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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Formwerkzeug für das Warmumformen. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung ein Formwerkzeug, durch welches ein Kühlmittel ruhig durchgeströmt werden kann, um die Abkühlgeschwindigkeit und die Kühlleistung zu verbessern, so dass ein superhochfestes Produkt bei einer hohen Temperatur hergestellt wird.
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Hintergrund der zugehörigen Technik
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Im Allgemeinen werden Formwerkzeuge in drei Arten eingeteilt: eine Spritzgussform zum Herstellen von Kunststoffprodukten, ein Umformwerkzeug zum Herstellen von Produkten durch das Verwenden von Stahlblechen, und ein Druckgusswerkzeug zum Herstellen von Produkten durch das Schmelzen von Metallen und das Einspritzen des geschmolzenen Metalls in das Druckgusswerkzeug. Typischerweise weisen derartige Formwerkzeuge ein bewegbares Formwerkzeug und ein feststehendes Formwerkzeug auf, welche dafür sorgen, dass der Herstellungsprozess weicher abläuft.
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In letzter Zeit gab es eine Zunahme bei der Verwendung von Formwerkzeugen zum Herstellen von Produkten, welche in Fahrzeugen eingesetzt werden (zum Beispiel unterschiedliche Bauteile von Fahrzeugen). Demzufolge gibt es eine Notwendigkeit, diese Formwerkzeuge in richtiger Art und Weise zu konstruieren, um Qualitätserzeugnisse herzustellen, welche die gewünschten Eigenschaften und Spezifikationen besitzen.
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Das Verbessern der Leistungsfähigkeit beim Zusammenstoß und das Sicherstellen der Sicherheit sind zwei Hauptanliegen der Automobilindustrie. Um ein leichtgewichtiges Fahrzeug mit einer starken Fahrzeugkarosserie zur Verfügung zu stellen, verwenden Autohersteller normalerweise Werkstoffe, wie zum Beispiel TRIP Stahl, DP Stahl, Stahl einer Aluminiumlegierung und Stahl einer Magnesiumlegierung, um unterschiedliche Bauteile für Fahrzeuge herzustellen, oder untersuchen neue Technologien, wie zum Beispiel Tailor Welding Blank (TWB), Hydroumformen und Warmumformen.
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Wie hierin verwendet ist ein Prozess des Warmumformens ein Prozess zum Umformen einer Struktur (wie zum Beispiel eines Karosserieteils eines Fahrzeugs) bei einer hohen Temperatur, um dessen Gewicht zu verringern, während die Festigkeit beibehalten wird, und er wird insbesondere im Hinblick auf das Herstellen einer Fahrzeugkarosserie eingesetzt. Im Allgemeinen, nachdem der Werkstoff auf eine hohe Temperatur erwärmt wird, dann wird der Werkstoff in ein Formwerkzeug gedrückt und das Formwerkzeug selbst wird gekühlt, um damit die hochfesten Produkte herzustellen.
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Der Prozess des Warmumformens weist das Aufheizen eines Blechs auf eine Temperatur auf, welche höher als der Ac3 Transformationspunkt ist (das heißt, diejenige Temperatur bei welcher die Transformation von Ferrit in Austenit abgeschlossen ist), um das Blech vollständig zu austenitisieren, und um das Blech umzuformen und schnell in dem Formwerkzeug abzukühlen, damit das Blech in hochfestes Martensit umgewandelt wird.
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Die Bauteile der Fahrzeugkarosserie, welche durch das Warmumformen hergestellt werden, weisen eine hohe Zugfestigkeit auf, besonders Zugfestigkeiten von mehr als oder gleich 1500 MPa. Aus diesem Grund kann die Leistungsfähigkeit beim Zusammenstoß des Fahrzeugs verbessert werden und es kann eine hohe Sicherheit für die Insassen zur Verfügung gestellt werden.
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Bei einem herkömmlichen Prozess des Warmumformens und einer Vorrichtung wird das Kühlmittel in dem Formwerkzeug mit Hilfe von Kühlmittelbohrungen bereitgestellt, welche direkt in dem Formwerkzeug ausgebildet sind. Es ist jedoch sehr schwierig, die Kühlmittelbohrungen in dem Formwerkzeug auszubilden, besonders wenn Produkte mit komplexen Formen hergestellt werden, und es ist viel Zeit zum Ausbilden der Kühlmittelbohrungen notwendig.
