CN106102946A - 具有冷却装置和调温区的转动滑块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于压力机的设备，该设备用于成形金属板制件（2），该金属板制件具有可单独在设备中成形为侧凹（3）的区段，该设备包括压力机侧的冲模以及包括凹模（5）并且包括用于成形侧凹的可单独驱动的造型模具（6），该造型模具与侧凹轮廓（9）配合作用，所述侧凹轮廓基本上设置在可转动运动地支承在凹模（5）中的填充滑块（8）中，该填充滑块（8）能从成形位置（10）转移到释放金属板制件（2）中的侧凹（3）的位置（14）中并且反之亦可，其特征在于，在填充滑块（8）中设有至少一个调温装置（100），借助该调温装置能至少在部分区段上对填充滑块（8）调温。

Description

具有冷却装置和调温区的转动滑块

技术领域

本发明涉及一种用于成形金属板制件的设备，该金属板制件具有可单独在设备中成形为侧凹的区段，该设备包括压力机侧的冲模以及包括凹模并且包括用于成形侧凹的可单独驱动的造型模具，该造型模具与侧凹轮廓配合作用，所述侧凹轮廓基本上设置在可转动运动地支承在凹模中的填充滑块中。

背景技术

一种这样的设备例如在EP 0699489 B1中被示出和描述，所示填充滑块(转动凸轮)通过圆柱形外轮廓可转动运动地支承在凹模和/或驱动器中。该填充滑块用于构造侧凹，所述侧凹在英文书写的EP文献中以相对于成形金属板制件的表面或者说外表面的“负角(negativen Winkels)”来表述。为了在金属板制件中/上构造细长的、尤其是弧形的侧凹，设有多个单独的填充滑块，每个填充滑块优选设置在位于开头所述设备中的楔形驱动模具(负角成形模具(negative-angle forming die))中。设备和楔形驱动模具的一种这样的组合例如由美国专利US 6,523,386 B2示出。在压力机冲模上一方面设有用于总体成形金属板制件的弹性支撑的成形冲模，并且另一方面设有与压力机冲模驱动固定连接的滑块，该滑块通过斜面导向装置借助压力机冲模的上下运动操作地作用于用于成形侧凹的被称为工作滑块的造型模具，并且工作滑块通过凹模侧的驱动器导向装置被供应给填充滑块。

此外，上述US 6,523,386 B2具有可在凹模或驱动器中转动运动地支承的填充滑块，该填充滑块通过在周向上分开设置的圆柱形贴靠面与相应对应的构造在凹模内的填充滑块容纳部中的支撑面配合作用。直接构造在凹模填充滑块容纳部中的支撑面要求凹模具有高品质材料，以便将尤其是不同硬度的贴靠面和支撑面的磨损保持为小。此外，圆柱形支撑面的制造复杂并且只能借助特殊机器/特殊工具来进行。此外，在该已知的填充滑块上设有用于锁止钩的锁止楔块，该锁止钩通过一个平面的支撑面将锁止楔块夹紧到设置在凹模/驱动器中的平面的夹紧面上，以锁止填充滑块的转动。凹模侧的夹紧面切向于填充滑块的支承件圆弧轮廓而设置且具有位于该圆弧轮廓之外的用于锁止楔块的夹紧区域。

虽然制造复杂这一缺点借助由日本专利11285740 AA摘要公开的具有单独构造在填充滑块上的贴靠面和单独构造在凹模填充滑块容纳部中的支撑面的设备得以避免，但单独的零件制造成本依然昂贵，这些零件最终也必须以复杂的方式来调节。

此外，在过去已证明，借助热成形制造车辆的结构构件，如A柱、B柱、C柱、车顶弓梁、侧架、门槛、纵梁、横梁等。热成形工艺在文献中也被描述为模型淬火或加压淬火。车身结构构件不仅主要参与车辆的稳定性，而且也在碰撞事故时在安全方面起决定性作用。为了解决减少结构构件的构件重量与同时维持其机械特性值之间的冲突，热成形工艺是适宜的。

