Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen eines Werkstücks, insbesondere zum Formen eines Kfz-Blechteils, vorzugsweise eines Kfz-Außenhautteils, umfassend eine Schieberanordnung zum Betätigen eines ZiehVPrägewerkzeugs, wobei die Schieberanordnung einen Treiber, einen durch den Treiber angetriebenen Schieber und ein vom Schieber getragenes Werkzeug umfasst.

Vorrichtungen der gattungsbildenden Art sind hinlänglich aus der Praxis bekannt. Kernstück der Vorrichtung ist die Schieberanordnung, die auch unter der Bezeichnung„Keilschieber" bekannt ist. Lediglich beispielhaft sei dazu auf die DE 10 2005 044 951 A1 verwiesen.

An dieser Stelle sei angemerkt, dass es sich hier ganz allgemein um eine Vorrichtung zum Formen eines Werkstücks handelt, wobei es insbesondere um das Ziehen eines Blechteils geht. Der diesbezügliche Stand der Technik sei am Beispiel eines Kotflügels aus Blech für einen Pkw beschrieben.

Der Kotflügel eines Pkw ist ein sogenanntes Außenhautteil, an dessen Außenflächen keinerlei optische Beeinträchtigungen auftreten dürfen. Dies gilt insbesondere für den lackierten Zustand eines solchen Teils.

Beim Umformen der zur Herstellung der Außenhautteile üblicherweise verwendeten Bleche entstehen Spannungen im Blech, die sich unter Umständen nachteilig auf die Oberflächenqualität der geformten Bleche auswirken, nämlich in Form leichter Dellen, Beulen mit geringer Höhe, Verwerfungen, etc. Diese Beeinträchtigungen sind vor allem am lackierten Fahrzeug sichtbar.

Um Probleme mit der Oberflächenqualität zu vermeiden, werden die erforderlichen Umformungen häufig in zwei Arbeitsgängen vorgenommen, beispielsweise zur Erzeugung der Stufen im Anschluss des Kotflügels zur Motorhaube. Zur Durchführung der beiden Arbeitsgänge/Operationen wird je Arbeitsgang ein Arbeitsschieber zur eigentlichen Verformung und ein sogenannter Füllschieber zum Entformen bzw. zum

BESTÄTIGUNGSKOPIE Herauslösen des geformten Werkstücks benötigt. Durch diese in Arbeitsgänge unterteilte Vorgehensweise lässt sich meist die geforderte Teilform erreichen, wobei dies im Lichte der benötigten Arbeitsgänge aufwändig ist.

Werden dagegen die beiden Stufen - d.h. die im Kotflügel erforderlichen Stufen im Anschluss zur Motorhaube - in einem einzigen Arbeitsgang gefertigt, lässt sich das Risiko von Oberflächenfehlern nicht ausschließen. Durch die bereichsweise sehr unterschiedliche Formtiefe entstehen in den Übergangsbereichen Spannungen, die sich negativ auf die Außenhaut auswirken. Die zuvor bereits genannten Oberflächenfehler sind regelmäßig die Folge.

Entsprechend werden im Stand der Technik die beiden Stufen in je einem Arbeitsgang gefertigt, wodurch erreicht wird, dass das jeweils verwendete Werkzeug, genauer gesagt die vom Schieber getragene Formleiste, in jeder Stufe gleichmäßig auf das Blech trifft. Entsprechend sind - zur Fertigung der beiden Stufen - zwei Arbeitsschieber zum Verformen und zwei Füllschieber zum Entformen bzw. Ausbringen des geformten Werkstücks erforderlich.

Im Lichte der voranstehenden Ausführungen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Formen eines Werkzeugs, insbesondere zum Formen eines Kfz-Blechteils, vorzugsweise eines Kfz-Außenhautteils, derart auszugestalten und weiterzubilden, dass mit einfachen Mitteln, gegenüber dem Stand der Technik reduziertem apparativem Aufwand, fehlerfreie Blechteile formbar sind, insbesondere unter Vermeidung von erkennbaren Defekten an der Oberfläche.

Die voranstehende Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist die gattungsbildende Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass die Schieberanordnung zum mindestens zweistufigen Verformen des Werkstücks in einem Arbeitsgang ausgelegt ist und dazu die Kombination zweier Treiber umfasst, die in Folge auf den Schieber wirken.

Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass das voranstehend geschilderte Problem dadurch behoben werden kann, dass die Schieberanordnung zum mindestens zweistufigen Verformen des Werkstücks in einem Arbeitsgang ausgelegt wird, wozu die bauliche Kombination zweier Treiber vorgesehen ist, die in Folge auf den oder die Schieber wirken. Somit ist in erfindungsgemäßer Weise ein Schieberprinzip realisiert, wonach am Beispiel des zuvor erörterten Kotflügels die beiden zur Motorhaube hin erforderlichen Stufen ohne Oberflächenprobleme herstellbar sind, und zwar in einem einzigen Arbeitsgang. Dies ist darauf zurückzuführen, dass mit der Schieberanordnung ein zweistufiges Verformen des Werkstücks in einem Arbeitsgang möglich ist, nämlich unter Zugrundelegung der Kombination zweier Treiber in der gleichen Vorrichtung. Folglich lässt sich mit der erfindungsgemäßen Lösung je ein Arbeitsschieber und ein Füllschieber einsparen, möglicherweise sogar ein komplettes Werkzeug.

In vorteilhafter Weise umfasst die Schieberanordnung die Kombination zweier Schieber, wobei die Schieber jeweils ein Werkzeug tragen. Dabei handelt es sich üblicherweise um sogenannte Formleisten, die zur unmittelbaren Verformung des Blechs in Kontakt mit dem Blech gebracht werden.

In weiter vorteilhafter Weise sind die Schieber jeweils von einem der Treiber antreibbar. Ebenso ist es denkbar, dass die Schieber - beispielsweise in einem ersten Arbeitsschritt - von einem Treiber gemeinsam angetrieben werden. Auch ist es möglich, die Schieber wahlweise durch den einen oder den anderen der beiden Treiber anzutreiben. Beliebige Zuordnungen sind unter Zugrundelegung einer geeigneten Geometrie der jeweiligen Kontaktflächen (Treiberflächen) realisierbar.

In ganz besonders vorteilhafter Weise können die Treiber unterschiedlich geneigte und/oder positionierte Treiberflächen aufweisen. Gleiches gilt für die jeweils zugeordneten Schieberflächen. Die Treiberflächen passen jedenfalls zu entsprechend ausgerichteten Schieberflächen, ggf. unter Zwischenschaltung sogenannter Treiberplatten. Durch diese Maßnahme lassen sich Hubbeginn und Hubende sowie die Geschwindigkeit der Schieber definieren. Dies wird später noch erörtert werden.

Grundsätzlich ist es denkbar, dass die beiden Schieber nebeneinander oder über- /untereinander beispielsweise auch teilweise ineinander verschachtelt bzw. ineinandergreifend, ausgeführt sind. In ganz besonders vorteilhafter Weise, insbesondere dann, wenn eine zweistufige Verformung der gleichen Teilform erforderlich ist, sind die beiden Schieber ineinander angeordnet, so dass einer der Schieber im anderen Schieber läuft. Dabei ist es wiederum denkbar, dass der innere Schieber nahezu koaxial im äußeren Schieber läuft, jedenfalls vom äußeren Schieber getragen ist und dabei unabhängig vom äußeren Schieber - in diesem - bewegbar ist.

Genauer gesagt könnten die Schieber derart zueinander angeordnet sein, dass der innere Schieber solange gemeinsam mit dem äußeren Schieber über den ersten Treiber bewegt wird, bis der innere Schieber vom zweiten Treiber beaufschlagt wird. Dabei ist es denkbar, dass durch Beaufschlagung des inneren Schiebers dieser langsamer oder schneller als der äußere Schieber oder mit Richtungsumkehr, d.h. entgegen der ursprünglichen Bewegungsrichtung, läuft. Auch ist es denkbar, dass der äußere Schieber in einen Anschlag läuft, so dass danach nur noch der andere - innere - Schieber weiterläuft, um nämlich eine endgültige Verformung auf das Endmaß vorzunehmen. Die den Schiebern zugeordneten Werkzeuge bzw. Formleisten gelangen dabei in unmittelbaren Kontakt mit dem Werkstück bzw. Blech.

Wie bereits zuvor angedeutet, haben die Schieber aufgrund unterschiedlicher Treiberschrägen und/oder Anordnung/Positionierung der Treiberschrägen unterschiedliche Geschwindigkeiten und/oder einen unterschiedlichen Hubbeginn und/oder ein unterschiedliches Hubende. Mit anderen Worten lässt sich die gesamte Bewegungscharakteristik über die Anordnung der Treiber bzw. Treiberschrägen und durch deren Ausrichtung definieren.