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Des Weiteren, wenn eine größere Anzahl von Kühlmittelbohrungen in dem Formwerkzeug ausgebildet ist, um somit das Formwerkzeug schneller abzukühlen, dann kann die Festigkeit des Formwerkzeugs bei der Verwendung des herkömmlichen Prozess des Warmumformens und dessen Vorrichtung herabgesetzt sein. Diese Abnahme bei der Festigkeit kann zu Rissen oder der Beschädigung des Formwerkzeugs führen, besonders aufgrund von der Kontraktion oder der Deformation des Formwerkzeugs während schneller Temperaturänderungen. Als Folge davon kann das Kühlmittel, welches durch das Formwerkzeug strömt, auslaufen.
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Da die Konstruktion, die Herstellung und Nachprüfung der Strömungslinien des Kühlmittels in dem Formwerkzeug basierend auf einem realen Modell erfolgt, können die ursprüngliche Investition und die Zeit für das Entwickeln des Produkts zunehmen. Aus diesem Grund wäre es besser, das optimale Kühlungsverfahren für das Formwerkzeug bei einem Konstruktionsschritt von neuen Produkten zu entwickeln.
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Die in diesem Abschnitt zur Beschreibung der zugehörigen Technik offenbarten obigen Informationen dienen nur zum Erleichtern des Verständnisses des Hintergrunds der Erfindung und können deshalb Informationen enthalten, die keinen Stand der Technik bilden, welche dem Fachmann in diesem Land bereits bekannt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung wurde in dem Bemühen gemacht, ein Formwerkzeug für das Warmumformen zur Verfügung zu stellen, welches eine Struktur schnell abkühlen kann, insbesondere ein Karosserieteil, wenn die Struktur von einem Prozess des Warmumformens hergestellt wird.
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Zusätzlich dazu wurde die vorliegende Erfindung in dem Bemühen gemacht, ein Formwerkzeug für das Warmumformen zur Verfügung zu stellen, welches eine verbesserte Haltbarkeit aufweist, besonders durch das Verhindern vorab, des Potenzials für das Auftreten von Verformungen und Rissen in dem Formwerkzeug, welche von Temperaturschwankungen herrühren können (zum Beispiel wenn ein Produkt gekühlt wird). Die vorliegende Erfindung wurde des Weiteren in dem Bemühen gemacht, ein Formwerkzeug und ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches ein einwandfreies Produkt erzeugt und die Produktivität durch das Erzielen einer gleichmäßigen Kühlung verbessert.
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In Übereinstimmung mit einem Aspekt stellt die vorliegende Erfindung ein Formwerkzeug für das Warmumformen zur Verfügung, welches aufweisen kann: eine Grundplatte, welche dazu eingerichtet ist, um ein Kühlmittel aufzunehmen und abzugeben; zumindest einen Erscheinungsformblock, welcher an einer Oberfläche der Grundplatte in einer Form eines Produkts, welches umgeformt werden soll, montiert ist und einen Einbauraum aufweist, welcher darin ausgebildet ist; und einen Einsatzblock, welcher in dem Einbauraum angeordnet ist, um an dem Erscheinungsformblock befestigt zu werden und, um an einer Oberfläche der Grundplatte montiert zu werden. In Übereinstimmung mit unterschiedlichen Ausführungsformen ist der Einsatzblock mit einer Vielzahl von Durchgängen zum Zirkulieren des Kühlmittels versehen. Die Vielzahl von Durchgängen kann an einem äußeren Umfang von diesem nahe an dem Erscheinungsformblock ausgebildet sein, wo der Einsatzblock an dem Erscheinungsformblock befestigt ist. Die Vielzahl von Durchgängen kann in Fluidverbindung mit der Grundplatte stehen.
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In Übereinstimmung mit unterschiedlichen Ausführungsformen kann die Form des Erscheinungsformblocks im Wesentlichen dieselbe sein wie diejenige des Produkts. Und Des Weiteren kann der Einbauraum eine Form aufweisen, welche ähnlich zu der Form des Erscheinungsformblocks ist.
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In Übereinstimmung mit unterschiedlichen Ausführungsformen kann der Einsatzblock aufweisen: einen Körperbereich, welcher eine Form aufweist, welche ähnlich zu oder dieselbe wie die Form des Einbauraum ist, und er kann an dem Erscheinungsformblock befestigt sein, wenn er in dem Einbauraum angeordnet ist; ein Paar von Speicherausnehmungen (obwohl es sich versteht, dass eine beliebige Anzahl von Speicherausnehmungen ebenfalls an unterschiedlichen gewünschten Stellen vorgesehen sein könnte), welche jeweils an gegenüber liegenden Seiten eines unteren Bereichs des Körperbereichs entlang einer Längsrichtung des Körperbereichs ausgebildet sind, und dazu eingerichtet sind, um das Kühlmittel darin zu speichern; und eine Vielzahl von Strömungsnuten für das Kühlmittel, welche dazu angepasst sind, um eine Verbindung zwischen dem Paar von Speicherausnehmungen zur Verfügung zu stellen, welche an einem äußeren Umfang des Körperbereichs entlang dessen Breitenrichtung ausgebildet sind, und die Vielzahl von Durchgängen festlegen.
