提出拉深筋通过机械传输装置或液压回路移动，尽管没有规定拉深筋分两步移动在拉深阶段和停止阶段横向上通过流路。从DE 199 53 751 A1中所知的驱动拉深筋的措施较复杂且易于损坏，特别是不太合适于批量生产，例如在汽车工业中的批量生产。
[0009] 本发明的目标是提供确保在拉深阶段中金属板的流路的变形精确一致的金属板拉深的方法，该方法注重简单和快速的可调性以便在如工具磨损的事件中或当材料特性改变而需要精细调节时改变变形的程度。
[0010] 根据本发明，通过由设置在反压板和拉深筋之间并用作限位挡
块的可互换的间隔片设定在第一变形阶段要求的变形的程度的方法可以实现目标。
[0011] 拉深筋通常分部分地围绕金属板设置并形成控制金属板的拉深移动的一种结构。根据本发明的新颖方法，拉深筋在金属板的流路中突起的程度通过固定的限位挡块设定。
因为间隔片便于置换，若拉深筋要求通过金属板的流路到不同的程度，可以改变间隔片。
[0012] 因此可以以简单的方式补偿拉深金属板的材料特性通常的
波动或材料特性的刻意改变。通过本发明，即使在压出通常为
钢卷的进料时，也可以实施拉深工具的精细调节，因为调节所要求的时间量较少，生产中断因此保持在限定之内。但是即使需要重新设定，因为要以相同的拉深工具生产例如另一种不同材料制成的拉深构件，例如不同的、较硬或较软等级的钢，可以快速和简单地改变拉深工具。这特别是在汽车公司的平台战略中非常重要，其中不同的车辆在相同的平台上制造，即相应的拉深构件的形状是相同的，然而在强度方面通过不同材料的选择使拉深构件适用于各自的车辆。特别是本文所述的大量的多种高强度钢。
[0013] 在本发明的范围之内，拉深筋可以是整体式或组合式的拉深筋，组合式的拉深筋具有
固定器和至少一个可互换地容纳在固定器中的拉深工具。
[0014] 拉深筋有利地以可移动的方式安装在反压板上。以此方式，拉深筋可以快速地移除以置换在下面设置的间隔片。为确保期望的可变性，提供具有不同的间隔尺寸的间隔片并可以选择地使用。使用每个间隔片实现金属板的单独的变形的程度。
[0015] 本发明的发展在工作台和拉深筋之间提供压力销，为使在拉深阶段压力销短于工作台和拉深筋之间的间隔，减少在拉深阶段的间隔，压力销在拉深阶段的结束或在停止阶段的开始时可以夹持在工作台和拉深筋之间的
位置中，因此，压力销引导压力到可移动的拉深筋中，且拉深筋从用作拉深筋的限位挡块的间隔片升起，因此拉深筋移位到第二变形阶段。
[0016] 在从第一变形阶段到第二变形阶段的拉深筋的移位中，在流路中的金属板的流动移动受阻止。第二变形阶段可以促使拉深操作的阻止，该阻止足够有力以至金属板因变形而停止，且随拉深操作的继续塑性成型。
[0017] 变形阶段开始较早或较晚取决于通过间隔片实现的压力销的延长。长压力销比短压力销可更快地夹持在工作台和拉深筋之间的位置中。以此方式，可以设定拉深阶段的持续期和停止阶段的开始，压力销的相对移动总是在相同的时刻开始。
[0018] 当反压板进入与工作台的摩擦
接触时，达到拉深筋的移动的结束，即第二变形阶段的开始。这可以通过直接或间接的接触实现。
[0019] 本发明提供的方法使用可以结合不同的间隔片以可变的方式使用的拉深筋以单独地改变在拉深阶段的金属板的变形的程度。以此方式，不须使用控制压筋深度的单独的驱动就可以实现不同的压筋深度。
[0020] 从第一变形阶段到第二变形阶段的拉深筋的移动的驱动通过工作台、压力销及拉深筋之间的
摩擦连接实现。停止阶段从该点开始，在此期间拉深筋进一步推过金属板的流路。
[0021] 此外，为实现该目标，本发明提出一种拉深设备，其中提供至少一个可互换的间隔片用于设定在拉深阶段作用的筋凸的压筋深度，其中间隔片在反压板和拉深筋之间作用。
[0022] 因为拉深筋可能是较长的工具，均匀
支撑拉深筋的多个间隔片可以临近彼此设置。以此方式，可以避免拉深筋弯曲。
