DE102012110650B3 - Warmformlinie zur Herstellung warmumgeformter und pressgehärteter Stahlblechprodukte - Google Patents

Warmformlinie zur Herstellung warmumgeformter und pressgehärteter Stahlblechprodukte Download PDF

Info

Publication number
DE102012110650B3
DE102012110650B3 DE102012110650A DE102012110650A DE102012110650B3 DE 102012110650 B3 DE102012110650 B3 DE 102012110650B3 DE 102012110650 A DE102012110650 A DE 102012110650A DE 102012110650 A DE102012110650 A DE 102012110650A DE 102012110650 B3 DE102012110650 B3 DE 102012110650B3
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
temperature control
tempering
inductor
line according
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102012110650A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102012110650C5 (de
Inventor
Dr. Danger Elisabeth
Carsten Trippe
Wulfes Dieter
Stefan Adelbert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Benteler Automobiltechnik GmbH
Original Assignee
Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=49226027&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=DE102012110650(B3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Benteler Automobiltechnik GmbH filed Critical Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority to DE102012110650.9A priority Critical patent/DE102012110650C5/de
Priority to CN201310426091.0A priority patent/CN103805761A/zh
Priority to US14/030,683 priority patent/US20140124105A1/en
Priority to ES13184930T priority patent/ES2627925T5/es
Priority to EP13184930.9A priority patent/EP2730346B2/de
Publication of DE102012110650B3 publication Critical patent/DE102012110650B3/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102012110650C5 publication Critical patent/DE102012110650C5/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/022Stamping using rigid devices or tools by heating the blank or stamping associated with heat treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/18Hardening; Quenching with or without subsequent tempering
    • C21D1/185Hardening; Quenching with or without subsequent tempering from an intercritical temperature
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/34Methods of heating
    • C21D1/42Induction heating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D11/00Process control or regulation for heat treatments
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/005Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment of ferrous alloys
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
    • C21D1/673Quenching devices for die quenching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D2221/00Treating localised areas of an article
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25Process efficiency

