DE102005027703B3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines hohlen Bauteils aus einer durch mindestens zwei Blechzuschnitte gebildeten Doppelplatine - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines hohlen Bauteils aus einer durch mindestens zwei Blechzuschnitte gebildeten Doppelplatine Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines hohlen, insbesondere für den Einsatz im Fahrzeugbau bestimmten Bauteils (1) aus mindestens zwei Blechzuschnitten (4, 5), bei dem die Blechzuschnitte (4, 5) aufeinander gelegt und miteinander durch eine Naht (7) stoffschlüssig zu einer Doppelplatine (3) verbunden werden und bei dem die Doppelplatine (3) durch Innenhochdruckumformen zu dem Bauteil (1) geformt wird, wobei die Doppelplatine (3) während der im Zuge des Innenhochdruckumformens vorgenommenen Druckbeaufschlagung des zwischen ihren Blechzuschnitten (4, 5) vorhandenen Innenraums (8) mit einem Verformungsmedium in ihrem Randbereich durch einen Niederhalter niedergehalten wird. Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung ermöglichen mit einfachen Mitteln die Herstellung eines hohlen Bauteils aus einer Doppelplatine. Dies wird dadurch erreicht, dass der eine der Blechzuschnitte (4) der Doppelplatine (3) so geformt und/oder ausgerichtet wird, dass er im auf dem anderen Blechzuschnitt (5) aufgelegten Zustand mit seinem Randbereich (6) als Einzelflansch (2) mindestens abschnittsweise über den Rand des anderen Blechzuschnitts (5) hinaus steht und dass von dem Niederhalter während des Innenhochdruckformens Haltekräfte nur auf den so gebildeten Einzelflansch (2) der Doppelplatine (3) ausgeübt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines hohlen, insbesondere für den Einsatz im Fahrzeugbau bestimmten Bauteils aus mindestens zwei Blechzuschnitten, bei dem die Blechzuschnitte aufeinander gelegt und miteinander durch eine Naht stoffschlüssig zu einer Doppelplatine verbunden werden, wobei der eine der Blechzuschnitte der Doppelplatine so geformt und/oder ausgerichtet wird, dass er im auf dem anderen Blechzuschnitt aufgelegten Zustand mit seinem Randbereich als Einzelflansch mindestens abschnittsweise über den Rand des anderen Blechzuschnitts hinaus steht, und bei dem die Doppelplatine zu dem Bauteil durch Innenhochdruckumformen geformt wird, wobei die Doppelplatine während der im Zuge des Innenhochdruckumformens vorgenommenen Druckbeaufschlagung des zwischen ihren Blechzuschnitten vorhandenen Innenraums mit einem Verformungsmedium in ihrem Randbereich durch einen Niederhalter niedergehalten wird.
  • Ebenso betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung eines hohlen, insbesondere für den Einsatz im Fahrzeugbau bestimmten Bauteils aus einer durch mindestens zwei mittels einer Naht stoffschlüssig und dicht miteinander verbundenen Blechzuschnitte gebildeten Doppelplatine durch Innenhochdruckumformen, mit einer Matrize, die einen die Form des fertigen Bauteils abbildenden Formraum umfasst, und mit einem Niederhalter zum Ausüben einer Haltekraft auf einen an der Doppelplatine ausgebildeten Flanschbereich während des Innenhochdruckumformens.
  • Verfahren und Vorrichtung der voranstehend angegebenen Art werden insbesondere im Bereich des Fahrzeugkarosseriebaus eingesetzt, um unterschiedlichste Bauteile, wie die B-, C- und ggf. D-Säulen der Fahrgastzelle oder Quer- und Längsträger des Fahrwerks zu erzeugen. Die Herstellung solcher Bauteile durch Innenhochdruckumformen hat dabei den Vorteil, dass sich mit geringem fertigungstechnischem Aufwand exakt geformte Komponenten herstellen lassen, die sich ohne aufwändige Nachbearbeitung unmittelbar in die jeweilige Karosserie einbauen lassen.
