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Patent Searching and Data


Title:
RESHAPING TOOL
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/064071
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a reshaping tool (6) for component surfaces (2), comprising a reshaping device (10) and a fixing device (8) by means of which the component surface (2) to be reshaped is fixed in relation to the reshaping device (10). The invention also relates to a method by which a component surface (2) is positioned in relation to a reshaping device (10). The inventive reshaping device (10) comprises movably arranged guiding elements (26) that are individually controlled and are provided with molding bodies (30). The component surface (2) is fixed in a non-positive manner by the fixing device (8). According to the inventive method, the component surface (2) is sequentially reshaped in several places by means of the inventive reshaping device (10) in the form of plasticizations which extend across the entire thickness of the component or a portion thereof, the reshaping being carried out by a molding body (30) in one molding cycle.

Inventors:
RECCIUS HELMUT (DE)
Application Number:
PCT/EP2003/000775
Publication Date:
August 07, 2003
Filing Date:
January 27, 2003
Export Citation:
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Assignee:
ECKOLD VORRICHTUNG (DE)
RECCIUS HELMUT (DE)
International Classes:
B21D11/20; B21D17/02; (IPC1-7): B21D11/20
Foreign References:
DE3124514A11983-01-05
US6158666A2000-12-12
DE19738976A11998-11-19
US4582460A1986-04-15
Attorney, Agent or Firm:
Henseler, Daniela (Düsseldorf, DE)
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Claims:
Umformwerkzeug Patentansprüche
1. Umformwerkzeug für Bauteilflächen mit einer Umformungsvor richtung und einer Fixierungsvorrichtung, mit der die um zuformende Bauteilfläche bezüglich der Umformungsvorrich tung fixierbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Umformungsvorrichtung (10) eine bewegli che Anordnung einzeln ansteuerbarer Führungselemente (26) mit Formkörpern (30) aufweist, wobei bei Beaufschlagung der Führungselemente (26) mit einer Kraft die Formkörper (30) derart zwängsgeführt in die Bauteilfläche (2) einpressbar sind, dass mittels des Pressvorgangs eine sich über die Bauteildicke ganz oder teilweise erstreckende Plastifizierung erzeugbar ist, während die Bauteilfläche (2) durch die Fixierungsvorrichtung (8) kraftschlüssig festgelegt ist.
2. Umformwerkzeug nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Umformungsvorrichtung (10) an einem beweglichen Schlitten (22) angebracht ist.
3. Umformwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e kenn e n n z e i c h n e t, dass die Umformungsvorrichtung (10) und/oder der bewegliche Schlitten (22) an einer an einem Wagen (34) angebrachten Schiene (24) geführt sind, wobei der Wagen (34) relativ zu der Bauteilfläche (2) ver fahrbar ist.
4. Umformwerkzeug nach Anspruch 2 oder 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Schlitten (22) mittels einer durch einen Zylinder betreibbaren Stellvorrichtung (36) bewegbar ist.
5. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Führungsele mente (26) der Umformungsvorrichtung (10) in einer ersten Richtung seitlich beabstandet angeordnet sind.
6. Umformwerkzeug nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Führungselemente (26) der Umfor mungseinrichtung (10) in einer weiteren, im Wesentlichen senkrecht zu der ersten verlaufenden Richtung seitlich beabstandet angeordnet sind.
7. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass mehrere Füh rungselemente (26) gemeinsam derart ansteuerbar sind, dass während des Pressvorgangs bezüglich einer gedachten, zwi schen den Führungselementen (26) befindlichen Symmetrie ebene eine symmetrische Belastung des Bauteils erzeugbar ist.
8. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h gekennzeichnet, dass jedes Führungs element (26) über einen Druckzylinder (28) ansteuerbar ist.
9. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h gekennzeichnet, dass die Führungsele mente (26) in Form eines Stempels mit Rückholfeder ausge bildet sind.
10. Umformwerkzeug nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Enden der in die Bauteil fläche einpressbaren Formkörper (30) im Querschnitt in Form eines Sektors eines Kreises oder einer Ellipse ausge bildet sind.
11. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Fixierungs vorrichtung (8) eine Einrichtung zur Erzeugung von Magnet kräften aufweist.
12. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Fixierungs vorrichtung (8) eine Einrichtung zur Erzeugung von Vakuum kräften aufweist.
13. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Fixierungs vorrichtung (8) zum Ausgleich von Unebenheiten der Bau teilfläche an der Schiene (24) beweglich gelagert ist.
14. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass an dem Werkzeug (2) zur Verfolgung relevanter Parameter wenigstens eine Sensorik vorgesehen ist.
15. Verfahren zum Umformen von Bauteilflächen, bei dem eine Bauteilfläche bezüglich einer Umformungsvorrichtung ange ordnet wird, d a d u r c h gekennzeichnet, dass mittels der Umformungsvorrichtung (10) sequentiell mehrere jeweils durch einen Pressvorgang mit einem Formkörper (30) verursachte lokale Umformungen der Bauteilfläche (2) in Form von sich ganz oder teilweise über die Bauteildicke erstreckenden Plastifizierungen erzeugt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Umformungsvorrichtung (10) eine einoder zweidimensionale Anordnung seitlich beabstande ter Führungselemente (26) mit daran angebrachten Formkör pern (30) eingesetzt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Anordnung der Führungselemente (26) an einer Verfahreinrichtung befestigt ist und an die ser geführt gegenüber der Bauteilfläche (2) schrittweise verschoben wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, dass die Umformungsvorrichtung (10) zusammen mit einer Fixierungsvorrichtung (8) Teil ei ner Gesamtvorrichtung sind, die über der Bauteilfläche (2) in definierten Arbeitspositionen angeordnet wird.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 18, d a d u r c h gekennzeichnet, dass mehrere Führungselemente (26) der Umformungseinrichtung (10) gleichzeitig derart angesteuert werden, dass sie bezüglich einer gedachten Symmetrieebene zwischen den Führungselementen (26) eine gleichmäßige Belastung des Bauteils erzeugen.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressund Plastifi zierungsvorgang eines Führungselementes (26) während eines Zeitraums von 0,01 bis 5 Sekunden stattfindet.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressund Plastifi zierungsvorgang eines Führungselementes (26) während eines Zeitraums von 0,05 bis 0,5 Sekunden stattfindet.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressund Plastifi zierungsvorgang eines Führungselementes (26) während einer Zehntelsekunde stattfindet.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 22, dadurch gekennzeichnet dass bei der Anordnung der Bau teilfläche (2) Magnetoder Vakuumkräfte verwendet werden.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 23, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Umformvorgang im Ver gleich zu anderen Umformverfahren relativ. geräuschlos stattfindet.
Description:
Umformwerkzeug Die Erfindung betrifft ein Umformwerkzeug für Bauteilflächen mit einer Umformungsvorrichtung und einer Fixierungsvorrich- tung, mit der die umzuformende Bauteilfläche bezüglich der Um- formungsvorrichtung fixierbar ist. Darüber hinaus betrifft sie ein Verfahren bei dem eine Bauteilfläche bezüglich einer Umfor- mungsvorrichtung angeordnet wird.

