DE102013002121B4

DE102013002121B4 - Method and pressing tool for the production of aluminum body components and car body component

Info

Publication number: DE102013002121B4
Application number: DE201310002121
Authority: DE
Inventors: Jochen Dörr; Jochem Grewe; Andreas Hitz
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2013-02-08
Filing date: 2013-02-08
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2033-02-09
Also published as: DE102013002121A1

Abstract

Hauptanspruch: Verfahren zur Herstellung von Karosseriebauteilen (1) für ein Kraftfahrzeug mit Bereichen unterschiedlicher Wandstärke (t4, t5, t6) durch Bereitstellen eines Metallbandes (10), welches so hergestellt wird, dass über die Länge des Metallbandes (10) Bandabschnitte mit unterschiedlicher, den Belastungen des Karosseriebauteilen (1) angepasster Banddicke (t1, t2, t3) entstehen, und Zuschneiden von Blechtafeln (11) aus dem Metallband (10), dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (11) aus einer naturharten Aluminiumlegierung bereitgestellt wird und aus den Blechtafeln (11) durch Halbwarmumformen in einem wenigstens teilweise erwärmten Presswerkzeug (20) das Karosseriebauteil (1) erzeugt wird, wobei zunächst die Blechtafel (11) innerhalb von 3 bis 60 Sekunden auf eine Temperatur zwischen 140°C und 340°C erwärmt wird derart, dass in der Blechtafel Zonen (Z) unterschiedlicher Temperatur eingestellt werden, die Blechtafel (11) in das Presswerkzeug (20) innerhalb von weniger als 10 Sekunden transferiert wird, die Blechtafel (11) im erwärmten Presswerkzeug (20) in wenigstens einem Umformschritt zu einem Karosseriebauteil (1) umgeformt wird, und das Karosseriebauteil (1) auf weniger als 150°C abgekühlt wird.Main claim: Method for producing body parts (1) for a motor vehicle with regions of different wall thickness (t4, t5, t6) by providing a metal strip (10) which is manufactured such that over the length of the metal strip (10) strip sections with different, the thickness of the body parts (1) adapted band thickness (t1, t2, t3) arise, and cutting of metal sheets (11) of the metal strip (10), characterized in that the metal strip (11) is provided from a natural aluminum alloy and from the Sheet metal (11) by warm forging in an at least partially heated pressing tool (20), the body component (1) is generated, wherein first the metal sheet (11) is heated to a temperature between 140 ° C and 340 ° C within 3 to 60 seconds in that zones (Z) of different temperature are set in the metal sheet, the metal sheet (11) is inserted into the pressing tool (20) within we niger than 10 seconds is transferred, the metal sheet (11) in the heated pressing tool (20) in at least one forming step to a body component (1) is transformed, and the body component (1) is cooled to less than 150 ° C.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Karosseriebauteilen durch Halbwarmumformen in einem Presswerkzeug wobei aus einem Metallband, welches durch ein Verfahren zum flexiblen Walzen eines Metallbandes hergestellt wird, so dass über die Länge des Metallbandes Bandabschnitte mit unterschiedlicher, den jeweiligen Belastungen des Bauteils angepasster Banddicke vorliegen, und daraus eine Blechtafel zugeschnitten wird, und nachfolgend daraus ein halbwarmumgeformtes Karosseriebauteil mit über seinen Verlauf an definierte Belastungsanforderungen angepasster Wandstärke erzeugt wird. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Pressformwerkzeug zur Durchführung eines solchen Verfahrens sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes Karosseriebauteil.The invention relates to a method for producing body components by hot forging in a press tool wherein from a metal strip, which is produced by a method for flexible rolling of a metal strip, so over the length of the metal strip band sections with different, the respective loads of the component adapted strip thickness , And from a sheet metal sheet is cut, and subsequently from a semi-hot-formed body component with over its course to defined load requirements adapted wall thickness is generated. The invention furthermore relates to a press-forming tool for carrying out such a method and to a body component produced by the method.

Stand der Technik sind Metallbänder mit Bandabschnitten unterschiedliche Banddicke in Längsrichtung des Metallbandes sowie daraus hergestellte pressgeformte Bauteile.State of the art are metal bands with band sections different strip thickness in the longitudinal direction of the metal strip and molded components produced therefrom.

Stand der Technik sind ebenso Bauteile aus Stahl mit unterschiedlicher belastungsangepasster Wandstärke hergestellt durch Warmformen und Presshärten. Derartige Bauteile und Verfahren werden beispielsweise in der DE 10 2005 038 488 und DE 1 024 6164 A1 beschrieben. Nachteilig hierbei sind neben dem relativ hohen Gewicht aufgrund der Dichte des Stahls auch der hohe Energieaufwand für die Austenitisierung der Blechtafeln vor dem Warmumformen und/oder Presshärten. Auch ist entweder eine Vorbeschichtung oder sogar Vorlegierung des Ausgangsmaterials erforderlich oder die Bauteile müssen nach dem Presshärten von einer Zunder und/oder Oxidschicht befreit werden, bevor sie einer Weiterverarbeitung wie Fügen oder einer Lackieranlage zugeführt werden können.The prior art are also steel components with different load-adapted wall thickness produced by thermoforming and press hardening. Such components and methods are described for example in the DE 10 2005 038 488 and DE 1 024 6164 A1 described. The disadvantage here in addition to the relatively high weight due to the density of the steel and the high energy consumption for austenitizing the metal sheets before hot forming and / or press hardening. Also, either a precoating or even pre-alloying of the starting material is required or the components must be freed after press hardening of a scale and / or oxide layer before they can be fed to a further processing such as joining or painting.

Leichtbauende Metallbauteile mit verschiedenen mechanischen Eigenschaften und Wandstärken oder Blechgüten werden im Verfahren nach der DE 10 2005 025 026 B3 erzeugt. Dabei wird ein vergütbares Stahlblech auf Rekristallisationstemperatur erwärmt und anschließend in einem gekühlten und partiell temperaturgeregelten Werkzeug warmgeformt und abschreckgehärtet. Durch eine bereichsweise reduzierte Abkühlgeschwindigkeit des Stahlblechs aufgrund der Temperaturregelung im Werkzeug optional kombiniert mit einem partiell ausgebildeten Spalt zwischen Bauteil und Werkzeugfläche wird die Warmumformung selbst sowie das Bauteil in seinen finalen mechanischen Eigenschaften gesteuert bzw. beeinflusst.Lightweight metal components with different mechanical properties and wall thickness or sheet metal grades are used in the process according to DE 10 2005 025 026 B3 generated. In this case, a heat-treatable steel sheet is heated to recrystallization temperature and then thermoformed in a cooled and partially temperature-controlled tool and quench hardened. By a partially reduced cooling rate of the steel sheet due to the temperature control in the tool optionally combined with a partially formed gap between the component and the tool surface, the hot working itself and the component is controlled or influenced in its final mechanical properties.

Stand der Technik ist zudem nach der DE 60 2004 009 545 T2 ein Verfahren zur Herstellung von Tiefziehteilen aus Aluminiummagnesiumlegierung durch Blechtafelzuschnitt aus einem Metallband, Erwärmen und Tiefziehen in einem erwärmten Presswerkzeug unter Schmiermitteleinwirkung. Insbesondere sollen damit großflächige Tiefziehbauteile für ein Kraftfahrzeug erzeugt werden.The prior art is also according to the DE 60 2004 009 545 T2 a process for the production of deep-drawn parts of aluminum magnesium alloy by sheet metal blank from a metal strip, heating and deep drawing in a heated pressing tool under the action of lubricant. In particular, large-scale thermoforming components for a motor vehicle are thus to be produced.

Weiterhin beschreibt die DE 10 2009 008 282 A1 ein Verfahren zur Herstellung besonders leichter, hochfester Bauteile aus einer walzharten Aluminiumlegierung durch eine sehr schnelle Erwärmung auf weniger als 300°C gefolgt von einer raschen Abschreckung im Formwerkzeug. Durch die schnelle Prozessführung sollen die anfänglich vorhandenen mechanischen Kennwerte im dennoch komplex geformten Bauteil weitgehend erhalten bleiben.Furthermore, the describes DE 10 2009 008 282 A1 a process for producing particularly light, high-strength components from a hard-rolled aluminum alloy by a very rapid heating to less than 300 ° C followed by a rapid quenching in the mold. Due to the fast process control, the initially existing mechanical characteristics in the still complex shaped component should be largely retained.

Schließlich ist aus der DE 10 2010 035 136 A1 bekannt Bauteile aus Aluminiumlegierungen lokal pressformtechnisch zu bearbeiten, wobei dazu stranggepresste Halbzeuge mit im Querschnitt unterschiedlichen Wandstärken Verwendung finden und im weiteren Verlauf pressformtechnisch vorzugsweise durch Warmformen unter Anwendung eines Druckfluids bei 400 bis 550°C oder eines Werkzeugpaars bei 200°C bis 300°C in eine dreidimensionale Form gebracht werden. Die Verwendung stranggepresster Halbzeuge schränkt jedoch die Formgebungsmöglichkeiten des finalen Bauteils stark ein und ist weniger wirtschaftlich. Eine komplexe räumliche und zeitliche Prozessverknüpfung ist zudem aufgrund der beschränkten Transportmöglichkeiten von Strangpressprofilen meist zwingend geboten.Finally, out of the DE 10 2010 035 136 A1 known to process components made of aluminum alloys locally press-forming technology, using extruded semi-finished with different cross-section wall thicknesses use and dieformtechnisch preferably by thermoforming using a pressurized fluid at 400 to 550 ° C or a pair of tools at 200 ° C to 300 ° C. in a three-dimensional shape can be brought. However, the use of extruded semi-finished products severely restricts the possibilities of forming the final component and is less economical. In addition, a complex spatial and temporal process connection is usually imperatively required due to the limited transport possibilities of extruded profiles.

Davon ausgehend besteht die Aufgabe der Erfindung in der Verbesserung des Gesamtprozesses zur Herstellung eines Karosseriebauteils unter Optimierung des Materialflusses während des Umformens.Based on this, the object of the invention is to improve the overall process for producing a body component while optimizing the flow of material during forming.