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In Übereinstimmung mit unterschiedlichen Ausführungsformen können Kanten des Körperbereichs derart ausgebildet sein, dass sie abgerundet sind.
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In Übereinstimmung mit unterschiedlichen Ausführungsformen kann die Vielzahl von Strömungsnuten für das Kühlmittel beabstandet voneinander entlang der Längsrichtung des Körperbereichs angeordnet sein.
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In Übereinstimmung mit unterschiedlichen Ausführungsformen kann der Körperbereich eine Zuflussbohrung für das Kühlmittel und eine Auslassbohrung für das Kühlmittel aufweisen, welche darin ausgebildet sind und fluidisch mit der Grundplatte verbunden sind.
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In Übereinstimmung mit unterschiedlichen Ausführungsformen kann ein Paar von Speicherausnehmungen jeweils mit der Zuflussbohrung für das Kühlmittel und der Auslassbohrung für das Kühlmittel verbunden sein.
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In Übereinstimmung mit unterschiedlichen Ausführungsformen kann die Grundplatte ein erstes Paar von Kühlmittelkammern aufweisen, welche an beiden Seiten der anderen Oberfläche (der/ die Erscheinungsformblock(e), welche(r) an einer Oberfläche der Grundplatte montiert ist/ sind, und diejenigen Kühlmittelkammern, welche an einer verschiedenen „anderen Oberfläche“ ausgebildet sind, zum Beispiel siehe hierzu 5) entlang einer Längsrichtung von selbiger ausgebildet sind, und das Kühlmittel kann in jeder der ersten Kühlmittelkammern gespeichert werden.
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In Übereinstimmung mit unterschiedlichen Ausführungsformen kann die Grundplatte des Weiteren ein Paar von zweiten Kühlmittelkammern aufweisen, welche an beiden Seitenbereichen der Oberfläche (das heißt eine gemeinsame Oberfläche wie der Erscheinungsformblock) von selbiger ausgebildet sind, und jede der zweiten Kühlmittelkammern kann darin Kühlmittel speichern und kann mit einer entsprechenden ersten Kühlmittelkammer fluidisch verbunden sein.
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In Übereinstimmung mit unterschiedlichen Ausführungsformen kann die Grundplatte des Weiteren einen Dichtungsdeckel aufweisen, welcher an der anderen Oberfläche (das heißt derselben Oberfläche wie die ersten und zweiten Kühlmittelkammern) entsprechend jeder von den ersten Kühlmittelkammern montiert ist.
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In Übereinstimmung mit unterschiedlichen Ausführungsformen kann der Einsatzblock an dem Erscheinungsformblock durch Schweißen befestigt sein, wenn er in den Einbauraum des Erscheinungsformblocks eingefügt wird.
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Es versteht sich, dass der Ausdruck „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug...“ oder andere ähnliche Ausdrücke, wie sie hierin verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen mit einschließt, wie zum Beispiel Personenkraftwagen einschließlich allradangetriebene Offroader (SUV), Busse, Lastwagen, unterschiedliche Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge einschließlich eine Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen, und dieser schließt Hybridfahrzeuge, Elektrofahrzeuge, Plug-in Hybrid Elektrofahrzeuge, wasserstoffangetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge mit alternativem Kraftstoff (zum Beispiel Kraftstoffe, die aus Ressourcen mit Ausnahme von Erdöl erzeugt wurden) ein. Wie hierin Bezug genommen, ist ein Hybridfahrzeug ein Fahrzeug, das zwei oder mehrere Kraftquellen besitzt, zum Beispiel sowohl mit Benzin angetriebene als auch elektrisch angetriebene Fahrzeuge.
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Figurenliste
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Formwerkzeugs für das Warmumformen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Bereichs „A“ in 1.
- 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Formwerkzeugs für das Warmumformen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Strömungsrichtung des Kühlmittels zeigt, welches einem Formwerkzeug für das Warmumformen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird.
- 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 4.