Beim Ziehen bzw. Tiefziehen oder Prägen eines Blechs sind die Werkzeuge als sogenannte Formleisten ausgeführt. Ebenso ist es denkbar, dass zumindest eines der Werkzeuge, jeweils einem Schieber zugeordnet - als Schneidleiste, Stanze, Lochstempel, etc. ausgeführt ist. So ist in erfindungsgemäßer Weise die Kombination des Ziehens mit Schneiden, Stanzen oder Lochen denkbar, und zwar im Rahmen einer zweistufigen Betätigung mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die dem Patentanspruch 1 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 in einer schematischen Seitenansicht, geschnitten, eine herkömmliche - gattungsbildende - Vorrichtung zum Formen eines Kotflügels,

Fig. 2 bis 6 in schematischen Ansichten, teilweise geschnitten, den Arbeitsablauf eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, ebenfalls am Beispiel eines zu ziehenden Kotflügels, in schematischen Ansichten, teilweise geschnitten, den Arbeitsablauf eines zweiten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei dort einer der Schieber im Verlaufe des Arbeitsfortschritts eine Bewegungsumkehr erfährt, in einer schematischen Ansicht, teilweise geschnitten, den Arbeitsablauf eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei dort einer der Schieber hingegen einen Anschlag fährt und in einer schematischen Ansicht, teilweise geschnitten, den Arbeitsablauf eines vierten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei dort gegen Ende des Arbeitsfortschritts ein einem der Schieber zugeordnete Schneidleiste oder ein Lochstempel zum Einsatz kommt.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Schnittdarstellung eine aus der Praxis bekannte Vorrichtung zum Formen eines Werkstücks 1 , wobei es sich bei dem Werkstück im Konkreten um einen Kfz-Kotflügel handelt. Die Vorrichtung umfasst eine Schieberanordnung 2, zu der ein Treiber 3 und ein vom Treiber 3 angetriebener Schieber 4 gehören. Vom Schieber 4 ist das Werkzeug 5 bzw. die Formleiste getragen, die zum unmittelbaren Verformen des Werkstücks 1 dient.

Fig. 1 lässt deutlich erkennen, dass der Treiber 3 mit einer besonderen Treiberschräge 6 und der Schieber 4 mit einer entsprechend dazu passenden Schieberschräge 7 ausgestattet ist. Die Treiberschräge 6 und die Schieberschräge 7 sind aufeinander abgestimmt, passen somit zusammen.

Mit Bezugszeichen 8 ist über einen Pfeil die Arbeitsrichtung des Treibers 3 gekennzeichnet. Pfeil 9 kennzeichnet die Arbeitsrichtung des Schiebers 4. Die Anordnung von Treiber 3 und Schieber 4 machen deutlich, dass es sich hier um eine typische Keilschieberanordnung handelt.

Der Schieber 4 umfasst eine Druckeinrichtung 10 in Form einer Druckfeder. Diese wirkt unmittelbar oder mittelbar auf einen Schieberniederhalter 11 , der zum Halten bzw. Festklemmen eines äußeren Randbereichs (eines sogenannten Ziehrandes) des zu verformenden Werkstücks 1 dient.

Auf der gegenüberliegenden Seite ist ein Füllschieber 12 vorgesehen, der wiederum mit einem Niederhalter 13 zusammenwirkt. Dazwischen befindet sich das zu verformende Werkstück 1 bzw. der Kotflügel. Mit einem weiteren Pfeil 14 ist die Arbeitsrichtung des Füllschiebers 12 gekennzeichnet, der u.a. zum Ausbringen des gefertigten Werkstücks 1 dient, und zwar ohne dieses zu beschädigen.

Die Figuren 2 bis 10 zeigen Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die im Stand der Technik auftretenden, im allgemeinen Beschreibungsteil erörterten Probleme weitestgehend eliminiert sind.

Die Figuren 2 bis 6 zeigen die einzelnen Arbeitsstationen eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei dort die Schieberanordnung 2 zum zweistufigen Bearbeiten bzw. Verformen des Werkstücks 1 in einem Arbeitsgang ausgelegt ist. Dazu umfasst die Schieberanordnung 2 die Kombination zweier Treiber 15, 16. Der erste Treiber 15 wirkt unmittelbar auf den ersten Schieber 17. Der zweite Treiber 16 wirkt über eine Treiberplatte 19 auf den zweiten Schieber 18, wobei der zweite Schieber 18 durch den ersten Schieber 17 hindurchragt, nämlich in diesem verschiebbar angeordnet ist.