Weiterhin ist Aufgabe der Erfindung, ein Presswerkzeug aufzuzeigen zur Durchführung wenigstens der Umformoperation nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie ein daraus erzeugtes besonders leichtes Karosseriebauteil.It is another object of the invention to provide a pressing tool for performing at least the forming operation according to the inventive method and a particularly lightweight body component produced therefrom.

Gelöst wird die erste Aufgabe durch die Merkmale von Patentanspruch 1 und 2, während die zweite Aufgabe durch die Merkmale von Patentanspruch 14 und 15 verwirklicht wird. Ein entsprechendes Bauteil schließlich wird durch die Merkmale des Anspruchs 12 vorgeschlagen. Die Unteransprüche 3 bis 11 beziehungsweise 13 bilden vorteilhafte Weiterführungen der unabhängigen Verfahrensansprüche beziehungsweise des Karosseriebauteils gemäß Anspruch 12.The first object is achieved by the features of claim 1 and 2, while the second object is achieved by the features of claim 14 and 15. A corresponding component is finally proposed by the features of claim 12. The dependent claims 3 to 11 and 13 form advantageous developments of the independent method claims or of the body component according to claim 12.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung von Karosseriebauteilen für ein Kraftfahrzeug mit Bereichen unterschiedlicher Wandstärke vorgeschlagen, welches durch Bereitstellen eines Metallbandes, das so hergestellt wird, dass Bandabschnitte mit unterschiedlicher, den Belastungen des Karosseriebauteilen angepasster Banddicke und/oder Festigkeit entstehen, und Zuschneiden von Blechtafeln aus dem Metallband hergestellt wird.It is a method for the production of body parts for a motor vehicle with Proposed ranges of different wall thickness, which is prepared by providing a metal strip, which is produced so that band sections with different, the loads of the body parts adapted band thickness and / or strength produced, and cutting sheet metal from the metal strip.

Kennzeichnen dabei ist, dass das Metallband aus einer naturharten Aluminiumlegierung bereitgestellt und durch flexibles Walzen so hergestellt wird, dass über die Länge des Metallbandes die Bandabschnitte entstehen, wobei aus den Blechtafeln durch Halbwarmumformen in einem wenigstens teilweise erwärmten Presswerkzeug das Karosseriebauteil erzeugt wird, wobei zunächst die Blechtafel innerhalb von 3 bis 60 Sekunden auf eine Temperatur zwischen 140 Grad Celsius und 340 Grad Celsius erwärmt wird derart, dass in der Blechtafel Zonen unterschiedlicher Temperatur eingestellt werden, die Blechtafel in das Presswerkzeug innerhalb von weniger als 30 Sekunden, insbesondere in weniger als 10 Sekunden transferiert wird, die Blechtafel im erwärmten Presswerkzeug in wenigstens einem Umformschritt zu einem Karosseriebauteil umgeformt wird, und schließlich das Karosseriebauteil auf weniger als 150°C abgekühlt wird.It is characterized in that the metal strip is made of a naturally hard aluminum alloy and produced by flexible rolling so that over the length of the metal strip, the band sections are formed, wherein from the metal sheets by Halbwarmumformen in an at least partially heated pressing tool, the body component is generated, wherein the first Sheet metal is heated to a temperature between 140 degrees Celsius and 340 degrees Celsius within 3 to 60 seconds so that zones of different temperature are set in the metal sheet, the metal sheet in the pressing tool within less than 30 seconds, especially in less than 10 seconds is transferred, the metal sheet is formed in the heated pressing tool in at least one forming step to a body component, and finally the body member is cooled to less than 150 ° C.

Durch die Verwendung einer Aluminium-Magnesium-Legierung der Gruppe AW 5000 nach DIN EN 537-3:2005 im naturharten Zustand (Zustand O) ist es möglich, Karosseriebauteil mit verschiedenen mechanischen Kennwerten zu erzeugen. Aus der Gruppe AW 5000 nach DIN EN 375-3 ist beispielsweise die Legierung AW 5083 mit einer Zugfestigkeit von bis zu 350 Megapascal (MPa) und einer Streckgrenze Rp0,2 von mindestens 95 MPa am fertigen Bauteil geeignet für hochbelastete Bauteile, während die Legierung AW 5754 mit einer Zugfestigkeit von bis zu 240 MPa und einer Streckgrenze von mindestens 80 MPa eher für Bauteile mit niedrigerer Belastungsanforderungen einsetzbar ist.By using an aluminum-magnesium alloy of group AW 5000 according to DIN EN 537-3: 2005 in the natural state (state O), it is possible to produce body component with different mechanical characteristics. From the group AW 5000 according to DIN EN 375-3, for example, the alloy AW 5083 with a tensile strength of up to 350 megapascals (MPa) and a yield strength Rp0.2 of at least 95 MPa on the finished component is suitable for highly stressed components, while the alloy AW 5754 with a tensile strength of up to 240 MPa and a yield strength of at least 80 MPa is more suitable for components with lower load requirements.

Durch das flexible Walzen kann ein Dickensprung – insbesondere einseitig – im Metallband und damit auch in der Blechtafel von 1:1,1 bis 1:3 erzeugt werden. Es ist aber auch möglich, mehrere unterschiedliche Dickensprünge durch mehrstufiges Abwalzen herzustellen. Beim Abwalzen ist es zudem denkbar, dass in stärker gewalzten Bereichen eine Verfestigung des Metallbands eintritt, was aber durch das erfindungsgemäße Umformverfahren in halbwarmen Zustand verhindert wird. Unter Dickensprung ist im Rahmen der Erfindung eine Unstetigkeitsstelle in der Banddicke zu verstehen, das heißt ein Übergangsbereich von einem Dickbereich zu einem Dünnbereich in Metallband beziehungsweise in der Blechtafel.Due to the flexible rolling a thickness jump - in particular on one side - in the metal strip and thus in the metal sheet of 1: 1.1 to 1: 3 are generated. But it is also possible to produce several different thickness jumps by multi-stage rolling. When rolling, it is also conceivable that solidification of the metal strip occurs in more heavily rolled areas, but this is prevented by the forming process according to the invention in a semi-warm state. For the purposes of the invention, thickness discontinuity is to be understood as meaning a point of discontinuity in the strip thickness, that is to say a transition region from a thick region to a thin region in metal strip or in the metal sheet.

Ein alternatives ebenfalls erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von Karosseriebauteilen für ein Kraftfahrzeug mit Bereichen unterschiedlicher Wandstärke ist gegeben durch Bereitstellen eines Metallbands, welches so hergestellt wird, dass Bandabschnitte mit unterschiedlicher, den Belastungen des Karosseriebauteils angepasster Banddicke und/oder Festigkeit entstehen, und Zuschneiden von Blechtafeln aus dem Metallband. Kennzeichen dabei ist, dass das Metallband aus wenigstens einer naturharten Aluminiumlegierung bereitgestellt und durch ein Längsverschweißen mehrerer Metallbänder unterschiedlicher Festigkeit und/oder unterschiedlicher Banddicke so hergestellt wird, dass im Querschnitt des Metallbandes die Bandabschnitte entstehen, wobei aus der Blechtafel durch Halbwarmumformen in einem wenigstens teilweise erwärmten Presswerkzeug das Karosseriebauteil erzeugt wird,

– wobei zunächst die Blechtafel innerhalb von 5 bis 60 Sekunden auf eine Temperatur zwischen 140°C und 340°C erwärmt wird derart, dass in der Blechtafel Zonen unterschiedlicher Temperatur eingestellt werden,
– die Blechtafel in das Presswerkzeug innerhalb von weniger als 30 Sekunden, insbesondere in weniger als 10 Sekunden transferiert wird,
– die Blechtafel im erwärmten Presswerkzeug in wenigstens einem Umformschritt zu einem Karosseriebauteil umgeformt wird,
– das Karosseriebauteils auf weniger als 150°C abgekühlt wird.

An alternative method also according to the invention for the production of body components for a motor vehicle with regions of different wall thickness is provided by providing a metal band which is produced such that band sections with different band thickness and / or strength adapted to the stresses of the body component and cutting of metal sheets the metal band. Characteristic is that the metal strip is made of at least one natural aluminum alloy and produced by longitudinally welding a plurality of metal strips of different strength and / or different strip thickness, that in the cross section of the metal strip, the band sections arise from the sheet by Halbwarmumformen in an at least partially heated Pressing tool the body component is generated

In which first the metal sheet is heated to a temperature between 140 ° C and 340 ° C within 5 to 60 seconds such that zones of different temperature are set in the metal sheet,
The metal sheet is transferred into the pressing tool in less than 30 seconds, in particular in less than 10 seconds,
The metal sheet in the heated pressing tool is shaped into a body component in at least one forming step,
- The body component is cooled to less than 150 ° C.

Das Metallband weist dabei in einer bevorzugten einfachen Ausführungsform Abschnitte unterschiedlicher Festigkeit auf, die aus der Gruppe der 5000er AlMg-Legierungen entsprechend ihrer mechanischen Eigenschaften gewählt werden. Die Banddicke dagegen ist über den Querschnitt des Metallbands konstant, abgesehen von fügetechnisch bedingten Unebenheiten im Bereich der Längsverschweißung. Durch die verschiedenen Fließeigenschaften aufgrund der verschiedenen Streckgrenzen der Werkstoffe bei dem wenigstens einem Umformschritt wird erfindungsgemäß eine abschnittsweise unterschiedliche Wärmemenge eingebracht und so auch eine unterschiedliche Temperatur in der Blechtafel eingestellt.The metal strip has, in a preferred simple embodiment, sections of different strength, which are selected from the group of 5000 AlMg alloys according to their mechanical properties. In contrast, the strip thickness is constant over the cross section of the metal strip, apart from joining-related unevennesses in the area of longitudinal welding. Due to the different flow properties due to the different yield strengths of the materials in the at least one forming step, according to the invention, a different amount of heat is introduced in sections and thus a different temperature is set in the metal sheet.