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<Beschreibung von Symbolen>
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| 10: |
Grundplatte |
11: |
Nippel |
| 13: |
erste Kühlmittelkammer |
15: |
zweite Kühlmittelkammer |
| 20: |
Erscheinungsformblock |
21: |
Einbauraum |
| 30: |
Einsatzblock |
31: |
Körperbereich |
| 33: |
Speicherausnehmung |
35: |
Strömungsnut für das Kühlmittel |
| 37: |
Zuflussbohrung für das Kühlmittel |
39: |
Auslassbohrung für das Kühlmittel |
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung im Detail mit Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben werden.
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Beispielhafte Ausführungsformen, welche in dieser Patentschrift und den Zeichnungen beschrieben werden, sind lediglich beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich, dass es unterschiedliche Veränderungen und Äquivalente geben kann, welche in dem Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung beim Einreichen von dieser Anmeldung enthalten sind.
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1 ist eine perspektivische Ansicht eines Formwerkzeugs für das Warmumformen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 ist eine vergrößerte perspektivische Ansicht von Bereich „A“ in 1; 3 ist eine perspektivische Explosionsansicht eines Formwerkzeugs für das Warmumformen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 4 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Strömungsrichtung des-Kühlmittels zeigt, welches einem Formwerkzeug für das Warmumformen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird; und 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 4.
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Bezugnehmend auf die Zeichnungen, ist ein Formwerkzeug 1 für das Warmumformen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dazu angepasst, um ein Produkt schnell abzukühlen, wie zum Beispiel ein Karosserieteil, wenn das Produkt durch das Warmumformen hergestellt wird. Insbesondere ist das Formwerkzeug derart konstruiert, so dass hydraulische Leitungen für strömende Kühlmittel in dem Formwerkzeug ausgebildet sind. Im eigentlichen Sinne kann das Kühlmittel ruhig strömen und die Kühlungsleistung kann verbessert werden.
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Zusätzlich dazu werden die Deformation und Risse, welche in dem Formwerkzeug auftreten, wenn das Formwerkzeug abgekühlt wird, vorab verhindert. Insbesondere, weil die vorliegende Erfindung nicht direkt Zustromleitungen für das Kühlmittel in dem Formwerkzeug ausbildet, sondern im Gegenteil diese Zustromleitungen für das Kühlmittel in der äußeren Oberfläche eines Einsatzblocks ausbildet, welcher nachfolgend in dem Erscheinungsformblock angeordnet wird, kann die Haltbarkeit des Formwerkzeugs verbessert werden, und eine derartige Deformation und ein Zerbrechen kann verhindert werden. Zusätzlich dazu, in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, können Produktmängel verringert oder sogar beseitigt werden und die Produktivität kann durch das Erzielen einer gleichmäßigen Kühlung des Formwerkzeugs verbessert werden.
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Zu diesem Zweck weist das Formwerkzeug 1 für das Warmumformen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wie in 1 bis 3 dargestellt, eine Grundplatte 10 auf. Die Grundplatte 10 weist zumindest einen Erscheinungsformblock 20 und einen Einsatzblock 30 auf.
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Ein Nippel 11 ist an einer Seite der Grundplatte 10 montiert. Der Nippel 11 ist dazu angepasst, um das Kühlmittel der Grundplatte 10 bereitzustellen und/oder das Kühlmittel von der Grundplatte 10 auszugeben.
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Kühlmittelleitungen (nicht dargestellt), welche mit dem Nippel 11 verbunden sind, sind in der Grundplatte 10 ausgebildet. Aus diesem Grund zirkuliert das Kühlmittel, welches in die Grundplatte 10 durch den Nippel 11 strömt, entlang der Kühlmittelleitungen, und danach wird es durch den Nippel 11 ausgegeben.
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Bei dieser beispielhaften Ausführungsform ist eine Vielzahl von Erscheinungsformblöcken 20 vorgesehen. Wie in 1 dargestellt, werden fünf Erscheinungsformblöcke 20 zur Verfügung gestellt. Es versteht sich jedoch, dass eine beliebige Anzahl von Erscheinungsformblöcken 20 zur Verfügung gestellt werden kann. Die Vielzahl von Erscheinungsformblöcken 20 bilden zusammen (oder alternativ dazu ein einzelner Erscheinungsformblock) dieselbe Form, wie diejenige von dem Produkt, um die Form des Produkts während des Warmumformens auszubilden. Jeder Erscheinungsformblock 20 ist an einer Oberfläche der Grundplatte 10 montiert und weist einen Einbauraum 21 auf, welcher darin ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist jeder Erscheinungsformblock 20 hohl, und stellt auf diese Weise darin einen Einbauraum 21 zur Verfügung.