已知两种原理不同的方法用以制造模型淬火的构件、尤其是用于制造车身构件。在直接热成形方法中，首先将板坯在炉中加热到钢的奥氏体化温度以上的温度并且随后在模具中同时成形和冷却、即模型淬火。在间接热成形方法中，首先由板坯通过冷成形制出完成成形并被修剪的钢构件。然后将该钢构件放入加热设备中加热到钢的奥氏体化温度以上的温度并且随后在模具中通过快速冷却来模型淬火。在两种热成形方法中，板坯或已完成成形并被修剪的钢构件继被加热到奥氏体化温度之后在模具中热机械成形，所述热机械成形在高于奥氏体化温度Ac3(约830℃)的温度中、优选在900至1100℃之间进行。成形工件的冷却借助位于关闭的模具体内的冷却装置进行。由此可制造具有特别高的机械性能、尤其是具有高强度的构件。为了制造有侧凹的构件，在这种加压淬火模具(热成形模具、Presshardening-模具)中，工作滑块需要与填充滑块结合。

具有冷却滑块和填充滑块的模具技术在WO 2011/113621 A1中被描述。

专利文献DE 19723655 B4示出一种用于通过如下方式制造钢板产品的方法，即，加热量取的钢板、在模具对中使该钢板热成形、通过从奥氏体温度快速冷却来对制出的产品进行淬火，而该产品继续被保持在模具对内并且之后加工该产品。

发明内容

本发明所基于的任务在于，提供一种设备，借助该设备克服现有技术的缺点。本发明的特殊任务在于，提出一种设备，借助该设备可减少用于制造热成形构件的制造费用。

该任务借助根据独立权利要求1的设备来解决。从属权利要求构成本发明的有利实施方式。

为了解决该任务，本发明提出一种用于压力机的设备，该设备用于成形金属板制件，该金属板制件具有可单独在设备中成形为侧凹的区段，该设备包括压力机侧的冲模以及包括凹模并且包括用于成形侧凹的可单独驱动的造型模具，该造型模具与侧凹轮廓配合作用，所述侧凹轮廓基本上设置在可转动运动地支承在凹模中的填充滑块中，该填充滑块能从成形位置转移到释放金属板制件中的侧凹的位置中并且反之亦可。此外，在填充滑块中可以设有至少一个调温装置，借助该调温装置可至少在部分区段上对填充滑块调温。通过设置调温装置，构造为转动滑块的填充滑块可在热成形模具中用于制造淬火的构件。

此外，可设有多个调温装置，借助这些调温装置可将填充滑块的各个区段调温到不同或相同的温度。当这些调温装置用不同温度加载时，在转动滑块的区域中实现另一优点，即，可通过滑块区域中不同的温度区在构件中制出所谓的软区(定制回火处理)。可在设有较热的调温装置区域内实现软区，因为在这些区域内构件冷却较慢。

调温装置可沿填充滑块的纵向方向前后相继设置。由此可沿构件的有侧凹的区域的纵向方向相继制出具有不同机械值、尤其是强度和/或延展性的区。

附加或替代地，调温装置可彼此并排设置。由此也可横向于构件的有侧凹的区域的纵向方向实现具有不同机械值的区。因此提高了在设置具有不同强度和/或延展性的区时的自由度。

通道可大致相互平行定向。由此在制造填充滑块时产生优点。

此外，通道可大致平行于这样一条转动轴线定向，填充滑块可围绕该转动轴线转动。

根据本发明的第一种实施方式，所述调温装置可构造为至少一个通道，该通道可用调温的介质、尤其是气体和/或液体冲刷。借助气体或液体对转动滑块调温，提供了连续调温的优点，转动滑块相应区段内的温度可保持得非常稳定。

在本发明的第二种实施方式中，调温装置构造为在填充滑块的造型表面中的至少一个凹部。填充滑块的造型表面是滑块的与待成形金属板接触的表面。通过形成凹部，在热成形金属板时在金属板和填充滑块之间留有气隙。该气隙用作局部的热绝缘体并且防止局部区域急剧冷却，通过该区段在金属板制件中实现软区。