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Warmformlinie zur Herstellung warmumgeformter und pressgehärteter Stahlblechprodukte, insbesondere Kraftfahrzeugbauteile, aufweisend eine Erwärmungsvorrichtung und eine Umformvorrichtung, wobei die Erwärmungsvorrichtung eine Temperierstation (1) mit einem Oberwerkzeug (2) und einem Unterwerkzeug (3) aufweist und die Temperierstation mindestens eine Temperierquelle zum Heizen aufweist, wobei an der Temperierstation (1) an dem Oberwerkzeug (2) und/oder dem Unterwerkzeug (3) austauschbare Temperierplatten (4, 5) anordnenbar sind und die Temperierquelle als Induktor (8) ausgebildet ist, und die Temperierplatten (4, 5) durch den Induktor (8) erwärmbar sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Warmformlinie zur Herstellung warmumgeformter und pressgehärteter Stahlblechprodukte gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Kraftfahrzeugkarosserien aus metallischen Werkstoffen herzustellen. Hierzu werden insbesondere Stahlwerkstoffe oder aber auch Leichtmetallwerkstoffe eingesetzt. Innerhalb der letzten Jahre wurden im Bereich der Stahlwerkstoffe hochfeste und höchstfeste Stähle eingesetzt, die zumindest partiell hohe Härten oder aber duktile Eigenschaften aufweisen, so dass die Festigkeit und auch die Crashperformance einer Kraftfahrzeugkarosserie gesteigert wird, bei gleichzeitiger Gewichtseinsparung.
  • So ist beispielsweise aus der DE 10 2010 004 081 B3 ein Vergütungsverfahren zum Herstellen von Stahlblechplatinen mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität bekannt. Hierzu wird eine Platine zunächst in einem Ofen auf eine Temperatur homogen erwärmt und anschließend in einer Heizstation in zumindest Teilbereichen weiter auf eine Temperatur oberhalb der Austenitisierungstemperatur (AC3) erwärmt. Die Platine wird im Anschluss daran formgepresst und durch Abschrecken gehärtet.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom Stand der Technik ein Verfahren sowie eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit denen es möglich ist, Blechbauteile mit partiell voneinander verschiedenen Festigkeitseigenschaften herzustellen, wobei die Vorrichtung einen geringen Energiebedarf, geringe Anschaffungskosten und ein flexibles Einsatzspektrum aufweist.
  • Die erfindungsgemäße Aufgabe wird mit einer Warmformlinie zur Herstellung warmumgeformter und pressgehärteter Stahlblechprodukte mit den Merkmalen im Patentanspruch 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausführungsvarianten sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche.
  • Die Warmformlinie zur Herstellung warmumgeformter und pressgehärteter Stahlblechprodukte, insbesondere zur Herstellung von warmumgeformten und pressgehärteten Kraftfahrzeugbauteilen weist eine Erwärmungsvorrichtung und eine Umformvorrichtung auf. Die Erwärmungsvorrichtung wiederum ist eine Temperierstation mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug, wobei in der Temperierstation mindestens eine Temperierquelle zum Heizen angeordnet ist. Erfindungsgemäß sind an der Temperierstation an dem Oberwerkzeug und/oder dem Unterwerkzeug austauschbare Temperierplatten anordnenbar, wobei die Temperierquelle als Induktor ausgebildet ist und die Temperierplatten durch den Induktor erwärmbar sind.
  • Erfindungsgemäß ist es somit möglich, mittels der Temperierplatten ein in die Temperierstation eingelegtes metallisches Bauteil, vorzugsweise eine Platine, zu erwärmen. Die Temperierplatten sind dabei derart an dem Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug angeordnet, dass die Wärmeabgabe von der Temperierplatte an das zu erwärmende metallische Bauteil durch konduktive Wärmeübertragung, mithin durch Wärmeleitung, erfolgt. Damit nunmehr die Temperierplatten selbst auf eine Temperatur gebracht werden, die höher ist als die Umgebungstemperatur, sind in und/oder an dem Unterwerkzeug und/oder dem Oberwerkzeug Induktoren angeordnet. Mit Hilfe dieser Induktoren ist es möglich, aufgrund von induktiver Erwärmung die Temperierplatte selbst zu erwärmen. Somit ist es erfindungsgemäß möglich, dass die Temperierplatten zur Erwärmung verschiedener Bauteile an dem Oberwerkzeug und/oder dem Unterwerkzeug ausgetauscht werden können.
  • Insbesondere können die Temperierplatten bei Verschleiß und/oder Abnutzung und/oder Umrüstung ausgetauscht werden, es ist jedoch auch möglich, dass die Temperierplatten derart austauschbar sind, dass sie an die verschiedenen Erfordernisse der Erwärmung anpassbar sind. So ist es beispielsweise möglich, die Temperierplatten derart auszubilden, dass sie das zu erwärmende Metallbauteil, insbesondere die Platine, nur bereichsweise kontaktieren und mithin nur bereichsweise erwärmen.
  • Weiterhin bevorzugt sind die Temperierplatten selbst flächig zur Temperierung der Blechplatine ausgebildet. Hierdurch ist es insbesondere möglich, mit Hilfe der Temperierplatten eine Blechplatine zu erwärmen. Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, dass die Temperierplatten dreidimensional ausgebildet sind, wobei zwischen den Temperierplatten bei geschlossener Temperierstation ein Formhohlraum verbleibt. Innerhalb dieses Formhohlraumes befindet sich dann die Blechplatine. Im Rahmen der Erfindung ist unter dreidimensional ausgebildet zu verstehen, dass die Temperierplatten insbesondere eine dreidimensional verlaufende Kontakt- bzw. Oberfläche besitzen.