[0023] 此外，提出的拉深设备设计为允许为制造其压筋深度必须重新设定的不同拉深构件的目的而快速转换。注重将间隔片设置为在可移动的拉深筋和反压板之间以简单易行的方式置换以进行调节。
[0024] 此外，在本发明的方案中，注重设备的健壮性(robustness)。本发明提供的类型的拉深筋的移动的控制维护较少且易于操作，相比较于从DE 199 53 751 A1所知的易出问题的拉深筋控制操作来说特别可靠。
[0025] 压力销有利地偏离于拉深筋和工作台之间的间隔片设置，压力可以通过压力销在工作台和拉深筋之间传递。在为了转换到制造另一个拉深构件而移除拉深筋之后，可以以简单的方式移除压力销。压力销可以置换为另一长度的压力销。
[0026] 拉深设备以压力销在停止阶段夹持在工作台和拉深筋之间的位置，而在拉深阶段不受压力的这样的方式方便地设计，因为在拉深阶段工作台和拉深筋之间的间隔大于压力销的长度。在根据间隔片和压力销的发明的组合中，当在拉深凸模上受冲压时，拉深模的整体行程可以以可变的方式分成拉深阶段和停止阶段。
[0027] 若除了压力销之外提供至少一个间隔元件设置在工作台和拉深筋之间，拉深设备的的操纵可以进一步改进。间隔元件与工作台、压力销及拉深筋串行连接，并有利地以易于接近和易于置换的这样的方式设置。以此方式，若停止阶段改变，可以省去压力销的置换。或者，置换间隔元件以改变停止阶段。
[0028] 间隔元件可以是具有固定的间隔尺寸的间隔片。在该例子中，对于不同材料制成的不同的拉深构件提供有不同的间隔尺寸的单独的间隔片。或者，可以提供不必置换的可调节的间隔装置，因为该间隔装置的间隔尺寸是可变的。提供的间隔装置可以是偏心元件或通过相对于彼此的移位允许间隔装置具有可变间隔尺寸的一对间隔楔块。
[0029] 以较简单的方式，压力销安装在反压板中以便在轴向上可移动，即平行于压力机的冲压方向可移动。
[0030] 压力销的一个
实施例具有在面向拉深筋的端部径向上突起的止动环(retainingcollar)，所述止动环的直径大于反压板上的
轴承孔，压力销在所述轴承孔中以直线导向。以此方式，压力销停止在反压板中。压力销可以在拉深筋的方向上在反压板中从该位置移动。这种情况发生在当压力销的底端冲击工作台时；即产生相对于工作台的直接的或间接的摩擦连接。
[0031] 在又一个改进中提供设置在压力销的两端的拉深筋和工作台之间的至少一个间隔元件。
[0032] 通过多个间隔元件与压力销一起邻接放置在拉深筋和工作台之间，可变性增加。因此，例如具有以1mm的等级分级的间隔尺寸的间隔片可以与具有以0.5mm的等级分级的间隔尺寸的其他的间隔片结合。当然，间隔片的分级还可以基本上细于0.5mm的等级或基本上粗于1mm的等级。
[0033] 本发明通过在
附图中的本文的示例示出，参考几个示意图可以更详细地描述。在该附图中：
[0034] 图1示出在开启状态的拉深设备的对称的半部的横截面；
[0035] 图2示出在拉深阶段中具有拉深筋横向上推过金属板的流路的根据图1的拉深设备；
[0036] 图3示出在拉深操作结束时在停止阶段中的根据图1的拉深设备；
[0037] 图4示出具有压力销设置在拉深筋和工作台之间的拉深设备的放大图，整个附图为放大的细节；
[0038] 图5示出根据图4的拉深设备的侧视图；
[0039] 图6示出在拉深操作结束时在停止阶段中，具有压力销夹持在拉深筋和工作台之间的位置中的根据图4的拉深设备；
[0040] 图7示出根据图6的位置中的拉深设备的侧视图；
[0041] 图8示出根据图2的拉深阶段的时期中的拉深设备的替代实施例的放大的细节；
[0042] 图9示出根据图8的拉深设备的侧视图；
[0043] 图10示出拉深操作结束时在停止阶段的中根据图8和图9的拉深设备的详细横截面；
[0044] 图11示出根据图10的拉深设备的侧视图；
[0045] 图12示出通过具有可以从工具的外部调节并与压力销串行连接的间隔元件的拉深设备的详细横截面；
[0046] 图13示出根据图12的间隔元件的发展的拉深设备；