在第三种实施方式中，调温装置构造为至少一个电加热器。电加热元件的优点在于它们可被快速调节到希望的温度。此外，可极为精确地控制和/或调节温度。

但上面所描述的实施方式也可相互组合，从而多个不同设计的调温装置能被组合在可转动的填充滑块中。

液体、如水、冷却剂、油、乳剂和/或其组合适合用作介质。

此外，可在成形位置和释放金属板制件中的侧凹的位置之间转动的填充滑块可以通过设置在周向上的贴靠面支撑到凹模中的填充滑块容纳部中的相对应的支撑面上，填充滑块构造有平面设计的贴靠面，所述贴靠面大约在填充滑块从释放位置向成形位置转动运动结束时贴靠在填充滑块容纳部中的同样平面设计的支撑面上。平面的贴靠面和平面的支撑面的优点在于，在填充滑块转动时避免相对应表面之间的可滑动运动的接触，由此防止这些表面上的磨损。

贴靠面在相配支撑面上基本上无接触的无磨损贴靠在本发明的方案中通过如下方式实现，即，填充滑块的贴靠面在朝向成形位置的转动方向上分别由一条从填充滑块的转动轴线出发的径向射线界定，每个径向射线与相应贴靠面形成至少直角(90°)。

进一步有利的是通过下述方式实现无复杂调节措施的无接触贴靠：填充滑块为了使其贴靠面与相对应的凹模侧的支撑面毫无问题地面状配合作用而具有转动导向装置，该转动导向装置要么具有预规定增大的支承间隙、要么根据另外的建议配备有径向可弹性挠曲的中间元件，该中间元件优选构造为橡胶衬套或由弹簧钢制成的波纹板衬套。也可想到朝向凹模侧支撑面方向偏心设置的填充滑块转动导向装置，其还可与上述布置结构组合。

根据贴靠面和支撑面的数量和相互的角位置，鉴于上述布置结构，为了固定填充滑块以便毫无问题地构造侧凹而规定：填充滑块在成形位置中与凹模不可相对转动地锁止，更确切地说在径向和/或轴向方向上。

在按照本发明的扩展方案中，作为用于填充滑块的上述转动导向装置一方面可以是根据长度贯穿填充滑块的固定设置在凹模侧的轴，或者是设置在转动滑块两端上用于支承在位于凹模侧的台架支承件中的转动销。所述台架支承件还可代替更前面提到的可挠曲转动导向装置而借助弹性垫片朝向设置在填充滑块容纳部中的支撑面方向运动地设置。

在填充滑块的进一步构造中还提出，所述填充滑块由铸铁合金(铸钢或灰口铸铁)、工具钢或具有铜材的钢合金制成，并且贴靠面以及凹模侧的支撑面分别构造在由渗碳钢制成的硬化板条或板条区段上。

代替更前面所描述的借助填充滑块的少许移动使贴靠面贴靠在支撑面上的贴靠技术，也可将支撑面设置在被液压控制地且可锁止地设置于凹模中的活塞上，所述活塞挡靠到设置在填充滑块成形位置中的贴靠面上。

另一建议在于，用于成形侧凹的造型模具作为工作滑块设置在开头所描述的楔形驱动模具中，该工作滑块可通过在冲模侧运动的滑块座相对于填充滑块并且通过至少在部分区段上设置在凹模中/上的驱动器运动。

在多个尤其是弧形设置在压力机设备中用于构造弧形侧凹的填充滑块中，造型模具的操作可代替楔形驱动模具这样进行：造型模具与压力机冲模运动被分开驱动，例如通过液压或气动作用的活塞/缸单元。

下面应总结本发明的其它优点。通过上面所描述的设备，可以实现目前对于车辆车身的碰撞要求(尤其是在侧面碰撞的负荷情况下例如对于构件增强部B柱、在一个构件中的不同强度的区而言)。这些所谓的“软区”(定制回火处理)目前通过特殊模具技术(气隙、电加热器)在冷却过程中在模具内制出或通过外部工艺步骤在热成形模具(具有不同温度区、随后对构件进行回火的炉技术)之外实现。在模具之内可以在具有侧凹的区域中仅借助上面所描述的填充滑块技术方法来制造所述软区。集成有区冷却装置的转动滑块还具有以下优点：

