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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Presshärten einer Platine gemäß Anspruch 1 sowie ein Werkzeug zum Presshärten einer Platine gemäß Oberbegriff des Anspruchs 6.
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Verfahren und Werkzeuge der hier angesprochenen Art sind bekannt. Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 108 912 A1 geht ein Werkzeug zum Presshärten einer Platine hervor, das ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug aufweist, wobei das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug in einer Hauptwirkrichtung des Werkzeugs in eine Offenstellung und in eine Schließstellung relativ zueinander verlagerbar sind. Dabei schließen das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug eine Kavität zur Aufnahme einer Platine zwischen sich ein. Im Rahmen eines Verfahrens zum Presshärten wird eine Platine in das Werkzeug eingebracht. Typischerweise erfolgt eine Presshärtung im Wesentlichen dadurch, dass das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug relativ zueinander in die Schließstellung verlagert werden, wobei eine Kontaktflächenpressung der Werkzeugteile, nämlich des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs, an der Platine erfolgt. Zugleich wird die Platine in dem Werkzeug schnell abgeschreckt. Dabei ist der Wärmeübergang zwischen dem Werkzeug und der Platine abhängig von der Kontaktflächenpressung. Platinenbereiche, die mit einem geringen Druck, mithin einer geringen Kontaktflächenpressung, beaufschlagt werden, weisen daher geringe Abkühlraten auf. Insbesondere wenn die Abkühlrate einen durchschnittlichen Wert von 27 K/s unterschreitet, ist keine vollständig martensitische Aushärtung mehr gegeben. Die geforderten Werkstoffeigenschaften werden dann nicht erreicht. Dies betrifft insbesondere Bereiche der Platine, die ungefähr parallel zu der Hauptwirkrichtung ausgerichtet sind. Diese werden von entsprechend steilen Abschnitten des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs bearbeitet, wobei die Flächenpressung – abhängig von einem Winkel, den die entsprechenden Flächenabschnitte der Platine beziehungsweise der Werkzeugteile mit der Hauptwirkrichtung einnehmen, und der als Zargenwinkel bezeichnet wird – deutlich geringer ist als bei der restlichen Platinenfläche, die sich im Wesentlichen quer zu der Hauptwirkrichtung erstreckt und daher mit einer deutlich höheren Kontaktflächenpressung beaufschlagt wird. Dies führt zu stark inhomogenen Gefügeeigenschaften, die sich auf das gewünschte Verhalten der pressgehärteten Platine negativ auswirken.
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Um diesem Problem entgegenzutreten, werden die steilen Abschnitte der Platine beziehungsweise des Werkzeugs im Allgemeinen mit einem Zargenwinkel von mehr als 3° ausgebildet. Dies führt jedoch zu erheblichen Einschränkungen in Hinblick auf eine mögliche Formgebung für die Platine. Insbesondere rechtwinklige Verläufe sind nicht möglich. Dabei zeigt sich insbesondere, dass bei einem rechtwinkligen Verlauf der Platinenfläche, der Bereiche einschließt, in denen der Zargenwinkel 0° beträgt, dort keine Kontaktflächenpressung mehr gegeben ist.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2011 108 912 A1 geht eine Speziallösung für ein Werkzeug und ein Verfahren zum Presshärten hervor, wobei das Werkzeug zwei Presselemente aufweist, die quer zur Hauptwirkrichtung verlagerbar sind. Beim Presshärten wird die Platine mit einer ersten Presskraft in Hauptwirkrichtung beaufschlagt, wobei die Presselemente quer zu der Hauptwirkrichtung verlagert werden, sodass die Platine auch mit einer zweiten Presskraft beaufschlagt wird, die quer zu der Hauptwirkrichtung durch die Presselemente aufgebracht wird. Das Oberwerkzeug ist segmentiert und weist die Presselemente auf, wobei die Krafteinleitung in diese über Keilflächen erfolgt. Dabei wird die Presskraft in Hauptwirkrichtung von einer Vertikalen in eine schräg verlaufende Richtung umgelenkt. Somit wird zwar die Homogenität der Presshärtung verbessert, allerdings sind die erste Presskraft und die zweite Presskraft nicht unabhängig voneinander. Vielmehr ist vorgesehen, dass ein die erste Presskraft aufbringendes, zentrales Segment des Oberwerkzeugs beim Überschreiten einer bestimmten Presskraft entgegen derselben nachgibt, wodurch die Presselemente überhaupt erst quer zur Hauptwirkrichtung verlagert werden können. Um deren Verlagerung zu bewirken, muss nämlich das zentrale Segment entgegen der Hauptwirkrichtung ausweichen. Somit geht die Beaufschlagung der Platine mit der zweiten Presskraft notwendig mit einer Reduzierung der ersten Presskraft einher.