Besonders bevorzugt wird den stark umzuformenden Zonen eine höhere Wärmemenge zugeführt als den weniger stark umzuformenden Zonen, wobei in stark umzuformenden Zonen das Vorhandensein eines höherfesten Werkstoffs die maximale Umformbarkeit (Formänderungsvermögen) noch zusätzlich steigert und damit insbesondere die Realisierung komplexer Bauteilgeometrien erlaubt. Daher ist ein Metallband oder auch eine vorkonfektionierte Blechtafel, welche durch Verschweißen, insbesondere durch ein Längsverschweißen mehrerer Metallbänder oder Blechtafeln unterschiedliche Festigkeit und/oder unterschiedliche Banddicke hergestellt wird, bevorzugt für komplexere Bauteilgeometrien verwendbar. Die am wenigsten umzuformenden Zonen werden dagegen bei der Erwärmung in der Erwärmungseinrichtung mit einer relativ dazu geringen Wärmemenge beaufschlagt. Auch im Presswerkzeug werden in diesen Zonen geringere oder gar keine Wärmemengen eingebracht, wobei die Temperatur der Blechtafel dabei in diesem Zonen eher auf einem Wert im unteren Drittel der genannten Temperaturspanne eingestellt werden. Nicht umzuformende Zonen der Blechtafel können in dieser Ausführungsform im Presswerkzeug sogar auf einer Temperatur unterhalb 150°C gehalten werden.Particularly preferably, the zones to be strongly shaped are supplied with a higher amount of heat than the zones that are less likely to be reshaped, whereby the presence of a higher-strength material additionally increases the maximum formability (forming capacity) in strongly deformed zones and thus permits, in particular, the realization of complex component geometries. Therefore, a metal strip or a prefabricated metal sheet, which by welding, in particular by longitudinal welding of several metal strips or metal sheets are different Strength and / or different strip thickness is produced, preferably used for more complex component geometries. By contrast, the zones that are least to be formed are subjected to a relatively small amount of heat during the heating in the heating device. Even in the pressing tool less or no amounts of heat are introduced in these zones, the temperature of the metal sheet are set in this zone rather to a value in the lower third of said temperature range. Non-reshaping zones of the metal sheet can be kept in this embodiment in the pressing tool even at a temperature below 150 ° C.

Grundsätzlich ist es für beide Verfahren vorteilhaft, dass die Blechtafel in einer Erwärmungseinrichtung erwärmt wird, insbesondere durch Wärmeleitung (Konduktion) und/oder durch Konvektion. Die Erwärmung des Werkstoffs Aluminium ist aufgrund seiner Oberflächenemissivität beziehungsweise seines Absorbtionsgrades eher ungeeignet für eine konvektive Erwärmung beispielsweise mittels brennerbetriebenen Strahlrohren. Eine direkte induktive Erwärmung durch Erzeugung von Wirbelströmen ist bei Aluminium nicht möglich, so dass sich für erfindungsgemäße Verfahren die Erwärmung mittels Wärmeleitung, beispielsweise durch Kontakt mit wenigstens einem beheizten Metallblock, bewährt hat.In principle, it is advantageous for both methods that the metal sheet is heated in a heating device, in particular by heat conduction (conduction) and / or by convection. Due to its surface emissivity or its degree of absorption, the heating of the material aluminum is rather unsuitable for convective heating, for example by means of burner-operated radiant tubes. A direct inductive heating by generation of eddy currents is not possible with aluminum, so that the heating by means of heat conduction, for example by contact with at least one heated metal block, has proven itself for inventive method.

Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen werden, eine Erwärmung mittels direkten Brennerkontakts vorzunehmen oder Heizluftgebläse einzusetzen. Durch den Einsatz von mehreren unterschiedlich erwärmten Metallblöcken oder auch durch eine nur lokal zusätzliche Erwärmung mittels Brennerkontakt oder Heizluftgebläse kann erreicht werden, dass die Blechtafel in den Bereichen unterschiedlicher Blechdicke auf gleiche oder unterschiedliche Temperaturen erwärmt wird.Alternatively or additionally, it can also be provided to carry out a heating by means of direct burner contact or to use Heizluftgebläse. By using a plurality of differently heated metal blocks or by only locally additional heating by means of burner contact or Heizluftgebläse can be achieved that the metal sheet is heated to the same or different temperatures in the areas of different sheet thickness.

Weiterhin bevorzugt wird die Blechtafel vor oder nach dem Erwärmen mit einem Schmiermittel wenigstens einseitig beaufschlagt. Damit wird erreicht, dass die Oberfläche der Blechtafel nicht in den nachfolgenden Verfahrensschritten, insbesondere nicht im erwärmten Presswerkzeug beschädigt wird, dort Ablagerungen bildet oder gar haften bleibt. Dies ist auch unabhängig vom Herstellungsverfahren des Metallbandes beziehungsweise der Blechtafel selbst.Further preferably, the metal sheet is applied before or after the heating with a lubricant at least on one side. This ensures that the surface of the metal sheet is not damaged in the subsequent process steps, in particular not in the heated pressing tool, there forms deposits or even sticks. This is also independent of the manufacturing process of the metal strip or the metal sheet itself.

Als Schmiermittel kommen solche in Betracht, die zum einen gut an der Blechtafel haften aber andererseits im Temperaturbereich zwischen 140 und 340 Grad Celsius während der Umformoperation besonders gute Gleiteigenschaften im tribologischen System Aluminium-Blechtafel und Werkzeugoberfläche aufweisen.Suitable lubricants are those which, on the one hand, adhere well to the metal sheet but, on the other hand, have particularly good sliding properties in the tribological system aluminum sheet and tool surface in the temperature range between 140 and 340 degrees Celsius during the forming operation.

Weiterhin bevorzugt wird die Blechtafel mit dem Schmiermittel vor dem Transfer in das Presswerkzeug, bevorzugt vor der Erwärmung getrocknet. Das kann durch eine kontaktlose Wärmequelle, insbesondere durch einen Wärmestrahler oder ein Luftgebläse bewerkstelligt werden. Im Falle von Wärmestrahlern wird die Platine auf ca. 80 Grad Celsius erwärmt wobei wässrige Bestandteile des Schmiermittels verdampft werden. Vorteilhaft kann auch bei Einsatz eines Gebläses die Luft zu diesem Zweck erwärmt werden, so dass die Blechtafel bereits vor Eintritt in die Erwärmungsvorrichtung vorgewärmt wird. So ist es beispielsweise möglich, dass bei entsprechendem Luftdurchsatz und einer Lufttemperatur von 90 Grad Celsius die Blechtafel nach bereits 3 Sekunden eine Temperatur von 85 Grad Celsius hat. Es ist in diesem Zusammenhang auch vorstellbar, die Trocknung und Erwärmung in einer Vorrichtung zusammenfassen oder zu kombinieren.Further preferably, the metal sheet is dried with the lubricant before transfer into the pressing tool, preferably before heating. This can be accomplished by a contactless heat source, in particular by a heat radiator or an air blower. In the case of heat radiators, the board is heated to about 80 degrees Celsius while aqueous components of the lubricant are evaporated. Advantageously, even with the use of a blower, the air can be heated for this purpose, so that the metal sheet is preheated before it enters the heating device. So it is possible, for example, that with appropriate air flow and an air temperature of 90 degrees Celsius, the metal sheet has already after 3 seconds, a temperature of 85 degrees Celsius. It is also conceivable in this context to summarize or combine the drying and heating in one device.

Im Rahmen der Erfindung kann vorgesehen werden, das Umformen in mehreren Umformschritten durchzuführen, wobei bevorzugt erst nach dem letzten Umformschritt zum Karosseriebauteilen die Blechtafel vom Metallband vollständig abgetrennt wird. So kann eine untereinander getaktete Produktion mit besonders hoher Taktfrequenz sichergestellt werden, wobei das Metallband während der Umformschritte auf einer Temperatur oberhalb von 140 bis 340 Grad Celsius gehalten wird.In the context of the invention can be provided to carry out the forming in several forming steps, preferably only after the last forming step to the body parts, the metal sheet is completely separated from the metal strip. Thus, a mutually clocked production can be ensured with a particularly high clock frequency, wherein the metal strip is held during the forming steps at a temperature above 140 to 340 degrees Celsius.

Bevorzugt umfasst das Umformwerkzeug ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug, wobei das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug die Blechtafel kontaktierende Formsegmente aufweisen. Die einzelnen Formsegmente kontaktieren auf ihrer der Blechtafel zugewandten Seite die Blechtafel und geben durch ihre Oberflächenkontur dem Bauteil seine dreidimensionale Form. Als Werkstoff für die Formsegmente können Stahl- oder Aluminiumlegierungen zur Anwendung gelangen, insbesondere haben sich Werkzeugstähle bewährt, die mit einer so genannten CVD-Schicht oder PVD-Schicht wie zum Beispiel Diamant-Like-Carbon an der die Blechtafel kontaktierenden Seite ausgestatten sind. Es ist aber auch vorstellbar, keramische Werkstoffe oder Verbundwerkstoffe für die Formsegmente einzusetzen, die besonders verschleißfeste Oberflächen aufweisen.The forming tool preferably comprises an upper tool and a lower tool, wherein the upper tool and the lower tool have mold segments contacting the metal sheet. The individual mold segments contact the sheet metal plate on their side facing the metal sheet and, due to their surface contour, give the component its three-dimensional shape. Steel or aluminum alloys can be used as the material for the molding segments, in particular tool steels have proven useful which are equipped with a so-called CVD layer or PVD layer such as diamond-like carbon on the side contacting the metal sheet. However, it is also conceivable to use ceramic materials or composite materials for the molding segments, which have particularly wear-resistant surfaces.

Wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Formsegmente des Oberwerkzeugs und/oder des Unterwerkzeugs grenzen in einem Übergangsbereich der Blechtafel zwischen unterschiedlicher Festigkeit und/oder unterschiedlicher Wandstärke wenigstens Abschnittsweise aneinander. Insbesondere sind der Übergangsbereich der Blechtafel und die Randkontur zweier nebeneinander angeordneter Formsegmente deckungsgleich übereinander positioniert, so dass sich Vorteile beim Werkzeugbau aber auch bei der unterschiedlichen Beheizung der Formsegmente ergeben und damit eine an die jeweilige Wandstärke der Blechtafel angepasste Wärmemenge eingebracht werden kann. Der Verlauf eines Übergangsbereiches der Blechtafel entspricht dabei der Randkontur der beiden benachbarten Formsegmente.At least two juxtaposed mold segments of the upper tool and / or the lower tool adjoin one another in a transition region of the metal sheet between different strength and / or different wall thickness at least in sections. In particular, the transition region of the metal sheet and the edge contour of two juxtaposed mold segments are positioned congruently one above the other, so that there are advantages in tool making but also in the different heating of Result form segments and thus adapted to the respective wall thickness of the metal sheet amount of heat can be introduced. The course of a transition region of the metal sheet corresponds to the edge contour of the two adjacent mold segments.