Bauteilflächen finden insbesondere als tragende Flächen bei- spielsweise im Flugzeug-oder Schiffbau breiten Einsatz. Dort werden sie etwa als Wände, Schotte und Treppenpodeste oder auch als Decks mit häufig unterschiedlichen Querschnitten verwendet.

Die Bauteildicke der verarbeiteten Flächen, die eine erhebliche Ausdehnung im Bereich einiger zehn Meter aufweisen können, wird dabei nicht in erster Linie von deren Festigkeit oder Tragfä- higkeit, sondern von behördlichen Bestimmungen hinsichtlich der Feuerdämmung und des Brandschutzes bestimmt.

Zur Versteifung der ebenen Flächen und der Sicherstellung von deren Tragfähigkeit werden vielmehr Aussteifungen auf die der tragenden Fläche abgewandte Seite aufgeschweißt. Beim Auf- schweißen dieser Aussteifungen kommt es zu einem sogenannten Schweißverzug, also einem durch den Schweißvorgang verursachten Schrumpfprozess, der unerwünschte Welligkeiten der ebenen Flä-

chen verursacht, was wiederum zeit-und kostenintensive Nachbe- arbeitungen eben dieser Flächen notwendig macht. Diese Wellig- keiten können Abmessungen annehmen, die sie mit bloßem Augen erkennbar machen. Ferner ergeben sich durch die genannten Unebenheiten weitere Probleme, wenn die aus den Bauteilflächen gefertigten Teile kritisch hinsichtlich ihrer Passgenauigkeiten beim Eingau in eine Gesamtkonstruktion sind.