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Werkzeug zu m Presshärten zu schaffen, welche die genannten Nachteile nicht aufweisen. Insbesondere soll eine optimale Presshärtung auch bei steilen Zargenwinkeln mit geringem Aufwand möglich sein, wobei zugleich eine Abhängigkeit der quer zueinander aufzubringenden Presskräfte voneinander vermieden wird.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem ein Verfahren mit den Schritten des Anspruchs 1 geschaffen wird. Im Rahmen des Verfahrens wird die zweite Presskraft unabhängig von der ersten Presskraft aufgebracht. Es besteht also keine Abhängigkeit zwischen der ersten Presskraft und der zweiten Presskraft. Es ist daher möglich, die Platine überall mit einer optimalen Kontaktflächenpressung zu beaufschlagen, wodurch es möglich ist, in dem gesamten bearbeiteten Bauteil homogene Gefügeeigenschaften zu erreichen. Durch die geeignete Wahl der Kontaktflächenpressung in allen Bauteilbereichen kann nämlich eine homogene Abkühlrate über das gesamte Bauteil erreicht werden, wobei in steilen Abschnitten der Platine ein erhöhter Druck quer zur Hauptwirkrichtung ausgeübt werden kann, der den fehlenden Anpressdruck des Oberwerkzeugs kompensiert, sodass die Platine auch in Bereichen steiler Zargenwinkel homogen abgekühlt wird.
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Unter dem begriff „Platine” ist hier insbesondere ein Blech zu verstehen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens ist es möglich, dass die Platine vor dem Presshärten in eine Form gebracht wird, die beim Presshärten nicht oder höchstens kaum verändert wird. Das Presshärten dient dann lediglich der Einstellung der Gefügeeigenschaften der Platine. Alternativ ist bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens vorgesehen, dass die Platine beim Presshärten zugleich zumindest bereichsweise umgeformt wird. Das Presshärten dient dann sowohl der Umformung der Platine als auch dem Einstellen der Gefügeeigenschaften.
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Bevorzugt wird ein Verfahren, bei welchem die Presselemente im Wesentlichen senkrecht, vorzugsweise genau senkrecht zu der Hauptwirkrichtung verlagert werden, wobei die zweite Presskraft im Wesentlichen senkrecht, vorzugsweise genau senkrecht zu der Hauptwirkrichtung und damit zu der ersten Presskraft orientiert ist.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass die zweite Presskraft auf einen Abschnitt der Platine angewendet wird, der einen Zargenwinkel von höchstens 3° aufweist. Im Rahmen des Verfahrens ist es damit möglich, Abschnitte mit Zargenwinkeln presszuhärten, bei denen dies gemäß den herkömmlichen Verfahren nicht oder nur sehr umständlich und unter Inkaufnahme einer Reduktion der Presskraft in Hauptwirkrichtung möglich ist. Bevorzugt wird die zweite Presskraft auf einen Abschnitt der Platine angewendet, bei welchem der Zargenwinkel weniger als 3° beträgt. Besonders bevorzugt wird die zweite Presskraft auf einen Abschnitt der Platine angewendet, bei welchem der Zargenwinkel 0° beträgt. Es ist also insbesondere im Rahmen des Verfahrens möglich, auch Platinengeometrien zu bearbeiten, welche rechtwinklige Formverläufe und mithin Abschnitte mit einem Zargenwinkel von 0° umfassen.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, das die erste Presskraft nicht reduziert wird, während die Platine mit der zweiten Presskraft beaufschlagt wird. So kann insbesondere die volle erste Presskraft auf Abschnitte der Platine angewendet werden, die im Wesentlichen senkrecht zur Hauptwirkrichtung orientiert sind, während die Platine in quer hierzu orientierten Abschnitten mit der zweiten Presskraft beaufschlagt wird. Es ergibt sich keine Abhängigkeit und insbesondere keine Reduktion der ersten Presskraft aus der Beaufschlagung der Platine mit der zweiten Presskraft. Bevorzugt ist es sogar möglich, dass die erste Presskraft erhöht wird, während die Platine mit der zweiten Presskraft beaufschlagt wird. Es erfolgt also nicht nur keine Reduktion der ersten Presskraft, sondern diese wird sogar erhöht, um eine noch innigere Kontaktflächenpressung zu erzielen. Besonders bevorzugt wird eine Ausführungsform des Verfahrens, bei welcher die erste und die zweite Presskraft gleich gewählt werden. In diesem Fall wird die Platine in allen Bereichen mit einer homogenen Kontaktflächenpressung beaufschlagt, was zu besonders homogenen Gefügeeigenschaften führt. Damit wird insbesondere ein bei einer inhomogenen Temperaturverteilung im Bauteil auf die Presshärtung folgender Verzug des Bauteils reduziert oder sogar ganz vermieden.