Weiterhin bevorzugt werden die die Blechtafel kontaktierenden Formsegmente des Presswerkzeuges wenigstens abschnittsweise auf eine Temperatur zwischen 140°C und 340°C derart erwärmt, dass jeweils eine an Geometrie des Karosseriebauteils und an die verschiedenen Wandstärken und/oder Fließeigenschaften der Blechtafel angepasste Wärmemenge in die Blechtafel eingebracht wird. Zusätzlich ist es so bevorzugt möglich, in der Blechtafel Zonen unterschiedlicher Temperatur einzustellen oder zu halten, wodurch die Formgebung bei der Umformung zusätzlich begünstigt und komplexe Bauteilgeometrien Realisierung werden können, welche im kalten Zustand der Aluminium-Magnesium-Legierung nicht umformbar wären.Further preferably, the sheet metal contacting the mold segments of the pressing tool are at least partially heated to a temperature between 140 ° C and 340 ° C such that each introduced a geometry of the body component and the various wall thicknesses and / or flow properties of the metal sheet adapted amount of heat in the metal sheet becomes. In addition, it is preferably possible to set or hold zones of different temperature in the metal sheet, whereby the shaping in the forming additionally favors and complex component geometries can be realized, which would not be deformable in the cold state of the aluminum-magnesium alloy.

So ist es beispielsweise zweckdienlich, dass im Dickbereiche oder höherfeste Bereiche der Blechtafel besonders hohe Wärmemengen eingebracht werden, während in dünne oder weichere Bereiche der Blechtafel eine besonders geringe Wärmemenge eingebracht wird. Damit wird das Fließen des Materials während der Umformung beeinflusst durch die Kombination aus Temperatur, Wandstärke und Zugfestigkeit der Blechtafel.Thus, for example, it is expedient that particularly large amounts of heat are introduced in the thick areas or higher-strength areas of the metal sheet, while a particularly small amount of heat is introduced into thin or softer areas of the metal sheet. Thus, the flow of the material during the forming is influenced by the combination of temperature, wall thickness and tensile strength of the metal sheet.

Der Wärmeeintrag selbst kann dabei durch Wärmeleitung zwischen Formsegmenten und Blechtafel erfolgen, wobei dazu Heizmittel in den Formsegmente durch flüssigkeitsdurchströmte Heizkanäle oder Wderstandsheizpatronen vorgesehen werden können. Durch die Einstellung einer verschieden großen Anzahl an Heizmitteln und/oder durch verschiedene Heizmittel selbst kann in jedem Formsegment unterschiedliche Temperatur eingestellt werden bzw. während der Umformoperation wird eine individuelle Wärmemenge in die entsprechenden Bereiche der Blechtafel eingebracht.The heat input itself can be done by heat conduction between mold segments and metal sheet, with this heating means in the mold segments can be provided by liquid flow through heating channels or Wderstandsheizpatronen. By setting a different number of heating means and / or by different heating means itself different temperature can be set in each mold segment or during the forming operation, an individual amount of heat is introduced into the corresponding areas of the metal sheet.

Bevorzugt werden die die Blechtafel kontaktierenden Formsegmente des Presswerkzeuges wenigstens abschnittsweise auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und 140°C gehalten, so dass dort nur eine geringe Wärmemenge der Blechtafel zugeführt wird oder sogar eine definierte Wärmemenge von der Blechtafel lokal abgeführt wird.Preferably, the sheet metal contacting the mold segments of the pressing tool are at least partially maintained at a temperature between room temperature and 140 ° C, so that there is only a small amount of heat of the metal sheet is supplied or even a defined amount of heat is dissipated locally from the metal sheet.

Natürlich kann auch vorgesehen werden, die Abkühlung der Blechtafel wenigsten teilweise im Presswerkzeug durchzuführen, vorteilhaft aufgrund der Taktzeitanforderungen ist aber Abkühlung bis auf Raumtemperatur an der Luft.Of course, it can also be provided to carry out the cooling of the sheet metal plate at least partially in the pressing tool, but advantageous due to the cycle time requirements is cooling to room temperature in the air.

Alternativ ist es auch möglich, dass wenigstens ein von der Blechtafel wenigstens teilweise beabstandetes Segment des Presswerkzeuges dafür vorgesehen wird, die Blechtafel abschnittsweise auf eine Temperatur zwischen Raumtemperatur und 140°C zu halten. Eine Wärmeübertragung erfolgt in diesem Fall durch Wärmestrahlung, welche vom wenigstens teilweise von der Blechtafel beabstandeten Segment ausgeht, die bereits beschrieben erwärmt wird. Bei dem Segment kann es sich um das Formsegment handeln, welches abschnittsweise nicht zur Anlage an der Blechtafel kommt, sondern dessen die Blechtafel zugewandte Fläche in einem Abstand, bevorzugt in einem konstanten Abstand von der Blechtafel entfernt verläuft.Alternatively, it is also possible that at least one of the metal sheet at least partially spaced segment of the pressing tool is provided for holding the metal sheet in sections to a temperature between room temperature and 140 ° C. Heat transfer takes place in this case by thermal radiation emanating from the at least partially spaced from the metal sheet segment, which is already described heated. The segment may be the molding segment, which does not come into abutment against the metal sheet in sections, but whose surface facing the metal sheet extends at a distance, preferably at a constant distance away from the metal sheet.

Das durch das erfindungsgemäße Verfahren erzeugte Karosseriebauteil weist an die jeweiligen Beanspruchungen angepasste Bereiche unterschiedlicher Wandstärke auf, wobei das Verhältnis zwischen Wandstärke eines Dickbereiches und Wandstärke eines Dünnbereiches zwischen 1:1,1 und 1:3 beträgt. Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, mehr als zwei unterschiedliche Wandstärken einzustellen. So kann das Karosseriebauteil wenigstens drei Bereiche unterschiedlicher Wandstärke aufweisen. Abhängig vom herzustellenden Karosseriebauteil werden Dickbereiche dort vorgesehen, wo die größte Steifigkeitsanforderung gefordert ist.The body component produced by the method according to the invention has regions of different wall thickness adapted to the respective stresses, the ratio between wall thickness of a thick area and wall thickness of a thin area being between 1: 1.1 and 1: 3. Within the scope of the invention it is also possible to set more than two different wall thicknesses. Thus, the body component may have at least three regions of different wall thickness. Depending on the body component to be produced, thick areas are provided where the greatest stiffness requirement is required.

Das Karosseriebauteile sowie auch das Metallband als Ausgangsmaterial besitzt eine Zugfestigkeit von nicht mehr 450 MPa und nicht weniger als 100 MPa und eine Streckgrenze von 430 MPa und nicht weniger als 50 MPa.The body component as well as the metal strip as a starting material has a tensile strength of not more than 450 MPa and not less than 100 MPa and a yield strength of 430 MPa and not less than 50 MPa.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung befasst sich mit einem Presswerkzeug zur Umformen einer Blechtafel welche nach dem Verfahren wenigstens nach Patentanspruch 1 hergestellt wird. Das Presswerkzeug weist die Blechtafel kontaktierende Formsegmente auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Formsegment die Blechtafel in einem Übergangsbereich der Blechtafel kontaktiert, und das Formsegment in dem die Blechtafel kontaktierenden Bereich eine dem Übergangsbereich korrespondierend ausgebildete Oberflächenkontur aufweist.Another aspect of the invention is concerned with a pressing tool for forming a metal sheet which is produced by the method according to at least claim 1. The pressing tool has molding segments contacting the metal sheet and is characterized in that at least one molding segment contacts the metal sheet in a transition region of the metal sheet, and the molding segment in the metal sheet contacting region has a surface contour corresponding to the transition region.

Dabei ist es bevorzugt, das die Formsegment zueinander im Übergangsbereich zwischen einem Dickbereich und einem Dünnbereich der Blechtafel voneinander mit einem Spalt beabstandet sind, um eine Relativbewegung zwischen Blechtafel und Formsegmenten in geringen Grenzen zu erlauben. Der Spalt kann dabei als Luftspalt ausgebildet sein oder von einem elastischen und/oder isolierenden Medium ausgefüllt sein. Die Relativbewegung ergibt sich aufgrund von Temperaturunterschieden zwischen den einzelnen Bereichen der Blechtafel und den Werkzeugsegmenten.It is preferred that the mold segment are spaced from each other in the transition region between a thick region and a thin region of the metal sheet with a gap to allow a relative movement between metal sheet and mold segments within narrow limits. The gap may be formed as an air gap or filled by an elastic and / or insulating medium. The relative movement results from temperature differences between the individual areas of the metal sheet and the tool segments.

Vorteilhafterweise weist das Presswerkzeug mehrere die Blechtafel kontaktierende Formsegmente auf, und wenigstens zwei nebeneinander angeordnete Formsegmente des Presswerkzeugs sind in einem Übergangsbereich der Blechtafel zwischen unterschiedlicher Festigkeit und/oder unterschiedlicher Wandstärke wenigstens Abschnittsweise von einer Isolierung getrennt, insbesondere ist die Isolierung als Kunststoff, Keramik oder Luftspalt ausgebildet, und Heizmittel (29) innerhalb der Formsegmente (23) angeordnet sind, um in den unterschiedlichen Formsegmenten (23) definierte Temperaturen einzustellen. Advantageously, the pressing tool has a plurality of mold sections contacting the metal sheet, and at least two adjacently arranged mold segments of the pressing tool are at least partially separated from an insulation in a transition region of the metal sheet between different strength and / or different wall thickness, in particular, the insulation as a plastic, ceramic or air gap trained, and heating means ( 29 ) within the shape segments ( 23 ) are arranged to (in the different shape segments ( 23 ) to set defined temperatures.

Weitere Ziele, Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger sinnvoller Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Other objects, advantages, features and applications of the present invention will become apparent from the following description of several embodiments with reference to the drawings. All described and / or illustrated features alone or in any meaningful combination form the subject matter of the present invention, also independent of their summary in the claims or their dependency.