  • Weiterhin bevorzugt ist in dem Oberwerkzeug oder in dem Unterwerkzeug jeweils mindestens ein Induktor angeordnet, wobei der Induktor des Oberwerkzeuges die Temperierplatte des Oberwerkzeuges erwärmt und der Induktor des Unterwerkzeuges die Temperierplatte des Unterwerkzeuges erwärmt, wobei vorzugsweise die Temperierplatten auf eine Temperatur von bis zu mehr als 1.000°C mit Hilfe der Induktoren erwärmbar sind. Hierdurch ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass ein eingelegtes metallisches Bauteil, insbesondere eine Blechplatine, die vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff ausgebildet ist, zumindest bereichsweise auf eine Temperatur oberhalb der Austenitisierungstemperatur erwärmbar ist. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch ebenfalls möglich, mit Hilfe der Induktoren gezielt eine Temperatur an der Temperierplatte einzustellen, die dann entsprechend die Blechplatine und/oder das metallische Bauteil erwärmt. So ist es beispielsweise im Rahmen der Erfindung möglich, gezielt eine Temperatur einzustellen, die die Blechplatine auf AC1 erwärmt. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch ebenfalls möglich, eine Temperatur an der Blechplatine derart einzustellen, dass sie auf eine gewünschte Temperatur zwischen 200° bis 1.200° erwärmbar ist. Insbesondere ist es durch Wahl der Temperierplatten und/oder durch Anordnung der Induktoren und/oder durch Regelung bzw. Steuerung der Induktoren möglich, eine in der Temperierstation eingelegte Blechplatine partiell auf voneinander verschiedene Temperaturen zu erwärmen.
  • Hierzu ist vorgesehen, dass der Induktor in einer ersten alternativen Ausführungsvariante im Wesentlichen die gleiche Flächenverteilung aufweist wie die zu dem Induktor gehörige Temperierplatte. Im Rahmen der Erfindung sind somit beispielsweise mehrere Induktionsschlangen und/oder Induktionsspulen derart an dem Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug verteilt oder in das Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug integriert, dass sie im Wesentlichen den gleichen Flächenbereich abdecken wie die dazugehörige Temperierplatte.
  • Alternativ dazu ist es jedoch auch möglich, dass der Induktor flächenmäßig verteilt kleiner ausgebildet ist als die dazugehörige Temperierplatte. In der Folge wird maßgeblich somit auch nur ein mit dem Induktor korrespondierender Flächenbereich erwärmt. Die übrigen Flächenbereiche der Temperierplatte werden zunächst nicht gezielt durch einen Induktor erwärmt. Hier tritt jedoch dann von dem erwärmten Flächenbereich eine Wärmeleitung an die nicht erwärmten Flächenbereiche der Temperierplatte auf, die im Rahmen der Erfindung jedoch insbesondere bei kurzzeitigen Erwärmungen zwischen einer Sekunde und bis zu 10 Minuten zu vernachlässigen ist.
  • Weiterhin ist es im Rahmen der Erfindung möglich, dass ein an dem Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug angeordneter Induktor, insbesondere abschnittsweise, mit voneinander verschiedenen Spannungen beaufschlagbar ist, so dass an den Temperierplatten abschnittsweise voneinander verschiedene Temperaturen erzeugt werden. Dies wird beispielsweise dadurch realisiert, dass verschiedene Induktorschleifen oder aber Induktorschlangen innerhalb des Unterwerkzeuges und/oder Oberwerkzeuges verlegt sind, die bereichsweise unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
  • Weiterhin bevorzugt ist es im Rahmen der Erfindung möglich zur Herstellung von partiell voneinander verschiedenen Erwärmungen, dass Temperierplatten eingesetzt werden, die mehrteilig ausgebildet sind. Die mindestens zwei voneinander verschiedenen Teile der Temperierplatte weisen dann zwei voneinander verschiedene Wärmeleiteigenschaften und/oder Werkstoffeigenschaften auf. Somit ist es beispielsweise bei zwei voneinander verschiedenen Wärmeleiteigenschaften möglich, dass die Temperierplatte durch eine homogene induktive Erwärmung auf eine im Wesentlichen gleiche Temperatur erwärmt wird, diese Temperatur jedoch aufgrund der voneinander verschiedenen Wärmeleiteigenschaften in den Bereichen unterschiedlich an die zu erwärmende Blechplatine abgibt, wodurch sich wiederum die Blechplatine unterschiedlich voneinander erwärmt.
  • Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die Temperierplatte selbst voneinander verschiedene Werkstoffeigenschaften aufweist. Hierdurch wird es wiederum ermöglicht, dass bei gleicher Einwirkung durch den Induktor die Temperierplatte sich selbst aufgrund der voneinander verschiedenen Werkstoffeigenschaften unterschiedlich erwärmt. Hierdurch wird dann bei Kontakt die entsprechende Blechplatine ebenfalls, zumindest bereichsweise, auf voneinander verschiedene Temperaturen erwärmt.