  • Ein Verfahren, mit dem sich Hohlprofile durch Innenhochdruckumformen erzeugen lassen, ist beispielsweise aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 196 51 658 A1 bekannt. Gemäß diesem Verfahren wird zunächst eine Doppelplatine aus zwei im Wesentlichen identisch geformten Einzelplatinen gebildet, in die Einzelplatinen aufeinander gelegt und anschließend durch Punktschweißen oder durch eine umlaufende Naht miteinander verschweißt werden. Anschließend wird die Doppelplatine in eine aus zwei Werkzeughälften gebildete Matrize so eingespannt, dass sie mit ihrem umlaufenden, doppellagigem Randbereich im zwischen den beiden Werkzeughälften der Matrize vorhandenen Spalt gehalten ist. In die Werkzeughälften sind dabei Ausnehmungen eingeformt, die bei geschlossener Matrize gemeinsam den Formraum bilden, der die Endform des zu erzeugenden Profils bestimmt.
  • Bei eingelegter Doppelplatine wirkt üblicherweise eine der beiden Werkzeughälften der Matrize als Niederhalter, der im Betrieb eine Haltekraft auf die zwischen den Werkzeughälften gehaltenen beiden Randbereichslagen ausübt, während die andere Werkzeughälfte das entsprechende Gegenlager bildet.
  • Nach dem Einspannen wird der zwischen den Blechzuschnitten der Doppelplatine vorhandene Innenraum mit einem unter hohem Druck stehenden Druckmedium beaufschlagt. Die Blechzuschnitte legen sich daraufhin an die Innenflächen des Formraums der Matrize an, wobei durch einen durch die jeweils ausgeübte Haltekraft gesteuerten Materialnachlauf eine weitestgehend faltenfreie Angleichung der Form der Doppelplatine an die durch den Formraum vorgegebene Form stattfindet.
  • Bei der praktischen Durchführung der voranstehend erläuterten Vorgehensweise ergibt sich das Problem, dass es im Bereich des durch die aufeinander liegenden Randabschnitte gebildeten so genannten "Doppelflansch" vielfach zu erhöhter Korrosion kommt.
  • Besonders kritisch erweist sich dies, wenn mit einer korrosionshemmenden Beschichtung, beispielsweise einer Zinkbeschichtung, versehene Bleche miteinander zu einer Doppelplatine im Überlapp verschweißt werden sollen. Durch die beim Schweißen auftretende Hitze verdampft die Beschichtung lokal eng begrenzt. Der sich bildende Dampf bringt die Gefahr mit sich, dass die Schweißnaht aufgrund von Blasenbildung oder des Auftretens von Einschlüssen nicht ordnungsgemäß ausgebildet werden kann und demzufolge korrosionsanfällig ist. Hinzu kommt, dass zwischen die aufeinander liegenden Randbereiche der Doppelplatine geratende Feuchtigkeit in der Regel nur sehr schwer wieder entweichen kann, wodurch dort eine erhöhte Neigung zur Spaltkorrosion besteht.
  • Die voranstehend erläuterten Probleme bestehen auch bei der Art und Weise des Innenhochdruckumformens, das in der DE 198 18 362 A1 beschrieben ist. In dieser Druckschrift ist das eine besonders vorteilhafte Form des Andockens von zwei aufeinander liegenden und bis auf eine Andocköffnung für den Anschluss eines Andockstempels an ihren Rändern mit einer durchlaufenden Schweißnaht verschweißten Blechplatinen zur Herstellung hohler Bauteile beim Innenhochdruckumformen beschrieben. Aus den Figuren der DE 198 18 362 A1 geht dabei hervor, dass die Platinen aufeinander so ausgerichtet sein können, dass die eine Platine mit einem Randbereich geringfügiger Breite über die andere Platine hinaus steht. Dieser geringfügig über die andere Platine hinaus stehende Bereich schließt sich an denjenigen Randbereich der betreffenden Platine an, der wie beim voranstehend erläuterten Stand der Technik gemeinsam mit dem ihm zugeordneten Randbereich der darauf liegenden zweiten Platine einen Doppelflansch bildet, über den die beiden Platinen während des Innenhochdruckumformens von einem Stempel niedergehalten werden.
  • Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein mit einfachen Mitteln durchführbares Verfahren zur Herstellung eines hohlen Bauteils aus einer Doppelplatine anzugeben. Ebenso sollte eine zu diesem Zwecke ebenso geeignete Vorrichtung geschaffen werden.
  • In Bezug auf ein Verfahren der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe dadurch gelöst worden, dass bei einem solchen Verfahren erfindungsgemäß von dem Niederhalter während des Innenhochdruckformens Haltekräfte nur auf den Einzelflansch der Doppelplatine ausgeübt werden.
