DE102011111212B4

DE102011111212B4 - Umformwerkzeug zur Herstellung von pressgehärteten Blechbauteilen

Info

Publication number: DE102011111212B4
Application number: DE201110111212
Authority: DE
Inventors: Karl Michael Bader; Jörg Schneid; Ralf Obermeier
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2011-08-20
Filing date: 2011-08-20
Publication date: 2014-04-24
Anticipated expiration: 2031-08-21
Also published as: DE102011111212A1

Abstract

Umformwerkzeug, zur Herstellung von pressgehärteten Blechbauteilen, mit einer Auswerfereinrichtung mit mindestens einem bewegbaren Auswerferstift, welcher zum Auswerfen von Blechbauteilen aus einem sich innerhalb des Umformwerkzeuges befindlichen Werkzeugteil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Auswerfereinrichtung (4) ein Sensor (14) integriert ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Umformwerkzeug, zur Herstellung von pressgehärteten Blechbauteilen, mit einer Auswerfereinrichtung mit mindestens einem bewegbaren Auswerferstift, welcher zum Auswerfen von Blechbauteilen aus einem sich innerhalb des Umformwerkzeuges befindlichen Werkzeugteil vorgesehen ist.
Derartige Umformwerkzeuge mit Auswerfereinrichtungen sind im Stand der Technik bekannt. So beschreibt die DE 100 50 618 C2 ein Auswerfersystem für eine Presse mit wenigstens einem über eine Antriebseinrichtung linear bewegbaren Auswerferstift, wobei eine erste und eine zweite Antriebseinrichtung vorgesehen sind, mittels der einander ergänzend oder alternativ der wenigstens eine Auswerferstift linear bewegbar ist. Desweiteren wird noch auf die DE 10 2009 017 871 A1 verwiesen, die gleichfalls eine Auswerfereinrichtung für Umformwerkzeuge, insbesondere Pressen und Presswerkzeuge, beschreibt, wobei zwei Antriebseinrichtungen vorgesehen sind, die unterschiedliche Hübe, Stellkräfte und Stellgeschwindigkeiten aufweisen, um einerseits das Werkstück zunächst loszubrechen und es andererseits kontrolliert und mit höherer Geschwindigkeit aus seiner Form herauszuführen.
Zur Sicherstellung einer ordnungsgemäßen Betriebsweise von Umformwerkzeugen ist es darüber hinaus bekannt, diese mit diversen Sensoren auszustatten, um Werte von Parametern, die dem Tiefziehen von Blechwerkstücken eigen sind, messen zu können. Wie aus der EP 0 550 390 B1 hervorgeht können dabei Druck-, Temperatur-, Linearverschiebungs-, Schwingungs-, Bruch- und Blechdickenfühler zum Einsatz kommen. Sensoren verschiedenster Art können auch beim Warmumformen zum Einsatz kommen, wie aus DE 103 43 891 A1 , DE 10 2009 014 670 B4 und DE 10 2009 060 388 A1 hervorgeht. Das Warmumformen dient dabei der Herstellung pressgehärteter Formbauteile aus Stahlblech. Diese werden zum Zwecke der Gewichtsreduzierung und auch zur Erhöhung der Crashfestigkeit zunehmend in der Automobilindustrie eingesetzt. Die Anzahl warmumgeformter Bauteile in verschiedenen Fahrzeugkonzepten wird in den nächsten Jahren weiter ansteigen. Es besteht der Bedarf, die Produktion solcher crashrelevanter Bauteile zu optimieren und die Taktzeiten weiter zu verkürzen.
Die DE 10 2006 019 395 A1 offenbart ein Umformwerkzeug zum Presshärten und temperierten Umformen einer Platine mit Mitteln zum Temperieren des Umformwerkzeugs, welche regelbar sind. Die DE 199 10 124 B4 offenbart einen Auswurfstift zum Ausstoßen einer gegossenen Komponente aus dem Kern einer Gussform mit einem Drucksensor zum Ermitteln des in der Gussform herrschenden Drucks. Die CH 679 469 A5 offenbart einen Mess-Auswerfstift für eine Druckmessung, welche in einer Kavität durchgeführt werden kann.
Zur Prozessoptimierung werden die Warmformwerkzeuge, wie oben erwähnt, zunehmend mit Sensorik ausgestattet. Hierzu zählt z. B. die Sensorik für die tatsächlich auftretenden Kräfte am Umformwerkzeug, aber auch zur Überwachung des Temperaturhaushaltes eines Werkzeuges. Die aus der Literatur bekannten Systeme sind beispielsweise Messsysteme zur Überwachung der Temperatur des Kühlmediums sowie optische Messmittel zur Überwachung der Platinen oder der Werkzeugtemperatur (Pyrometer, Thermographie). Desweiteren existieren taktile Temperaturmesssysteme auf Basis von Thermoelementen, die auf die Werkzeugoberflächen aufgeklebt oder dort angeschraubt werden. Damit kann die Werkzeugtemperatur während einer Abpressung kontrolliert werden.
Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Umformwerkzeug dahingehend weiterzubilden, dass eine weitere Optimierung der Prozesssteuerung und Überwachung möglich ist.