Zum Ausgleich der Unebenheiten wird beispielsweise häufig Spachtelmasse verwendet, deren Einsatz neben der Kostenerhöhüng eine nicht erwünschte Verlagerung des Schwerpunktes innerhalb der Gesamtkonstruktion, in die die Flächen eingefügt werden, mit sich bringen. Verschiedentlich werden zur Verringerung der Unebenheiten auch Verfahren eingesetzt, bei denen die zu bear- beitende Bauteilfläche während des Schweißvorganges verspannt wird, wobei sich allerdings die großen Abmessungen der zu bear- beitenden Flächen als nachteilig erweisen oder auch Laser- schweißverfahren, die zwar den Schweißverzug verringern, aber mit hohen Gestehungskosten für die Anlage verbunden sind. Wei- terhin finden auch andere Richtprozesse bei der Nachbearbeitung von Bauteilflächen Anwendung wie etwa Flammrichten oder Richt- rollverfahren und schließlich besteht die Möglichkeit, zur Ver- formung auf die Bauteilfläche mit Hilfe einer Presse nachträg- lich globale Biegemomente aufzubringen, was wiederum mit dem Nachteil behaftet ist, dass diese bei der Größe der erforderli- chen Momente große Wege des Werkzeugs bzw. große Lasten erfor- dern.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vor- richtung und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mittels derer Bauteilflächen unter Vermeidung der eben angeführten Nachteile auf einfache und kostengünstige Weise umgeformt wer- den können, so dass die erforderliche Ebenheit der Flächen ge- währleistet ist.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Umformwerkzeug der

eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Umformeinrichtung eine bewegliche Anordnung einzeln ansteuerbarer Führungselemen- te mit Formkörpern aufweist, wobei bei Beaufschlagung der Füh- rungselemente mit einer Kraft die Formkörper derart in die Bau- teilfläche einpressbar sind, dass mittels des Pressvorgangs ei- ne sich über die Bauteildicke ganz oder teilweise erstreckende Plastifizierung erzeugbar ist, während die Bauteilfläche durch die Fixierungsvorrichtung kraftschlüssig gehalten ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Umformwerkzeug positioniert also eine Fixierungsvorrichtung die zu bearbeitende Bauteilfläche bzw. den Abschnitt der Bauteilfläche gegenüber einer Umformvorrich- tung und legt diese sodann kraftschlüssig fest. Die über der Bauteilfläche angeordnete Umformvorrichtüng weist eine bewegli- che Anordnung einzeln ansteuerbarer Führungselemente mit Form- körpern auf, die mit einer Kraft beaufschlagt werden können. Einzeln oder in Gruppen führen diese Führungselemente nach Auf- bringung der jeweiligen Kraft den an ihnen angebrachten Form- körper aus seiner beabstandeten Position in Richtung auf die Bauteilfläche hin, wo der Formkörper in die Bauteilfläche ein- gepresst wird. Der Pressvorgang, der einen Vorgang partieller Formgebung der Bauteilfläche darstellt, führt durch die Ein- bringung des Formkörpers in die Bauteilfläche zu einem Zurück- formen derselben, so dass die ursprünglich vorhandenen Uneben- heiten ausgeglichen werden. Dies rührt daher, dass durch diese Einbringung des Formkörpers eine sich ganz oder teilweise über die Bauteildicke erstreckende Plastifizierung des Materials er- zeugt wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Umformwerkzeugs ist die Umformvorrichtung an einem beweglichen Schlitten ange- bracht. Hierdurch kann die Umformvorrichtung relativ zu der mittels der Fixiervorrichtung festgelegten Bauteilfläche ver- fahren werden, ohne dass die Festlegung aufgehoben und die Bau- teilfläche neu fixiert werden müsste, so dass derart über grö- ßere Flächen ein definiertes und ökonomisches Arbeiten möglich