  • In einer weiteren alternativen Ausführungsvariante ist es möglich, dass Bereiche erster Art und Bereiche zweiter Art mit voneinander verschiedenen Temperaturen innerhalb einer Blechplatine temperiert werden, wobei die Bereiche erster Art einen unmittelbaren Kontakt mit den Temperierplatten selbst bei geschlossener Temperierstation haben und in den Bereichen zweiter Art zwischen der Bauteiloberfläche der Blechplatine und der Temperierplatte ein Abstand ausgebildet ist, wobei der Abstand insbesondere als Luftspalt ausgebildet ist. Alternativ ist es dazu jedoch auch möglich, dass in dem Bereich zweiter Art ein Isolierwerkstoff zwischen der Bauteiloberfläche der Blechplatine und der Temperierplatte selbst angeordnet ist. Durch den Luftspalt und/oder den Isolierwerkstoff erfolgt somit wiederum eine geringere Wärmeleitung von der Temperierplatte an die Blechplatine, so dass diese mit voneinander verschiedenen Temperaturen erwärmt wird.
  • Die zuvor benannten verschiedenen Ausführungsvarianten der Temperierplatten und/oder der abschnittsweisen Erwärmung der Temperierplatten sind im Rahmen der Erfindung ebenfalls beliebig untereinander kombinierbar, mit den damit einhergehenden Vorteilen. Erfindungswesentlicher Vorteil ist es, dass zumindest zwei voneinander verschiedene Bereiche in einer Platine unterschiedlich temperierbar sind. Ferner ist es möglich, insbesondere kleine lokale Flächen mit den erfindungsgemäßen Temperierplatten zu temperieren. Ganz besonders bevorzugt ist es möglich, im Bereich von Flanschen oder Durchzügen eine Temperierung vorzunehmen, insbesondere an den Flanschen oder aber den die Durchzüge berandenden Bereiche.
  • Im Anschluss an die Erwärmung der Blechplatine wird diese dann in ein Umformwerkzeug transferiert, dort warmumgeformt und bevorzugt im Anschluss daran pressgehärtet.
  • Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin möglich, dass innerhalb der Warmformlinie der Temperierstation selbst ein Ofen vorgeschaltet ist und die Metallbauteile oder die Blechplatinen in dem Ofen auf eine Temperatur vorerwärmbar sind. Beispielsweise ist es möglich, das Bauteil homogen innerhalb des Ofens auf AC1-Temperatur zu erwärmen und dann durch die Temperierstation abschnittsweise auf eine Temperatur gleich oder oberhalb des AC3-Punktes zu erwärmen. Insbesondere ist dieser Erwärmungsvorgang mit Hilfe der Temperierstation besonders kosteneffizient durchführbar, da aufgrund der induktiven Erwärmung ein nur geringer Energieeinsatz notwendig ist.
  • Weiterhin bevorzugt weist die Temperierplatte auf dem Unterwerkzeug Abstandhalter auf, wobei die auf der Temperierplatte abgelegte Platine oder das metallische Bauteil von dem Abstandhalter derart abstützbar ist, dass es in einem Abstand zur Oberfläche der Temperierplatte gehalten ist. Insbesondere ist dies im Bereich zweiter Art ausgebildet, so dass hier eine gegenüber dem Bereich erster Art geringere Erwärmung stattfindet.
  • Weiterhin bevorzugt weisen die Temperierplatten selbst eine Beschichtung auf, insbesondere eine zunderfeste Beschichtung. Hierdurch wird erreicht, dass über den gesamten Produktionsprozess hinweg eine annähernd gleiche Produktionsqualität verbleibt, da die Temperierplatten durch die zunderfeste Beschichtung im Wesentlichen nicht verschmutzen und somit konstant über den gesamten Produktionseinsatz hinweg die gleiche Erwärmung der voneinander verschiedenen Platinen, Blechplatinen und/oder metallischen Bauteilen durchführbar ist. Besonders bevorzugt ist die Beschichtung weiterhin hitzefest und/oder verschleißfest ausgebildet.
  • Weiterhin bevorzugt ist die Temperierplatte formschlüssig an dem Oberwerkzeug und/oder dem Unterwerkzeug gekoppelt, vorzugsweise über Bolzen. Dies ermöglicht insbesondere eine derartige Kopplung, dass die Bolzen auch abschraubbar sind und/oder als Schnellverschlüsse ausgebildet sind, so dass die Temperierplatten bei anderer Dimensionierung und/oder Verschleiß leicht bei geringen Rüstzeiten austauschbar sind.
  • Im Rahmen der Erfindung sind die Temperierplatten weiterhin derart bevorzugt ausgebildet, dass sie eine in den Formhohlraum ausgebildete konvexe Krümmung aufweisen. Mithin steht ein mittlerer Bereich der Temperierplatte in den Formhohlraum hinein zeigend gegenüber den zu den Seiten sich abflachenden Bereichen der Temperierplatte vor. Hierdurch wird bei Schließen der Temperierstation erreicht, dass zunächst der mittlere Bereich an der Platine anliegt und durch weiteres Schließen und/oder Pressen der Temperierstation sich dann sukzessive auch die Randbereiche an die zu erwärmende Blechplatine anlegen. Im Rahmen der Erfindung wird hierdurch ein vollflächiger Kontakt zwischen Temperierplatte und Oberfläche der zu erwärmenden Blechplatine hergestellt. Erfindungsgemäß ist es wiederum möglich, aufgrund der induktiven Erwärmung der Temperierplatte selbst hierdurch entstehende Verschiebungen von bis zu wenigen Millimetern auszugleichen, da die Temperierplatte selbst über die induktive Erwärmung kontaktlos erwärmt wird.
  • Mit der erfindungsgemäßen Warmformlinie ist ein Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten und pressgehärteten Kraftfahrzeugbauteils wie folgt durchführbar:
    • – Erwärmen einer Platine auf eine Temperatur unter AC3,