Dies gelingt erfindungsgemäß mit einem Umformwerkzeug, welches die Merkmale des Patentanspruches 1 aufweist. Demnach ist also in die Auswerfereinrichtung ein Sensor integriert. Dadurch ist, sollte es sich um einen Temperatursensor handeln, eine Überwachung des Temperaturverlaufes der Platine vom Einliegen ins Werkzeug bis hin zum Abschluss des Umformvorganges und der Härtung des Bauteiles möglich. Abgesehen davon, dass durch die bauliche Zusammenlegung verschiedener Funktionselemente (Auswerferstift, Sensor) auch beengten Bauraumverhältnissen Rechnung getragen werden kann, kann durch die Integration des Sensors dieser ausgesprochen lange, nämlich bis zur Entnahme des warmumgeformten Bauteiles aus dem Umformwerkzeug mit dem Bauteil in Kontakt bleiben.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind mit den Unteransprüchen beansprucht. Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Dabei zeigt:
1 einen schematisiert dargestellten Abschnitt eines Warmumformwerkzeuges mit einer Auswerfereinrichtung und integriertem Sensor
2 die Auswerfereinrichtung, perspektivisch dargestellt.
1 zeigt ein mit Kühlkanälen 1 versehenes Werkzeugteil 2 eines im Wesentlichen aus Stempel und Matrize bestehenden Umformwerkzeuges. Ein in den Kühlkanälen 1 strömendes Kühlmittel dient dabei der Kühlung eines mittels des Warmumformverfahrens hergestellten Blechbauteiles 3. Dementsprechend sind die Kühlkanäle 1 oberflächennah angeordnet. Eine zwischen zwei Kühlkanälen 1 angeordnete Auswerfereinrichtung 4 sorgt dafür, dass nach erfolgtem Warmumformen das Blechbauteil 3 sicher und zuverlässig vom Werkzeugteil 2 gelöst bzw. getrennt wird.
Hierzu besteht die Auswerfereinrichtung 4 aus einem Gehäuse 5 mit Aussengewinde 6, wobei die Auswerfereinrichtung 4 in eine entsprechend dimensionierte Aufnahme 7 im Werkzeugteil 2 eingesetzt und darin mittels des Aussengewindes 6 befestigt ist. Das Gehäuse 5 ist hülsenförmig ausgebildet, wobei aus einer oberen Stirnfläche 8 axialbeweglich ein Auswerferstift 9 herausragt, dessen innerhalb des Gehäuses 5 sich befindender Kopf 10 von einer Druckfeder 11 beaufschlagt wird, die sich ihrerseits an einem Verschlussstück 12 abstützt, welches im Bereich einer unteren Stirnfläche 13 des Gehäuses 5 angeordnet ist.
Der Auswerferstift 9 sowie dessen Kopf 10 als auch das untere Verschlussstück 12 sind jeweils mit einer konzentrisch verlaufenden Bohrung versehen, wobei die Bohrungen im Auswerferstift 9 und dessen Kopf 10 der Aufnahme eines Temperatursensors 14 dienen und wobei die an diesen angeschlossene Datenleitung 15 innerhalb der Druckfeder 11 verläuft und über die Bohrung im Verschlussstück 12 nach außen geführt ist. Die Datenleitung 15 ist endseitig an ein geeignetes Messgerät angeschlossen (hier nicht gezeigt).
Bei praktischen Versuchen haben sich sogenannte Mantelthermoelemente als Temperatursensoren bewährt. Bauartbedingt sind diese in Durchmessern ab 0,5 mm lieferbar. Vorteilhaft einsetzbar sind insbesondere solche mit einem Durchmesser von 1,5 mm und einer freien Länge von 300 mm. Dies insbesondere dann, wenn, dazu passend, z. B. handelsübliche Auswerferstifte der Fa. Fibro (2470.10.030.016.080.1) verwendet werden.
Zwar ist im vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel insbesondere der Einsatz eines Temperatursensors 14 gezeigt. Es versteht sich aber, und dies ist im Rahmen der Erfindung liegend, dass in die Auswerfereinrichtung 4 auch anderweitige Sensoren integriert sein können.

Claims

Umformwerkzeug, zur Herstellung von pressgehärteten Blechbauteilen, mit einer Auswerfereinrichtung mit mindestens einem bewegbaren Auswerferstift, welcher zum Auswerfen von Blechbauteilen aus einem sich innerhalb des Umformwerkzeuges befindlichen Werkzeugteil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Auswerfereinrichtung (4) ein Sensor (14) integriert ist.
Umformwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (14) in den Auswerferstift (9) integriert ist.
Umformwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Temperatursensor (14) ist.
Umformwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass als Temperatursensor (14) ein Mantelthermoelement verwendet wird.
Umformwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Auswerferstift (9) sowie dessen Kopf (10) als auch ein unteres Verschlussstück (12) eines hülsenförmigen Gehäuses (5), in das der Auswerferstift (9) eingesetzt ist, jeweils mit einer konzentrisch verlaufenden Bohrung versehen sind, wobei die Bohrungen im Auswerferstift (9) und dessen Kopf (10) der Aufnahme des Sensors (14) dienen, während eine an diesen angeschlossene Datenleitung (15) über die Bohrung im Verschlussstück (12) nach außen geführt ist.