ist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung sind die Umformvor- richtung und/oder der bewegliche Schlitten an einer an einem Wagen angebrachten Schiene geführt, wobei der Wagen relativ zu der Bauteilfläche verfahrbar ist. Die Anbringung auf einem sol- chen Wagen, der etwa auf Rädern über die Bauteilfläche bewegt werden kann führt dazu, dass die Umformungseinrichtung zu be- liebigen Orten der zu bearbeitenden Fläche hinbewegt werden kann, während die Führung der Umformeinrichtung und/oder des Schlittens an einer Schiene eine exakte eindimensionale Bewe- gung des Umformwerkzeuges selbst entlang einer linienartigen Richtung bezüglich der Bauteilfläche, etwa parallel. zu einer Schweißnaht in der Bauteilfläche,. gewährleistet, wenn der Wagen sich in einem stationären Zustand befindet. Wahlweise ist dabei auch die Anbringung eines starren Balkens mit der Anordnung der Führungselemente an dem Wagen denkbar, wobei eine Relativbewe- gung bezüglich der Bauteilfläche dann alleine auf Grund der Be- wegung des Wagens stattfände.

Vorteilhafterweise ist dafür der Schlitten mittels einer durch einen Zylinder betreibbaren Stellvorrichtung bewegbar. Diese sorgt für den Antrieb des Schlittens und verfährt diesen in die gewünschte Position, wobei neben einem Antrieb über einen hyd- raulischen oder pneumatischen Zylinder auch andere Stellelemen- te, wie etwa Elektromotoren oder dergleichen vorgesehen sein können.

Die Führungselemente der Umformeinrichtung eines erfindungsge- mäßen Umformwerkzeugs sind bevorzugt in einer ersten Richtung seitlich beabstandet angeordnet, so dass sie eine eindimensio- nale bewegliche Anordnung bilden. Diese ermöglicht bei Verfol- gung einer im Wesentlichen einer geraden Linie folgenden Um- formstrecke, die beispielsweise entlang einer Schweißnaht ver- läuft, eine schnelle und effektive Bearbeitung der Bauteilflä- che. In einer vorteilhaften Weiterbildung sind die Führungsele-

mente der Umformungseinrichtung in einer weiteren, im Wesentli- chen senkrecht zu der ersten verlaufenden Richtung seitlich beabstandet angeordnet. Auf diese Weise können zunächst bei- spielsweise mehrere in einer Richtung weisende Anordnungen pa- rallel zueinander betrieben werden, wodurch eine größere Fläche gleichzeitig bearbeitbar ist. Denkbar ist aber auch, dass die Anordnung in einer weiteren Richtung nicht zwingend einer be- stimmten Richtung folgt, sondern vielmehr an die Umformaufgabe angepasst und damit durch die Situation vorgegeben ausgelegt sein kann. Die hierbei mögliche Verfolgung nicht gerader Linien lässt sich allerdings auch durch eine definierte Ansteuerung einer der mehrerer paralleler Anordnungen von Führungselemen- ten, beispielsweise mittels eines Prozessrechners, bewerkstel- ligen.

Für den störungsfreien Ablauf des Umformvorgangs ist es von Vorteil, dass mehrere Führungselemente gemeinsam derart ansteu- erbar sind, dass während des Pressvorgangs bezüglich einer ge- dachten, zwischen den Führungsselementen befindlichen Symmet- rieebene eine symmetrische Belastung des Bauteils erzeugbar ist. Werden etwa bei einer Anordnung von acht Führungselementen das erste und das achte Führungselement oder das erste, zweite siebte und achte Führungselement beaufschlagt, so kommt es so- wohl hinsichtlich des bearbeitenden Werkzeugs als auch hin- sichtlich bearbeiteten Werkstückes zu einer gleichmäßigen, uni- axialen Belastung. Dies hat den Vorteil, dass sowohl ein Ver- kanten des Bauteils als auch eine Störung an dem Umformwerkzeug mit den einhergehenden Zeit-und/oder Materialverlusten ver- mieden wird.

Zum Betrieb der Führungselemente ist jedes von diesen vorteil- haft über einen Druckzylinder ansteuerbar. Bei entsprechender Ansteuerung des Druckzylinders wird die in diesem gespeicherte Energie frei-und an das Führungselement abgegeben, das seiner- seits mit dem Formkörper in Richtung auf die Bauteilfläche be- schleunigt wird. Die Führungselemente sind dabei bevorzugt in

Form eines Stempels mit Rückholfeder ausgebildet, wobei der Stempel den Formkörper führt und die Rückholfeder dafür sorgt, dass der Stempel nach dem Pressvorgang in seine Ausgangslage zurückgeführt werden kann. Die Betätigung des Führungselementes ist hierbei nicht auf den Betrieb mittels eines Druckzylinders beschränkt, es ist anstatt seiner und der Rückholfeder bei- spielsweise auch der Betrieb mit einem doppelt wirkenden Hyd- raulikzylinder mit Ventilsteuerung denkbar.

