DE10135561C1 - Special model bodywork component manufacturing process, for vehicle, involves deep drawing and deforming under pressure - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Sondermodell-Karos serieteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for producing special model checks Series parts according to the preamble of claim 1.
Zur Herstellung von Karosserieteilen als Formteile aus Blechen werden in all gemein bekannter Weise Tiefziehverfahren verwendet. Dabei wird jeweils ein ebenes Blech zwischen zwei Werkzeugteile, dem Blechhalter und der Matrize, eingespannt und anschließend mit einem formgebenden Stempel in die Mat rize hineingezogen. Mit solchen Tiefziehverfahren sind große Stückzahlen in kurzer Zeit herstellbar. Damit sind diese Tiefziehverfahren für Serienfahrzeug modelle welche mit hohen Stückzahlen gefertigt werden bestens geeignet. Mit den Tiefziehverfahren werden insbesondere für den Karosserierohbau benö tigte Strukturteile und Außenhautteile gefertigt wie beispielsweise Dachteile, Heck- und Frontklappen, Türen, Kotflügel und Seitenwandrahmen.For the production of body parts as molded parts from sheet metal are in all commonly known deep drawing process used. Thereby a flat sheet metal between two tool parts, the sheet metal holder and the die, clamped and then with a shaping stamp in the mat dragged in. With such deep drawing processes, large quantities are in can be produced in a short time. This makes these deep-drawing processes for series vehicles Models which are manufactured in large quantities are ideally suited. With the deep-drawing process is used in particular for body-in-white construction structural parts and outer skin parts such as roof parts, Tail and front flaps, doors, fenders and side wall frames.
Nachteilig an diesen Tiefziehverfahren sind jedoch die erforderlichen hohen Werkzeugkosten. Akzeptable Gestehungskosten für tiefgezogene Blechform teile sind daher nur bei hohen Formteilstückzahlen erreichbar.A disadvantage of these deep-drawing processes, however, are the high levels required Tooling costs. Acceptable production costs for deep-drawn sheet metal Parts can therefore only be reached with high numbers of molded parts.
Üblicher Weise ist bei Karosserie-Formteilen die endgültige Fertigteilform nicht mit einer einzigen Fertigungsoperation erreichbar. Regelmäßig werden in einer ersten Fertigungsstufe mit einem ersten Tiefziehvorgang nur die umformtech nisch wesentlichen Bauteilbereiche ausgebildet und es schließen sich noch weitere Fertigungsstufen als sogenannte Folgeoperationen an wie beispiels weise, Beschneiden, Nachformen, Weiterziehen, Einstellen, Abstellen usw. Ein Methodenplaner entscheidet darüber wie und in welcher Reihenfolge in einer Fertigungsstraße solche Folgeoperationen durchgeführt werden. Bei im Sicht bereich eines Fahrzeugs liegenden Karosserie-Blechformteilen sind in der Re gel 4 bis 6 solcher Operationen durchzuführen. Dies bedeutet, dass zur Ferti gung dieser Blechformteile auch entsprechend viele Werkzeuge gebaut und zur Verfügung gestellt werden müssen und die oben angegebenen hohen Werkzeugkosten für jedes spezielle Blechformteil entstehen.In the case of molded body parts, the final finished part shape cannot usually be achieved with a single production operation. In a first production stage, only the component areas that are technically essential are formed in a first production step with a first deep-drawing process, and other production stages follow as so-called follow-up operations such as, for example, trimming, post-forming, further drawing, setting, turning off, etc. A method planner decides how and in the sequence in which such follow-up operations are carried out in a production line. When in the field of view of a vehicle body sheet metal parts are usually 4 to 6 such operations to perform Re. This means that for the manufacture of these sheet metal parts, a corresponding number of tools must be built and made available, and the high tool costs specified above arise for each special sheet metal part.
