DE102004019693B4 - Verfahren zum Herstellen eines gehärteten Blechprofils - Google Patents
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Abstract
Verfahren zum Herstellen eines gehärteten Blechprofils (13), wobei das Blechprofil (13) auf eine Härtetemperatur erwärmt und nachfolgend in einem Formwerkzeug (2) umgeformt und abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Abkühlens durch Lochen mittels eines Lochwerkzeugs (12) eine Ausnehmung (11) in das Blechprofil (13) eingebracht wird, wobei das Lochwerkzeug (12) unmittelbar nach dem Lochen des Blechprofils (13) aus diesem wieder herausgeführt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines gehärteten Blechprofils, wobei das Blechprofil auf eine Härtetemperatur erwärmt und nachfolgend in einem Formwerkzeug umgeformt und abgekühlt wird.
- Ein vorgenanntes Verfahren zum Herstellen eines gehärteten Blechprofils ist aus
DE 24 52 486 A1 bekannt. Danach erfolgt die Herstellung aus einer Platine in einem Presshärteverfahren, wobei ein aus härtbarem Stahl bestehendes Blechprofil auf eine Härtetemperatur erhitzt wird. Anschließend wird es mittels einer Warmumformung in einem entsprechenden Pressenwerkzeug umgeformt. Abschließend wird das Blechprofil ausgehärtet, wobei es in dem Pressenwerkzeug verbleibt. - Weiterhin ist das eingangs genannte Verfahren auch aus
DE 101 49 221 C1 ,DE 101 49 220 C1 ,DE 101 20 919 A1 ,DE 101 28 200 A1 bekannt. Dabei wird nachDE 101 49 221 C1 an einer gegebenenfalls vorgeformten Platine zunächst zumindest eine topfartige Ausformung ausgebildet, und anschließend wird die Platine in einem Pressenwerkzeug zu einem Blechprofil warm umgeformt und gehärtet.DE 101 49 220 C1 betrifft eine Platine aus Stahlblech, an welcher zunächst ein Durchzug mit einem vorstehenden Kragen erzeugt wird, bevor die Platine erwärmt und in einem ebenfalls offenbarten Pressenwerkzeug zu einem Blechprofil warm umgeformt und gehärtet wird. NachDE 101 20 919 A1 wird eine Platine in einem Pressenwerkzeug zu einem Blechprofil warm umgeformt und gehärtet. Am Blechprofil werden aus der Ebene der Platine vorstehende Referenzpunkte erzeugt, die zur Lageorientierung des Blechprofils in nachfolgenden Fertigungsoperationen dienen sollen. Bei dem Verfahren gemäßDE 101 28 200 A1 werden zunächst an einer Platine Durchzüge mit vorstehenden Kragen sowie zwei nutartige Sicken erzeugt. Auf den Sicken liegend wird die Platine dann auf einem Fördermittel in einem Ofen erwärmt, anschließend in einem Pressenwerkzeug zu einem Blechprofil warm umgeformt und dann gehärtet. - Darüber hinaus offenbart
DE 197 52 156 A1 ein Verfahren zum Herstellen von Werkstücken durch Stanzen, bei dem ein Werkstoffstreifen vor dem Stanzen auf eine Halbwarmtemperatur zwischen 480°C und 820°C (Anlasstemperatur) erwärmt wird. Dieses Verfahren sieht bei einem umzuformenden Werkstück eine Temperaturhaltung vor, wobei auf möglichst geringe Temperaturschwankungen geachtet werden soll. Ein gleichzeitiges Härten des Werkstücks ist nach diesem Verfahren somit ausgeschlossen. - Ein Verfahren zur Herstellung eines Stahldrahtes zur Verwendung als Material eines zweiteiligen Ölringes für einen Verbrennungsmotor offenbart
DE 42 00 489 A1 . In dem Verfahren erfolgt ein Glühen des Drahtes mittels eines kontinuierlichen Glühofens, ein Bilden von Öldurchlasslöchern in einem Stegabschnitt des Drahtes durch Stanzen und nachfolgend ein Unterziehen des Drahtes einem kontinuierlichen Härte- und Anlassvorgang. - Allgemein eine aus Stempel, Matrize und Zugbolzen bestehende Lochstanze, insbesondere für Metallbleche und Kunststoffplatten, wobei der Stempel in Form eines Messerkopfes mit einer durchgehenden axialen Bohrung zur Aufnahme eines Zugbolzens ausgebildet ist und an seiner im Gebrauch der Matrize zugewandten Stirnfläche Schrägflächen aufweist, ist aus
DE 38 19 369 A1 bekannt. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem in einem rationellen und ökonomischen Ablauf präzise Ausnehmungen in das Blechprofil einbringbar sind.
