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Die
Erfindung betrifft ein Tiefziehblech gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung
eines solchen Tiefziehblechs gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 5.
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Um
einem solchen Tiefziehblech beim Tiefziehvorgang einen verbesserten
Halt bzw. eine optimale Materialflusssteuerung im Werkzeug zu verschaffen,
werden heute üblicherweise in wenigstens einem, hierfür
vorgesehenen Blechbereich des Tiefziehblechs eine entsprechende
Ziehanordnung vorgesehen bzw. eingebracht. Eine derartige Ziehanordnung
besteht insbesondere aus einer umlaufenden Ziehsicke, die entweder
im Tiefziehvorgang oder einem vorgelagerten Umformvorgang eingeformt
bzw. ausgeformt wird. Alternativ gibt es auch Ziehanordnungen, bei
welchen anstelle von angefrästen Ziehsicken auch Ziehleisten
oder dergleichen zum Einsatz kommen. Ein derartiges Tiefziehblech
bzw. ein Verfahren zum Bearbeiten eines solchen Tiefziehblechs sind
beispielsweise bereits aus der
DE 10 2006 003 268 B4 als bekannt zu entnehmen.
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Eine
Problematik bei solchen Tiefziehblechen ergibt sich jedoch insbesondere
dann, wenn dieses im Anschluss an den Tiefziehvorgang einem Schneidvorgang
unterzogen wird, und zwar insbesondere dann, wenn eine entsprechende
Schnittkante in dem die Ziehanordnung aufweisenden Blechbereich
verläuft. Wenn nämlich dann das Tiefziehblech einem
entsprechenden Schneidvorgang unterzogen wird, so trifft das Schneidwerkzeug,
welches üblicherweise vertikal zur Hauptebene des Tiefziehblechs
bewegt wird, zwangsläufig auf die entsprechend schrägen
bzw. konvexen Flächen der Ziehelemente bzw. Ziehsicken
auf. Bei einer weiteren Abwärtsbewegung bzw. Schneidbewegung
des Schneidmessers werden somit auf das Ziehelement bzw. die Ziehsicke
tangentiale Kräfte übertragen, die zu Schubspannungen
im Blechmaterial führen, was sich durch die Bildung von
Metallflittern oder Staub äußert. Die Metallflitter
und der entstehende Staub werden durch die Hubbewegung des Schneidmessers
und die dadurch entstehende Sogwirkung nach dem Schnitt auf dem
Tiefziehblech bzw. innerhalb des Werkzeugs verteilt. Erheblich verstärkt
wird dies gegebenenfalls bei der Entnahme des Tiefziehblechs aus
dem Werkzeug, beispielsweise zur Weiterbearbeitung in einer anderen
Arbeitsstation, da hierbei insbesondere bei einer schnellen Entnahmebewegung
des Transferroboters oder Manipulators ein Sog entsteht, der die
Flitter über das ganze Tiefziehblech bzw. Werkzeug verteilt.
Besonders drastisch zeigt sich dies bei großflächigen
Bauteilen, da dort der Sog umso größer ist. Die
Metallflitter haften am Tiefziehblech und am Werkzeug an und bilden
sich einerseits in nachfolgenden Tiefziehvorgängen und/oder
Folgebearbeitungen bzw. Umformungen auf Folgebauteilen ab. Andererseits
wird das Werkzeug verschmutzt, wodurch umfangreiche Reinigungsmaßnahmen
regelmäßig ergriffen werden müssen. Diese
Maßnahmen können gegebenenfalls eine Stilllegung
des Werkzeugs, und damit der gesamten Produktionslinie, erfordern,
was die gesamte Herstellungszeit erheblich in die Länge
zieht und die Kosten deutlich erhöht. Bei einem schrägen
Schnitt mittels eines Schiebers kommt es wegen der starken Stauchung
des Tiefziehblechs im Bereich der Sicke zu verstärkter
Flitterbildung. Hieraus, wie auch durch die flitterbedingten Abdrücke
sind Nachbearbeitungen erforderlich, die zeit- und kostenintensiv
sind. Gegebenenfalls ist auch ein Nacharbeiten nicht mehr möglich
und das Tiefziehblech muss als Schlechtteil verschrottet werden.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Tiefziehblech sowie
ein Verfahren zur Herstellung eines Tiefziehblechs der eingangs
genannten Art zu schaffen, durch welches sich die Herstellung von
entsprechend beschnittenen Tiefziehblechen qualitativ und kostenmäßig
deutlich verbessern lässt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Tiefziehblech
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren
zur Herstellung eines solchen Tiefziehblechs mit den Merkmalen des Patentanspruchs
5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen
und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweils
abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um
ein Tiefziehblech der eingangs genannten Art zu schaffen, welches
insbesondere im Hinblick auf dessen Qualität und Herstellungskosten deutlich