Automobilbauer fertigen regelmäßig auch Sondermodelle, sogenannte Ni schenmodelle, die hinsichtlich der Karosserie auf Serienmodellen basieren je doch davon zum Teil etwas abweichen wie z. B. durch ausgestellte Radhäuser bei S-Versionen. Solche Sondermodelle werden im Vergleich zu den Serien modellen meist nur in geringen Stückzahlen produziert. Jedoch wird zur Her stellung von Sondermodell-Karosserieteilen mit den vorstehenden Tiefzieh verfahren auch für deren niedrige Stückzahl ein kompletter, teurer Werkzeug satz benötigt, so dass die Herstellkosten relativ hoch liegen.Automobile manufacturers also regularly produce special models, so-called Ni models that are based on series models with regard to the body but some of them differ somewhat, e.g. B. by exhibited wheel arches with S versions. Such special models are compared to the series models usually only produced in small numbers. However, the Her Provision of special model body parts with the above deep drawing process a complete, expensive tool even for their small quantities Set required, so that the manufacturing costs are relatively high.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zur Herstellung von Sondermodell- Karosserieteilen vorzuschlagen, die im fertig geformten Zustand partielle Formunterschiede in Strukturunterschiedsbereichen zu entsprechenden Se rienmodell-Karosserieteilen aufweisen, mit dem relativ kleine Stückzahlen wirt schaftlich produzierbar sind.The object of the invention is a method for producing special model To propose body parts that are partially molded in the finished state Differences in shape in areas of structural differences from corresponding Se rienmodell body parts, with which relatively small quantities are economically producible.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved with the features of claim 1.
Gemäß Anspruch 1 werden aus der Fertigungsstraße für die Serienmodell-Ka rosserieteile, d. h. aus einer Pressenstraße, Serienmodell-Karosserieteile aus geschleust. Diese Ausschleusung kann je nach der gewünschten Fertigteilform eines Sondermodell-Karosserieteils und Zweckmäßigkeitsüberlegungen be reits nach einer ersten Fertigungsstufe, d. h. nach einem ersten Tiefziehvor gang erfolgen oder ggf. nach nachgeordneten Folgeoperationen. Jedenfalls liegt bei der Ausschleusung aus der Fertigungsstraße ein zumindest teilweise durch Tiefziehen zu einer 3D-Struktur aus einem planen Blechteil umgeformtes Blechformteil vor.According to claim 1 from the production line for the series model Ka Rossie parts, d. H. from a press line, production model body parts funneled. This discharge can depend on the desired shape of the finished part of a special model body part and practicality considerations already after a first production stage, d. H. after a first thermoforming process or if necessary after subsequent operations. In any case there is an at least partial removal from the production line formed by deep drawing into a 3D structure from a flat sheet metal part Sheet metal part before.
Dieses bereits vorgeformte Blechformteil wird in wenigstens einem Struktur unterschiedsbereich, welcher eine Unterscheidung des Sondermodells zum Serienmodell bestimmt, mittels Hydroumformung partiell entsprechend der ge wünschten 3D-Struktur eines Sondermodell-Karosserieteils nachgeformt.This preformed sheet metal part is in at least one structure difference range, which differentiates the special model to the Series model determined, partially by hydroforming according to the ge desired 3D structure of a special model body part.
Diese Hydronachformung wird dergestalt durchgeführt, dass der den nachzu formenden Strukturunterschiedsbereich des Blechformteils umgebende Rand bereich entsprechend seiner 3D-Struktur zwischen zugeordnete strukturange passte und dicht schließbare Seitenwandteile eines öffenbaren Fluidkastens eingespannt wird. Dabei entspricht dieser Einspannrand rund um den Struktur unterschiedsbereich in der Funktion einem der 3D-Struktur des vorgeformten Blechformteils angepassten Ziehring.This hydroforming is carried out in such a way that the after forming structural difference area of the sheet metal part surrounding edge area according to its 3D structure between assigned structure fit and tightly closable side wall parts of an openable fluid box is clamped. This clamping edge around the structure corresponds difference in the function of one of the 3D structure of the preformed Drawing ring adapted to the molded part.
Im eingespannten Zustand verläuft der vom Randbereich umgebene Blech formteilbereich im Innenraum des Fluidkastens dergestalt, dass der Innenraum davon in einem Druckraum und in einem Matrizenraum getrennt wird. Der Mat rizenraum weist gegenüberliegend zum Blechformteilbereich eine Matrizenan lagefläche auf entsprechend der gewünschten 3D-Struktur des herzustellen den Sondermodell-Karosserieteils.When clamped, the sheet metal surrounded by the edge area runs Molding area in the interior of the fluid box so that the interior is separated from it in a pressure room and in a die room. The mat Rizenraum has a die opposite the sheet metal part area surface to be produced according to the desired 3D structure of the the special model body part.
Der Druckraum wird dann unmittelbar oder mittelbar mit einem Fluid als Druckmedium beaufschlagt, wodurch der im Fluidkasten dicht eingespannte Blechformteilbereich an die Matrizenanlagefläche angepresst und damit in die 3D-Struktur des Sondermodell-Karosserieteils umgeformt und nachgeformt wird. The pressure chamber is then directly or indirectly with a fluid Pressurized medium, whereby the tightly clamped in the fluid box Pressed sheet metal part area pressed against the die contact surface and thus in the 3D structure of the special model body part reshaped and reshaped becomes.