Dem ersten Schieber 17 ist eine erste Formleiste 20 und dem zweiten Schieber 18 ist eine Formleiste 21 zugeordnet.

Die Treiberflächen 22, 23 weisen unterschiedliche Winkel, d.h. unterschiedliche Treiberschrägen auf, so dass sich von einander unabhängige Arbeitsgeschwindigkeiten der Schieber 17, 18 realisieren lassen.

Hinsichtlich der weiteren Bauteile, die dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 entnehmbar sind, sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf die Ausführungen zu Fig. 1 verwiesen.

In Bezug auf Fig. 2 sei angemerkt, dass die separaten Treiber, 15, 16 einen Versatz zu Beginn des Hubs ermöglichen. Die unterschiedlichen Treiberschrägen, bedingt durch die jeweiligen Treiberflächen 22, 23, ermöglichen eine voneinander unabhängige Arbeitsgeschwindigkeit der beiden Schieber 17, 18. Je nach Anforderung können die voranstehend erörterten Funktionen - Beginn und Ende des Hubs einerseits und voneinander unabhängige Arbeitsgeschwindigkeit der Schieber andererseits - untereinander kombiniert werden, um eine abweichende Funktion zu erhalten.

Fig. 3 zeigt die Anordnung gemäß Fig. 2 in einer ersten Arbeitstation, wonach der Niederhalter 13 auf dem Werkstück 1 sitzt. Das Werkstück 1 befindet sich zwischen dem Niederhalter 13 und dem Füllschieber 12. Der erste Treiber 15 setzt auf den ersten Schieber 17 auf. Diese Bewegung ist durch drei Pfeile gekennzeichnet.

Gemäß der in Fig. 4 gezeigten zweiten Arbeitsstation werden beide Schieber 17, 18 mit gleicher Geschwindigkeit durch den ersten Treiber 15 nach vorne, d.h. in Pfeilrichtung, bewegt. Der Schieberniederhalter 11 sitzt jetzt auf dem Ziehrand 24 des Werkstücks 1 auf und klemmt dieses dort fest. Fig. 5 zeigt die dritte Arbeitsstation der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wonach die erste Formleiste 20 des ersten Schiebers 17 das Werkstück 1 bereits angeformt hat. Der zweite Treiber 16 sitzt jetzt auf der Treiberplatte 19 auf und bewegt so den zweiten Schieber 16, und zwar mit größerer Geschwindigkeit als der erste Schieber 17, nach vorne, d.h. in Pfeilrichtung.

Fig. 6 zeigt die vierte Arbeitsstation der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei dort die Endstellung erreicht ist. Durch die unterschiedliche Geschwindigkeit hat der zweite Schieber 18 die beiden bereichsweise tieferen Stufen in Werkstück 1 geformt. Die zweite Formleiste 21 hat sich gegenüber der ersten Formleiste 20 um die Hubdifferenz 25 zwischen dem ersten Schieber 17 und dem zweiten Schieber 18 nach vorne bewegt.

Die Figuren 7 und 8 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, dort ohne konkreten Anwendungsfall. Letztendlich kommt es hier auf das Zusammenwirken der einzelnen Komponenten des Keilschiebers an.

Fig. 7 lässt erkennen, dass der zweite Schieber 18 gemeinsam mit dem ersten Schieber 17 in Pfeilrichtung nach vorne fährt. Zu einem späteren Zeitpunkt wird der zweite Schieber 18 über die Treiberplatte 19 wieder nach hinten, ^" entgegen der eigentlichen Arbeitsrichtung, bewegt.

In der ersten Arbeitsstation werden die beiden Schieber 17, 18 über die Treiberfläche 26 des ersten Schiebers 17 in Arbeitsrichtung nach vorne bewegt. Es ist eine Druckfeder 27 vorgesehen, die genügend Kraft hat, um die erforderliche Arbeitskraft vom zweiten Schieber 18 zu verrichten. Sie stellt außerdem sicher, dass der zweite Schieber 18 am Anschlag 28 anliegt bzw. in diesen hineingedrückt ist.