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Die Erscheinungsformblöcke 20 sind entlang der Grundplatte 10 montiert, wie zum Beispiel entlang der wie in 1 dargestellten Länge, in Übereinstimmung mit der Form des Produkts.
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Hierin ist die Form des Erscheinungsformblocks 20 dieselbe wie diejenige des Produkts, und eine Form des Einbauraums 21 ist ähnlich zu derjenigen des Erscheinungsformblocks 20. Weil der Einbauraum 21 innerhalb des Erscheinungsformblocks ist, ist die Größe des Einbauraums 21 geringfügig kleiner als diejenige des Erscheinungsformblocks 20. Im eigentlichen Sinne kann das Kühlmittel entlang der Form des Produkts (zum Beispiel ein Karosserieteil) nahe bei dem Produkt strömen, wobei das Produkt an einer Außenseite des Erscheinungsformblocks 20 ausgebildet wird. Aus diesem Grund kann die Kühlungsleistung verbessert werden.
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In Übereinstimmung mit unterschiedlichen Ausführungsformen ist der Einsatzblock 30 dazu angepasst, um das Kühlmittel in dem Einbauraum 21 des Erscheinungsformblocks 20 bereitzustellen. Wie dargestellt, ist der Einsatzblock 30 in dem Einbauraum 21 angeordnet und mit dem Erscheinungsformblock 20 gekoppelt.
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Wie in 5 dargestellt, ist der Einsatzblock 30 zwischen der Grundplatte 10 und dem Erscheinungsformblock 20 montiert.
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Der Einsatzblock 30 kann mit dem Erscheinungsformblock 20 mit Hilfe von geeigneten Mitteln fest montiert sein, wie zum Beispiel Schweißen, wenn der Einsatzblock in den Einbauraum 21 des Erscheinungsformblocks 20 eingefügt wird.
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Der Einsatzblock 30, wie in 3 bis 5 dargestellt, weist einen Körperbereich 31, eine Speicherausnehmung 33, und eine Strömungsnut für das Kühlmittel 35 auf.
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Wie in 2, 3 und 5 dargestellt, ist die Form des Körperbereichs 31 dieselbe wie diejenige des Einbauraums 21. Aus diesem Grund kann der Körperbereich 31 fest an dem Erscheinungsformblock 20 mit Hilfe von Schweißen oder anderen geeigneten Mitteln montiert sein, wenn er in den Einbauraum 21 eingefügt wird.
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Insbesondere der Körperbereich 31 kann in den Einbauraum 21 eingefügt werden, so dass ein äußerer Umfang des Körperbereichs 31 im Inneren des Einbauraums 21 angeordnet ist, und eine innere Oberfläche des Erscheinungsformblocks 20 kontaktiert.
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Wie in den Figuren dargestellt, sind in Übereinstimmung mit bevorzugten Ausführungsformen äußere Kanten des Körperbereichs 31 abgerundet, um eine Beschädigung und das Zerbrechen zu verhindern, welches auftreten kann, wenn der Körperbereich 31 in den Einbauraum 21 eingefügt wird und die Kantenbereiche des Körperbereichs 31 die innere Oberfläche des Erscheinungsformblocks 20 kontaktieren. Die abgerundeten Kantenbereiche erlauben des Weiteren ein sanfteres Einfügen des Körperbereichs 31 in den Einbauraum 21.
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Wie in 5 dargestellt, sind ein Paar von Speicherausnehmungen 33 jeweils an gegenüber liegenden Seiten eines unteren Bereichs des Körperbereichs 31 nahe bei der Grundplatte 10 ausgebildet. Diese Speicherausnehmungen 33 können, wie in 2 dargestellt, entlang der Längsrichtung des Körperbereichs 31 verlaufen. Das Kühlmittel, welches von der Grundplatte 10 bereitgestellt wird, ist dazu angepasst, um in der Speicherausnehmung 33 gespeichert zu werden. Insbesondere kann die Speicherausnehmung 33 dazu angepasst sein, wie dargestellt, um das Kühlmittel, welches bereitgestellt wird von oder ausgegeben wird von der Grundplatte 10, zwischen dem Inneren des Erscheinungsformblock und der Außenseite des Körperbereichs 31 zu speichern.
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Wie in 5 dargestellt, sind das Paar von Speicherausnehmungen 33 mit einer Zuflussbohrung für das Kühlmittel 37 und einer Auslassbohrung für das Kühlmittel 39 verbunden, welche jeweils in dem Körperbereich 31 ausgebildet sind.