  • Gemäß der Erfindung werden im ersten Schritt der Herstellung eines hohlen Bauteils aus einer Doppelplatine mindestens zwei einzelne Blechzuschnitte unterschiedlicher Größe oder Form so aufeinander gelegt, dass der eine Blechzuschnitt mit seinem Randbereich mindestens abschnittsweise über den anderen Blechzuschnitt hinausragt. Dieser gegenüber dem anderen Blechzuschnitt hinausragende Blechzuschnitt bildet einen so genannten "Einzelflansch", der im Gegensatz zu einem bei herkömmlicher Vorgehensweise an der Doppelplatine gebildeten "Doppelflansch" nur aus einer Blechlage besteht. Der gegenüber dem Rand des Einzelflanschs zurückspringende Rand des anderen, den Einzelflansch jeweils nicht bildenden Blechzuschnitts liegt somit auf dem Einzelflansch auf, so dass es problemlos möglich ist, dort eine Verschweißung beider Blechzuschnitte durch eine Kehlnaht vorzunehmen. Dabei entstehende Dämpfe können, da die Schweißnaht anders als bei einer Überlappschweißung keine zwei Blechlagen durchdringen muss, entweichen, ohne die Qualität der Schweißnaht negativ zu beeinflussen. Dies erweist sich als besonders vorteilhaft, wenn die Verschweißung der Blechzuschnitte mittels Laserstrahlschweißen durchgeführt wird, durch das sich die Blechzuschnitte mit einer besonders präzise geformten Schweißnaht von geringem Ausmaß miteinander stoffschlüssig verbinden lassen.
  • Auch ist durch die Kehlnaht die Gefahr der Entstehung von Spaltkorrosion minimiert. Die Kehlnaht selbst verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit in den Bereich, in dem die Blechzuschnitte ggf. nach dem Innenhochdruckumformen noch aufeinander liegen.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorgehensweise besteht in der Gewichtsersparnis, die dadurch erreicht wird, dass an der Doppelplatine nur noch ein Einzelflansch ausgebildet wird.
  • Auch können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hohle Bauteile mit besonders präziser Formgebung geformt werden. So ermöglicht es der Umstand, dass die Doppelplatine während der Innenhochdruckumformung erfindungsgemäß im Wesentlichen ausschließlich im Bereich des Einzelflanschs gehalten wird, Bauteile zu fertigen, die aufgrund vorgegebener Randbedingungen einen breiten Flansch haben sollen und deren Nahtverlauf im Wesentlichen in der Nähe des Auslaufs des Matrizenradius liegen soll und die, sofern überhaupt, nur noch im gegenüber dem Stand der Technik verringerten Maße nachbearbeitet werden müssen. Dies lässt sich dadurch erreichen, dass die Form der für die Formgebung eingesetzten Matrize so gewählt wird, dass der den Einzelflansch nicht bildende Blechzuschnitt während der Innenhochdruckumformung im Wesentlichen ausschließlich durch die die stoffschlüssige Verbindung der beiden Blechzuschnitte gewährleistende Naht gehalten wird.
  • Die Blechzuschnitte der Doppelplatine können aus unterschiedlichen Werkstoffen hergestellt sein, solange gewährleistet ist, dass sich beide Blechzuschnitte miteinander verschweißen lassen. Aufgrund ihrer besonders guten Verformbarkeit bei gleichzeitig hoher Festigkeit eignen sich besonders aus einem Stahlwerkstoff bestehende Blechzuschnitte für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wobei es im Hinblick auf optimierte Gebrauchseigenschaften günstig ist, wenn diese Bleche mit einer korrosionshemmenden Beschichtung, beispielsweise einer Verzinkung versehen sind.
  • Zur Erzeugung der kehlförmig ausgebildeten Naht zwischen den Blechzuschnitten der Doppelplatine können alle geeigneten Schweißverfahren Anwendung finden. Aufgrund der damit möglichen hochpräzisen Arbeitsweise erfolgt das Fügen jedoch bevorzugt mittels Laser.