Zur Erzeugung des Eindrucks und der damit verbundenen Plastifi- zierung ist es vorteilhaft, die in die Bauteilfläche einpress- baren Formkörper an ihren Enden im. Querschnitt in Form eines Sektors eines Kreises oder einer Ellipse auszubilden. Die Art und Tiefe des zu erzeugenden Eindrucks sowie die Form des Form-. körpers hängen allerdings ebenso wie die aufzubringende Kraft von der zu bearbeitenden Fläche und deren Material, etwa dessen E-Modul, ab. Im Rahmen von Vorversuchen können diese Parameter zur.. Erzielung des gewünschten Umformergebnisses ermittelt wer- den, wobei. dann natürlich auch anders ausgebildete Formkörper zum Einsatz kommen können.

Zur Festlegung der zu bearbeitenden Bauteilfläche weist die Fi- xierungsvorrichtung in einer bevorzugten Ausführung eine Ein- richtung zur Erzeugung von Magnetkräften auf. Bei der Verwen- dung magnetischer Metallwerkstoffe für die Bauteilflächen kön- nen diese mit der Einrichtung angeordnet und fixiert werden.

Darüber hinaus ist es von Vorteil, wenn die Fixierungsvorrich- tung gleichzeitig oder wahlweise eine Einrichtung zur Erzeugung von Vakuumkräften aufweist. Diese findet in Form einer Ansaug- vorrichtung dann Verwendung, wenn es beispielsweise gilt, eine Bauteilfläche aus Aluminium anzuordnen und festzulegen.

Da aufgrund von Dicketoleranzen die Blechdicke der zu bearbei- tenden Bauteilfläche teilweise erheblich schwanken kann, ist es vorteilhaft, dass die Fixierungsvorrichtung zum Ausgleich von Unebenheiten der Bauteilfläche an der Schiene beweglich gela-

gert ist. Die bewegliche Lagerung erlaubt trotz der Unregel- mäßigkeiten der Bauteilfläche eine eben Anordnung der Bauteil- fläche gegenüber den Führungselementen und stellt eine gleich- mäßige Bearbeitung sicher.

In einer vorteilhaften Weiterbildung ist an dem Umformwerkzeug zur Verfolgung relevanter Parameter schließlich wenigstens eine Sensorik vorgesehen. Dabei kann es sich beispielsweise um opti- sche Sensoren zur Verfolgung der Ebenheit der Fläche oder der Schweißnaht handeln. Die durch die Sensoren erzeugten Signäle können wiederum als Regelparameter an die Steuerung zurückge- führt werden und haben dann unmittelbar Einfluss auf den nächs- ten Arbeitsschritt. beim Umformvorgang.

Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, bei dem mittels der Umformungsvorrichtung sequentiell mehrere jeweils durch einen Pressvorgang mit einem Formkörper verursachte lokale Umformungen der Bauteilfläche in Form von sich ganz. oder teilweise über die Bauteildicke. erstreckenden Plastifizierungen erzeugt werden. Die Bauteilfläche wird da- durch einer partiellen Formgebung unterworfen, dass Formkörper in die Fläche mittels einer Umformeinrichtung eingepresst wer- den und es innerhalb einer dem Formkörpereindruck zugeordneten Richtzone zu einer Plastifizierung des Bauteilmaterials kommt.

Diese kann sich bis über die gesamte Bauteildicke erstrecken, wodurch das Material im Bereich des Eindrucks des Formkörpers sogenannt durchplastifiert wird. Hierdurch gelingt es, an der Bauteilfläche während des Herstellungsprozesses aufgetretene Unebenheiten zu beseitigen. Auch wenn das Verfahren durch In- tegration der entsprechenden Umformeinrichtung sogar an einer gewöhnlichen Biegepresse durchführbar ist, spielen bei diesem Prozess globale Biegemomente der bearbeiteten Fläche nur eine untergeordnete Rolle, da es nur zu einer kurzfristigen lokalen Belastung des Materials kommt. Beim Einsatz einer Biegepresse in dem Verfahren kann aber deren Querschnitt erheblich vermin- dert werden, da wesentlich geringere Kräfte zum Einsatz kommen,

als bei einer globalen Biegung einer Gesamtfläche.