Der Aufwand für eine solche Nachformung auf der Basis bereits vorgeformter Serienmodell-Karosserieteile ist insgesamt wesentlich geringer im Vergleich zu einer völlig eigenständigen Herstellung von Sondermodell-Karosserieteilen mit einem eigenen Werkzeugsatz im üblichen Tiefziehverfahren. Diese Hydro nachformung ist im Vergleich zu den eingangs erläuterten Tiefziehverfahren relativ langsam, aber durch die relativ geringen Stückzahlen bei Sondermodell- Karosserieteilen sind hohe Taktfrequenzen bei der Herstellung nicht so we sentlich, dass die Vorteile der geringen Werkzeugkosten durch die teilweise Verwendung von Serienmodell-Werkzeugen und von Hydroformwerkzeugen aufgehoben werden.The effort for such a postforming on the basis of already preformed Production model body parts is overall much lower compared to a completely independent production of special model body parts our own tool set in the usual deep-drawing process. This hydro post-forming is compared to the deep-drawing processes explained at the beginning relatively slow, but due to the relatively small number of special model Body parts are high clock frequencies in the manufacture not so we Significantly that the advantages of the low tool costs through the partial Use of series model tools and hydroforming tools To get picked up.
Damit sind die Kosten für Sondermodelle reduzierbar und dadurch können von einem Hersteller zur Steigerung seiner Attraktivität mehr Sondermodellreihen aufgelegt werden.This means that the costs for special models can be reduced a manufacturer to increase its attractiveness more special model series be put on.
Gemäß Anspruch 2 kann je nach den Gegebenheiten das nachgeformte Blechformteil wieder in die Fertigungsstraße für die Serienmodell-Karosserie teile eingeschleust werden, wo dann weitere Fertigungsstufen und Folgeope rationen ausgeführt werden können, wie beispielsweise Beschneiden, Nach formen, Weiterziehen, Einstellen, Abstellen usw. und wobei die Werkzeuge dieser Folgeoperationen in den genannten Strukturunterschiedsbereichen zweckgemäß umgerüstet sind. Falls die Nachformung zu Sondermodell-Ka rosserieteilen zu größeren Formveränderungen führt, können erforderliche Folgeoperationen ggf. auch mit dafür separat hergerichteten Werkzeugen durchgeführt werden.According to claim 2, depending on the circumstances, the postformed Sheet metal part back into the production line for the production model body parts are introduced, where then further production stages and subsequent ops rations can be performed, such as trimming, after shaping, moving on, adjusting, parking etc. and taking the tools of these follow-up operations in the named structural difference areas are appropriately converted. If the postforming to special model Ka Rossi parts lead to major changes in shape, may be required Follow-up operations, if necessary, also with specially prepared tools be performed.
Für die Hydronachformung können prinzipiell an sich bekannte Hydroumform verfahren verwendet werden. In einer einfachen Ausführung nach Anspruch 3 wird das Druckmedium durch Bohrungen oder Kanäle dem Druckraum des Fluidkastens durch eine Fluidkastenwand unmittelbar zugeführt. In principle, hydroforming, known per se, can be used for the hydroforming procedures are used. In a simple embodiment according to claim 3 the pressure medium through holes or channels the pressure chamber of the Fluid box directly fed through a fluid box wall.
Alternativ kann nach Anspruch 4 auch ein hydromechanisches Verfahren ver wendet werden, wobei mittels eines Stempels der Druck im Druckraum erhöht wird, indem der Stempel in das Druckmedium gesteuert eindringt und das Druckmedium über eine einstellbare Spaltdrossel verdrängt. Der dabei auftre tende Reaktionsdruck bestimmt den Umformvorgang. Gegebenenfalls können für einen schnellen Reaktionsdruckaufbau auch weitere Hilfsstempel einge setzt werden.Alternatively, a hydromechanical method can also be used be used, the pressure in the pressure chamber being increased by means of a stamp is controlled by the stamp penetrates into the printing medium and that Pressure medium displaced via an adjustable gap throttle. The one that occurs The reaction pressure determines the forming process. If necessary, you can Additional auxiliary stamps are also inserted for rapid reaction pressure build-up be set.
