DE1074369B

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Publication number: DE1074369B
Application number: DENDAT1074369D
Authority: DE
Publication date: 1960-01-28

Description

DEUTSCHESGERMAN

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Metallverformung und insbesondere auf ein Gesenk zur Verformung verhältnismäßig duktiler Metallteile, das eine Mehrzahl gegliederter Segmente aufweist, wobei das Metall in Druckberührung mit dem Gesenk gebracht wird und das Metallstück dadurch Form oder Umriß des Gesenks annimmt.The invention relates to an apparatus for metal deformation and, more particularly, to a die for deforming relatively ductile metal parts that have a plurality of articulated segments, whereby the metal is brought into pressure contact with the die and the piece of metal is thereby formed or the shape of the die.

Einer der, Hauptkostenpunkte bei der Verformung von Metallteilen liegt in der Herstellung des Gesenks, hauptsächlich wenn die Stelle oder Kante des Teiles, die in Druckberührung mit dem Gesenk gepreßt wird, eine ungewöhnliche Form bzw. Umriß hat, da dieser Umriß in Matrizenform in die Oberfläche des Gesenks eingearbeitet werden muß. Ersichtlicherweise muß das Gesenk in derartigen Fällen mit großer Genauigkeit und Sorgfalt bearbeitet werden, damit die Teile nach der Verformung die verlangte Gestalt, Abmessung usw. aufweisen. Diese Gesenkkosten vervielfältigen sich natürlich, wenn die Ausbildung verschiedener Krümmungen an mehreren Teilen des gleichen Ausgangsmaterials erforderlich ist. Solche Teile bilden beispielsweise die Kappenstreifen für die Hochkantrippen eines verjüngten Flügels, Längsversteifungen für Motorkappen, Rumpfversteifungen usw. Hier muß in jedem Fall für jeden der unterschiedlich gekrümmten Teile ein besonderes Gesenk hergestellt werden.One of the main costs of deforming metal parts is the manufacture of the die, mainly when the point or edge of the part that is pressed into pressure contact with the die, has an unusual shape or outline, as this outline is in the form of a die in the surface of the die must be incorporated. Obviously, in such cases, the die must be made with great accuracy and care is taken to ensure that the parts have the required shape, dimension after deformation etc. have. These die costs are of course multiplied when the training is different Curvatures on several parts of the same starting material is required. Form such parts For example, the cap strips for the edgewise ribs of a tapered wing, longitudinal stiffeners for engine caps, fuselage stiffeners, etc. Here must in each case for each of the differently curved Parts of a special die are made.

Aus einer Mehrzahl gegliederter Segmente bestehende biegbare Gesenke, denen durch Verbiegen verschiedene Biegungen, Bögen oder Krümmungen erteilt werden können, sind bereits in großem Umfang verwendet worden. Bisher wurden die einzelnen Segmente jedoch immer durch Maßnahmen in ihrer die gewünschte Konfiguration ergebenden Stellung gehalten, die den auf die Gesenkfläche einwirkenden Kräften nicht den nötigen Halt und nicht die erforderliche Widerstandskraft verleihen und die darüber hinaus vom Standpunkt der modernen Massenproduktion her ungeeignet waren. So weist beispielsweise eine bekannte Gesenksegmenthalterung eine Anzahl ineinanderschiebbarer Elemente bzw. Stelzen auf, die nicht mit der gleichen unmittelbaren Kraft auf alle Segmente einwirken. Diese teleskopartigen Elemente müssen von Zeit zu Zeit nachgestellt und beim Anpassen der gegliederten Segmente an verschiedene Formen oder Konturen einzeln eingestellt und genau ausgenommen werden. Weiterhin werden bei einer anderen bekannten Einrichtung zur Halterung des Gesenks in einer bestimmten Konfiguration teleskopartig ineinandergesetzte Elemente zusammen mit biegbaren Schablonenelementen verwendet, wodurch ebenfalls nicht die gesamte Gesenkoberfläche dauernd und un^ mittelbar gestützt wird. Auch in diesem Fall müssen die Haltemittel dauernd nachgestellt werden, was Biegbares GesenkBendable dies consisting of a plurality of articulated segments, which are formed by bending Various bends, arcs, or curvatures can be given are already on a large scale been used. So far, however, the individual segments have always been through measures in their held the position resulting in the desired configuration, which acts on the die surface Do not give forces the necessary support and not the necessary resistance and the above were also unsuitable from the standpoint of modern mass production. For example, points a known die segment holder on a number of telescoping elements or stilts that do not act on all segments with the same direct force. These telescopic elements need to be readjusted from time to time and when adapting the articulated segments to different ones Shapes or contours can be set individually and precisely excluded. Continue to be at another known device for holding the die telescopically in a certain configuration nested elements used together with bendable template elements, which also not the entire die surface continuously and un ^ is indirectly supported. In this case, too, the holding means must be readjusted continuously, what Bendable die