    • – Transfer der Platine in eine Temperierstation,
    • – Erwärmen Bereiche erster Art in der Temperierstation mittels konduktiver Erwärmung auf über AC3,
    • – Halten Bereiche zweiter Art auf einer Temperatur unter AC3,
    • – Transfer der Blechplatine in ein Umformwerkzeug, Warmumformen und Presshärten.
  • Es ist weiterhin möglich, dass die Platine nicht bereits vor dem Transfer in die Temperierstation auf unter AC3, sondern auf unter AC1-Temperatur erwärmt wird. Bereiche zweiter Art werden dann in der Temperierstation auf einer Temperatur unterhalb des AC1-Punktes gehalten. Erfindungswesentlicher Vorteil des Verfahrens ist insbesondere die Möglichkeit, die Temperatur gezielt an der zu erwärmenden Blechplatine und/oder dem zu erwärmenden metallischen Bauteil einzustellen und des Weiteren bei gleichzeitig geringem Energieeinsatz aufgrund der induktiven Erwärmung der Temperierplatte, wobei dann wiederum von der Temperierplatte die Erwärmung auf das zu erwärmende Bauteil mittels Konduktion erfolgt.
  • Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Bestandteil der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausführungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
  • 1 eine erfindungsgemäße Temperierstation mit voneinander verschiedenen Temperierplatten, wobei die Temperierplatten voneinander verschiedene Bereiche aufweisen;
  • 2 die Temperierstation mit nur teilweise angeordnetem Induktor und
  • 3 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Temperierplatte mit aufgelegter Platine.
  • In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
  • 1 zeigt eine erfindungsgemäße Temperierstation 1, wobei die Temperierstation ein Oberwerkzeug 2 und ein Unterwerkzeug 3 aufweist. Das Oberwerkzeug 2 und/oder das Unterwerkzeug 3 sind in Bewegungsrichtung B bewegbar, so dass zwischen einer Temperierplatte 4 des Oberwerkzeuges 2 und einer Temperierplatte 5 des Unterwerkzeuges 3 ein Formhohlraum 6 verbleibt. In den Formhohlraum 6 ist eine Blechplatine 7 einlegbar, wobei die Blechplatine 7 dann von den Temperierplatten 4, 5 mittels konduktiver Erwärmung auf eine vorgegebene Temperatur erwärmbar ist.
  • Damit die Temperierplatte 5 selbst erwärmt wird, sind an dem Unterwerkzeug 3 und auch hier dargestellt an dem Oberwerkzeug 2 Induktoren 8 in Form von Induktionsschleifen 9 vorgesehen. Mittels der Induktoren 8 sind die Temperierplatten 4, 5 selbst dann auf eine gewünschte Temperatur erwärmbar, wobei dann von den Temperierplatten 4, 5 aus bei Anlagekontakt mit der Blechplatine 7 eine Wärmeleitung in die Blechplatine 7 erfolgt. Folglich kann die Temperatur der Blechplatine 7 selbst, je nach Verweildauer zwischen Oberwerkzeug 2 und Unterwerkzeug 3, auf eine Temperatur bis zu der Temperatur der Temperierplatte 4, 5 erwärmt werden.
  • Weiterhin dargestellt in 1 ist, dass sowohl die Temperierplatte 4 des Oberwerkzeuges 2 als auch die Temperierplatte 5 des Unterwerkzeuges 3 jeweils zweigeteilt ist. So ist ein erster Teil 10 aus einem Werkstoff und ein zweiter Teil 11 aus einem zweiten, davon verschiedenen Werkstoff ausgebildet. Bei dem ersten Teil 10 handelt es sich beispielsweise um einen gut wärmeleitenden Werkstoff der Temperierplatte 4, 5 und bei dem zweiten Teil 11 um einen in Relation zu dem ersten Teil 10 geringer wärmeleitenden Werkstoff. Im Rahmen der Erfindung kann der zweite Teil 11 jedoch beispielsweise auch als Isolierwerkstoff ausgebildet sein. Beispielsweise kann hier ein Keramik- oder aber auch ein anderweitiger Isolierwerkstoff eingesetzt sein. Hierdurch ist die Blechplatine 7 auf voneinander verschiedene Temperaturen erwärmbar.
  • 2 zeigt eine analoge Ausführungsvariante, wobei auf die rechte Bildebene bezogen keine Induktoren 8 über dem zweiten Teil 11 der Temperierplatten 4, 5 vorgesehen sind.
  • 3 zeigt eine Draufsicht auf ein Unterwerkzeug 3 mit aufgelegter Blechplatine 7, deren Umriss gezeigt ist. Zu erkennen ist, dass die Temperierplatte 5 sich selbst nicht über den vollständigen Bereich des Unterwerkzeuges 3 erstreckt, sondern nur abschnittsweise, an die äußere Geometrie der Blechplatine 7 angelehnt, in ihren äußeren Abmessungen dimensioniert ist. Hierdurch wird der Energieeintrag zur Erwärmung der Blechplatine 7 auf ein notwendiges Minimum reduziert. Ebenfalls gut zu erkennen ist, dass eine Induktionsschleife 9 nur im Bereich des ersten Teils 10 der Temperierplatte 4, 5 ausgebildet ist, wohingegen der zweite Teil 11 der Temperierplatte 4, 5 keinen Induktor aufweist. Die Induktionsschleife 9 selbst ist dabei derart über den ersten Teil 10 verteilt, dass auch hier eine Anpassung der Induktionsschleife 9 an die äußeren Abmessungen des ersten Teils 10 der Temperierplatte 5 ausgebildet ist, was wiederum zu einer Energieeinsparung führt.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Temperierstation
    2
    Oberwerkzeug
    3
    Unterwerkzeug
    4
    Temperierplatte zu 2
    5
    Temperierplatte zu 3
    6
    Formhohlraum
    7
    Blechplatine
    8
    Induktor
    9
    Induktionsschleife
    10
    erster Teil zu 4, 5
    11
    zweiter Teil zu 4, 5
    B
    Bewegungsrichtung

