DE10128199B4 - Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen, insbesondere Magnesiumblechen, welche ein Pressenwerkzeug (1) mit einem zwischen einem Oberwerkzeug (2) und einem Unterwerkzeug (3) ausgebildeten Umformraum (4) aufweist, wobei das Metallblech im Umformraum (4) zumindest bereichsweise beheizbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gasbeheizung (6) vorgesehen ist und im Oberwerkzeug (2) und/oder im Unterwerkzeug (3) in den Umformraum (4) mündende Strömungskanäle (7, 8) zur Einleitung von Heizgas in den Umformraum (4) vorgesehen sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen, insbesondere Magnesiumblechen, welche ein Pressenwerkzeug mit einem zwischen einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug ausgebildeten Umformraum aufweist.
  • Metallbleche im allgemeinen werden kalt oder warm umgeformt. Magnesiumbleche hingegen werden üblicherweise warm umgeformt, da bei einer Kaltumformung in kritischen Bereichen Risse auftreten können, insbesondere in solchen Bereichen, wo höhere Umformgrade erforderlich sind.
  • Die Warmumformung als solche ist bekannt, beispielsweise durch die DE 24 52 486 A1 ebenso wie durch die GB 1 490 535 A . Hierbei werden die Metallbleche, beispielsweise Stahlblechplatinen, in einer Wärmebehandlungsanlage separat erhitzt, bevor sie dann heiß in das Pressenwerkzeug eingelegt und umgeformt werden. Diese Vorgehensweise ist anlagentechnisch aufwendig und mitunter anwendungstechnisch nachteilig, weil es durch den Kontakt mit dem Pressenwerkzeug bereits zu einer unerwünschten Temperaturabsenkung am Metallblech kommen kann.
  • Bei dem aus der US 3 529 458 A bekannten Verfahren zum Umformen eines Metallblechs erfolgt eine Beheizung des Umformraums und einer darin befindlichen leicht schmelzbaren metallischen Legierung durch eine elektrische Widerstandsbeheizung. Die verflüssigte Metalllegierung fungiert als Wirkmedium beim Umformvorgang.
    •
  • Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine anlagen- und anwendungstechnisch verbesserte Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen, insbesondere von Magnesiumblechen, aufzuzeigen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einer Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1, bei der ein Metallblech im Umformraum des Pressenwerkzeugs liegend beheizbar ist. Die Beheizung erfolgt direkt, wobei das Metallblech im Umformraum in unmittelbaren Kontakt mit einem Heizmedium gelangt. Es ist eine Gasbeheizung vorgesehen. Hierbei wird das Metallblech direkt durch ein Gas, beispielsweise heiße Luft, beheizt.
  • Im Oberwerkzeug und/oder im Unterwerkzeug sind in den Umformraum mündende Strömungskanäle vorgesehen. Über diese wird ein Heizgas, vorzugsweise Luft, in den Umformraum geleitet, so dass das Metallblech aufgeheizt wird. Die Anordnung und Ausbildung der Strömungskanäle ebenso wie die Position ihrer Mündungen im Pressenwerkzeug wird entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall und der Kontur des Umformbauteils bestimmt. Demzufolge kann insbesondere in kritischen Bereichen mit größeren Umformgraden eine bereichsweise partiell stärkere Aufheizung erfolgen als in anderen Bereichen.
  • Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung geeignet für die Umformung von Magnesiumblechen, insbesondere solchen aus Mg-Al-Zn-Legierungen, sogenannten AZ-Legierungen. Eine Magnesium-Aluminium-Zink-Legierung mit der Bezeichnung AZ31 enthält 3 % Aluminium und 1 % Zink. Die Festigkeiten solcher Legierungen sind hoch. Aufgrund dieser Eigenschaft eignet sich Magnesiumblech sehr gut für hochbelastete Bauteile bzw. Bauteilkomponenten von Kraftfahrzeugen. Die Warmumformung erfolgt bei Temperaturen zwischen 90 °C und 350 °C, vorzugsweise bei einer Temperatur um ca. 280 °C.
    •
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
  • Die Figur zeigt in perspektivischer Darstellungsweise eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Pressenwerkzeug 1. Die Darstellung ist technisch schematisiert.
  • Das Pressenwerkzeug 1 weist in der Kontur aufeinander gegengleich abgestimmt ein Oberwerkzeug 2 und ein Unterwerkzeug 3 auf, zwischen denen ein Umformraum 4 ausgebildet ist. Im Umformraum 4 kann eine Platine aus Magnesiumblech 5 aufgenommen und dann durch Gegeneinanderverlagern von Oberwerkzeug 2 und Unterwerkzeug 3 abgepresst werden. In der Regel wird beim Pressvorgang das Oberwerkzeug 2 abgesenkt, wie dies durch den Pfeil P verdeutlicht ist. Das Magnesiumblech 5 ist der Übersicht nur andeutungsweise dargestellt.
  • Im Umformraum 4 ist das Magnesiumblech 5 beheizbar. Dies kann vollflächig erfolgen, jedoch auch nur bereichsweise vorgenommen werden. Die Beheizung des Magnesiumblechs 5 erfolgt mittels einer Gasbeheizung 6. Hierzu sind im Unterwerkzeug 3 Strömungskanäle 7, 8 vorgesehen, die in den Umformraum 4 münden und durch welche heiße Luft (Pfeile L) in den Umformraum 4 geleitet werden kann. Man erkennt, dass der Strömungskanal 7 spaltenartig ausgebildet ist, wohingegen die Strömungskanäle 8 Bohrungen im Unterwerkzeug 3 sind.
  • Das im Umformraum 4 liegende Magnesiumblech 5 wird durch die heiße Luft L aufgeheizt, beispielsweise für ca. 30 Sekunden. Anschließend wird das Magnesiumblech 5 warm abgepresst und erhält hierbei die gewünschte Kontur. Durch die Warmumformung kann insbesondere in Bereichen mit größeren Umformgraden eine Materialschädigung vermieden werden. In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, dass Abprägungen an Spalten im Ober- bzw. Unterwerkzeug 2, 3 durch die Warmumformung vermieden werden bzw. nicht auftreten.
    • 1
    Pressenwerkzeug
    2
    Oberwerkzeug
    3
    Unterwerkzeug
    4
    Umformraum
    5
    Magnesiumblech
    6
    Gasbeheizung
    7
    Strömungskanal
    8
    Strömungskanal
    L
    heiße Luft
    P
    Pfeil

Claims (1)

  1. Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen, insbesondere Magnesiumblechen, welche ein Pressenwerkzeug (1) mit einem zwischen einem Oberwerkzeug (2) und einem Unterwerkzeug (3) ausgebildeten Umformraum (4) aufweist, wobei das Metallblech im Umformraum (4) zumindest bereichsweise beheizbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gasbeheizung (6) vorgesehen ist und im Oberwerkzeug (2) und/oder im Unterwerkzeug (3) in den Umformraum (4) mündende Strömungskanäle (7, 8) zur Einleitung von Heizgas in den Umformraum (4) vorgesehen sind.
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