Anmelder:Applicant:

Fairchild Engine and Airplane Corporation, Hagerstown, Md. (V. St. A.)Fairchild Engine and Airplane Corporation, Hagerstown, Md. (V. St. A.)

Vertreter: Dr. phil. G. Henkel, Patentanwalt,
Berlüi-Sdunargendorf, Auguste-Viktoria-Str. 63Representative: Dr. phil. G. Henkel, patent attorney,
Berlüi-Sdunargendorf, Auguste-Viktoria-Str. 63

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. Oktober 1954Claimed priority:
V. St. v. America October 22, 1954

Everett Eugene Jones, Hagerstown, Md. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt wordenEverett Eugene Jones, Hagerstown, Md. (V. St. A.),
has been named as the inventor

Schwierigkeiten in sich birgt und für moderne Massenherstellungsmethoden ungeeignet ist.Difficulties and for modern mass production methods is unsuitable.

Nach der Erfindung wird dem biegbaren Gesenk die gewünschte Krümmung durch eine flache Schablone erteilt, die mindestens an einer Kante die am Formteil gewünschte Krümmung aufweist. Durch Wirkkontakt mit der Schablone nimmt das Gesenk deren Form an, wobei die Schablone dazu dient, das biegbare Gesenk während des Formprozesses in der angenommenen Form festzuhalten. Soll anschließend ein ähnlicher Teil mit anderer Biegung oder Krümmung hergestellt werden, so braucht man selbstverständlich nur die Schablone durch eine andere zu ersetzen, die eine entsprechend dem neuen Formteil gebogene Kante besitzt. According to the invention, the bendable die is given the desired curvature by means of a flat template granted, which has the desired curvature on the molded part at least on one edge. Through effective contact with the template, the die assumes its shape, the template serving as the bendable die to hold in the assumed shape during the molding process. Should then a similar one Part with a different bend or curvature are produced, of course, you only need that Replace the template with another one that has a curved edge to match the new molding.

Demgemäß schafft die Erfindung ein Gesenk zum Verformen duktiler Teile, das eine Mehrzahl gegliederter Segmente aufweist, so daß es unterschiedliche Krümmungen annehmen, auf eine mit einer Führungskante versehene Schablone ausgerichtet und mit ihr lösbar verriegelt werden kann, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die gegliederten Gesenksegmente zur Kr^ftverteilung parallel zur Krümmungsebene des Gesenks an der Schablonenkante abgestützt sind.Accordingly, the invention provides a die for deforming ductile parts which has a plurality of articulated parts Has segments, so that it assume different curvatures, aligned with a template provided with a leading edge and with her can be releasably locked, which is characterized in that the articulated die segments for Force distribution are supported parallel to the plane of curvature of the die on the template edge.

Die Erfindung hat einen weiten AnwendungszweckThe invention has a wide range of uses

sowohl bei der Streck- als auch bei der Preßverfor-both in the stretching and in the compression deformation

' mung. Zum vollen Verständnis der Erfindung sollen'mung. For a full understanding of the invention are intended

90i 727/29490i 727/294

die nachfolgende, ins einzelne gehende Beschreibung und die Zeichnungen dienen. Es zeigtthe following detailed description and drawings are used. It shows

Fig. 1 eine bildliche Aufsicht von oben, welche die Anwendung der Erfindung bei der Streckverformung zeigt,Figure 1 is a top pictorial view illustrating the application of the invention to stretch forming shows,

