Erweiterung der Umformgrenzen beim Tiefziehen und ...

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2 Stand der Technik
2.7.3 Schlussfolgerungen aus dem Stand der Technik
Für die Fertigung von scheibenförmigen Grundkörpern mit napfförmigen Formelementen,
welche eine ausreichende Formelementhöhe aufweisen sollen, bietet sich
das Tiefziehen an. Ein anschließendes Abtrennen des Formelementbodens ermöglicht
auch die Herstellung von nabenförmigen Formelementen. Sind die Durchmesser
der Formelemente im Vergleich zu den Durchmessern der scheibenförmigen Grundkörper
klein, ist eine Fertigung mit Hilfe des konventionellen Tiefziehens durch eine
große Anzahl von Umformstufen und somit durch eine charakteristische Welligkeit
des Flansches gekennzeichnet. In vielen Fällen können sehr kleine Formelementdurchmesser
umformtechnisch nicht hergestellt werden.
In der Literatur sind eine Vielzahl von Verfahren bekannt, welche die Verfahrensgrenzen
beim konventionellen Tiefziehen erweitern können. Das aussichtsreichste
Verfahrensprinzip zur Erweiterung der Verfahrengrenzen beim konventionellen Tiefziehen
stellt das Nachschieben von Werkstoff dar, da durch das Nachschieben von
Werkstoff die Zugspannung in der Zarge des Werkstücks reduziert werden kann.
Somit wird durch das Nachschieben von Werkstoff die Kraftübertragungszone in der
Zarge wesentlich entlastet und größere Ziehverhältnisse im Vergleich zum konventionellen
Tiefziehen werden ermöglicht. Eine stufenarme umformtechnische Fertigung
von napf- oder nabenförmigen Formelementen an scheibenförmigen Grundkörpern
kann demnach durch das Nachschieben von Werkstoff realisiert werden.
Die wichtigsten Verfahren zum Nachschieben von Werkstoff sind durch ihre hydraulische
bzw. mechanische Verfahrensweise charakterisiert. Die dem Stand der Technik
zu entnehmenden hydraulischen Verfahren zum Nachschieben von Werkstoff ermöglichen
eine direkte Einleitung der zusätzlichen Kraftkomponente in den Flansch des
Werkstücks.
Bei den hydraulischen Verfahren zum Nachschieben von Werkstoff berichten die Autoren
vielfach von Schwierigkeiten bei der Abdichtung des Druckraums. Besonders
bei den hydraulischen Verfahren, bei denen die Dichtungen in die Zonen gelegt wurden,
in denen sich die Blechdicke während des Vorgangs des Tiefziehens ändert,
treten Undichtheiten des Druckraums auf. Viel versprechender ist die Variante der
Abdichtung in Zonen, in denen die Dichtungen nicht mit dem Werkstück in Berührung
kommen. Bei den Verfahren, die mit einem Wirkmedium arbeiten, werden demnach
immer sehr hohe Anforderungen an die Dichtungstechnik gestellt. Auch eine aufwändige
Prozessregelung der Niederhalter- und Nachschiebekraft erschwert die
technologische Machbarkeit der hydraulischen Verfahrensvarianten zum Nachschieben
von Werkstoff.
Da der zum Nachschieben erforderliche Druck des Wirkmediums der Niederhalterkraft
entgegenwirkt, müssen bei den hydraulischen Verfahren höhere Pressenkräfte
aufgebracht werden als bei den mechanischen Verfahren.
Eine technisch einfacher zu realisierende Möglichkeit bieten mechanische Verfahren
zum Nachschieben von Werkstoff. Bei den mechanischen Verfahren ist ein Nachschieben
in der Flanschebene bei rotationssymmetrischen Ausgangsteilen konstruk-