Dabei zeigen: Showing:

1a bis 1d eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäß hergestellten Karosseriebauteils, 1a to 1d a first embodiment of the body component according to the invention,

2a bis 2d eine zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäß hergestellten Karosseriebauteils, 2a to 2d A second embodiment of the body component according to the invention,

3a bis 3d Einzelschritte des erfindungsgemäßen Umformverfahren, 3a to 3d Individual steps of the forming process according to the invention,

4 erfindungsgemäßes Presswerkzeug zur Durchführung des erfindungsgemäßen Umformverfahrens, 4 pressing tool according to the invention for carrying out the forming method according to the invention,

5 erfindungsgemäßer Verfahrensablauf zur Herstellung von Kraftfahrzeugbauteilen. 5 Inventive process sequence for the production of motor vehicle components.

Die 1a bis 1d zeigen eine erste Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung. In 1a aufgezeigt ist eine Seitenansicht auf ein Karosseriebauteil 1 in Form eines Türinnenblechs, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist. Zu erkennen ist ein erster Dickbereich 13a, in welchem in einem nachfolgenden Fertigung- und Montageschritt ein Scharnier befestigt werden kann, sowie ein zweiter Dickbereich 13b, an welchem zu einem späteren Produktionszeitpunkt ein Schloss montiert werden kann, sowie ein zwischen den beiden Dickbereichen 13a, 13b befindlicher Dünnbereich 12. Innerhalb des Dünnbereichs 12 sind in dieser Ausführungsvariante Ausnehmungen 19 sowie Vertiefungen 18 vorgesehen, welche zum einen zur Aufnahme von weiteren Anbauteilen in einem späteren Produktionsschritt vorgesehen sind, zum anderen aber auch zur Durchführung von elektrischen Anschlussleitungen dienen. Der Dünnbereich 12 der Blechtafel entspricht dabei im Wesentlichen dem Mittelabschnitt 15 des Türinnenbleches. Der Dickbereich 13b erstreckt sich dagegen teilweise im Mittelabschnitt 15 sowie in den (hier nicht erkennbaren) Zargenabschnitten 16a und 16b sowie dem Flanschabschnitt 17b.The 1a to 1d show a first embodiment of the present invention. In 1a shown is a side view of a body component 1 in the form of a door inner panel, which has been produced by the process according to the invention. To recognize is a first thick area 13a in which a hinge can be fastened in a subsequent production and assembly step, as well as a second thick area 13b on which a lock can be mounted at a later production time, as well as between the two thick areas 13a . 13b located thin area 12 , Within the thin area 12 are recesses in this embodiment 19 as well as depressions 18 provided, which are provided on the one hand for receiving additional attachments in a later production step, but on the other hand also serve to carry out electrical connection lines. The thin area 12 the metal sheet corresponds essentially to the middle section 15 of the door inner panel. The thick area 13b In contrast, it extends partially in the middle section 15 as well as in the (not recognizable here) Zargenabschnitten 16a and 16b and the flange portion 17b ,

In 1b ist ein Querschnittsprofil des Blechtafel 11 vor dem Umformen dargestellt, wobei darauf auf seiner Oberseite U und seiner Unterseite L ein in der 1b punktiert angedeutetes Schmiermittel 30 aufgetragen wurde. Das Schmiermittel 30 bzw. der Schmiermittelauftrag ist fester Bestandteil dieser Ausführungsvariante, auch wenn das Schmiermittel in den 1a und 1c der besseren Übersicht wegen nicht dargestellt wird.In 1b is a cross-sectional profile of the metal sheet 11 presented before forming, whereupon on its top U and its bottom L in the 1b dotted indicated lubricant 30 was applied. The lubricant 30 or the lubricant application is an integral part of this embodiment, even if the lubricant in the 1a and 1c is not shown for the sake of clarity.

In dieser Ausführungsvariante der 1b wird ein durch flexibles Walzen hergestelltes Metallband verwendet, welches aus drei Bereichen unterschiedlicher Banddicke und unterschiedlicher Festigkeit besteht. Zu erkennen ist ein erster Dickbereich 13a, ein zweite Dickbereich 13b und ein dazwischen liegender Dünnbereich 12. Der Dickbereich 13a weist die Banddicke t1, der Dickbereich 13b die Banddicke t2 und der Dünnbereich 12 die Banddicke t3 aufweist. Zwischen einem Dickbereich 13 und dem Dünnbereich 12 ist jeweils ein Übergangsbereich 14 der Breite w ausgebildet.In this embodiment of the 1b used is a metal strip produced by flexible rolling, which consists of three areas of different strip thickness and different strength. To recognize is a first thick area 13a , a second thick area 13b and an intermediate thin area 12 , The thick area 13a indicates the strip thickness t1, the thick area 13b the strip thickness t2 and the thin area 12 has the band thickness t3. Between a thick area 13 and the thin area 12 is a transitional area 14 formed the width w.

Der Dickbereich des Türinnenbleches weist bevorzugt eine Banddicke t1 von mindestens 3,5 und höchstens 4,5 mm auf. Der Dickbereich t2 weist bevorzugt eine Banddicke t1 von mindestens 2,5 und höchstens 3,0 mm auf. Der Dünnbereich dazwischen besitzt bevorzugt eine Banddicke von mindestens 1,5 und höchstens 2,2 mm auf. Der Übergangsbereich 14 hat eine Breite w zwischen 20 und 50 mm.The thick area of the door inner panel preferably has a band thickness t1 of at least 3.5 and at most 4.5 mm. The thick area t2 preferably has a strip thickness t1 of at least 2.5 and at most 3.0 mm. The thin area therebetween preferably has a strip thickness of at least 1.5 and at most 2.2 mm. The transition area 14 has a width w between 20 and 50 mm.

Entlang der in 1a dargestellter Linie A-A ist in 1c ein Querschnittprofil des Türinnenbleches 1 vor einem Endbeschnitt dargestellt, in welchen die Dickbereiche 13a, 13b sowie der Dünnbereich 12 noch einmal deutlich sichtbar dargestellt sind. Der Dickbereich 13a weist die Wandstärke t4, der Dickbereich 13b die Wandstärke t5 und der Dünnbereich 12 die Wandstärke t6 auf. Zu erkennen ist außerdem, dass sich der Übergangsbereich 14 unverändert zwischen den Dickbereich 13 und dem Dünnbereich 12 befindet.Along the in 1a shown line AA is in 1c a cross-sectional profile of the door inner panel 1 presented before a final trimming, in which the thick areas 13a . 13b as well as the thin area 12 once again clearly visible. The thick area 13a indicates the wall thickness t4, the thick area 13b the wall thickness t5 and the thin area 12 the wall thickness t6. It can also be seen that the transition area 14 unchanged between the thick area 13 and the thin area 12 located.

Während 1b die Blechtafel vor dem Umformprozess darstellt, ist in 1c demgegenüber das endgeformte Türinnenblech vor einem Endbeschnitt aufgezeigt. Das aus der Blechtafel 11 erzeugte Türinnenblech 1 weist einen Mittelabschnitt 15 auf, welcher korrespondierend zum Dünnbereich 12 der Blechtafel 15 angeordnet ist, sowie zwei Zargenabschnitte 16a, 16b welche jeweils korrespondierend zu einem Teil des Dickbereiches 13a, 13b angeordnet sind, sowie die Flanschabschnitte 17a, 17b, der sich an die Zargenabschnitte 16a, 16b anschließen. Die Abschnitte sind jeweils winkelig gegenüber dem Mittelabschnitt angeordnet insbesondere mit einem Winkel zwischen 130 und 90 Grad. Die Zargenabschnitte 16, 16a weisen dabei in Fahrzeug-Y-Richtung in den Fahrzeuginnenraum hinein. Ebenfalls winkelig vom Zargenabschnitt 16b abstehend ist der Flanschbereich 17, welcher mit dem Zargenabschnitt 16b einen Winkel β zwischen 90 und 120 Grad einschließt. Die Dickbereiche 13a, 13b erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte in Fahrzeug-Z-Richtung verlaufende Höhe des Türinnenblechs 1.While 1b represents the metal sheet before the forming process is in 1c In contrast, the end-molded inner door panel shown before a Endbeschnitt. That from the metal sheet 11 generated door inner panel 1 has a middle section 15 on, which corresponds to the thin region 12 the metal sheet 15 is arranged, as well as two frame sections 16a . 16b which correspond respectively to a part of the thick area 13a . 13b are arranged, and the flange sections 17a . 17b , which adhere to the frame sections 16a . 16b connect. The sections are each arranged at an angle to the middle section, in particular at an angle between 130 and 90 degrees. The frame sections 16 . 16a point in the vehicle Y direction into the vehicle interior. Also angled from the frame section 16b protruding is the flange area 17 , which with the frame section 16b an angle β between 90 and 120 degrees. The thick areas 13a . 13b extend substantially over the entire extending in the vehicle Z direction height of the door inner panel 1 ,

Die 1d schließlich zeigt das fertige Bauteil 1 nach dem Endbeschnitt, wobei erkennbar im Unterschied zu 1c der Flanschabschnitt 17a entfernt worden ist. Das Schmiermittel wurde bereits in einer nicht dargestellten Reinigungseinrichtung entfernt.The 1d finally shows the finished component 1 after final trimming, recognizable as distinct from 1c the flange section 17a has been removed. The lubricant has already been removed in a cleaning device, not shown.