  • Stellt sich heraus, dass die den Rand des den Einzelflansch nicht bildenden Blechzuschnitts erfassende Naht nicht ausreicht, um die Blechzuschnitte ausreichend fest miteinander zu verbinden, können zusätzliche stoffschlüssige Verbindungen, wie Verschweißungen oder Verklebungen, beispielsweise in Punktform, als Längsnaht oder anderer geeigneter Form vorgenommen werden. Diese zusätzlichen Verbindungen werden dabei im in Richtung des Hohlraums des zu erzeugenden Bauteils versetzten Abschnitt der aufeinander liegenden Randbereiche der Blechzuschnitte vorgenommen, so dass sie auch dann zu keiner Beeinträchtigung der Korrosionsbeständigkeit führen, wenn es im Zuge der Herstellung dieser Verbindungen zu einer Dampfbildung oder Vergleichbarem kommt. Auch kann über die zusätzlichen Verbindungen gezielt der Materialfluss in höher beanspruchten Teilbereichen des Bauteiles gesteuert werden. Dabei lassen sich die zusätzlichen stoffschlüssigen Verbindungen so setzen, dass der Aufwand für zur Verstärkung erforderliche ergänzende Verschweißungen, Verklebungen etc. am Endprodukt minimiert werden oder ganz entfallen kann.
  • Im Anschluss an das stoffschlüssige Fügen der Blechzuschnitte wird die Doppelplatine einem Umformprozess unterworfen. Dabei wird die Doppelplatine so in den jeweiligen Formwerkzeugen, den Matrizen, eingespannt, dass die vom Niederhalter der Formwerkzeuge ausgeübten Haltekräfte nur auf den Einzelflansch der Doppelplatine wirken. Dann wird der zwischen den Blechzuschnitten eingeschlossene Innenraum in an sich bekannter Weise mit einem Wirkmedium, beispielsweise Wasser, beaufschlagt, so dass sich die Blechzuschnitte ausdehnen und an die Innenkontur des Formraums der Matrize anschmiegen. Während der Innenhochdruckumformung wird das Nachfließen von Material über die ausschließlich auf den Einzelflansch wirkende Niederhaltekraft gesteuert.
  • Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Vorgehensweise besteht darin, dass sich der an der Doppelplatine ausgebildete Einzelflansch nach Fertigstellung der Umformung wesentlich einfacher und gefahrloser abtrennen lässt als bei konventioneller Vorgehensweise. So lässt sich der Einzelflansch aufgrund der eindeutig bestimmten Lage der Naht und aufgrund dessen, dass nur eine Blechlage durchtrennt werden muss, wesentlich exakter beschneiden, als dies bei einem Doppelflansch möglich ist.
  • Zweckmäßig ist es, dass im Bereich des Spalts, in dem der Einzelflansch gespannt ist, eine Führung ausgebildet ist, in der mindestens die die beiden Blechzuschnitte verbindende Naht während der Umformung geführt ist. Die Tiefe dieser Führung ist so zu bemessen, dass die Naht die Führung bis zum Ende der Umformung nicht verlässt. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Naht und die angrenzenden Blechbereiche während der Umformung übermäßig belastet werden.
  • Dementsprechend ist die oben genannte Aufgabe in Bezug auf eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art dadurch gelöst worden, dass bei in Wirkstellung befindlichem Niederhalter im Bereich der in dieser Stellung zueinander benachbarten, einen Einzelflansch der zu verformenden Doppelplatinen zwischen sich aufnehmenden Flächen von Niederhalter und Matrize eine in den Formraum übergehende Aufnahme ausgebildet ist, in dem während der Innenhochdruckverformung der Randbereich des Blechzuschnitts liegt, der gegenüber dem den Einzelflansch bildenden Randbereich des anderen Blechzuschnitts zurückversetzt ist.
  • Eine im Hinblick auf die Formgebung und das Fließverhalten der Blechzuschnitte bei der Innenhochdruckumformung besonders günstige Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang zwischen der Aufnahme und dem Formraum gekrümmt ausgebildet ist. Auf diese Weise ist ein weicher Übergang gebildet, entlang dessen nachfließendes Material des Blechzuschnittes bei verminderter Reibung einfach gleiten kann.