[0047] 图14示出具有与压力销串行连接并具有偏心元件的可调节的间隔元件的拉深设备的详细横截面。
[0048] 在图1至图3中示出多个步骤的拉深操作。每个截面图示出拉深设备1的对称的半部。拉深设备1具有工作台2。拉深凸模3设置在工作台2上，反压板4设置于临近工作台2上的拉深凸模3，反压板4产生可以产生垂直背向工作台的反向支持力。拉深设备在拉深凸模3和反压板4的上方具有拉深模5。拉深模5设置在压力机6上，通过压力机6在工作台2的方向上产生压力。在反压板4中设置的拉深筋7可以横向上移动到金属板8的平面或横向上移动到金属板8的流路F。所标示的流路F为如图2所示在拉深模5和反压板4之间，并在拉深凸模的方向上
正交于拉深筋的纵向延伸的路径。金属板8滑动通过该标示为流路F的拉深间隙。
[0049] 拉深设备1如图1中所示在开启状态。拉深模5设置在拉深凸模3和反压板4上方一定的间隔处，以便金属板8可以插入到拉深设备1中。金属板8开始仅放置在拉深筋7上。拉深筋7从反压板4突起到一定程度。该程度可以单独地设定。
[0050] 图2所示的为成型的拉深阶段，其中在拉深模5和反压板4之间形成的流路F中拉过金属板8。为金属板8的成型，拉深模5通过压力机6的压力在工作台2的方向上移动。在此过程中，反压板4在拉深模5的方向上受压并传递反向支持力到金属板8。拉深模5和反压板4以同步的移动接近工作台2，同时金属板8夹持在位置中。
[0051] 拉深筋7突起到在拉深模5提供的拉深槽9中并以此方式使金属板8的流路F变形。如图2中所示，拉深筋7使金属板8产生的变形为筋状并在本发明的范围之内标示为筋凸10。筋凸10的压筋深度，或换言之变形的程度在拉深阶段保持恒定。金属板8继续拉过筋凸10。金属板8的端部越来越接近拉深筋7。反压板4和拉深模5越来越接近于工作台2。拉深设备1以这样的方式构造：在反压板4降低期间，压力销11首先进入与工作台2的接触，然后与拉深筋7接触。从该时刻开始，拉深筋7更深地推进拉深模5的拉深槽9中以继续拉深操作，因为压力销11夹持在工作台2和拉深筋7之间的位置中。换言之，在拉深阶段拉深筋7与反压板4和拉深模5同步地降低。筋凸10的压筋深度保持恒定。只要压力销11进入与工作台2和拉深筋7的接触，拉深筋7就不能进一步降低。然而，拉深模5和反压板4进一步降低，压筋深度增加并形成筋凸，在本发明的范围之内筋凸标示为为限位筋12。拉深操作至迟在拉深凸模3与金属板8和拉深模5自
锁连接时或在反压板4进入与工作台2的接触时完成，对于图2描述的两个间隔尺寸：D＜G。压力销11与工作台2的间隔D小于反压板4与工作台2的间隔G。
[0052] 图3示出停止阶段的结束和拉深操作的结束。在该位置中，拉深凸模3和拉深模5两者与金属板8接触。拉深筋7移位达到其进入到拉深模5的拉深槽9中的最大行程。
[0053] 图4-图11示出拉深设备1的两个实施例的放大的细节。图12-图14进一步示出示例性的实施例。所有的示例性的实施例示出工作台2、反压板4、拉深筋7及压力销11。
[0054] 拉深凸模3和拉深模5仅在图4、图6、图8、图10、图12及图14中示出，而在其他的附图中是隐藏的。
[0055] 反压板4具有可移动的板构件4a。板构件4a可以容易地分离。若板部件4a移去，拉深筋7可以移去和置换。以此方式，若需设定其他的拉深参数或补偿磨损，拉深设备可以以特别简单的方式改型。
[0056] 拉深筋7具有拉深筋工具7a和用于拉深筋工具7a的拉深筋固定器7b。拉深筋工具7a可放开地连接到拉深筋固定器7b。拉深筋固定器7b可移动地容纳在反压板4的凹口4b中，即以便平行于拉深模5的移动的方向可移动。提供在凹口4b中的导向销4c与拉深筋固定器7b的导向孔7c形成滑动配合。
[0057] 连接到反压板4面向工作台的端部的
套管轴(quill)13传递反向支持力到反压板4。反向支持力例如通过液压产生。