Die 2a bis 2d zeigen eine weitere Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung. Aufgezeigt ist in 2a eine Seitenansicht auf ein Karosseriebauteil 1 in Form eines Türinnenblechs, welches nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden ist. Zu erkennen ist ein erster Dickbereich 13a, in welchem in einem nachfolgenden Fertigung- und Montageschritt ein Scharnier befestigt werden kann, sowie ein zweiter Dickbereich 13b, an welchem zu einem späteren Produktionszeitpunkt ein Schloss montiert werden kann, sowie ein zwischen den beiden Dickbereichen 13a, 13b befindlicher Dünnbereich 12. Innerhalb des Dünnbereichs 12 sind in dieser Ausführungsvariante Ausnehmungen 19 sowie Vertiefungen 18 vorgesehen, welche zum einen zur Aufnahme von weiteren Anbauteilen in einem späteren Produktionsschritt vorgesehen sind, zum anderen aber auch zur Durchführung von elektrischen Anschlussleitungen dienen. Die jeweils benachbarten Bereiche sind mittels einer durchgehenden Schweißnaht S miteinander verbunden. Der Dünnbereich 12 der Blechtafel entspricht dabei im Wesentlichen dem Mittelabschnitt 15 des Türinnenbleches. Der Dickbereich 13b erstreckt sich dagegen teilweise im Mittelabschnitt 15 sowie in den (hier nicht erkennbaren) Zargenabschnitten 16a und 16b sowie dem Flanschabschnitt 17b. Der Dickbereich des Türinnenbleches weist bevorzugt eine Banddicke t1 von mindestens 3,5 und höchstens 4,0 mm auf. Der Dickbereich t2 weist bevorzugt eine Banddicke t1 von mindestens 2,0 und höchstens 3,0 mm auf. Der Dünnbereich dazwischen besitzt bevorzugt eine Banddicke von mindestens 1,2 und höchstens 2,0 mm.The 2a to 2d show a further embodiment of the present invention. It is shown in 2a a side view of a body component 1 in the form of a door inner panel, which has been produced by the process according to the invention. To recognize is a first thick area 13a in which a hinge can be fastened in a subsequent production and assembly step, as well as a second thick area 13b on which a lock can be mounted at a later production time, as well as between the two thick areas 13a . 13b located thin area 12 , Within the thin area 12 are recesses in this embodiment 19 as well as depressions 18 provided, which are provided on the one hand for receiving additional attachments in a later production step, but on the other hand also serve to carry out electrical connection lines. The respective adjacent areas are connected to each other by means of a continuous weld S. The thin area 12 the metal sheet corresponds essentially to the middle section 15 of the door inner panel. The thick area 13b In contrast, it extends partially in the middle section 15 as well as in the (not recognizable here) Zargenabschnitten 16a and 16b and the flange portion 17b , The thick area of the door inner panel preferably has a band thickness t1 of at least 3.5 and at most 4.0 mm. The thick area t2 preferably has a strip thickness t1 of at least 2.0 and at most 3.0 mm. The thin region therebetween preferably has a band thickness of at least 1.2 and at most 2.0 mm.

In 2b ist ein Querschnittsprofil des Blechtafel 11 vor dem Umformen dargestellt, wobei darauf auf seiner Oberseite U und seiner Unterseite L ein in der 2b punktiert angedeutetes Schmiermittel 30 aufgetragen wurde. Das Schmiermittel 30 bzw. der Schmiermittelauftrag ist fester Bestandteil dieser Ausführungsvariante, auch wenn das Schmiermittel in den 2a und 2c der besseren Übersicht wegen nicht dargestellt wird.In 2 B is a cross-sectional profile of the metal sheet 11 presented before forming, whereupon on its top U and its bottom L in the 2 B dotted indicated lubricant 30 was applied. The lubricant 30 or the lubricant application is an integral part of this embodiment, even if the lubricant in the 2a and 2c is not shown for the sake of clarity.

Im Gegensatz zur Ausführungsvariante der 1b ist in 2b dargestellt ein durch Längsnahtverschweißen hergestelltes Metallband, welches aus drei Bereichen unterschiedlicher Banddicke besteht. Zu erkennen ist ein erster Dickbereich 13a, ein zweite Dickbereich 13b und ein dazwischen liegender Dünnbereich 12. Der Dickbereich 13a weist die Banddicke t1, der Dickbereich 13b die Banddicke t2 und der Dünnbereich 12 die Banddicke t3 aufweist. Die benachbarten Bereiche sind durch eine Schweißnaht S verbunden.In contrast to the variant of the 1b is in 2 B illustrated a manufactured by longitudinal seam welding metal strip, which consists of three areas of different tape thickness. To recognize is a first thick area 13a , a second thick area 13b and an intermediate thin area 12 , The thick area 13a indicates the strip thickness t1, the thick area 13b the strip thickness t2 and the thin area 12 has the band thickness t3. The adjacent areas are connected by a weld S.

Entlang der in 2a dargestellten Schnittlinie B-B ist in 2c ein Querschnittprofil des Türinnenbleches 1 vor einem Endbeschnitt dargestellt, in welchen die Dickbereiche 13a, 13b sowie der Dünnbereich 12 noch einmal deutlich sichtbar dargestellt sind. Der Dickbereich 13a weist die Wandstärke t4, der Dickbereich 13b die Wandstärke t5 und der Dünnbereich 12 die Wandstärke t6 auf.Along the in 2a shown section line BB is in 2c a cross-sectional profile of the door inner panel 1 presented before a final trimming, in which the thick areas 13a . 13b as well as the thin area 12 once again clearly visible. The thick area 13a indicates the wall thickness t4, the thick area 13b the wall thickness t5 and the thin area 12 the wall thickness t6.

Während 2b die Blechtafel vor dem Umformprozess darstellt, ist in 2c demgegenüber das endgeformte Türinnenblech vor einem Endbeschnitt aufgezeigt. Das aus der Blechtafel 11 erzeugte Türinnenblech 1 weist einen Mittelabschnitt 15 auf, welcher korrespondierend zum Dünnbereich 12 der Blechtafel 11 angeordnet ist, sowie zwei Zargenabschnitte 16a, 16b welche jeweils korrespondierend zu einem Teil des Dickbereiches 13a, 13b angeordnet sind, sowie die Flanschabschnitte 17a, 17b, der sich an die Zargenabschnitte 16a, 16b anschließen. Die Abschnitte sind jeweils winkelig gegenüber dem Mittelabschnitt angeordnet insbesondere mit einem Winkel zwischen 130 und 90 Grad. Die Zargenabschnitte 16, 16a weisen dabei in Fahrzeug-Y-Richtung in den Fahrzeuginnenraum hinein. Ebenfalls winkelig vom Zargenabschnitt 16b abstehend ist der Flanschbereich 17, welcher mit dem Zargenabschnitt 16b einen Winkel β zwischen 90 und 120 Grad einschließt. Die Dickbereiche 13a, 13b erstrecken sich im Wesentlichen über die gesamte in Fahrzeug-Z-Richtung verlaufende Höhe des Türinnenblechs 1.While 2 B represents the metal sheet before the forming process is in 2c In contrast, the end-molded inner door panel shown before a Endbeschnitt. That from the metal sheet 11 generated door inner panel 1 has a middle section 15 on, which corresponds to the thin area 12 the metal sheet 11 is arranged, as well as two frame sections 16a . 16b which correspond respectively to a part of the thick area 13a . 13b are arranged, and the flange sections 17a . 17b , which adhere to the frame sections 16a . 16b connect. The sections are each arranged at an angle to the middle section, in particular at an angle between 130 and 90 degrees. The frame sections 16 . 16a point in the vehicle Y direction into the vehicle interior. Also angled from the frame section 16b protruding is the flange area 17 , which with the frame section 16b an angle β between 90 and 120 degrees. The thick areas 13a . 13b extend substantially over the entire extending in the vehicle Z direction height of the door inner panel 1 ,

Die 2d schließlich zeigt das fertige Bauteil nach dem Endbeschnitt, wobei erkennbar im Unterschied zu 2c der Flanschabschnitt 17a entfernt worden ist. Das Schmiermittel wurde bereits in einer nicht dargestellten Reinigungseinrichtung entfernt.The 2d Finally, the finished component after the final trimming, which recognizable unlike 2c the flange section 17a has been removed. The lubricant has already been removed in a cleaning device, not shown.

Die 3a zeigt eine Schnittansicht auf ein erfindungsgemäßes Presswerkzeug 20, welches ein Oberwerkzeug 21 und einem Unterwerkzeug 22 umfasst, die jeweils über wenigstens ein Formsegment 23 verfügen, und im Verlaufe der Umformoperation die Blechtafel 11 zum Bauteil 1 umformen. In 3a ist zudem die Blechtafel 11 dargestellt vor der Umformoperation. The 3a shows a sectional view of an inventive pressing tool 20 , which is an upper tool 21 and a lower tool 22 includes, respectively, at least one mold segment 23 and in the course of the forming operation the metal sheet 11 to the component 1 reshape. In 3a is also the metal sheet 11 shown before the forming operation.

Die Blechtafel 11 ist vor der Umformoperation flach ausgebildet, weist einen ersten Dickbereich 13a einen zweiten Dickbereich 13b sowie ein dazwischen angeordneten Dünnbereich 12 auf. Sie ist dabei vor der Umformoperation auf zwei Blechhaltern 25 angeordnet. Sowohl die Blechhalter 25 als auch die Formsegmente 23 des Oberwerkzeuge 21 und des Unterwerkzeug 22 sind durch Heizmittel 29 auf eine definierte Zieltemperatur erwärmbar. Dabei ist in den 3a bis 3c angedeutet, dass die Erwärmung der Blechtafeln in verschiedenen Bereichen unterschiedlich stark erfolgt. Und zwar erfolgt die Erwärmung mit auf die Fließeigenschaften und auf die verschiedenen Wandstärken der Blechtafel angepasster Wärmemenge, wobei in die Dickbereiche 13a, 13b eine höhere Wärmemenge eingebracht wird als in die Dünnbereiche 12. Dies ist in den 3b bis 3c durch eine engere Anordnung der Heizmittel 29 innerhalb der Formsegmente 23 angedeutet.The metal sheet 11 is flat prior to the forming operation, has a first thick area 13a a second thick area 13b and a thin area therebetween 12 on. It is doing before the forming operation on two sheet metal holders 25 arranged. Both the metal holder 25 as well as the shape segments 23 of the upper tools 21 and the lower tool 22 are by heating means 29 Can be heated to a defined target temperature. It is in the 3a to 3c indicated that the heating of the metal sheets in different areas is different degrees. Namely, the heating is carried out with the flow properties and the different wall thicknesses of the metal sheet adapted amount of heat, in the thick areas 13a . 13b a higher amount of heat is introduced than in the thin areas 12 , This is in the 3b to 3c by a closer arrangement of the heating means 29 within the mold segments 23 indicated.