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Fig. 1 dargestellten biegbaren Gesenks in teilweisem Schnitt,Fig. 2 is a side view of the bendable die shown in Fig. 1 in partial section,

Fig. 3 eine schaubildliche Ansicht des biegbaren Gesenks in auseinandergezogenem Zustand,3 is a perspective view of the flexible die in an exploded state;

Fig. 4 bis 8 Ansichten im Querschnitt, die zeigen, wie die Erfindung bei der Streckverformung von Teilen mit unterschiedlichem Querschnitt benutzt werden kann,Figures 4-8 are cross-sectional views showing how the invention is used in the stretching of Parts with different cross-sections can be used,

Fig. 9 einen Aufriß im Querschnitt, der die Anwendung der Erfindung bei der Preßverformung zeigt,Fig. 9 is a cross-sectional elevation showing the application of the invention to compression molding;

Fig. 10 eine Ansicht des unteren biegbaren Gesenks gemäß Fig. 9, im gleichen Maßstabe,10 shows a view of the lower flexible die according to FIG. 9, on the same scale,

Fig. 11 eine Ansicht des oberen biegbaren Gesenks gemäß Fig. 9, im gleichen Maßstabe,11 shows a view of the upper flexible die according to FIG. 9, on the same scale,

Fig. 12 und 13 Ansichten einer abgewandelten Ausführungsform eines unteren Gesenks für die in Fig. 9 gezeigte Presse in gleichem Maßstab, jedoch auseinandergezogen. FIGS. 12 and 13 are views of a modified embodiment of a lower die for the one shown in FIG Press shown on the same scale, but pulled apart.

Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform des biegbaren Gesenks weist eine Mehrzahl durch eine biegsame Verbindung, z. B. die Gelenkkette 25, miteinander verbundener Segmente 24 auf. Die Stirnflächen 26 der Segmente 24 sind auf den Umriß des zu verformenden Teils abgestimmt. Die in den Fig. 2 und 3 dargestellte Ausführungsart des Gesenks ist für die Verformung von Teilen mit V-förmigem Querschnitt, z. B. des in Fig. 2 dargestellten Teils A₁ verwendbar. Auf den Segmenten 24 sind Klauen 21 befestigt. The embodiment of the flexible die shown in Fig. 3 has a plurality by a flexible connection, e.g. B. the link chain 25, segments 24 connected to one another. The end faces 26 of the segments 24 are matched to the contour of the part to be deformed. The embodiment of the die shown in Figs. 2 and 3 is for the deformation of parts with a V-shaped cross-section, for. B. the part A ₁ shown in Fig. 2 can be used. Claws 21 are attached to the segments 24.

Das Gesenk ist an einer Schablone 22 abgestützt, deren Schmalkante 22 a der Krümmung des Formteils entspricht. Um das Gesenk in der Krümmungslage festzuhalten, werden die Endklauen an der Schablone 22 durch Bolzen oder Schrauben 23 verankert, die durch Löcher 21 α (Fig. 2) in den Klauen hindurchgesteckt und in die in der Schablonenkante 22a angebrachten Löcher 22 b hineingeschraubt werden.The die is supported on a template 22, the narrow edge 22 a of which corresponds to the curvature of the molded part. In order to hold the die in the curved position, the end claws are anchored to the template 22 by bolts or screws 23 which are inserted through holes 21 a (FIG. 2) in the claws and screwed into the holes 22 b made in the template edge 22a.

In Fig. 1 und 2 ist die Anwendung des Gesenks nach der Erfindung bei der Streckverformung dargestellt. Dabei wird die Gesenk- und Schablonenanordnung durch die auf den lotrechten Führungen 17 lotrecht bewegbaren Klammern 15 auf der Grundplatte F (Fig. 2) verankert. Der Metallteil A wird daraufhin an beiden Enden durch Spannfutter B erfaßt, die ihn gegen die Matrizenfläche 26 des Gesenks streckziehen.In Fig. 1 and 2, the application of the die according to the invention is shown in the stretch deformation. The die and template arrangement is anchored on the base plate F (FIG. 2) by the brackets 15, which are vertically movable on the vertical guides 17. The metal part A is then gripped at both ends by chucks B which stretch it against the die surface 26 of the die.