  • Die erfindungsgemäße Herstellung eines endproduktnahen Bauteiles ermöglicht die Durchführung mehrerer Fertigungsschritte an der unverformten Doppelplatine, z. B. durch das gezielte Einbringen von weiteren stoffschlüssigen Verbindungen, wodurch weitere Bearbeitungsschritte, wie z. B. Fügeoperationen am Endprodukt, bzw. auch zusätzliche Verstärkungen, die schwieriger an den komplex ausgebildeten Bauteilen durchzuführen sind, entfallen können.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
  • 1 ein aus einer Doppelplatine gefertigtes Bauteil für eine Kraftfahrzeug-Karosserie in perspektivischer Ansicht,
  • 2 eine für die Herstellung des in 1 dargestellten Bauteils verwendete Doppelplatine in einem Querschnitt;
  • 3 einen Ausschnitt des in 1 dargestellten Bauteils in einem Schnitt entlang der in 1 eingetragenen Schnittlinie A – A während des Umformprozesses,
  • 4 einen Ausschnitt des in 1 dargestellten Bauteils in einem Schnitt entlang der in 1 eingetragenen Schnittlinie B – B während des Umformprozesses.
  • Bei dem in 1 dargestellten Bauteil 1 handelt es sich um die B-Säule für eine Kraftfahrzeug-Karosserie. Das Bauteil 1 weist einen umlaufend frei vorstehenden, einlagigen Einzelflansch 2 auf, dessen Breite so bemessen ist, dass daran eine hier nicht gezeigte Dichtung befestigt werden kann.
  • Das Bauteil 1 ist aus einer Doppelplatine 3 erzeugt worden, die durch zwei aufeinander liegende Blechzuschnitte 4,5 gebildet ist. Die Blechzuschnitte 4,5 bestehen aus einem Stahlwerkstoff und sind mit einer korrosionshemmenden Zinkbeschichtung versehen. Sie weisen eine im Wesentlichen identische Form auf, der erste Blechzuschnitt 4 ist jedoch insgesamt breiter als der zweite Blechzuschnitt 5, so dass bei aufeinander liegenden und mittig ausgerichteten Blechzuschnitten 4,5 der erste Blechzuschnitt 4 mit einem gleichmäßig breiten Randbereich 6 seitlich über den zweiten Blechzuschnitt 5 frei hinaus steht.
  • Um den auf dem Randbereich 6 des größeren ersten Blechzuschnitts 4 aufliegenden Rand des zweiten Blechzuschnitts 5 läuft eine kehlförmig ausgebildete, durch Laserschweißen erzeugte Naht 7 um, über die die Randkante des kleineren zweiten Blechzuschnitts 5 stoffschlüssig mit dem über den zweiten Blechzuschnitt 5 hinaus stehenden Randbereich 6 des ersten Blechzuschnitts 4 verbunden ist. Auf diese Weise ist der zwischen den Blechzuschnitten 4,5 eingeschlossene Innenraum 8 bis auf eine hier nicht dargestellte Anschlussöffnung für das Einleiten eines Druckmediums durch die Naht 7 dicht gegenüber der Umgebung abgeschlossen. Der über den kleineren Blechzuschnitt 5 frei hinaus stehende Randbereich 6 des größeren ersten Blechzuschnitts 4 bildet den Einzelflansch 2.
  • In einem im praktischen Einsatz besonders belasteten Bereich des aus der Doppelplatine 3 herzustellenden Bauteils 1 sind die Blechzuschnitte 4,5 zur Erhöhung der Beulsteifigkeit des Bauteils 1 durch Punktschweißungen 9 zusätzlich miteinander verbunden. Die Punktschweißungen 9 sind dazu in Richtung des Innenraums 8 der Doppelplatine 3 gegenüber der umlaufenden Naht 7 versetzt angeordnet.
  • Die derart vorbereitete Doppelplatine 3 wird in ein weiter nicht dargestelltes, in an sich bekannter Weise ausgebildetes Formwerkzeug eingelegt, das eine aus zwei Werkzeughälften 10a,10b gebildete Matrize 11 umfasst. Die obere Werkzeughälfte 10a ist mit einer nicht gezeigten Krafterzeugungseinrichtung verbunden, über die während des Innenhochdruckumformens eine in Richtung der als Gegenlager dienenden unteren Werkzeughälfte 10 gerichtete Haltekraft ausgeübt wird. In die einander zugeordneten Oberflächen der Werkzeughälften 10a,10b sind jeweils Ausnehmungen 12a,12b eingeformt, die bei aufeinander gesetzten Werkzeughälften 10a,10b gemeinsam den die Endform des herzustellenden Bauteils 1 abbildenden Formhohlraum 13 bilden.