In 4 ist eine weitere Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Presswerkzeugs 20 dargestellt. Das Presswerkzeug 20 besteht aus einem Oberwerkzeug 21 welches oberhalb der nicht dargestellten Blechtafel angeordnet ist, sowie einem unterhalb der Blechtafel angeordneten Unterwerkzeug 22 mit Blechhaltern 25, auf welche die Blechtafel vor der Umformung positioniert wird. Das Oberwerkzeug 21 umfasst dabei zwei Niederhalter 26, welche die Blechtafel vor bzw. während des Umformprozesses definiert einklemmen um somit die Umformoperation, insbesondere den Materialfluss, gezielt zu steuern. Weiteren umfasst das Oberwerkzeug 21 drei Formsegmente 23a, 23b, 23c, welche untereinander mit der Isolierung 38 getrennt sind, und über einen gemeinsamen Presszylinder (nicht gezeigt) angetrieben werden. Das Unterwerkzeug 22 umfasst neben den Blechhalten 25 drei Formsegmente 23d, 23e, 23f. Durch die Isolierung 38 zwischen den einzelnen Formsegmenten 23 ist es möglich, in den unterschiedlichen Formsegmenten definierte Temperaturen einzustellen, und damit auch einen definierten Wärmemengeneintrag in die umzuformende Blechtafel 11 zu gewährleisten.In 4 is a further embodiment of the pressing tool according to the invention 20 shown. The pressing tool 20 consists of an upper tool 21 which is arranged above the metal sheet, not shown, and a arranged below the metal plate lower tool 22 with sheet metal holders 25 on which the metal sheet is positioned before forming. The upper tool 21 includes two downholders 26 , which clamp the metal sheet defined before or during the forming process in order to control the forming operation, in particular the flow of material targeted. Further includes the upper tool 21 three shape segments 23a . 23b . 23c , which among themselves with the insulation 38 are separated, and are driven by a common press cylinder (not shown). The lower tool 22 includes next to the sheet metal holding 25 three shape segments 23d . 23e . 23f , Through the insulation 38 between the individual mold segments 23 It is possible to set defined temperatures in the different mold segments, and thus also a defined amount of heat input into the metal sheet to be formed 11 to ensure.

Die unterschiedliche Wärmezufuhr ist angedeutet in 4 zum einen durch einen unterschiedlichen Abstand der Heizmittel innerhalb der Formsegmente 23. Die Heizmittel 29 sind dabei oberflächennah in Richtung der Blechtafel angeordnet, wodurch eine besonders gute Wärmeübertragung auf das kommende Bauteilen möglich ist. Weiterhin weisen die Formsegmente 23b und 23f an ihrer der Blechtafel zugewandten Oberflächenkontur 27 eine dem Bauteil korrespondieren ausgebildete Kontur auf, die aber bei geschlossenem Formwerkzeug mit einem Abstand A von der gepunktet angedeuteten Bauteilkontur beabstandet ist.The different heat supply is indicated in 4 on the one hand by a different distance of the heating means within the mold segments 23 , The heating means 29 are arranged near the surface in the direction of the metal sheet, whereby a particularly good heat transfer to the upcoming components is possible. Furthermore, the shape segments 23b and 23f at its the metal sheet facing surface contour 27 a corresponding to the component formed contour, which is spaced at a distance A from the indicated dotted component contour with closed mold.

Auch die Blechhalter 25 sowie die Niederhalter 26 sind in dieser Ausführungsvariante aktiv beheizt, was ein ungewolltes Abkühlen der Blechtafel 11 noch vor Beginn der Umformoperation verhindert. Auf der der Blechtafel 11 abgewandten Seite von Formsegmenten 23, Blechhalter 25 und Niederhalter 26 und sind in dieser Ausführungsvariante Isolierungen 41 vorgesehen, welche einen ungewollten Wärmeabfluss auf die weiteren Werkzeugbestandteile und die Presse selbst signifikant reduzieren.Also the metal holder 25 as well as the hold downs 26 are actively heated in this embodiment, which is an unintentional cooling of the metal sheet 11 prevented before the beginning of the forming operation. On the metal sheet 11 opposite side of mold segments 23 , Sheet metal holder 25 and hold down 26 and are in this embodiment insulation 41 provided, which significantly reduce unwanted heat dissipation to the other tool components and the press itself.

Umlaufend zu den Isolierungen 41 sind Kühlmittel 43 angeordnet, welche die Presse vor Erwärmung bzw. Mitarbeiter vor Verletzungen schützen.Circumferential to the insulations 41 are coolants 43 arranged, which protect the press from heat or employees from injury.

In 5 ist das erfindungsgemäße Verfahren in einer bevorzugten Ausführungsvariante anhand von schematischen Prozessbausteinen dargestellt. Zunächst wird ein Metallband 10 mit einer im Querschnitt unterschiedlichen Banddicke von einer Haspel 42 abgewickelt und in einer Schneideinrichtung 36 abgelängt, wodurch eine Blechtafel 11 hergestellt wird.In 5 the inventive method is shown in a preferred embodiment with reference to schematic process blocks. First, a metal band 10 with a different cross-section tape thickness of a reel 42 unwound and in a cutting device 36 cut to length, creating a metal sheet 11 will be produced.

Alternativ wäre es möglich, eine Walzeinrichtung mit kontinuierlich veränderlichen Walzspaltes zum flexiblen Walzen eines eine noch einheitliche Blechdicke aufweisenden Metallbands vorzusehen, bevor die Blechtafel in die Schneideinrichtung 36 gelangt.Alternatively, it would be possible to provide a rolling means having a continuously variable roll gap for flexibly rolling a metal strip still having a uniform sheet thickness before the sheet panel enters the cutting means 36 arrives.

In der Schneideinrichtung können neben der Randkontur bereits auch Ausnehmungen in die Blechtafel eingebracht werden. Die Blechtafel 11 wird im anschließenden Verfahrensschritt in einer Schmiereinrichtung 32 mit einem Schmiermittel 30 beaufschlagt. Der Schmiermittelauftrag erfolgt in dieser Ausführungsvariante sowohl von der Oberseite als auch von der Unterseite der Blechtafel 11, wodurch in nachfolgenden Umformungsprozess eine gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels 30 im tribologischen System ermöglicht wird. Nach dem Schmiermittelauftrag erfolgt die Trocknung der Blechtafel in einer Trocknungseinrichtung 33, wobei dabei gleichzeitig die Blechtafel 11 vorerwärmt wird, und der Wasseranteile des Schmiermittels 30 verdampft werden. Dadurch ergibt sich ein im Wesentlichen kontakttrockener Zustand des Schmiermittels 30 auf der Blechtafel 11, wodurch insbesondere Ablagerungen in den nachfolgenden Prozessschritten vermieden werden. Anschließend erfolgt in einer Erwärmungseinrichtung 34 die weitere Erwärmung der Blechtafel 11 auf eine vordefinierte Temperatur. Die Erwärmungsvorrichtung 34 kann dabei ausgeführt sein als Rollenherd- oder Durchlaufofen, es ist aber auch möglich, die Erwärmungseinrichtung als induktive Wärmestation oder als beheizbare Kontaktplattenstation auszubilden, wodurch sich im Wesentlichen Vorteile in Bezug auf den Platzbedarf der Erwärmungseinrichtung 34 ergeben. Anschließend wird die erwärmte und mit Schmiermittel 30 beaufschlagte Blechtafel 11 in ein wenigstens teilweise beheiztes Presswerkzeug 20 eingelegt. Nach dem Einlegen der Blechtafel 11 erfolgt der Kontakt zu den Oberwerkzeug 21 und dem Unterwerkzeug 22 des Presswerkzeuges 20 derart, dass die die Blechtafel 11 kontaktierenden Blechhalter 25 sowie Formensegmente 23 die Blechtafel 11 nicht abkühlen. Dies wird dadurch erreicht, dass Heizmittel in den die Blechtafel 11 kontaktierenden Bereichen von Blechhalter 25, Niederhalter 26 und Formsegmenten 23 angeordnet sind. Die Heizmittel 29 sind in dieser Ausführungsvariante als Kanäle ausgebildet, durch welche eine Heizflüssigkeit zirkuliert. Es ist aber auch möglich, dass anstelle der Heizkanäle mit einer Heizflüssigkeit eine alternative Erwärmung vorgesehen ist. Insbesondere kann dazu eine Widerstandsheizung eingesetzt werden in Form von Heizpatronen. Während der Umformung wird die Blechtafel 11 in ihre endgültige Form umgeformt, wobei die im Oberwerkzeug 21 und im Unterwerkzeug 22 zugeordneten Formsegmente 23 jeweils eine Oberflächenkontur 27 aufweisen, die der Kontur des fertig geformten Bauteils 1 entspricht.In the cutting device in addition to the edge contour already recesses are introduced into the metal sheet. The metal sheet 11 is in the subsequent process step in a lubrication device 32 with a lubricant 30 applied. The lubricant is applied in this embodiment, both from the top and from the bottom of the metal sheet 11 , whereby in subsequent forming process, a uniform distribution of the lubricant 30 is made possible in the tribological system. After the lubricant application, the drying of the metal sheet is carried out in a drying device 33 , while at the same time the metal sheet 11 is preheated, and the water content of the lubricant 30 be evaporated. This results in a substantially contact-dry state of the lubricant 30 on the metal sheet 11 , which in particular deposits in the subsequent process steps are avoided. Subsequently, in a heating device 34 the further warming the metal sheet 11 to a predefined temperature. The heating device 34 can be carried out as roller hearth or continuous furnace, but it is also possible to form the heating device as an inductive heat station or as a heatable contact plate station, which has substantially advantages in terms of space requirements of the heating device 34 result. Subsequently, the heated and with lubricant 30 loaded metal sheet 11 in an at least partially heated pressing tool 20 inserted. After inserting the metal sheet 11 the contact with the upper tool takes place 21 and the lower tool 22 of the pressing tool 20 such that the the sheet metal 11 contacting blank holder 25 as well as shape segments 23 the metal sheet 11 do not cool. This is achieved by heating means in which the metal sheet 11 contacting areas of blank holder 25 , Stripper plate 26 and shape segments 23 are arranged. The heating means 29 are formed in this embodiment as channels through which circulates a heating fluid. But it is also possible that instead of the heating channels with a heating liquid an alternative heating is provided. In particular, a resistance heating can be used in the form of heating cartridges. During forming, the metal sheet becomes 11 reshaped into their final shape, with the upper tool 21 and in the lower tool 22 associated mold segments 23 one surface contour each 27 have the contour of the finished molded part 1 equivalent.