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Mit anderen Worten, ist die eine der Speicherausnehmungen 33 mit der Zuflussbohrung für das Kühlmittel 37 verbunden, um das Kühlmittel zu speichern, welches mit Hilfe der Zuflussbohrung für das Kühlmittel 37 empfangen wurde, während die andere der Speicherausnehmungen 33 mit der Auslassbohrung für das Kühlmittel 39 verbunden ist, um das Kühlmittel zu speichern, welches durch die Strömungsnut für das Kühlmittel 35 zirkuliert hat.
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Inzwischen können des Weiteren erste Kühlmittelkammern 13 zum Speichern des Kühlmittels jeweils an beiden Seiten der äußeren Oberfläche der Grundplatte 10 ausgebildet sein (das heißt, wobei eine „Oberseite“ eine Oberfläche ist, an welcher der Erscheinungsformblock 20 zur Verfügung gestellt wird, und die „andere Oberfläche“ ist eine untere „innere“ Oberfläche, wie in 5 dargestellt, an welcher die Kühlmittelkammern 13 montiert sind). Die Kühlmittelkammern 13 können entlang der Längsrichtung der Grundplatte 10 verlaufen, wie in 5 dargestellt. Zweite Kühlmittelkammern 15 können des Weiteren in Verbindung mit den ersten Kühlmittelkammern 13 zum Speichern von Kühlmittel vorgesehen sein. Die zweiten Kühlmittelkammern 15 können an einer Oberfläche der Grundplatte 10 ausgebildet sein, wie zum Beispiel eine obere innere Oberfläche, wie in 5 dargestellt. Wie in 5 dargestellt, können die zweiten Kühlmittelkammern 15 an zwei Stellen entlang der Länge der Grundplatte 10 angeordnet sein, so dass sie mit der Zuflussbohrung für das Kühlmittel 37 und der Auslassbohrung für das Kühlmittel 39 ausgerichtet sind. Jede der zweiten Kühlmittelkammern 15 ist des Weiteren in Verbindung mit jeder der Speicherausnehmungen 33.
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Wie in 5 dargestellt, sind die ersten Kühlmittelkammern 13 und die zweiten Kühlmittelkammern 15 an Stellen angeordnet, wo das Kühlmittel strömt oder ausgegeben wird, und sind dazu eingerichtet, um das zuströmende oder ausgegebene Kühlmittel zu speichern.
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Wie des Weiteren in 5 dargestellt, können Dichtungsdeckel 17 entsprechend den ersten Kühlmittelkammern 13 des Weiteren an der anderen Oberfläche der Grundplatte 10 montiert sein. Die Dichtungsdeckel 17 sind dazu angepasst, um ein Auslaufen des Kühlmittels, welches in der ersten Kühlmittelkammer 13 gespeichert ist, zu der Außenseite der Grundplatte 10 hin zu verhindern.
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In Übereinstimmung mit der beschriebenen Ausführungsform wird das Kühlmittel, welches in den Nippel 11 strömt, in erster Linie in der einen des Paares von ersten Kühlmittelkammern 13 gespeichert, und dasjenige Kühlmittel, welches in der ersten Kühlmittelkammer 13 gespeichert wird, wird zweitrangig in der entsprechenden zweiten Kühlmittelkammer 15 gespeichert, welche mit der ersten Kühlmittelkammer 13 in Verbindung ist. Nachdem das Kühlmittel durch die Kühlmittelleitung geströmt ist, gelangt es durch die Auslassbohrung für das Kühlmittel 39. Bevor es durch den Nippel 11 ausgegeben wird, wird es in erster Linie in der anderen der ersten Kühlmittelkammern 13 gespeichert, und wird zweitrangig in der zweiten entsprechenden Kühlmittelkammer 15 gespeichert, welche mit der anderen der Kühlmittelkammern 13 in Verbindung steht. Das Kühlmittel, welches in der zweiten Kühlmittelkammer 15 gespeichert wird, welche mit der anderen der ersten Kühlmittelkammer 13 verbunden ist, wird anschließend von der Grundplatte 10 durch den Nippel 11 ausgegeben.
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Wie dargestellt, ist eines des Paares von zweiten Kühlmittelkammern 15 in Verbindung mit der Zuflussbohrung für das Kühlmittel 37 des Körperbereichs 31, um damit dasjenige Kühlmittel der Speicherausnehmung 33 bereitzustellen, welche mit der Zuflussbohrung für das Kühlmittel 37 verbunden ist. Das andere von dem Paar von zweiten Kühlmittelkammern 15 ist in Verbindung mit der Auslassbohrung für das Kühlmittel 39 des Körperbereichs 31, um damit dasjenige Kühlmittel zu speichern, welches von der Speicherausnehmung 33 ausgegeben wird, welche mit der Auslassbohrung für das Kühlmittel 39 verbunden ist.