[0058] 图4-图7详细示出拉深设备的实施例。所述拉深设备具有在停止阶段与拉深筋7和工作台2两者直接接触的压力销11。在操作期间，压力销11的顶端进入与拉深筋7的接触。当拉深操作的停止阶段开始时压力销11的底端放置在工作台2上。图4和图5属于一起。图5示出相同的拉深设备1和相同的拉深操作的时期。在两个图中，压力销11在每个例子中与工作台2具有相同的间隔D。
[0059] 为设定在开始的拉深阶段拉深筋7推过金属板8的流路F的深度，如图5所示提供间隔片14。通过改变间隔片14的厚度可以改变筋凸的压筋深度。间隔片当然还可以
叠加以通过改变叠加的整体厚度改变筋凸厚度。间隔片14可以设置在反压板4的凹口4b中。当拉深筋插入到凹口中，拉深筋不可能正好降低到凹口的底部，因为间隔片14形成限位挡块。取决于间隔片的厚度，拉深筋在反压板4的表面的高度的上方突起。
[0060] 图6和图7再次示出如图4和图5中相同的拉深设备1。在该阶段完成拉深操作。
[0061] 图6示出拉深设备1的细节。示出拉深筋7横截面。图7示出拉深操作的相同的阶段，但是为侧视图。金属板8围绕拉深凸模3完全地拉深。在图6中压力销11与工作台2的先前的间隔D缩小到零。压力销11首先进入与工作台2的接触。在该接触的时刻，在压力销11和拉深筋7之间仍具有间隔。通过拉深操作的继续，反压板4进一步降低且拉深筋7随反压板4进一步降低直到拉深筋7冲击压力销。该时刻是拉深操作的停止阶段的开始，在拉深操作的继续中，反压板4进一步降低直到在反压板4和工作台之间的间隔尺寸G也缩小到零，如图7所示。在反压板4的降低期间，拉深筋7更深地推进拉深模5的拉深槽
9中。
[0062] 关联的图7示出拉深设备1的侧视图。拉深操作在与图6中相同的阶段。间隔片14与反压板4和拉深模5一起降低。在间隔片14和拉深筋7之间引起间隙S，因为拉深筋
7不可能进一步降低。拉深筋7的进一步降低受阻止，因为在该时刻拉深筋放置在压力销11上。换言之：当压力销11支持在工作台2时形成拉深筋7的限位挡块。只要拉深筋7进入与该限位挡块的接触，拉深阶段就完成，拉深操作的停止阶段开始。在停止阶段结束时的间隔片14和拉深筋7之间的间隙S的尺寸对应于拉深筋7从停止阶段的开始到停止阶段的结束移动进入到拉深模5的拉深槽9的间隔。
[0063] 如图5和图7的详细描述，两个压力销11在每个例子如图所示彼此临近。取决于拉深筋的尺寸，多个压力销11可以临近彼此提供以均匀支撑拉深筋7。同样适用于间隔片14，多个间隔片也可以在拉深筋7的长度上临近于彼此分布以支撑拉深筋并防止弯曲。
[0064] 若在根据图4-图7的拉深设备中，开始的筋凸的压筋深度大于如图所示的示例中的，如图5和图7的间隔片必须替换为另一个厚度的间隔片。
[0065] 若拉深构件需要产生更早或更晚的停止阶段的开始，这也可以设定。通过将现有的压力销11替换为更短或更长的压力销11，在根据图4-图7的拉深设备中可以改变拉深操作的停止阶段的开始。
[0066] 因为停止阶段总是在压力销11进入与工作台2和拉深筋7两者的接触时开始，除了压力销11和拉深筋7之间的间隔K必须为零之外，在拉深操作过程中间隔D必须首先减为零。若间隔K或间隔D中的至少一个减少，则可以实现停止阶段的较早的开始。这可以例如通过使用更长的压力销11实现。可以延长压力销11以减少尺寸K，或尺寸K保留而压力销11在相对端延长以减少尺寸D。当然压力销也可以在两端延长。
[0067] 另一方面，通过在拉深筋7和工作台2之间与压力销11串行放置附加的间隔元件可以改变停止阶段。参考图8-图11描述其示例的实施例。图8-图11的每个示出相同的拉深设备。图8和图9属于一起，因为图8和图9示出从两个透视方向，但在拉深操作的相同的时期中的拉深设备。拉深筋7如图8所示，通过金属板受冲压进入拉深模5的拉深槽9，拉深筋7使金属板8的流路F变形。拉深凸模3仍不影响金属板8的任何成型。拉深设备的压力销11设计为短于根据图4-图7的压力销11，因此，除了压力销11之外，间隔片15提供在压力销11和拉深筋7之间，附加的间隔片16也设置在压力销11和工作台2之间。