Nach Abschluss der Umformoperation im Presswerkzeug 20 wird das umgeformte Bauteil aus dem Presswerkzeug 20 entnommen und einer Abkühleinrichtung 35 zugeführt. Die Abkühleinrichtung 35 ist in diese Ausführungsvariante als doppelseitiges Gebläse ausgeführt. Das bedeutet, dass das geformte Bauteil 1 auf seiner Oberseite und auf seiner Unterseite mit zirkulierender Luft beaufschlagt wird. Besonders vorteilhaft dabei ist, wenn aufgrund das geringen Bauteilgewichtes das Gebläse auf der Oberseite eine größere Luftströmung erzeugt, als das Gebläse auf der Unterseite des umformen Bauteils 1. Somit ist gewährleistet, dass eine ausreichende Fixierung des umgeformten Bauteils 1 in der Abkühleinrichtung 35 gewährleistet ist.After completion of the forming operation in the pressing tool 20 the formed component is removed from the press tool 20 taken and a cooling device 35 fed. The cooling device 35 is designed in this embodiment as a double-sided fan. This means that the molded part 1 on its top and on its underside with circulating air is applied. It is particularly advantageous if, due to the low component weight, the fan on the upper side generates a larger air flow than the fan on the underside of the forming component 1 , This ensures that a sufficient fixation of the formed component 1 in the cooling device 35 is guaranteed.

Nach der Abkühlung des umgeformten Bauteils 1 erfolgt die Reinigung desselben in einer Reinigungseinrichtung 37. In der Ausführungsvariante gemäß 5 erfolgt dabei die Reinigung mittels rotierender Bürsten oder Walzen, welche die umgeformte Bauteil 1 kontaktieren und von den Resten des Schmiermittels 30 befreien. Abschließend kann optional ein weiterer Endbeschnitt des Bauteils vorgesehen werden. Dies erfolgt in der Schneideinrichtung 39.After cooling of the formed component 1 the cleaning is done in a cleaning device 37 , In the embodiment according to 5 The cleaning takes place by means of rotating brushes or rollers, which are the formed component 1 contact and remove the remains of the lubricant 30 to free. Finally, optionally another end trim of the component can be provided. This takes place in the cutting device 39 ,

Repräsentativ für alle Transport- und Handlinggeräte zwischen den Prozessbausteinen ist der Roboter 42 dargestellt, der die geformten Bauteile 1 von der Abkühleinrichtung 35 entnimmt und der Reinigungseinrichtung 37 zuführt.The robot is representative of all transport and handling devices between the process modules 42 shown, the molded components 1 from the cooling device 35 removes and the cleaning device 37 supplies.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Karosseriebauteilbody component
1010: Metallbandmetal band
1111: Blechtafelmetal sheet
1212: Dünnbereichthin section
1313: Dickbereichthickness range
1414: ÜbergangsbereichTransition area
1515: Mittelabschnittmidsection
1616: Zargenabschnittframe section
1717: Flanschabschnittflange
1818: Vertiefungdeepening
1919: Ausnehmungrecess
2020: Presswerkzeugpress tool
2121: Oberwerkzeugupper tool
2222: Unterwerkzeuglower tool
2323: Formsegmentmold segment
2424: Randkonturedge contour
2525: Blechhalternblank holders
2626: NiederhalterStripper plate
2727: Oberflächenkontursurface contour
2828: Beschichtungcoating
2929: Heizmittelheating
3030: Schmiermittellubricant
3131: Schneideinrichtungcutter
3232: Schmiersystemlubrication system
3333: Trocknungseinrichtungdrying device
3434: Erwärmungseinrichtungheater
3535: Abkühleinrichtungcooling device
3636: Schneideinrichtungcutter
3737: Reinigungseinrichtungcleaning device
3838: Isolierunginsulation
3939: Schneideinrichtungcutter
4040: Federfeather
4141: Isolierunginsulation
4242: Roboterrobot
4343: Haspelreel
4444: KontaktplattenstationContact plate station
AA: Abstanddistance
hH: Höheheight
t1t1: Banddickestrip thickness
t2t2: Banddickestrip thickness
t3t3: Banddickestrip thickness
t4t4: WandstärkeWall thickness
t5t5: WandstärkeWall thickness
t6t6: WandstärkeWall thickness
ww: Breitewidth
αα: Winkelangle
ββ: Winkelangle
LL: Unterseite zu 11 Bottom to 11
SS: SchweißnahtWeld
UU: Oberseite zu 11 Top to top 11
ZZ: ZoneZone

Claims

Method for producing body components ( 1 ) for a motor vehicle with regions of different wall thickness (t4, t5, t6) by providing a metal strip ( 10 ), which is produced in such a way that strip sections with different strip thickness (t1, t2, t3) and / or different strength arise, and cutting of metal sheets ( 11 ) from the metal strip ( 10 ), characterized in that the metal strip ( 11 ) is made of a hard aluminum alloy and made by flexible rolling so that over the length of the metal strip ( 10 ) the band sections arise, wherein from the metal sheets ( 11 ) by warm forging in an at least partially heated pressing tool ( 20 ) the body component ( 1 ) is generated, wherein first a. the metal sheet ( 11 ) is heated within 3 to 60 seconds to a temperature between 140 ° C and 340 ° C is such that in the metal sheet ( 11 ) Zones (Z) of different temperature are set, b. the metal sheet ( 11 ) in the pressing tool ( 20 ) is transferred within less than 30 seconds, c. the metal sheet ( 11 ) in the heated pressing tool ( 20 ) in at least one forming step to a body component ( 1 ), d. the body component ( 1 ) is cooled to less than 150 ° C.

Method for producing body components ( 1 ) for a motor vehicle with areas of different wall thickness (t4, t5, t6) by providing a metal strip ( 10 ), which is produced in such a way that strip sections with different strip thickness (t1, t2, t3) and / or different strength arise, and cutting of metal sheets ( 11 ) from the metal strip ( 10 ), characterized in that the metal strip ( 10 ) is made of at least one naturally hard aluminum alloy and is produced by longitudinally welding a plurality of metal strips of different strength and / or different strip thickness so that in the cross section of the metal strip ( 10a ) the band sections arise, wherein from the metal sheet ( 11 ) by warm forging in an at least partially heated pressing tool ( 20 ) the body component ( 1 ) is generated, wherein first a. the metal sheet ( 20 ) within 5 to 60 seconds to a temperature between 140 ° C and 340 ° C is heated such that in the metal sheet ( 11 ) Zones (Z) of different temperature are set, b. the metal sheet ( 11 ) in the pressing tool ( 20 ) is transferred within less than 30 seconds, c. the metal sheet ( 11 ) in the heated pressing tool ( 20 ) in at least one forming step to a body component ( 1 ), d. the body component ( 1 ) is cooled to less than 150 ° C.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the metal sheet ( 11 ) in a heating device ( 34 ) is heated, in particular by conduction, convection and / or by thermal radiation.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the metal sheet ( 11 ) before or after heating with a lubricant ( 30 ) is acted upon at least one side.

Method according to claim 3, characterized in that the metal sheet ( 11 ) with the lubricant ( 30 ) before transfer into the pressing tool ( 20 ), preferably dried before heating, by a contactless heat source, in particular by a heat radiator / air blower.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the forming takes place in several forming steps, wherein only after the last forming step to the body components ( 1 ) the metal sheet ( 11 ) from the metal band ( 10 ) is completely separated.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the forming tool ( 20 ) an upper tool ( 21 ) and a lower tool ( 22 ), wherein the upper tool ( 21 ) and the lower tool ( 22 ) the metal sheet ( 11 ) contacting mold segments ( 23 ) exhibit.

A method according to claim 7, characterized in that at least two juxtaposed mold segments ( 23 ) of the upper tool ( 21 ) and / or the lower tool ( 22 ) in a transitional area ( 14 ) of the metal sheet ( 11 ) between different strength and / or different wall thickness border each other at least in sections, in particular, the transition region ( 14 ) of the metal sheet ( 11 ) and the edge contour ( 24 ) of two juxtaposed mold segments ( 23 ) are positioned congruently one above the other.

Method according to claim 7 or 8, characterized in that the metal sheet ( 11 ) contacting mold segments ( 23 ) of the pressing tool ( 20 ) are heated at least in sections to a temperature between 140 ° C and 340 ° C such that in each case one of the geometry of the body component ( 1 ), the different wall thicknesses and / or flow properties of the metal sheet ( 11 ) adapted amount of heat in the metal sheet ( 11 ), in particular in the metal sheet ( 11 ) Zones (Z) of different temperature.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet metal ( 11 ) contacting mold segments ( 23 ) of the pressing tool ( 20 ) are maintained at least in sections at a temperature between room temperature and 140 ° C.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the metal sheet ( 11 ) at least partially spaced segment ( 23b . 23f ) of the pressing tool ( 20 ) is provided for, the metal sheet ( 11 ) in sections to a temperature between room temperature and 140 ° C.

Body component manufactured by the method at least according to claim 1, characterized in that it has adapted to the respective stresses areas of different wall thickness (t4, t5, t6), wherein the ratio between wall thickness (t4, t5) of a thick area ( 13 ) and wall thickness (t6) of a thin area ( 12 ) is between 1: 1.1 and 1: 3.

Body component according to claim 12, characterized in that both the metal strip ( 10 ) as well as the body component ( 1 ) has a tensile strength of not more than 450 MPa and not less than 100 MPa and a yield strength of not more than 430 MPa and not less than 50 MPa.

Pressing tool ( 20 ) for forming a metal sheet ( 11 ) which is produced according to the method at least according to claim 1, wherein the pressing tool ( 20 ) the metal sheet ( 11 ) contacting mold segments ( 23 ), characterized in that at least one mold segment ( 23 ) the metal sheet ( 11 ) in a transitional area ( 14 ) of the metal sheet ( 11 ), and the mold segment ( 20 ) in which the metal sheet ( 11 ) contacting area a the transition area ( 14 ) correspondingly formed surface contour ( 27 ) having.

Pressing tool ( 20 ) for forming a metal sheet ( 11 ) to body components of a motor vehicle, wherein the pressing tool ( 20 ) the metal sheet ( 11 ) contacting mold segments ( 23 ), characterized in that at least two juxtaposed mold segments ( 23 ) of the pressing tool ( 20 ) in a transitional area ( 14 ) of the metal sheet ( 11 ) between different strength and / or different wall thickness at least in sections of an insulation ( 38 ), in particular the insulation ( 38 ) formed as a plastic, ceramic or air gap, and heating means ( 29 ) within the shape segments ( 23 ) are arranged to (in the different shape segments ( 23 ) to set defined temperatures.