－少的空间需求，由此可构建更小型的模具；

－与两个滑块(成形滑块和填充滑块)的组合相比更小的结构费用，由此可也减少经济费用；

－借助转动滑块中的区域冷却装置可实现也在侧凹几何结构区域中具有软区的构件；

－转动滑块不仅适合用于热成形钢材，而且也适合用于铝材和镁材。

附图说明

借助附图中仅在部分区段上示出的用于压力机的设备来说明本发明，该设备用于借助以横剖视图示出的填充滑块成形具有侧凹的金属板制件。示意性附图如下：

图1为以横剖视图示出的、在仅简要示出的设备中处于侧凹成形位置中的填充滑块；

图2为处于释放金属板制件中已成形的侧凹的位置中的填充滑块。

具体实施方式

例如类似于已经提到的EP 0699489 B1的附图1中的设备，仅简要示出的设备1可构造用于未示出的压力机，该设备用于成形优选用作车身金属板2的金属板制件，该金属板制件具有可单独地在设备1中成形为侧凹3的车身金属板2区段4。设备1除了包括未示出的压力机冲模外还包括压力机凹模5以及用于成形侧凹3的可单独驱动的造型模具6。

为了在待成形车身金属板2的边缘区域7中成形侧凹3，在凹模5中设有可转动运动地支承的填充滑块8，在该填充滑块中构造有用于侧凹3的轮廓9，以便借助造型模具6成形车身金属板边缘7。如由图1可见，填充滑块8在此占据用于在车身金属板边缘7上成形侧凹3的位置10。如由图1还可见，可转动运动的填充滑块8配备有在周向上设置的平面构造的贴靠面11。这些贴靠面11利用填充滑块8的根据箭头A朝向成形位置10的方向的转动运动面状贴靠在设置于凹模5中的填充滑块容纳部13中的同样平面构造的支撑面12上。为了释放完成成形的侧凹3，根据本发明构造的填充滑块8根据图2在箭头F方向上转动到释放位置14中。

在填充滑块8中设有调温装置100、在此以通道示出，所述调温装置平行于填充滑块8的转动轴线15延伸并且因此垂直于图1和2的图平面。介质、如气态或液态流体可以冲刷所述通道。所述流体被调节到预规定的温度。由此可有针对性地对填充滑块8进行调温、即冷却。通过使被调节到不同温度的介质冲刷各个通道100，可以对填充滑块的各个区域进行不同程度地调温、即不同程度地冷却。在对金属板2热成形时，所述温度传递到金属板2中的相应区域上。因此，在金属板2中、尤其是在金属板2的侧凹区域3中可产生具有不同机械特性的区域。

为了使贴靠面10在运动学上毫无问题地贴靠到支撑面12上且没有以刮磨方式的引起磨损的接触，填充滑块8的贴靠面11在朝向成形位置10的转动方向上分别由一条从填充滑块8的转动轴线15出发的径向射线16界定，每条径向射线16与相应贴靠面形成至少直角(90°)、优选稍大的约92°至95°角。除了在封闭位置或者说成形位置10中与填充滑块8上的填充滑块侧的贴靠面11平行定向外，支撑面12的设置可自由选择。

为了减少用于使贴靠面11和支撑面12相互对齐的复杂的调节工作和在制造技术方面高成本的公差，填充滑块8具有转动导向装置17，该转动导向装置17具有以预规定方式增大的支承间隙，由此以简单的方式实现了贴靠面11与相对应支撑面12毫无问题的面状配合。

上述效果在转动导向装置17的另一种方案中通过如下方式实现，即，代替增大的支承间隙，转动导向装置17配备有径向可弹性挠曲的中间元件18。该中间元件可以是肖氏硬度A为60-80、优选70的橡胶衬套或由弹簧钢制成的波纹板衬套。另一种方案在于，填充滑块8的转动导向装置17朝向在凹模侧的支撑面12方向偏心地设置，这优选在具有上述中间元件18之一时是有利的。