后面的间隔片16设置在位于工作台2上的托架上。在该设计中，落座在托架17上的间隔片16形成用于压力销11的限位挡块，托架17具有落座高于间隔片16的支撑表面17a，形成用于反压板4的工作台侧的限位挡块。当拉深模5和反压板4在拉深操作期间在工作台
2的方向上降低，首先在压力销11和间隔片16之间的间隔D减少到零。在该阶段筋凸的深度保持恒定，在拉深模5的进一步降低时，在放置在压力销11上的间隔片15和拉深筋7之间的间隔K变小。当间隔K变为零而继续拉深操作时，停止阶段开始，在该阶段拉深筋7更深地推进拉深模5的拉深槽9中，并增加金属板8的变形。同时，图11中描述的间隙S将在拉深筋7和间隔片14之间形成。
[0068] 图10示出拉深操作的结束。拉深凸模3完全地使金属板8成型。拉深筋7比在拉深阶段中更深地移位到拉深模5的拉深槽9中。在拉深操作的结束阶段中产生金属板8的流路F的更大的变形，并阻止在流路F中的金属板8的流动移动或滑动移动。
[0069] 图11中示出拉深操作的相同的阶段。通过反压板4行进靠着托架17的支撑表面17a终止拉深操作。在间隔片14和拉深筋7之间的间隙S的尺寸对应于在停止阶段拉深筋
7更深地移动进入到拉深模5的拉深槽9中的间隔。
[0070] 图12-14示出拉深设备的又一个示例性的实施例。图12和图14示出可调节的间隔装置。如在先前的示例性的实施例，相同的设计提供了相同的设计。
[0071] 图12是具有与压力销11串行连接并且其间隔尺寸是可调节的间隔装置18的拉深设备的示例。提供彼此偏离的两个间隔楔块18a和18b，其中一个楔块18a在楔块方向上是可移动的。楔块18a/18b的整体厚度可以以此方式改变。间隔楔块18b连接到压力销11的一端。在拉深操作的开始，该间隔楔块18b与另一个间隔楔块18a具有一定间隔。当拉深操作进行时，两个楔块彼此冲击，如图12所示。只要在工作台2和拉深筋7之间产生摩擦连接，停止阶段就开始。通过间隔楔块18a和18b的可调节性，间隔楔块18a和间隔楔块18b冲击的时刻可以以连续可调节的方式改变。
[0072] 图13示出其中提供有分级设计的一对间隔块19a和19b的可调节的间隔装置19的示例性的实施例。一个间隔块19b连接到压力销11。关联的间隔块19a设置在工作台2上。由于其增加的可调性，根据图13的实施例，避免了在压力销11上的横向力。
[0073] 在图14中，具有偏心元件20a的间隔装置20设置在压力销11和工作台2之间。偏心元件20a可转动地容纳在支撑块20b中。通过旋转偏心元件20a可以改变在拉深操作期间压力销11与工作台2形成摩擦连接的时刻。
[0074] 标号一览
[0075] 1 拉深设备
[0076] 2 工作台
[0077] 3 拉深凸模
[0078] 4 反压板
[0079] 4a 板构件
[0080] 4b 凹口
[0081] 4c 导向销
[0082] 5 拉深模
[0083] 6 压力机
[0084] 7 拉深筋
[0085] 7a 拉深筋工具
[0086] 7b 拉深筋固定器
[0087] 7c 导向孔
[0088] 8 金属板
[0089] 9 拉深槽
[0090] 10 筋凸
[0091] 11 压力销
[0092] 12 限位筋
[0093] 13 套管轴
[0094] 14 间隔片
[0095] 15 间隔片
[0096] 16 间隔片
[0097] 17 托架
[0098] 17a 支撑表面
[0099] 18 间隔装置
[0100] 18a 间隔楔块
[0101] 18b 间隔楔块
[0102] 19 间隔装置
[0103] 19a 间隔块
[0104] 19b 间隔块
[0105] 20 间隔装置
[0106] 20a 偏心元件
[0107] 20b 支撑块
[0108] D 间隔
[0109] F 流路
[0110] G 间隔
[0111] K 间隔
[0112] S 间隙