Claims (11)

  1. Warmformlinie zur Herstellung warmumgeformter und pressgehärteter Stahlblechprodukte, insbesondere Kraftfahrzeugbauteile, aufweisend eine Erwärmungsvorrichtung und eine Umformvorrichtung, wobei die Erwärmungsvorrichtung eine Temperierstation (1) mit einem Oberwerkzeug (2) und einem Unterwerkzeug (3) aufweist und die Temperierstation (1) mindestens eine Temperierquelle zum Heizen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Temperierstation (1) an dem Oberwerkzeug (2) und/oder dem Unterwerkzeug (3) austauschbare Temperierplatten (4, 5) anordnenbar sind und die Temperierquelle als Induktor (8) ausgebildet ist, und die Temperierplatten (4, 5) durch den Induktor (8) erwärmbar sind.
  2. Warmformlinie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierplatten (4, 5) flächig zur Temperierung einer Blechplatine (7) ausgebildet sind oder dass die Temperierplatten (4, 5) dreidimensional ausgebildet sind, wobei zwischen den Temperierplatten (4, 5) bei geschlossener Temperierstation (1) ein Formhohlraum verbleibt.
  3. Warmformlinie nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Oberwerkzeug (2) und in dem Unterwerkzeug (3) ein Induktor (8) angeordnet ist, wobei der Induktor (8) des Oberwerkzeuges (2) die Temperierplatte (4) des Oberwerkzeuges (2) erwärmt und der Induktor (8) des Unterwerkzeuges (3) die Temperierplatte (5) des Unterwerkzeuges (3) erwärmt, wobei vorzugsweise die Temperierplatten (4, 5) auf bis zu mehr als 1000°C erwärmbar sind.
  4. Warmformlinie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (8) im Wesentlichen die gleiche Flächenverteilung aufweist wie die zu dem Induktor (8) gehörige Temperierplatte (4, 5) oder dass der Induktor (8) kleiner ist als die zugehörige Temperierplatte (4, 5), wobei durch Aktivieren des Induktors (8) die Temperierplatte (4, 5) zumindest partiell erwärmt wird.
  5. Warmformlinie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (8) abschnittsweise mit voneinander verschiedenen Spannungen beaufschlagbar ist, so dass die Temperierplatte (4, 5) abschnittsweise voneinander verschiedene Temperaturen aufweist.
  6. Warmformlinie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Temperierplatte (4, 5) mehrteilig ausgebildet ist, wobei die mindestens zwei unterschiedlichen Teile (10, 11) voneinander verschiedene Wärmeleiteigenschaften und/oder Werkstoffeigenschaften aufweisen.
  7. Warmformlinie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Temperierplatten (4, 5) an der Blechplatine (7) Bereiche erster Art und Bereiche zweiter Art mit voneinander unterschiedlichen Temperaturen temperiert werden, wobei die Bereiche erster Art einen unmittelbaren Kontakt mit den Temperierplatten (4, 5) bei geschlossener Temperierstation haben und in den Bereichen zweiter Art zwischen der Bauteiloberfläche und der Temperierplatte (4, 5) ein Abstand ausgebildet ist oder dass in den Temperierplatten (4, 5) in den Bereichen zweiter Art ein Isolierwerkstoff angeordnet ist.
  8. Warmformlinie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperierstation (1) ein Ofen vorgeschaltet ist, wobei die Metallbauteile oder die Blechplatinen (7) in dem Ofen auf eine Temperatur vorerwärmbar sind.
  9. Warmformlinie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Temperierplatte (4, 5) auf dem Unterwerkzeug (3) Abstandhalter aufweist, wobei die auf der Temperierplatte (4, 5) abgelegte Blechplatine (7) oder das Metallbauteil von dem Abstandhalter abstützbar ist, insbesondere in den Bereichen zweiter Art.
  10. Warmformlinie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierplatte (4, 5) eine Beschichtung aufweist, insbesondere eine zunderfeste Beschichtung.
  11. Warmformlinie nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierplatte (4, 5) formschlüssig an dem Oberwerkzeug (2) und/oder dem Unterwerkzeug (3) gekoppelt ist, vorzugsweise über Bolzen.
DE102012110650.9A 2012-11-07 2012-11-07 Warmformlinie zur Herstellung warmumgeformter und pressgehärteter Stahlblechprodukte Active DE102012110650C5 (de)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012110650.9A DE102012110650C5 (de) 2012-11-07 2012-11-07 Warmformlinie zur Herstellung warmumgeformter und pressgehärteter Stahlblechprodukte
CN201310426091.0A CN103805761A (zh) 2012-11-07 2013-09-18 热成型加工线和利用它制造钢板制品的方法
US14/030,683 US20140124105A1 (en) 2012-11-07 2013-09-18 Hot forming line for producing hot formed and press hardened steel sheet products
ES13184930T ES2627925T5 (es) 2012-11-07 2013-09-18 Línea de conformado en caliente para la fabricación de productos de chapa de acero conformados en caliente y templados en prensa
EP13184930.9A EP2730346B2 (de) 2012-11-07 2013-09-18 Warmformlinie zur Herstellung warmumgeformter und pressgehärteter Stahlblechprodukte