  • Zwischen den einander zugeordneten Randbereichen 14,15 der Werkzeughälften 10a,10b ist dabei ein Haltespalt 16 gebildet, in dem der durch den freien Randbereich 6 gebildete Einzelflansch 2 bei geschlossenem Formwerkzeug zwischen den Werkzeughälften 10a,10b gespannt ist. Der größere erste Blechzuschnitt 4 liegt dabei eben auf dem Rand der unteren Werkzeughälfte 10 auf, während der kleinere zweite Blechzuschnitt 5 der oberen Werkzeughälfte 10a zugeordnet ist. Die Breite B der Randbereiche 14,15 ist so bemessen, dass sie sowohl die Breite des Einzelflansches 2 als auch den Randbereich über eine bestimmte Breite übergreifen, in dem die Blechzuschnitte 4,5 doppellagig aufeinander liegen und die Naht 7 ausgebildet ist.
  • Da auf diesen Bereich während der Innenhochdruckumformung keine Haltekräfte ausgeübt werden sollen, ist in den Randbereich 14 der oberen Werkzeughälfte 10a ausgehend von deren Ausnehmung 12a ein umlaufender Absatz 17 eingeformt, durch den bei geschlossenem Formwerkzeug im Spalt 16 eine Aufnahme 18 gebildet ist, in der der von den Randbereichen 14,15 der Formwerkzeughälften 10a,10b überlagerte doppellagige Randbereich der Doppelplatine 3 mit der Naht 7 formschlüssig, jedoch lose gehalten ist. Der Verlauf des Absatzes 17 ist dabei so geformt, dass auch der mit den Punktschweißungen 9 versehene Abschnitt der Doppelplatine 3 bei geschlossenem Werkzeug sicher in der Aufnahme 18 liegt (4).
  • Die Übergänge 19,20 vom jeweiligen Randbereich 14,15 zur jeweiligen Ausnehmung 12a,12b der Werkzeughälften 10a,10b sind gekrümmt geformt, um während des Innenhochdruckumformens ein weitestgehend ruckfreies, reibungsminimiertes Fließen von Blechmaterial aus dem Bereich des Spalts 16 in den Formhohlraum 13 zu ermöglichen.
  • Zum Innenhochdruckumformen der in das Formwerkzeug gespannten Doppelplatine 3 wird als Druckmedium unter hohem Druck P stehendes Wasser in den Innenraum 8 der Doppelplatine 3 geleitet. Die Blechzuschnitte 4,5 werden auf diese Weise auseinander gedrückt und schmiegen sich an die durch die Ausnehmungen 12a,12b vorgegebenen Innenkonturen des Formhohlraums 13 der Matrize 11 an. Gesteuert durch die im Haltespalt 16 auf den Einzelflansch 2 ausgeübte Haltekraft fließt dabei Blechmaterial des ersten Blechzuschnitts 4 in Richtung des Formhohlraums 13 nach. Der obere zweite Blechzuschnitt 5 wird dagegen nur durch die Naht 7 an dem ersten Blechzuschnitt 4 gehalten. Die Aufnahme 17 stellt jedoch sicher, dass auch der zu Anfang im Haltespalt 16 einliegende Überlappbereich der Doppelplatine 3 sich in einer kontrollierten Weise in Richtung des Formhohlraums 13 bewegt. Die Tiefe der Aufnahme 17 ist dabei so gewählt, dass die Naht 7 bzw. die zusätzlichen Punktschweißungen 9 die Aufnahme 17 bis zum Ende des Umformvorgangs nicht vollständig verlassen.
  • Abhängig von der Materialführung bei der Umformung kann insbesondere im Bereich der zusätzlichen Punktschweißungen 9 gezielt eine Aufweitung der Blechzuschnitte 4,5 und eine örtlich begrenzte Ausdünnung der Wandstärke erzeugt werden, die zu einer lokalen Verfestigung führt.
  • Das durch die erläuterte Herstellweise erzeugte Bauteil 1 weist bei minimiertem Gewicht ein an die bei seinem praktischen Einsatz auftretenden Belastungen optimal angepasstes Eigenschaftsprofil auf.