Zur abschnittsweisen Bearbeitung einer Bauteilfläche wird vor- teilhafterweise als Umformeinrichtung eine ein-oder zweidimen- sionale Anordnung seitlich beabstandeter Führungselemente mit daran angebrachten Formkörpern eingesetzt. Diese Anordnung er- laubt eine sequentielle, lokale Bearbeitung mehrerer definier- barer Punkte der Oberfläche bei stationären Führungselementen. Bevorzugt ist die Anordnung der Führungselemente dabei an einer Verfahreinrichtung befestigt und wird an dieser geführt gegen- über der Bauteilfläche schrittweise verschoben. Mittels der Verfahreinrichtung sind die Führungselemente relativ zu der Bauteilfläche bewegbar, so dass ein größerer Bereich der Bau- teilfläche bearbeitet werden kann, ohne dass sich an der Flä- chenfixierung etwas änderte. Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Umformvorrichtung zusammen mit einer Fixierungsvor- richtung Teil einer Gesamtvorrichtung ist, die über der Bau- teilfläche in definierten Positionen angeordnet wird. Unter Lö- sen der Bauteilfläche aus der Festlegung der Fixierungsvorrich- tung kann die Gesamtvorrichtung bezüglich der Bauteilfläche verfahren werden, so dass letztlich nach erneuter Fixierung be- liebige Positionen auf der Fläche durch die Umformvorrichtung erreichbar und bearbeitbar sind.

Für eine schnelle und störungsfreie Bearbeitung großer Flächen werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt mehrere Führungselemente gleichzeitig derart angesteuert, das sie be- züglich einer gedachten Symmetrieebene zwischen den Führungs- elementen eine gleichmäßige Belastung des Bauteils erzeugen.

Dementsprechend wird auch die Gesamtanordnung des Umformwerk- zeuges gleichmäßig belastet, was diese insgesamt weniger stö- rungsanfällig macht.

Da die Plastifizierung des Materials der Bauteilfläche auf der schnellen Aufbringung von im Vergleich zu anderen Umformvorgän- gen kleinen Kräften beruht, ist es von Vorteil, wenn der Press-

und Plastifizierungsvorgang eines Führungselementes während ei- nes Zeitraumes von 0,01 Sekunden bis 5 Sekunden stattfindet. Bevorzugt findet dieser Press-und Plastifizierungsvorgang wäh- rend eines Zeitraumes von 0,05 und 0,5 Sekunden und besonders bevorzugt innerhalb einer Zehntelsekunde statt. In diesem Zeit- raum werden durch die an den Führungselementen angebrachten Formkörper durch Beaufschlagung mit einer Kraft Eindrücke in der Bauteiloberfläche erzeugt, wobei die Eindringtiefe der Formkörper sich, abhängig von dem jeweiligen Material, bei- spielsweise im Bereich einiger Hundertstel Millimeter bewegt, so dass der Eindruck selbst keinen wesentlichen Beitrag zu. Un- ebenheit der Fläche leistet, während durch die Plastifizierung größer dimensionierte Unebenheiten der Fläche beseitigt.

Um eine sichere und definierte Bearbeitung der Fläche unter schnellem Bereichswechsel zu gewährleisten ist es bei dem er- findungsgemäßen Verfahren vorgesehen, dass bei der Anordnung der Bauteilfläche Magnet-oder Vakuumkräfte verwendet werden. Mittels dieser Kräfte kann die zu bearbeitende Fläche einfach festgelegt und wieder freigegeben werden, ohne. dass aufwendige Fixierelemente vorgesehen werden müssten.

Aus Immissionsschutz-, und Arbeitssicherheitsgründen ist es schließlich vorteilhaft, dass bei dem Verfahren der Umformvor- gang im Vergleich zu anderen Umformverfahren relativ geräusch- los stattfindet. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren immer nur ein Teilbereich der Bauteilfläche, und bei diesem nur defi- nierte Punkte gleichzeitig einer kurzen Beeinflussung unterlie- gen, ist die Lärmentwicklung bei der Bearbeitung der Bauteil- flächen gegenüber globalen Umformverfahren deutlich reduziert.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.