- Die Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren der eingangs genannten Art, bei dem während des Abkühlens durch Lochen mittels eines Lochwerkzeugs eine Ausnehmung in das Blechprofil eingebracht wird, wobei das Lochwerkzeug unmittelbar nach dem Lochen des Blechprofils aus diesem wieder herausgeführt wird.
- Vorteillhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.
- Dabei fällt unter den Begriff des Lochens beispielsweise auch der Spezialfall des Schaffens von Ausklinkungen, das heißt, dass während des Abkühlens mittels eines Ausklinkwerkzeugs eine Ausnehmung in Form einer Ausklinkung in das Blechprofil eingebracht wird. Auf die erfindungsgemäße Weise wird in dem Blechprofil eine Lochung mit hoher Präzision und ohne Beschädigung des Lochungsrandes und/oder des Lochwerkzeuges eingebracht. Von Vorteil ist es, wenn die Verweilzeit des Lochwerkzeugs in dem Blechprofil sehr kurz ist, da die Temperaturdifferenz, der das Blechprofil unterliegt, und damit auch die Volumenänderung des Blechprofils dann vergleichsweise gering ist. Mit der Erfindung ist auf besonders einfache Weise ein Aufschrumpfen oder Aufschwinden des abkühlenden und sich dabei zusammenziehenden Blechprofils auf das Lochwerkzeug sicher vermieden. Hingegen würde bei Einsatz herkömmlicher Lochverfahren, bei denen ein Lochstempel in einem gelochten Werkstück bis zur Öffnung des Werkzeugs verbleibt und erst beim Öffnen des Werkzeugs rückgeholt wird, ein Aufschrumpfen des Werkstücks auf den Stempel erfolgen. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Lochwerkzeug nach dem Lochvorgang sofort wieder in seine Ausgangsstellung zurückgefahren, wodurch ein Aufschrumpfen des Werkstücks auf das Werkzeug zuverlässig verhindert wird. Die Verweilzeit des Blechprofils in dem Formwerkzeug und die Lochzeit können grundsätzlich variiert werden.
- Das Lochwerkzeug kann das Blechprofil beispielsweise in einer absätzigen Bewegung lochen. Für eine Werkzeug und Werkstück nur gering beanspruchende, präzise Lochung wird hingegen gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung das Lochwerkzeug aus einer Ruheposition in das Blechprofil dieses durchstoßend in ununterbrochener Bewegung eingeführt. Eine entsprechend vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich zudem, wenn gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung das Lochwerkzeug nach dem Lochen in ununterbrochener Bewegung aus dem Blechprofil heraus in seine Ruheposition zurückgeführt wird.
- Grundsätzlich ist es vorstellbar, dass das Lochwerkzeug, zum Beispiel in Form eines Bolzens, zur Schaffung der Ausnehmung vollständig durch das Blechprofil hindurchtritt. Das erfindungsgemäße Verfahren wird jedoch erheblich vereinfacht, wenn das Werkzeug zum Beispiel als Stempel ausgebildet ist und beim Lochvorgang eine vorwärts und nach Bewegungsumkehr an einem Totpunkt eine rückwärts gerichtete Bewegung ausführt. Für eine dauerhaft hohe Präzision und Wartungsarmut des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es dann von besonderem Vorteil, wenn gemäß einer Weiterbildung der Erfindung das Lochwerkzeug ausgehend von seiner Ruheposition über das Erreichen eines Totpunktes nach Durchstoßen des Blechprofils bis zur Rückkehr in die Ruheposition eine ununterbrochene Bewegung mit sofortiger Richtungsumkehr im Totpunkt ausführt. Das Lochwerkzeug befindet sich somit in ständiger Bewegung, solange es mit dem Blechprofil in Kontakt steht. Insbesondere in einer Großserienfertigung, beispielsweise in der Kraftfahrzeugproduktion, sind die vorgenannten Aspekte von hoher, kostenmindernder Bedeutung. Außerdem weist das derart weitegebildete Verfahren eine hohe Prozesssicherheit auf.
- Grundsätzlich kann der eigentliche Lochvorgang in einem frei definierbaren Zeitbereich während der Verweilzeit des Blechprofils in dem Formwerkzeug erfolgen; dabei ist es möglich, freizügig auf spezielle Randbedingungen und/oder gewünschte Bearbeitungsergebnisse Rücksicht zu nehmen. Um aber ein nachheriges Wandern in dem sich weiter abkühlenden Blechprofil weitestgehend auszuschließen und um somit die Fertigungspräzision zu erhöhen, ist es gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung besonders günstig, wenn das Lochen des Blechprofils in einem mittleren Zeitbereich bezogen auf die gesamte Verweilzeit des Blechprofils in dem Formwerkzeug erfolgt.
- Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist ein Ausführungsbeispiel davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. In der Zeichnung zeigt in jeweils schematisierter Darstellung
-
1 eine geschnittene Seitenansicht eines Ausschnittes einer Vorrichtung mit einem Lochwerkzeug in einer ersten Arbeitsstufe, -
2 die Vorrichtung nach1 in einer zweiten Arbeitsstufe und -
3 die Vorrichtung nach1 in einer dritten Arbeitsstufe. - In den
1 bis3 sind sich jeweils entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. - In
1 ist in geschnittener Seitenansicht ein Ausschnitt einer Vorrichtung zum Umformen und Härten eines Blechprofils13 aus einer Platine1 dargestellt. Dazu weist die Vorrichtung ein Formwerkzeug2 mit einem ersten Werkzeug3 und einem zweiten Werkzeug4 auf, zwischen welche Werkzeuge3 ,4 die Platine1 eingelegt ist. Die Platine1 ist dabei auf eine Härtetemperatur von in etwa 950°C erwärmt. Das zweite Werkzeug4 weist ein Lochwerkzeug12 mit einem hydraulisch angetriebenen Stempel5 zum Lochen des Blechprofils13 auf. Der hydraulische Antrieb des Stempels5 ist durch einen Pfeil6 symbolisiert. Der Stempel5 befindet sich in seiner Ruheposition, wobei er mit seinem kopfseitigen Ende10 an der Platine1 anliegt. An mit dem Stempel5 korrespondierender Stelle des ersten Werkzeugs3 ist ein Schacht7 vorgesehen, in den der Stempel5 während des Lochvorgangs eingreifen kann. Eine Mittelachse8 von Stempel5 und Schacht7 ist in diesem Ausführungsbeispiel senkrecht zur Platine1 angeordnet, so dass eine gerade, nicht unter einem Winkel ausgeführte Lochung erfolgen kann. -
2 zeigt den Ausschnitt der Vorrichtung nach1 zu einem Zeitpunkt, an dem der Stempel5 die Platine1 durchstoßen und seinen Totpunkt, an dem eine Bewegungsumkehr erfolgt, erreicht hat. Aus der Platine1 ist ein Segment9 mittels des Stempels5 herausgeschnitten und in den Schacht7 des ersten Werkzeugs3 hineingedrückt. Durch den Schacht7 wird das Segment9 aus der Vorrichtung abgeführt. Durch das Herausschneiden des Segmentes9 ist in der Platine1 eine Ausnehmung11 entstanden, die in der hier gezeigten Arbeitsstufe von dem Stempel5 durchgriffen wird. Der Lochvorgang erfolgt bei gleichzeitiger Abkühlung der Platine1 , zum Beispiel auf in etwa 400°C. - In der in
3 gezeigten Arbeitsstufe ist der Stempel5 wieder in seine Ruheposition zurückgeführt. Die Rückführung hat unmittelbar mit Erreichen des Totpunktes durch den Stempel5 eingesetzt. In der Platine1 bleibt die nunmehr offene Ausnehmung11 zurück. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Platine
- 2
- Formwerkzeug
- 3
- Werkzeug
- 4
- Werkzeug
- 5
- Stempel
- 6
- Pfeil
- 7
- Schacht
- 8
- Mittelachse
- 9
- Segment
- 10
- Ende
- 11
- Ausnehmung
- 12
- Lochwerkzeug
- 13
- Blechprofil
Claims (6)
- Verfahren zum Herstellen eines gehärteten Blechprofils (
13 ), wobei das Blechprofil (13 ) auf eine Härtetemperatur erwärmt und nachfolgend in einem Formwerkzeug (2 ) umgeformt und abgekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, dass während des Abkühlens durch Lochen mittels eines Lochwerkzeugs (12 ) eine Ausnehmung (11 ) in das Blechprofil (13 ) eingebracht wird, wobei das Lochwerkzeug (12 ) unmittelbar nach dem Lochen des Blechprofils (13 ) aus diesem wieder herausgeführt wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Abkühlens mittels eines Ausklinkwerkzeugs die Ausnehmung (
11 ) in Form einer Ausklinkung in das Blechprofil (13 ) eingebracht wird. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochwerkzeug (
12 ) aus einer Ruheposition in das Blechprofil (13 ) dieses durchstoßend in ununterbrochener Bewegung eingeführt wird. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochwerkzeug (
12 ) nach dem Lochen in ununterbrochener Bewegung aus dem Blechprofil (13 ) heraus in seine Ruheposition zurückgeführt wird. - Verfahren nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochwerkzeug (
12 ) ausgehend von seiner Ruheposition über das Erreichen eines Totpunktes nach Durchstoßen des Blechprofils (13 ) bis zur Rückkehr in die Ruheposition eine ununterbrochene Bewegung mit sofortiger Richtungsumkehr im Totpunkt ausführt. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lochen des Blechprofils (
13 ) in einem mittleren Zeitbereich bezogen auf die gesamte Verweilzeit des Blechprofils (13 ) in dem Formwerkzeug (2 ) erfolgt.
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