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Bei einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist zumindest eine Strömungsnut für das Kühlmittel 35 in dem Körperbereich ausgebildet und verbindet das Paar von Speicherausnehmungen 33, welches an gegenüber liegenden Seiten des Körperbereichs angeordnet ist.
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Wie in der Ausführungsform von 3 dargestellt, erstreckt sich jede der Strömungsnut für das Kühlmittel 35 entlang einer Breitenrichtung des Körperbereichs 31, und erstreckt sich insbesondere entlang einer äußeren Oberfläche des Körperbereichs 31 entlang einer Breite von selbiger. Zusätzlich dazu kann eine Vielzahl von Strömungsnuten für das Kühlmittel 35 beabstandet voneinander in der Längsrichtung des Körperbereichs 31 angeordnet sein. Bei einer oder mehreren beispielhaften Ausführungsformen sind die Vielzahl von Strömungsnuten für das Kühlmittel 35 beabstandet voneinander mit einem gleichmäßigen Abstand angeordnet. Wie des Weiteren in 3 dargestellt, verlaufen in Übereinstimmung mit einer Abwandlung der Ausführungsformen die Vielzahl von Strömungsnuten für das Kühlmittel 35 parallel zueinander entlang der Breite des Körperbereichs 31.
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Die Strömungsnuten für das Kühlmittel 35 bilden hydraulische Leitungen, durch welche das Kühlmittel zwischen der inneren Oberfläche des Erscheinungsformblocks 20 und dem Körperbereich 31 (das heißt im Inneren des Einbauraums 21) strömen kann. Mit anderen Worten können die Strömungsnuten für das Kühlmittel 35 als ein Raum zwischen der inneren Oberfläche des Erscheinungsformblocks 20 und der äußeren „ausgenommenen“ Oberfläche des Körperbereichs 31 definiert werden, wobei die äußere Oberfläche des Körperbereichs 31 an einer Position der Strömungsnuten für das Kühlmittel 35 ausgenommen ist (wie in 3 dargestellt). Aus diesem Grund strömt das Kühlmittel sanft entlang der Breitenrichtung des Körperbereichs 31 durch die Strömungsnuten für das Kühlmittel 35, welche zwischen der äußeren ausgenommenen Oberfläche des Körperbereichs 31 und der inneren Oberfläche des Erscheinungsformblocks 20 ausgebildet sind.
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In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, da dasjenige Kühlmittel, welches bereitgestellt wird mit Hilfe oder ausgegeben wird mit Hilfe des Nippels 11 der Grundplatte 10, in den ersten und zweiten Kühlmittelkammern 13 und 15 und den Speicherausnehmungen 33 gespeichert werden kann, kann das Kühlmittel fortlaufend durch die Strömungsnuten für das Kühlmittel 35 strömen.
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Es sei angemerkt, dass während die Strömungsnuten für das Kühlmittel 35 als entlang des äußeren Umfangs des Körperbereichs 31 ausgebildet und mit einem gleichmäßigen Abstand zwischen ihnen voneinander beabstandet in den Figuren dargestellt und hierin beschrieben sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Konfiguration und den Abstand beschränkt. Wie der Fachmann erkennen wird, kann zum Beispiel die Anzahl von und die Abstände zwischen den Strömungsnuten für das Kühlmittel 35 verändert werden, wobei die Form und die Größe des Produkts und der gewünschte Fluss des Kühlmittels berücksichtigt wird.
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Ein Montageprozess und die Funktion des Formwerkzeugs für das Warmumformen in Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden nun im Detail mit Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben werden.
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Der äußere Umfang des Erscheinungsformblocks 20 ist derart ausgebildet, um eine Form aufzuweisen, welche dieselbe wie diejenige des Produkts (zum Beispiel ein Karosserieteil) ist, und der Einbauraum 21 ist an dem inneren Umfang des Erscheinungsformblocks 20 ausgebildet. Insbesondere ist der Erscheinungsformblock 20 hohl ausgebildet, so dass die innere Oberfläche des Erscheinungsformblocks 20 der äußeren Form des Erscheinungsformblocks 20 entspricht. Zusätzlich dazu ist der Einsatzblock 30 derart ausgebildet, um eine Form aufzuweisen, welche ebenfalls derjenigen des Erscheinungsformblocks 20 entspricht, mit Speicherausnehmungen 33 und einer Vielzahl von Strömungsnuten für das Kühlmittel 35, welche an dem äußeren Umfang des Körperbereichs 31 ausgebildet sind. Der auf diese Weise gebildete Einsatzblock 30 wird in den Einbauraum 21 des Erscheinungsformblock 20 eingefügt und an dem Erscheinungsformblock 20 mittels geeigneter Befestigungsmittel befestigt, wie zum Beispiel Schweißen.