与贴靠面11和支撑面12的表面配合副的角位置无关，符合目的的是，填充滑块8在成形位置10中被不可相对转动地锁止。

在转动导向装置17的构造方面，填充滑块8可支承在一个根据长度贯穿该填充滑块的在两端固定设置在凹模侧的轴上。在另一种构造中，填充滑块8通过设置在两端的转动销19在设置于凹模侧的台架支承件20中转动导向。所述台架支承件还能够借助未示出的弹性垫片朝向填充滑块容纳部13方向相对于凹模5可运动，以便使贴靠面11毫无问题地靠置在支撑面12上。

优选的是，对于由铸铁合金、如铸钢或灰口铸铁制成的填充滑块8而言，贴靠面11和支撑面12分别构造在由表面硬化钢制成的淬火板条21、22上。

关于贴靠面11和支撑面12的无间隙配合作用，还可想到，支撑面12设置在被液压控制地且可锁止地设置于凹模5中的未示出的活塞上，填充滑块8以最小的支承间隙并且以抗弯的实施形式设置在凹模5内。

在包括多个用于在金属板制件或者说车身金属板2中构造弧形侧凹3的填充滑块8(这些填充滑块优选弧形地设置在一个平面中)的设备1中，造型模具6可与未示出的压力机冲模分开被驱动，以便在通过压力机冲模实现其余车身金属板2成形期间构造侧凹3。对于线性驱动造型模具6和可能情况下线性驱动与之组合的填充滑块8转动运动，液压或气动作用的通过压力机冲模的运动控制的活塞-缸单元(未示出)是符合目的的。

但设备1也可根据弧形设置的填充滑块8的数量而具有相应数量的未示出、但本身由开头所提文献EP 0699489 B1和US 6,523,386 B2公开的楔形驱动模具，众所周知，所述楔形驱动模具通过压力机冲模的运动来直接控制。如由对图1和2的附图描述可知，在构造为驱动器23的凹模区段50上可往复运动的被称为工作滑块24的造型模具6通过其楔形面25被设置在冲模侧的(在部分区段上示出的)滑块座26相对于填充滑块8受控地带动。

借助本发明，在没有特殊机器和/或特殊工具的情况下，尤其是鉴于填充滑块容纳部，实现了所述设备的有利简单的制造。

Claims (8)

1.用于压力机的设备，该设备用于成形金属板制件(2)，该金属板制件具有能单独在设备中成形为侧凹(3)的区段，该设备包括压力机侧的冲模以及包括凹模(5)并且包括用于成形侧凹的可单独驱动的造型模具(6)，该造型模具与侧凹轮廓(9)配合作用，所述侧凹轮廓基本上设置在可转动运动地支承在凹模(5)中的填充滑块(8)中，该填充滑块(8)能从成形位置(10)转移到释放金属板制件(2)中的侧凹(3)的位置(14)中并且反之亦可，其特征在于，在填充滑块(8)中设有至少一个调温装置(100)，借助该调温装置能至少在部分区段上对填充滑块(8)调温。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，设有多个调温装置(100)，借助这些调温装置能将填充滑块(8)的各个区段调温到不同或相同的温度。

3.根据权利要求1和2所述的设备，其特征在于，所述调温装置(100)沿填充滑块(8)的纵向方向前后相继设置。

4.根据权利要求1和2所述的设备，其特征在于，所述调温装置(100)沿填充滑块(8)的纵向方向彼此并排设置。

5.根据上述权利要求1至4之一所述的设备，其特征在于，所述调温装置(100)大致相互平行地定向。

6.根据上述权利要求1至5之一所述的设备，其特征在于，所述调温装置(100)大致平行于这样一条转动轴线定向，填充滑块(8)能围绕该转动轴线转动。

7.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于，所述调温装置(100)

－构造为至少一个通道，该通道能用调温的介质、尤其是气体和/或液体冲刷，

－构造为在填充滑块(8)的造型表面中的至少一个凹部，和/或

－构造为至少一个电加热器。

8.根据权利要求7所述的设备，其特征在于，各个所述通道(100)能用不同的调温的介质冲刷。