verbesserte Eigenschaften aufweist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die Ziehanordnung wenigstens an einer Freistelle unterbrochene Ziehelemente
aufweist. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
jeweilige Ziehelemente – beispielsweise insbesondere angefräste
Ziehsicken oder aber auch anderweitig aufgebrachte, beispielsweise angeschweißte
oder eingesetzte Ziehelemente – im Bereich einer Freistelle
zu unterbrechen, in welcher anschließend ein Beschnitt
des Tiefziehblechs erfolgen soll. Da somit aufgrund der Freistelle
konvexe oder dergleichen schräge Flächen der Ziehelemente
bzw. Ziehsicken entfallen, wird das Tiefziehblech frontal bzw. im
Wesentlichen vertikal zu seiner Erstreckung durchtrennt, wobei keinerlei
Reibungskräfte auftreten und eine Flitterbildung verhindert
wird. Dies führt nicht nur zu einem besseren Herstellungsergebnis
des Tiefziehblechs insgesamt, sondern darüber hinaus können
bisher aufgrund der Flitterbildung entstehende Kosten verhindert
werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich dabei als vorteilhaft
gezeigt, wenn die Ziehelemente als in den Blechbereich eingeformte
Ziehsicken ausgebildet sind. Derartige Ziehsicken sind besonders
einfach in den korrespondierenden Blechbereich einformbar. Ebenfalls
ist eine Freistelle zwischen in unterbrochenen Ziehsicken für
einfache Weise in den entsprechenden Blechbereich des Tiefziehblechs
einformbar.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die
Freistelle zwischen den Ziehelementen bzw. Ziehsicken zumindest
im Wesentlichen eben ausgebildet ist. Hierdurch ergibt sich ein
vorzugsweise vertikales Auftreffen des Schneidmessers auf das Tiefziehblech,
so dass eine Flitterbildung oder dergleichen reduziert bzw. vermieden
werden kann.
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Weiterhin
vorteilhaft ist es, wenn die Ziehelemente bzw. Ziehsicken an der
Freistelle in einem Abstand von etwa 30 mm bis 5 mm, und vorzugsweise in
einem Abstand von etwa 10 mm bis 20 mm, zueinander angeordnet sind.
Wird ein geringerer Abstand zwischen den beiden Ziehelementen bzw.
Ziehsicken gewählt, so ist zum einen die Gefahr groß,
dass die Messerschneide auf eines der Ziehelemente bzw. Ziehsicken
trifft. Zum anderen muss die Messerstärke reduziert werden,
wodurch es zu Ausbrechungen oder Brüchen des Messers kommt,
das dann entweder ausgewechselt und entsorgt oder repariert werden
muss. Wird hingegen ein Abstand gewählt, der oberhalb der
angegebenen Werte liegt, so ist die Haltekraft auf das Blech zu
gering, so dass von außen zu viel Material in die Tiefziehform
eingezogen wird, was zu Ausstrahlungen, im schlimmsten Fall zu Falten
im Tiefziehblech führt.
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Die
vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen
Tiefziehblech beschriebenen Vorteile gelten in ebensolcher Weise
für das Verfahren zum Bearbeiten eines solchen Tiefziehblechs. Die
Verwendung des Tiefziehblechs bzw. seine Herstellung ist nicht auf
das fahrzeugtechnische Einsatzgebiet limitiert. Beispielsweise können
derart hergestellte Bleche auch bei der Herstellung von Haushaltsgeräten
Eingang finden.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
ausschnittsweise perspektivische Draufsicht auf ein Tiefziehblech
für eine Karosserie eines Kraftwagens mit wenigstens einem
flanschartigen Blechbereich, in welcher eine Ziehanordnung mit einer
Mehrzahl von Ziehelementen in Form von Ziehsicken eingebracht ist,
wobei die jeweiligen Ziehsicken an einer jeweils zugeordneten Freistelle
unterbrochen ist, welche ihrerseits im Wesentlichen eben ausgebildet
ist;
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2 eine
ausschnittsweise und vergrößerte perspektivische
Draufsicht des Tiefziehblechs für eine Karosserie eines
Kraftwagens gemäß 1 aus einem
anderen Blickwinkel und von der anderen Seite her dargestellt; und
in
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3 eine
ausschnittsweise Perspektivansicht des Tiefziehblechs für
eine Karosserie eines Kraftwagens gemäß den 1 und 2,
welches im Bereich der jeweiligen Freistelle zwischen den als Ziehsicken
ausgebildeten Ziehelemente an entsprechenden Schnittkanten beschnitten
worden ist.
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In 1 ist
in einer ausschnittsweisen Draufsicht ein Tiefziehblech 10 aus
Aluminium in Form eines Karosserieblechs für eine Karosserie
eines Kraftwagens, insbesondere eines Personenkraftwagens, dargestellt.