Es zeigen : Fig. 1 eine stirnseitige Querschnitt eines über einer Bau-

teilfläche angeordneten Umformwerkzeuges mit einer Umformungs-und einer Fixierungsvorrichtung, Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Umformwerkzeug aus Fig. 1 entlang der Linie II-II, Fig. 3 eine Draufsicht von oben auf das Umformwerkzeug.

Die Fig. 1 zeigt zunächst einen Bereich einer Bauteilfläche 2, an deren Unterseite ein Versteifungssteg 4 senkrecht abstehend angebracht ist. Durch die Anbringung des Versteifungssteges 4 mittels eines Schweißverfahrens kommt es innerhalb der Schweiß- zone zu einem Schweißverzug des Materials. Daher verläuft auf der dem Versteifungssteg abgewandten Oberflächeseite der Bau- teilfläche 2 in senkrechter Richtung zu der Zeichenebene in der Zeichnung nicht dargestellt parallel zu dem Versteifungssteg 4 eine Schweißnaht.

Über der Bauteilfläche 2 ist ein Umformwerkzeug 6 angeordnet, welches eine Fixierungsvorrichtung 8 und eine Umformungsvor- richtung 10 aufweist. Die Fixierungsvorrichtung 8 besteht in diesem Fall aus einer parallelen Anordnung seitlich beabstande- ter Ansaugeinrichtungen mit Vakuumkammern 12 im Wesentlichen rechteckigen Querschnitts. Diese werden auf die Bauteilfläche aufgebracht und sind nach Evakuierung der Vakuumkammern 12 in der Lage, die zu bearbeitende Fläche zu halten, zu fixieren und gegenüber der Umformungsvorrichtung 10 anzuordnen. Dabei bildet der von den jeweiligen Vakuumkammer 12 gehaltene Bereich der Bauteilfläche das fehlende Wandstück der ansonsten offenen Kam- mer. An den der Bauteilfläche 2 zugewandten Enden der Wandstü- cke 14 der Vakuumkammer 12 sowie an weiteren für die Sicher- stellung des Vakuums wichtigen Stellen an weiteren sind Dich- tungen 16 vorgesehen.

Zum Ausgleich von Unebenheiten der Bauteilfläche soll die An- saugvorrichtung flexibel sein, wofür sie an einer Stempelauf-

hängung 18 mit einem gelenkigen Verbindungsstück 20 gehalten ist. Die Stempelaufhängung 18 selbst ist dabei an der der Bau- teilfläche 2 zugewandten Seite einer Schiene 24 angebracht, auf der ein Schlitten 22 geführt senkrecht zu der Zeichnungsebene verfahrbar ist. Zwischen den Stempelaufhängungen 18 angeordnet ist an dem Schlitten 20 der Bauteilfläche 2 zugewandt ein Füh- rungselement 26 mit Druckzylinder 28 und Formkörper 30 ange- bracht. Bei einer Betätigung des Druckzylinders 30 wird das Führungselement 26 beschleunigt und zusammen mit dem daran an- gebrachten Formkörper 30 auf die Bauteilfläche 2 hin zubewegt, wobei sie durch die Lücken zwischen den Vakuumkammern 12 ge- führt werden. Die Lücken zwischen den Kammern entsprechen dabei den zu bearbeitenden Richtzonen, in denen ein Umformyor. gang stattfinden soll. Nach dem Einpressen des Formkörpers in. die Richtzone der Bauteilfläche wird das Führungselement 26 mit dem Formkörper 30 durch eine nicht dargestellte Feder in seine Aus- gangslage zurückgeführt und kann sofort von Neuem für einen folgenden Umformvorgang beaufschlagt werden.

Die Fig. 2 zeigt eine bewegliche Anordnung seitlich beabstande- ter Führungselemente 26 die in einer Reihe angeordnet an dem Schlitten 22 über der Bauteiloberfläche 2 bewegbar sind. Der Schlitten 22 läuft auf einer Schiene 24, die sich zwischen zwei senkrechten, zu dem Gestell eines Wagen 34 gehörenden Tragste- gen 32 erstreckt und an den Tragstegen 32 festgelegt ist. Auf den der Schiene 24 abgewandten Seiten der Tragstege 32 sind die Stellvorrichtungen 36 für den Schlitten auf Höhe der Schiene 22 angeordnet, während sich am unteren Ende der Tragstege 32 pa- rallel zur Bauteilfläche verlaufende Querstege mit Aufhängungen zur Anbringung von Rädern 38 befinden.