Fig. 8 zeigt die Anordnung in der Endstellung. Während sich der erste Schieber 17 weiter nach vorne bewegt, tritt die Treiberplatte 19 auf den zweiten Schieber 18 auf und bewegt diesen entgegen der anfänglichen Arbeitsrichtung, gegen den Druck der Druckfeder 27, nach hinten. Im Rahmen einer besonderen Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, die Druckfeder 27 als gesteuertes Druckmittel auszuführen, um nämlich beim Rücklauf einer ungewollten Deformation des verformten Werkstücks 1 entgegenzuwirken. Eine geregelte Aufbringung eines Gegendrucks ist hier jedenfalls von Vorteil.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, ebenfalls ohne konkreten Anwendungsfall.

Die hier gezeigte Variante entspricht grundsätzlich der Variante gemäß Fig. 8, wobei es möglich ist, den zweiten Schieber 18 gegen einen Anschlag 29 fahren zu lassen. Während der erste Schieber 17 bis zum Ende des Hubs weiter fährt, hat der zweite Schieber 18 die Endstellung erreicht.

Fig. 10 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei dort beide Schieber 17, 18 nach vorne fahren. Nachdem die Verformung des Werkstücks 1 , d.h. die Teilform, fertig gestellt ist, bleibt der erste Schieber 17 stehen. Der zweite Schieber 18 fährt weiter und bewegt eine über eine Halteplatte 34 mit dem Schieber 18 verbundene Schneidleiste 30 oder einen Lochstempel nach vorne und schneidet oder locht das Werkstück 1 an bzw. in einer Lochmatrize 33.

Der Ablauf erfolgt in Stationen wie folgt:

Zunächst wird der erste Schieber 17 durch eine gefederte Platte 31 und den zweiten Schieber 18 durch die entsprechend ausgebildete Treiberschräge bzw. Treiberfläche des zweiten Treibers 16 nach vorne bewegt. Beide Treiber 15, 16 können die gleiche Treiberschräge aufweisen. Auf dem ersten Treiber 15 angeordnete Federelemente 32 sind derart ausgelegt, dass sie die gewünschte Form vollständig formen können.

In der zweiten Station fahren beide Treiber 15, 16 weiter. Da der erste Schieber 17 bzw. dessen Formleiste 20 die Endform erreicht hat, werden die Federelemente 32 - entgegen der Federkraft - verdrängt. Nur noch der zweite Schieber 18 bewegt sich entsprechend nach vorne. Die dort vorgesehene Schneidleiste 30 bzw. der Loch- Stempel bearbeiten bzw. beschneiden jetzt das Werkstück 1 und arbeitet in die Lochmatrize 33 hinein.

In der dritten Arbeitsstation, d.h. beim Rückhub, fährt der zweite Schieber 18 als erstes zurück. Dabei wirkt die Formleiste 20 des ersten Schiebers 17 im Sinne eines Abstreifers, nämlich für die Schneid-/Loch-Arbeitsstelle, so dass Span-Rückstände oder Grate oder dgl. entfernt werden.

Hinsichtlich weiterer Merkmale, die in den zuvor erörterten Figuren nicht gezeigt sind, sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf den allgemeinen Teil der Beschreibung sowie auf die Patentansprüche verwiesen.

Des Weiteren sei angemerkt, dass die voranstehend erörterten Ausführungsbeispiele lediglich der beispielhaften Erörterung der beanspruchten Lehre dienen, diese jedoch nicht auf die Ausführungsbeispiele einschränken.

Bezugszeichenliste

1 Werkstück, Blech, Kotflügel

2 Schieberanordnung

3 Treiber

4 Schieber

5 Werkzeug, Formleiste

6 Treiberschräge

7 Schieberschräge

8 Pfeil, Arbeitsrichtung Treiber

9 Pfeil, Arbeitsrichtung Schieber

10 Druckeinrichtung, Druckfeder

11 Schieberniederhalter

12 Füllschieber

13 Niederhalter

14 Pfeil, Arbeitsrichtung Füllschieber

15 erster Treiber

16 zweiter Treiber

17 erster Schieber

18 zweiter Schieber

19 Treiberplatte

20 erste Formleiste

21 zweite Formleiste

22 erste Treiberfläche, Treiberschräge

23 zweite Treiberfläche, Treiberschräge

24 Ziehrand, Randbereich von 1

25 Hubdifferenz

26 Treiberfläche

27 Druckfeder

28 Anschlag

29 Anschlag

30 Schneidleiste gefederte Platte Federelement Lochmatrix Halteplatte