Fig. 4 bis 8 veranschaulichen Gesenke zum Verformen von Teilen mit unterschiedlicher Querschnittsgestalt. In Fig. 4 ist ein U-förmiges Werkstück H gezeigt, das gegen ein biegbares Gesenk unter Zuhilfenähme eines biegbaren Füllkörpers / stegparallel verformt wird. Der Füllkörper / setzt sich aus in das Werkstück H eingebrachten Einzelsegmenten zusammen. In Fig. S ist gezeigt, wie ein U-förmiges Werkstück G schenkelparallel mit Hilfe eines biegbaren Füllkörpers /' um den Steg verformt wird. Fig. 6 zeigt das schenkelparallele Biegen eines U-förmigen Werkstücks / in entgegengesetzter Richtung um die Schenkelenden. Einlegeplatten 27 zwischen den oberen Flächen der Gesenksegmente 24 und den Klauen 21 und entsprechende Einlegeplatten 28 unter den Segmenten 24 gestatten dabei das Einführen zwischen die Schenkel des Teils.Figures 4 through 8 illustrate dies for deforming parts of different cross-sectional shapes. 4 shows a U-shaped workpiece H which is deformed against a bendable die with the aid of a bendable filler body / parallel to the web. The filler body / is composed of individual segments introduced into the workpiece H. In Fig. S it is shown how a U-shaped workpiece G is deformed parallel to the legs with the aid of a flexible filling body / 'around the web. Fig. 6 shows the leg-parallel bending of a U-shaped workpiece / in the opposite direction around the leg ends. Insertion plates 27 between the upper surfaces of the die segments 24 and the claws 21 and corresponding insertion plates 28 under the segments 24 allow it to be inserted between the legs of the part.

Fig. 7 zeigt eine Anordnung, bei der gegeneinander versetzt angeordnete, durch eine Einlageplatte 29 getrennte obere und untere Gesenksegmente 24 zum Verformen eines Teils T mit T-förmigem Querschnitt verwendet werden. Eine weitere Einlegeplatte 29' kann verwendet werden, um die untere Schablone oberhalb der Grundplatte F zu halten und dadurch Aufnahmeraum für die unteren Klauen 21 zu schaffen.7 shows an arrangement in which upper and lower die segments 24, which are arranged offset from one another and are separated by an insert plate 29, are used for deforming a part T with a T-shaped cross section. Another insert plate 29 'can be used to hold the lower template above the base plate F and thereby create space for the lower claws 21.

Fig. 8 stellt die Verwendung des biegbaren Gesenks bei der Verformung von Teilen E mit L-förmigem Querschnitt dar. In diesem Fall wird die Schablone 22 oberhalb der Grundplatte F mittels Schrauben 83 an der Oberseite von Blöcken 80 befestigt, wobei die Schrauben gleichzeitig die Blöcke 80 an der Grundplatte F befestigen. Eine Einlegeplatte w wird zwecks Raumschaffung für den unteren, waagerechten Schenkel des Teils unterhalb des Gesenks angeordnet.Fig. 8 illustrates the use of the bendable die in the deformation of parts E with an L-shaped cross-section. In this case, the template 22 is attached above the base plate F by means of screws 83 to the top of blocks 80, the screws at the same time as the blocks 80 on the base plate F. An insert plate w is arranged below the die to create space for the lower, horizontal leg of the part.

In den Fig. 9 bis 13 ist die Anwendung des Gesenks nach der Erfindung beim Preßverformen von Teilen mit T-förmigem Querschnitt dargestellt.9 to 13 is the application of the die according to the invention in the press forming of Parts shown with a T-shaped cross-section.

Die Patrize weist gemäß Fig. 9 und 11 einen an der Oberplatte 91 der Presse zu befestigenden Rahmen 90, zwei abwärts gerichtete und im Abstand voneinander angeordnete Schablonen 92 und ein biegbares Gesenk 93 auf. Zwei senkrecht angeordnete Seitenwände 94 sind außen an den Schablonen 92 und parallel zu ihnen angeordnet und werden von den Schablonen 92 durch Abstandglieder 99 getrennt.According to FIGS. 9 and 11, the male mold has a frame to be fastened to the upper plate 91 of the press 90, two downwardly facing and spaced apart templates 92, and a bendable one Die 93 on. Two vertically arranged side walls 94 are on the outside of the templates 92 and parallel arranged in relation to them and separated from the templates 92 by spacers 99.