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In Übereinstimmung mit der beispielhaften Ausführungsform ist der Einsatzblock 30 an dem Erscheinungsformblock 20 montiert, so dass der äußere Umfang des Körperbereichs 31 im Inneren des Einbauraums 21 angeordnet ist, wobei besonders die äußere Oberfläche des Körperbereichs 31 in Kontakt mit der inneren Oberfläche des Erscheinungsformblocks 20 ist.
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Nach dem Zusammenbauen des Erscheinungsformblocks 20 und des Einsatzblock 30, werden die Zuflussbohrung für das Kühlmittel 37 und die Auslassbohrung für das Kühlmittel 39 des Einsatzblocks 30 an Positionen entsprechend dem Paar von zweiten Kühlmittelkammern 15, welches in der Grundplatte 10 ausgebildet ist, zur Verfügung gestellt und die Vielzahl von Erscheinungsformblöcken 20 werden an die Grundplatte 10 montiert, um damit den Zusammenbau des Formwerkzeugs 1 abzuschließen.
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Wie in 4 dargestellt, wenn das Kühlmittel der Grundplatte 10 durch den Nippel 11 bereitgestellt wird, dann strömt das Kühlmittel entlang der Längsrichtung der Grundplatte 10 und strömt in jeden Erscheinungsformblock 20.
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In diesem Fall, wie in 5 dargestellt, wird das Kühlmittel in erster Linie in einer der ersten Kühlmittelkammern 13 gespeichert und wird der zweiten Kühlmittelkammer 15 bereitgestellt, welche mit diesen verbunden ist.
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Dasjenige Kühlmittel, welches in der zweiten Kühlmittelkammer 15 gespeichert ist, wird dann der Zuflussbohrung für das Kühlmittel 37 des Einsatzblocks 30 bereitgestellt, und wird in einer der Speicherausnehmungen 33 gespeichert.
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Dasjenige Kühlmittel, welches in einer der Speicherausnehmungen 33 gespeichert ist, strömt entlang des inneren Umfangs des Einbauraums 21 durch die Strömungsnuten für das Kühlmittel 35, welche in dem Körperbereich 31 des Einsatzblocks 30 ausgebildet sind.
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Nachdem das Kühlmittel durch die Strömungsnuten für das Kühlmittel 35 strömt, gelangt es zu der anderen der Speicherausnehmungen 33, wo es gespeichert wird und dann an die zweite Kühlmittelkammer 15 ausgegeben wird, welche mit der Auslassbohrung für das Kühlmittel 39 verbunden ist. Danach wird das Kühlmittel in der anderen der ersten Kühlmittelkammern 13 gespeichert, und wird anschließend an eine Außenseite der Grundplatte 10 mit Hilfe des Nippels 11 ausgegeben.
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In Übereinstimmung mit einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind Zustromleitungen für das Kühlmittel zum Strömen des Kühlmittels nicht direkt an dem Formwerkzeug 1 ausgebildet, sondern sind im Gegenteil in der äußeren Oberfläche des Einsatzblocks 30 ausgebildet, welcher dann angeordnet und in dem Erscheinungsformblock 20 zusammengebaut wird. Aus diesem Grund kann der Freiheitsgrad bei der Konstruktion des Formwerkzeugs erhöht werden, und die Kühlungsleistung des Formwerkzeugs, welche ein wichtiger Faktor beim Warmumformen ist, kann verbessert werden.
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Zusätzlich dazu werden die Deformation und das Zerbersten des Formwerkzeugs vorab verhindert, wenn das Formwerkzeug gekühlt wird. Aus diesem Grund kann die Lebensdauer erhöht werden. Zusätzlich dazu kann ein Produkt ohne Mängel hergestellt werden, und die Produktivität kann durch das Erzielen einer gleichmäßigen Kühlung des Karosserieteils verbessert werden.
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Während diese Erfindung in Verbindung damit beschrieben wurde, was gegenwärtig als praktisch ausführbare Ausführungsformen angesehen werden, versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegenteil verschiedene Abänderungen und äquivalente Anordnungen umfassen soll, welche innerhalb des Erfindungsgedankens und des Schutzumfangs der angehängten Patentansprüche umfasst sind.