Bei einer Bewegung des Schlittens wird die Anordnung von Füh- rungselementen 26 linienförmig, also in horizontaler Richtung, verfahren, so dass sich die Führungselemente 26 mit den Form- körpern 30 entlang der von den Vakuumkammern 12 auf der Bau- teilfläche 2 freigelassenen Lücken von einer Einpressposition

in die nächste gebracht werden können. Zwischen dem sechsten und siebten der dargestellten zwölf Führungselemente 26 lässt sich eine gedachte Symmetrieebene einfügen, bezüglich der meh- rere symmetrisch angeordnete Führungselemente gleichzeitig be- aufschlagt werden können, so dass sowohl hinsichtlich der Bau- teilfläche 2 als auch der Gesamtanordnung eine symmetrische Be- lastung erzeugt wird. Dabei ist die Ansteuerung unterschiedli- cher Kombinationen symmetrisch bezüglich der Symmetrieebene an- geordneter Führungselemente 26 sowohl gleichzeitig als auch nacheinander denkbar. Mittels der an dem Wagen 34 befindlichen Räder 38 lässt sich die gesamte Anordnung mit Umformvorrichtung und Fixierungsvorrichtung relativ zu der Bauteilfläche bewegen.

Dazu muss die mittels der Vakuumkammern 12 festgelegte Bauteil- fläche 2 unter Belüftung zunächst freigegeben werden, um nach der Verschiebung durch erneutes Evakuieren eine erneute Fixie- rung zu erfahren. Hiernach kann die Bearbeitung der Bauteilflä- che an anderer Position des Umformwerkzeuges fortgeführt wer- den.

Ferner ist in einem Bereich des Wagens 34, in dem auch eines der Räder 40 angebracht sind, also etwa an einem der Querstege 38, ein Sensor 42 vorgesehen. Dieser verfolgt beispielsweise als optischer Sensor den Verlauf der Schweißnaht über die Bau- teilfläche 2. Bei einem nicht ordnungsgemäßen Verlauf der Naht, deren Ende oder anderen Ereignissen kann ein von dem Sensor er- zeugtes Signal zur Beeinflussung der Ansteuerung der Führungs- elemente 26 oder etwa des Verfahrweges des Schlittens 22 oder des Wagens 34 verwendet werden.

In der Fig. 3 ist das Umformwerkzeug in einer Ansicht von oben ohne die Bauteilfläche dargestellt. Darin zu erkennen ist die linienförmige, eindimensionale Anordnung der Führungselemente 26 an dem Schlitten 22, die über der gewünschten Richtzone der Bauteilfläche 2 verfahrbar ist. Ebenso ersichtlich ist die Füh- rung des Schlittens 22 an der Schiene 24 sowie die Festlegung der Schiene 24 an den Tragstegen 32. An den der Schiene 24 und

dem Schlitten 22 abgewandten Seite der Tragstege 32 sind die Stellvorrichtungen 36 zur Bewegung des Schlittens 22 ange- bracht. Auf der dem Betrachter abgewandten Seite der Schiene 24 befinden sich die Stempelaufhängungen 18 mit gelenkigen Verbin- dungsstücken 20, die die Vakuumkammern 12 der Ansaugvorrichtung halten. Mehrere dieser Vakuumkammern 12, deren Oberseite in der Fig. 3 dem Betrachter zugewandt ist, sind benachbart in horizon- taler Richtung nebeneinander angeordnet und weisen im Wesentli- chen einen rechteckigen Querschnitt mit abgerundeten Eckberei- chen auf. Die Fig. 3 macht auch klar, dass ein erfindungsgemäßes Umformwerkzeug im Grunde an beliebigen Stellen einer ausgedehn- ten Bauteilfläche 2 zur Bearbeitung von Unebenheiten positio- niert werden kann.

Umformwerkzeug Bezugzeichenlist 2 Bauteilfläche 4 Versteifungssteg 6 Umformwerkzeug 8 Fixierungsvorrichtung 10 Umformungsvorrichtung 12 Vakuumkammer 14 Wandstück 16 Dichtung 18 Stempelaufhängung 20 gelenkiges Verbindungsstück 22 Schlitten 24 Schiene 26 Führungselement 28 Druckzylinder 30 Formkörper 32 Tragsteg 34 Wagen 36 Stellvorrichtung 38 Quersteg mit Aufhängung 40 Rad 42 Sensor