Das Gesenk 93 weist eine Mehrzahl von Einzelsegmenten 96 auf, die durch beiderseits angeordnete Gelenkketten 97 biegsam zusammengehalten werden. Die Gelenkglieder sind untereinander und mit den Segmenten 96 durch Bolzen 97a verbunden. Die Klauen 98 zum Erfassen der, gebogenen Kanten der Schablonen 92 sind an gegenüberliegenden Seiten jedes Segments 96 befestigt, damit das biegsame Gesenk fest zwischen den beiden räumlich voneinander getrennten Schablonen 92 gehalten werden kann.The die 93 has a plurality of individual segments 96, which are arranged on both sides Link chains 97 are held together in a flexible manner. The joint links are with each other and with the Segments 96 connected by bolts 97a. The claws 98 for engaging the curved edges of the Templates 92 are attached to opposite sides of each segment 96 to accommodate the flexible die can be held firmly between the two spatially separated templates 92.

Wie aus Fig. 9 und 10 ersichtlich 1st, weist die Matrize 100 einen Rahmen 101 auf, der auf der Grundplatte 102 der Presse gehalten werden kann, sowie zwei parallele, vom Rahmen 101 hochragende Seitenwände 103, zwei innerhalb und neben den Seiten wänden 103 angeordnete und von ihnen durch Abstandglieder 105 getrennte Schablonen 104 und eine Mehrzahl biegbar miteinander verbundener Segmente 106 auf, die zwecks Aufnahme des lotrecht angeordneten Abschnitts des Formteils K mit T-förmigem Querschnitt mit Schlitzen 108 versehen sind. Die Segmente 106 sind durch Gelenkglieder 107, die längs der Seitenflächen der Segmente angeordnet sind und dort durch Bolzen 107 ß festgehalten werden, biegbar miteinander verbunden.As can be seen from Fig. 9 and 10 1st, the die 100 has a frame 101 which can be held on the base plate 102 of the press, as well as two parallel, from the frame 101 protruding side walls 103, two inside and next to the side walls 103 arranged and templates 104 separated from them by spacer members 105 and a plurality of bendably interconnected segments 106 which are provided with slots 108 for the purpose of receiving the vertically arranged section of the molded part K with a T-shaped cross section. The segments 106 are connected to one another in a flexible manner by joint members 107 which are arranged along the side surfaces of the segments and are held there by bolts 107 β.

Die unteren Segmente 106 tragen an ihren gegenüberliegenden Seiten an den Schablonen 104 abgestütztere Klauen 109, die jedoch im Gegensatz zu den Klauen 98 des oberen Gesenks 93 nicht an den gebogenen Kanten 104a der Schablonen 104 verankert sind, sondern normalerweise durch Federn 110 waagerecht gehalten werden. Die Federn 110 können z. B. durch Luft- oder, Flüssigkeitszylinder oder andere Mittel ersetzt werden, die eine genügende Spannung auf das Gesenk 100 ausüben, es straff halten und am Durchhängen hindern.The lower segments 106 carry on their opposite Sides on the templates 104 more supported claws 109, which, however, in contrast to the jaws 98 of the upper die 93 are not anchored to the curved edges 104a of the templates 104 but are normally held horizontally by springs 110. The springs 110 can z. B. be replaced by air or liquid cylinder or other means that have sufficient tension Exercise on the die 100 keeping it taut and preventing it from sagging.