  • 1
    Bauteil
    2
    Einzelflansch
    3
    Doppelplatine
    4,5
    Blechzuschnitte
    6
    freier Randbereich des ersten Blechzuschnitts 4
    7
    Naht
    8
    Innenraum der Doppelplatine 3
    9
    Punktschweißungen
    10a,10b
    Werkzeughälften
    11
    aus den Werkzeughälften 9,10 gebildete Matrize
    12a,12b
    Ausnehmungen
    13
    Formhohlraum der Matrize 11
    14,15
    Randbereiche der Werkzeughälften 9,10
    16
    Haltespalt
    17
    umlaufender Absatz
    18
    Aufnahme
    19,20
    Übergänge
    B
    Breite der Randbereiche 14,15

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung eines hohlen, insbesondere für den Einsatz im Fahrzeugbau bestimmten Bauteils (1) aus mindestens zwei Blechzuschnitten (4,5), bei dem die Blechzuschnitte (4,5) aufeinander gelegt und miteinander durch eine Naht (7) stoffschlüssig zu einer Doppelplatine (3) verbunden werden, wobei der eine der Blechzuschnitte (4) der Doppelplatine (3) so geformt und/oder ausgerichtet wird, dass er im auf dem anderen Blechzuschnitt (5) aufgelegten Zustand mit seinem Randbereich (6) als Einzelflansch (2) mindestens abschnittsweise über den Rand des anderen Blechzuschnitts (5) hinaus steht, und bei dem die Doppelplatine (3) durch Innenhochdruckumformen zu dem Bauteil (1) geformt wird, wobei die Doppelplatine (3) während der im Zuge des Innenhochdruckumformens vorgenommenen Druckbeaufschlagung des zwischen ihren Blechzuschnitten (4,5) vorhandenen Innenraums (8) mit einem Verformungsmedium in ihrem Randbereich durch einen Niederhalter niedergehalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Niederhalter während des Innenhochdruckformens Haltekräfte nur auf den Einzelflansch (2) der Doppelplatine (3) ausgeübt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechzuschnitte (4,5) in einem Randbereich, in dem sie sich überlagern, durch Punktschweißungen (9) zusätzlich miteinander verbunden sind.
  3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die umlaufende, die Blechzuschnitte (4,5) stoffschlüssig verbindende Naht (7) durch eine Schweißung hergestellt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschweißung mittels Laser ausgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelplatine (3) nach dem Innenhochdruckverformen im Bereich des Einzelflansches (2) beschnitten wird.
  6. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Doppelplatine (3) vor dem Umformprozess im innenliegenden Bereich der umseitig verlaufenden Naht (7) zusätzlich partielle oder durchgehende Schweißverbindungen (9) verschweißt wird.
  7. Vorrichtung zur Herstellung eines hohlen, insbesondere für den Einsatz im Fahrzeugbau bestimmten Bauteils (1) aus einer durch mindestens zwei mittels einer Naht (7) stoffschlüssig und dicht miteinander verbundenen Blechzuschnitten (4,5) gebildeten Doppelplatine (3) durch Innenhochdruckumformen, mit einer Matrize (11), die einen die Form des fertigen Bauteils (1) abbildenden Formraum (13) umfasst, und mit einem Niederhalter zum Ausüben einer Haltekraft auf einen an der Doppelplatine (3) ausgebildeten Flanschbereich während des Innenhochdruckumformens, dadurch gekennzeichnet, dass bei in Wirkstellung befindlichem Niederhalter im Bereich der in dieser Stellung zueinander benachbarten, einen Einzelflansch (2) der zu verformenden Doppelplatinen (3) zwischen sich aufnehmenden Flächen von Niederhalter und Matrize eine in den Formraum (13) übergehende Aufnahme (17) ausgebildet ist, in der während der Innenhochdruckverformung der Randbereich (6) des Blechzuschnitts (5) liegt, der gegenüber dem den Einzelflansch (2) bildenden Randbereich (6) des anderen Blechzuschnitts (4) zurückversetzt ist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang (19,20) zwischen der Aufnahme (17) und dem Formraum (13) gekrümmt ausgebildet ist.
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DE102013206768A1 (de) * 2013-04-16 2014-10-16 Ford Global Technologies, Llc (N.D.Ges.D. Staates Delaware) Lasergeschweißtes Karosseriebauteil

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DE19818362A1 (de) * 1998-04-24 1999-11-04 Thyssenkrupp Stahl Ag Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers durch Innenhochdruckumformen und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens

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