Insbesondere erkennbar ist von dem Tiefziehblech 10 dabei
ein als Flansch ausgebildeter Blechbereich 12, welcher
eine wannenförmige Vertiefung 14 seitlich begrenzt.
Der Blechbereich 12 und die Vertiefung 14 des
Tiefziehblechs 10 sind außerdem in 2 in
einer vergrößerten perspektivischen Draufsicht
erkennbar, wobei diese Draufsicht das Tiefziehblech 10 von
deren Rückseite in einer anderen Perspektive zeigt.
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Insbesondere
erkennbar ist aus den 1 und 2, dass im
Blechbereich 12 eine Ziehanordnung 16 eingeformt
ist, welche vorliegend eine Mehrzahl von Ziehelementen in Form von
Ziehsicken 18, 20, 22 umfasst. Diese
Ziehelemente bzw. Ziehsicken 18, 20, 22 sind
während des Tiefziehens selbst oder in einem im Tiefziehen
vorgelagerten Umformvorgang in den Blechbereich 12 eingeformt
bzw. aus diesem ausgeformt worden. Die Ziehelemente besitzen ihre
formgebende Entsprechung in der Konturierung bzw. Ausbildung des
Tiefziehwerkzeugs. Die Ziehsicken 18, 20, 22 dienen
dabei insbesondere dazu, dem Tiefziehblech 10 einen besseren
Halt bzw. eine optimale Materialflusssteuerung innerhalb des einklemmenden
Ziehwerkzeugs zu gewährleisten. In den 1 und 2 ist
zudem erkennbar, dass die Ziehanordnung 16 im Wesentlichen
die sickenartige Vertiefung 14, welche durch das Tiefziehen
in das Tiefziehblech 10 eingebracht worden ist, randseitig umgibt.
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Wie
nun insbesondere aus 2 erkennbar ist, sind die Ziehelemente
in Form der Ziehsicken 18, 20, 22 im
Bereich einer jeweiligen Freistelle 24, 26 unterbrochen
bzw. voneinander beabstandet, wobei diese Freistellen 24, 26 im
Wesentlichen eben ausgebildet sind bzw. ebene Flächen des
Blechbereichs 12 bilden.
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Dies
ist deshalb von Vorteil, weil somit im Bereich dieser Freistellen 24, 26 der
Blechbereich 12 bzw. das Tiefziehblech 10 auf
einfache Weise beschnitten werden können. Somit trifft
nämlich das jeweilige Schneidmesser bei einem in 2 durch
die gestrichelte Linie 28 angedeuteten Beschnitt nicht auf
die entsprechenden Ziehsicken 18, 20, 22 und somit
auf eine schräge bzw. konvex verlaufende Fläche
des Blechbereichs 12, sondern vielmehr auf eine ebene Fläche,
welche vorzugsweise zumindest im Wesentlichen vertikal zum Schneidmesser
orientiert ist. Auf diese Art und Weise kann die Bildung von Metallflittern
und Staub vermieden werden.
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In 3 ist
schließlich in einer ausschnittsweisen Perspektivansicht
das beschnittene Tiefziehblech 10 erkennbar, wobei insbesondere
der Blechbereich 12 zeitlich der mittleren Ziehsicke 20 beschnitten
worden ist. Somit ist im vorliegenden Fall sowohl die Ziehsicke 18 wie
auch die Ziehsicke 22 nicht mehr erkennbar, da in diesen
Bereichen eine jeweilige Schneidkante verläuft. Der Schneidvorgang kann
dabei sowohl im Tiefziehverfahren integriert oder aber in einer
separaten Arbeitsstation durchgeführt werden.
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Die
Breite der Freistelle wird vorzugsweise so gewählt, dass
sich ein Abstand zwischen den jeweiligen Ziehsicken 18, 20, 22 von
etwa 30 mm bis 5 mm, und vorzugsweise etwa von 10 mm bis 20 mm, ergibt.
Unterhalb der angegebenen Bereiche besteht nämlich die
Gefahr, dass das Schneidmesser auf eine der Ziehsicken 18, 20, 22 trifft.
Oberhalb der angegebenen Bereiche besteht insbesondere die Gefahr,
dass die Haltekraft zu gering ist, so dass von außen Material
in die Tiefziehform eingezogen wird, was zu Ausstrahlungen, schlimmstenfalls
zu Falten im Tiefziehblech, führt.
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Als
im Rahmen der Erfindung mitumfasst ist es zu betrachten, dass zur
Bildung der Ziehsicken 18, 20, 22 auch
beispielsweise Leisten zum Einsatz kommen können, welche
unter dem entsprechenden Blechbereich 12 des Tiefziehblechs 10 am
oder im Tiefziehwerkzeug angeschweißt oder eingesetzt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006003268
B4 [0002]