In einer weiteren Alternative nach Anspruch 5 ist in an sich bekannter Weise auch eine Druckbeaufschlagung mit Druckmedium über eine Elastomer membran möglich.In a further alternative according to claim 5 is in a manner known per se also pressurization with pressure medium via an elastomer membrane possible.
Eine besonders bevorzugte Anwendung des Verfahrens erfolgt nach Anspruch 6 eine Nachformung eines Seitenwandrahmens oder Kotflügels für eine Kotflü gelverbreiterung zur Herstellung eines Sondermodellkarosserieteils aus einem Serienmodell-Karosserieteil ohne Kotflügelverbreiterung.A particularly preferred application of the method is according to claim 6 a re-formation of a side wall frame or fender for a fender Gel widening for the production of a special model body part from one Production model body part without fender flares.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to a drawing.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine schematische und perspektivische Darstellung eines als Seitenwandrahmen ausgebildeten Karosserieteils, und Fig. 1 is a schematic and perspective view of a body part designed as a side wall frame, and
Fig. 2 einen schematischen Querschnitt durch ein Werkzeug zur Hydroumfor mung von Sondermodell-Karosserieteilen. Fig. 2 shows a schematic cross section through a tool for Hydroumfor tion of special model body parts.
Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch ein Werkzeug zur Hydroumfor mung von Sondermodell-Karosserieteilen mit einem Untergesenk, wel ches eine Stempelgeometrie entsprechend dem Serienmodell aufweist. Fig. 3 is a schematic cross section through a tool for Hydroumfor tion of special model body parts with a lower die, which has a stamp geometry corresponding to the series model.
In der Fig. 1 ist schematisch und perspektivisch ein Seitenwandrahmen 1 als Sondermodell-Karosserieteil gezeigt, das entsprechend der Schnittlinie A-A für eine Kotflügelverbreiterung nachgeformt werden soll.In FIG. 1, a side wall of the frame 1 as a special model body part is shown schematically and in perspective, which is to be reshaped according to the section line AA of a wheel arch extension.
Dazu wird aus einer hier nicht dargestellten Fertigungsstraße für Serienmodell- Karosserieteile der bereits durch Tiefziehen zu einer 3D-Struktur umgeformte Seitenwandrahmen 1 ausgeschleust und anschließend einer Hydroumformung im Kotflügelbereich 2 als Strukturunterschiedsbereich unterworfen, um den Seitenwandrahmen 1 als Sondermodell-Karosserieteil mit einer Kotflügelver breiterung herzustellen.For this purpose, the side wall frame 1 , which has already been formed into a 3D structure by deep drawing, is removed from a production line (not shown here) and then subjected to hydroforming in the fender area 2 as a structural difference area in order to produce the side wall frame 1 as a special model body part with a fender flare.
Dabei wird, wie dies aus der Fig. 2 ersichtlich ist, der den nachzuformenden Kotflügelbereich 2 des Seitenwandrahmens 1 umgebende Randbereich 3 ent sprechend seiner 3D-Struktur zwischen zugeordneten, strukturangepassten und dicht schließbaren Seitenwandteilen 4, 5, 6 und 7 eines öffenbaren Werk zeugs 8 eingespannt.Here, as can be seen from FIG. 2, the fender area 2 of the side wall frame 1 surrounding the edge area 3 to be reformed accordingly to its 3D structure between assigned, structurally adapted and tightly closable side wall parts 4 , 5 , 6 and 7 of an openable tool 8 clamped.
Wie dies weiter aus der Fig. 2 schematisch ersichtlich ist, verläuft der vom Randbereich 3 umgebene nachzuformende Kotflügelbereich 2 im Innenraum 9 des Werkzeugs 8 und trennt diesen in einen Druckraum 10 und in einen Matrizenraum 11 mit einer Matrizenanlagefläche 12 entsprechend der 3D- Struktur des auszubildenden verbreiterten Kotflügelbereichs 2.As can furthermore be seen schematically from FIG. 2, the fender area 2 to be shaped, which is surrounded by the edge area 3 , runs in the interior 9 of the tool 8 and separates it into a pressure space 10 and into a die space 11 with a die contact surface 12 according to the 3D structure of the trainee widened fender area 2 .