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102012110650.9A DE102012110650C5 (de) 2012-11-07 2012-11-07 Warmformlinie zur Herstellung warmumgeformter und pressgehärteter Stahlblechprodukte

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102012110650B3 true DE102012110650B3 (de) 2013-11-14
DE102012110650C5 DE102012110650C5 (de) 2017-12-14

Family

ID=49226027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102012110650.9A Active DE102012110650C5 (de) 2012-11-07 2012-11-07 Warmformlinie zur Herstellung warmumgeformter und pressgehärteter Stahlblechprodukte

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20140124105A1 (de)
EP (1) EP2730346B2 (de)
CN (1) CN103805761A (de)
DE (1) DE102012110650C5 (de)
ES (1) ES2627925T5 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014101539A1 (de) 2014-02-07 2015-08-13 Benteler Automobiltechnik Gmbh Warmformlinie und Verfahren zur Herstellung von warmumgeformten Blechprodukten
WO2015158568A3 (de) * 2014-04-17 2015-12-17 Voestalpine Metal Forming Gmbh Vorrichtung und verfahren zum vorkühlen von stahlblechplatinen
EP2993241A1 (de) * 2014-08-26 2016-03-09 Benteler Automobiltechnik GmbH Verfahren und presse zur herstellung wenigstens abschnittsweise gehärteter blechbauteile

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014214027A1 (de) * 2014-07-18 2016-02-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Formwerkzeug zur Herstellung von warmumgeformten Bauteilen
DE102015100100A1 (de) * 2015-01-07 2016-07-07 Thyssenkrupp Ag Werkzeug zum Warmumformen eines Werkstücks und Verfahren zum bereichsselektiven Warmumformen eines Werkstücks
CN106964685A (zh) * 2017-04-12 2017-07-21 苏州汇程精密模具有限公司 一种具有分段温控功能的冲切模具
CN107354275A (zh) * 2017-07-17 2017-11-17 刘路清 一种金属缠绕垫片处理用电热装置
DE102020127057A1 (de) * 2020-10-14 2022-04-14 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung einer Stahlplatine sowie Temperierstation

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010004081B3 (de) 2010-01-06 2011-03-24 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zum Warmformen und Härten einer Platine

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE9602257L (sv) * 1996-06-07 1997-12-08 Plannja Hardtech Ab Sätt att framställa ståldetalj
CN100434564C (zh) * 2001-10-23 2008-11-19 住友金属工业株式会社 热压成型方法,其电镀钢材及其制备方法
DE102006058601B4 (de) 2006-12-11 2011-04-28 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Karosserie- und Fahrwerkbauteils sowie Karosserie- und Fahrwerkbauteil
EP2014777B1 (de) * 2007-07-11 2013-01-09 Neue Materialien Bayreuth GmbH Verfahren sowie Vorrichtung zur thermischen Behandlung von Metallblech
US8017059B2 (en) * 2007-09-13 2011-09-13 The Boeing Company Composite fabrication apparatus and method
US8375758B1 (en) * 2007-09-13 2013-02-19 The Boeing Company Induction forming of metal components with slotted susceptors
EP2182082B2 (de) * 2008-10-29 2018-01-24 Neue Materialien Bayreuth GmbH Verfahren und Vorrichtung zur Temperierung eines Stahlblechkörpers
EP2182081B1 (de) * 2008-10-29 2014-01-22 Neue Materialien Bayreuth GmbH Verfahren zur thermischen Behandlung eines beschichteten Stahlblechkörpers
DE102009025896A1 (de) 2009-06-03 2011-01-05 Technische Universität Graz Warmumformung mit Einlegematerial
DE102010009345B4 (de) 2010-02-25 2011-09-22 Schuler Cartec Gmbh & Co. Kg Verfahren und Werkzeug zur Herstellung eines Bauteils sowie ein durch Umformung hergestelltes Bauteil
DE102010033816A1 (de) * 2010-06-16 2011-12-22 Giw Gesellschaft Für Innovative Werkzeugsysteme Mbh Temperiertes Werkzeug
DE102010049205B4 (de) 2010-10-13 2012-04-26 Elisabeth Braun Warmumformlinie und Verfahren zum Warmumformen von blechförmigem Material
DE102010048209C5 (de) * 2010-10-15 2016-05-25 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten pressgehärteten Metallbauteils
DE202012000616U1 (de) 2012-01-24 2012-02-29 Benteler Automobiltechnik Gmbh Struktur- und/oder Karosseriebauteil für ein Kraftfahrzeug mit verbesserten Crasheigenschaften und Korrosionsschutz