Der Steg des Werkstücks K kann leicht in seiner gesamten Länge in den Längsschlitz 108 der Matrize 100 eingeführt werden, wenn diese unter, der Spannung der Federn 110 straff gehalten wird. Wenn sich die Oberplatte 91 senkt, bewegt sich die Patrize 93 nach unten gegen die Oberseite des Teils K und biegt allmählich sowohl den Teil K als auch die untere Matrize 100 der haltenden Kraft der Federn entgegenThe web of the workpiece K can easily be inserted in its entire length into the longitudinal slot 108 of the die 100 if this is held taut under the tension of the springs 110. As the top plate 91 descends, the male part 93 moves downward against the top of the part K and gradually flexes both the part K and the lower die 100 against the holding force of the springs

nach außen. Die Schablonen 104 führen das biegsame Gesenk 100 bei seiner allmählichen A^erformung, und ihre oberen Formkanten 104 a bestimmen die Endform des unteren Gesenks 100. outward. The templates 104 guide the flexible die 100 as it gradually deforms, and their upper shaped edges 104 a determine the final shape of the lower die 100.

Die Seitenplatten 94 des oberen Gesenks und die Seitenplatten 103 des unter.en Gesenks dienen, wie aus Fig. 9 zu erkennen ist, als Führungen und sorgen dafür, daß sich die Gesenkteile ausgerichtet treffen.The side plates 94 of the upper die and the side plates 103 of the lower die, as can be seen in FIG. 9, serve as guides and ensure that the die parts meet in alignment.

Fig. 12 und 13 stellen ein unteres Gesenk dar, das zum entgegengesetzten Krümmen des Mittelteils eines T-förmigen Versteifungsstückes K' bei fluchtend bleibenden, geraden Enden verwendet werden kann, wie dies häufig bei Ver.steifungsteilen verlangt wird. Normalerweise wird beim Formen eines solchen Versteifungsteils ein besonderes Gesenk für das Rückbiegen der Enden benötigt. Mit dem biegbaren Gesenk 115 kann der Teil in einem einzigen Arbeitsgang geformt werden. Das Gesenk 115 weist Einzelsegmente 116 auf, die durch längs der beiden Seitenwände der Segmente 116 miteinander verbundene Gelenkglieder 117 biegbar zusammengehalten sind. Die Endsegmente 116 sind in axialer Richtung einstellbar angeordnet. Die mit Ansätzen 119 versehenen KlauenFigures 12 and 13 illustrate a lower die which can be used to oppositely curve the central portion of a T-shaped stiffener K ' with straight ends remaining in alignment, as is often required of stiffeners. Typically, when forming such a stiffener, a special die is needed to bend the ends back. The flexible die 115 allows the part to be formed in a single operation. The die 115 comprises individual segments 116, the link members connected by the two longitudinal side walls of the segments 116 to each other are held together by bendable 117th The end segments 116 are arranged to be adjustable in the axial direction. The claws provided with lugs 119

118 greifen in Schlitze 120 in den Kanten der Schablonen 121 ein. Um die für den Eingriff der, Ansätze 118 engage in slots 120 in the edges of the templates 121 . To the for the engagement of the, approaches

119 in die entsprechenden Schlitze 120 der Schablonen 121 erforderliche axiale Einstellung zu ermöglichen, sind die Gelenke 117 a der Endsegmente mit Langlöchern 117 & versehen. Diese begrenzte Freiheit ermöglicht auch die Verwendung des Gesenks in Verbindung mit Schablonen unterschiedlicher Krümmung und etwas abweichender Entfernung der Schlitze 120 voneinander. Die obere Gesenkanordnung kann den gleichen Aufbau aufweisen. 119 in the corresponding slots 120 of the templates 121 required axial adjustment, the joints 117 a of the end segments are provided with elongated holes 117 &. This limited freedom also enables the die to be used in conjunction with templates of different curvature and slightly different spacing of the slots 120 from one another. The upper die assembly can have the same structure.

Claims

Patent claims:

1. Die for deforming ductile parts, which has a plurality of articulated segments, see above that it assume different curvatures on a template provided with a leading edge can be aligned and releasably locked with her, characterized in that the articulated Die segments for, force distribution parallel to the plane of curvature of the die on the Stencil edge are supported.

2. Die according to claim 1, characterized in that the alignment with the aid of hook-shaped, links can be placed against the template edge.

Considered publications:

German patent specifications No. 833 998, 675 704,
551689, 522 626, 401 173;

French patents No. 1 075 790,
656;

British Patent Nos. 329 247, 160 629;

U.S. Patents Nos. 2,575,827, 2,569,266,
412 731, 1741840.

For this purpose 2 sheets of drawings