Das Druckmedium kann dem Druckraum 10 des Werkzeugs 8 über dem Druckraum 10 zugeordnete Bohrungen und Kanäle 13, von denen in der Dar stellung der Fig. 2 lediglich einer schematisch und beispielhaft dargestellt ist, zugeführt werden. Dadurch wird der Druckraum 10 unmittelbar oder mittelbar mit einem Fluid 14 als Druckmedium beaufschlagt, wodurch der im Werkzeug 8 dicht eingespannte Kotflügelbereich 2 an die Matrizenanlagefläche 12 ange presst wird, wie dies in der Darstellung der Fig. 2 strichliert eingezeichnet ist. Dadurch wird ein verbreiterter Kotflügelbereich 2 erhalten.The pressure medium can be supplied to the pressure chamber 10 of the tool 8 via the pressure chamber 10 associated bores and channels 13 , of which only one is shown schematically and exemplarily in the Dar position of FIG. 2. As a result, the pressure chamber 10 is acted upon directly or indirectly by a fluid 14 as the pressure medium, as a result of which the fender area 2 , which is tightly clamped in the tool 8, is pressed against the die contact surface 12 , as is shown in broken lines in the illustration in FIG. 2. A widened fender area 2 is thereby obtained.
Die Druckbeaufschlagung mit Druckmedium kann dabei z. B. mittelbar über eine hier nicht dargestellte Elastomermembran erfolgen.The pressurization with pressure medium can, for. B. indirectly via an elastomer membrane, not shown here.
Anschließend kann dann der so nachgeformte Seitenwandrahmen 1 wieder in die Fertigungsstraße für die Serienmodell-Karosserieteile für weitere Ferti gungsstufen und Folgeoperationen eingeschleust werden, wobei diese im ge nannten Kotflügelbereich 2 entsprechend umgerüstet sind.Then the post-formed side wall frame 1 can then be reintroduced into the production line for the series model body parts for further production stages and follow-up operations, these being converted accordingly in the fender area 2 .
Claims (7)
zunächst aus einer Fertigungsstraße für die Serienmodell-Karosserie teile zumindest teilweise durch Tiefziehen zu einer 3D-Struktur umge formte Blechformteile (1) ausgeschleust werden,
danach diese Blechformteile (1) in wenigstens einem Strukturunter schiedsbereich (2) mittels Umformung durch ein Druckmedium partiell entsprechend der 3D-Struktur der Sondermodell-Karosserieteile nach geformt werden, dergestalt
dass der den wenigstens einen nachzuformenden Strukturunterschieds bereich (2) des Blechformteils (1) umgebende Randbereich (3) entspre chend seiner 3D-Struktur zwischen zugeordneten, strukturangepassten und dicht schließbaren Flächen (4, 5, 6, 7) eines öffenbaren Werkzeugs (8) eingespannt wird, wobei der vom Randbereich (3) umgebene Blech formteilbereich im Innenraum (9) des Werkzeugs (8) verläuft und diesen dabei in einen Druckraum (10) und einen Matrizenraum (11) mit einer Matrizenanlagefläche (12) entsprechend der 3D-Struktur eines Sonder modell-Karosserieteils trennt, und
dass der Druckraum (10) unmittelbar oder mittelbar mit einem Druckme dium (14) beaufschlagt wird, wodurch der im Werkzeug (8) dicht einge spannte Blechformteilbereich an die Matrizenanlagefläche (12) ange presst und dann in die 3D-Struktur des Sondermodell-Karosserieteils umgeformt wird.1. Process for the production of special model body parts, which in the fully formed state have partial shape differences in different structural areas from corresponding series model body parts, wherein
parts are first discharged from a production line for the series model bodywork, at least partially by deep drawing into a 3D structure, formed sheet metal parts ( 1 ),
Thereafter, these sheet metal parts ( 1 ) are shaped in at least one structural difference area ( 2 ) by reshaping by means of a printing medium in accordance with the 3D structure of the special model body parts
that the edge area ( 3 ) surrounding the at least one structural difference area ( 2 ) of the sheet metal molded part ( 1 ) corresponding to its 3D structure between assigned, structurally adapted and tightly closable surfaces ( 4 , 5 , 6 , 7 ) of an openable tool ( 8 ) is clamped, the sheet metal molded part area surrounded by the edge region ( 3 ) running in the interior ( 9 ) of the tool ( 8 ) and this in a pressure space ( 10 ) and a die space ( 11 ) with a die contact surface ( 12 ) according to the 3D structure separates a special model body part, and
that the pressure chamber ( 10 ) is acted upon directly or indirectly with a pressure medium ( 14 ), as a result of which the sheet metal molded part area tightly clamped in the tool ( 8 ) is pressed against the die contact surface ( 12 ) and then formed into the 3D structure of the special model body part becomes.
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