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010004081B3 (de) 2010-01-06 2011-03-24 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zum Warmformen und Härten einer Platine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014101539A1 (de) 2014-02-07 2015-08-13 Benteler Automobiltechnik Gmbh Warmformlinie und Verfahren zur Herstellung von warmumgeformten Blechprodukten
EP2907881A2 (de) 2014-02-07 2015-08-19 Benteler Automobiltechnik GmbH Warmformlinie und Verfahren zur Herstellung von warmumgeformten Blechprodukten
DE102014101539B4 (de) * 2014-02-07 2016-06-16 Benteler Automobiltechnik Gmbh Warmformlinie und Verfahren zur Herstellung von warmumgeformten Blechprodukten
DE102014101539B9 (de) * 2014-02-07 2016-08-11 Benteler Automobiltechnik Gmbh Warmformlinie und Verfahren zur Herstellung von warmumgeformten Blechprodukten
WO2015158568A3 (de) * 2014-04-17 2015-12-17 Voestalpine Metal Forming Gmbh Vorrichtung und verfahren zum vorkühlen von stahlblechplatinen
EP2993241A1 (de) * 2014-08-26 2016-03-09 Benteler Automobiltechnik GmbH Verfahren und presse zur herstellung wenigstens abschnittsweise gehärteter blechbauteile

Also Published As

Publication number Publication date
EP2730346B2 (de) 2020-04-29
US20140124105A1 (en) 2014-05-08
ES2627925T3 (es) 2017-08-01
ES2627925T5 (es) 2021-02-08
DE102012110650C5 (de) 2017-12-14
EP2730346B1 (de) 2017-05-10
EP2730346A1 (de) 2014-05-14
CN103805761A (zh) 2014-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102012110650B3 (de) Warmformlinie zur Herstellung warmumgeformter und pressgehärteter Stahlblechprodukte
DE102012110649B3 (de) Warmformlinie sowie Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten und pressgehärteten Kraftfahrzeugbauteils
DE102005032113B3 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Warmumformen und partiellen Härten eines Bauteils
DE102010011368B4 (de) Verfahren zur Herstellung von pressgehärteten Formbauteilen
EP2143808B1 (de) Partielles Warmformen und Härten mittels Infrarotlampenerwärmung
EP2864506B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines pressgehärteten metallbauteils
DE102014101539B9 (de) Warmformlinie und Verfahren zur Herstellung von warmumgeformten Blechprodukten
EP2473297B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines metallbauteils und verwendung eines solchen metallbauteils
EP2182082B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Temperierung eines Stahlblechkörpers
DE102011056444C5 (de) Verfahren und Vorrichtung zum partiellen Härten von Blechbauteilen
WO2012120123A1 (de) Ofensystem zur gezielten wärmebehandlung von blechbauteilen
DE102004007071A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Bauteils durch Umformen einer Platine und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE102010010156A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Formteiles mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität
DE102009060388A1 (de) Mehrstufiges direktes Formhärten
DE102011102167A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Formbauteils mit mindestens zwei Gefügebereichen unterschiedlicher Duktilität und Erwärmungseinrichtung
DE102017109613B3 (de) Warmformlinie mit Temperierstation sowie Verfahren zum Betreiben
DE102014111501B4 (de) Warmumformvorrichtung und Verfahren zum Herstellen von pressgehärteten Formbauteilen aus Stahlblech
WO2011082934A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erwärmen und partiellem kühlen von werstücken in einem durchlaufofen
DE102007030388A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines gehärteten Blechbauteils sowie ein gehärtetes Blechbauteil
EP3985133A2 (de) Verfahren zur herstellung einer stahlplatine sowie temperierstation

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R026 Opposition filed against patent
R026 Opposition filed against patent

Effective date: 20140207

R034 Decision of examining division/federal patent court maintaining patent in limited form now final
R206 Amended patent specification