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Es ist dabei möglich, dass die erste Presskraft zunächst vermindert aufgebracht wird, wobei sie erhöht wird, wenn die zweite Presskraft aufgebracht wird. Dabei werden bevorzugt letztlich gleiche Kontaktflächenpressungen durch die erste und die zweite Presskraft aufgebracht. Insbesondere ist es möglich, die erste Presskraft simultan mit dem Aufbringen der zweiten Presskraft zu erhöhen, wobei letztlich ein gemeinsamer Wert erreicht wird. Es ist auch möglich, dass das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug zunächst in ihre Schließstellung gebracht werden, ohne dass bereits eine nennenswerte Presskraft aufgebracht wird, wobei dann die erste Presskraft und die zweite Presskraft simultan erhöht werden, bevorzugt auf einen identischen Wert.
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Es wird auch ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass durch die erste Presskraft ein Kontaktdruck von mindestens 0,01 MPa bis höchstens 40 MPa, vorzugsweise von mindestens 0,01 MPa bis höchstens 0,5 MPa aufgebracht wird. Besonders bevorzugt wird durch die erste Presskraft ein Kontaktdruck von höchstens 0,5 MPa, insbesondere von weniger als 0,5 MPa aufgebracht. Die hier beschriebenen Werte für den Kontaktdruck stellen einen geeigneten Wärmeübergang zur raschen Abschreckung der Platine in dem Werkzeug sicher, wobei insbesondere gewährleistet wird, dass die Abkühlrate einen Wert von 27 K/s nicht unterschreitet.
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Alternativ oder zusätzlich wird bevorzugt, dass durch die zweite Presskraft ein Kontaktdruck von mindestens 0,01 MPa bis höchstens 40 MPa, vorzugsweise von mindestens 0,01 MPa bis höchstens 0,5 MPa, und besonders bevorzugt von höchstens 0,5 MPa, insbesondere weniger als 0,5 MPa, aufgebracht wird. Auch hierdurch wird ein geeigneter Wärmeübergang in dem Werkzeug sichergestellt, wobei die Abkühlrate vorzugsweise einen Wert von 27 K/s nicht unterschreitet.
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Schließlich wird ein Verfahren bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass eine Stahl-Platine, vorzugsweise eine Platine aus Bohr-Mangan-Stahl und/oder eine Platine aus mikrolegiertem Stahl pressgehärtet wird. Die Platine wird vorzugsweise zunächst auf eine Austenitisierungstemperatur erwärmt und anschließend im Rahmen der Presshärtung abgeschreckt, wobei besonders bevorzugt eine vollständig martensitische Aushärtung erzielt wird.
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Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Werkzeug zum Presshärten einer Platine mit den Merkmalen des Anspruchs 6 geschaffen wird. Das Werkzeug ist bevorzugt geeignet zur Durchführung eines Verfahrens nach einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen. Es zeichnet sich dadurch aus, dass die Presselemente unabhängig von einer Relativverlagerung des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs quer zu der Hauptwirkrichtung verlagerbar sind. Das Werkzeug ist also so ausgestaltet, dass die Presselemente quer zu der Hauptwirkrichtung verlagert werden können, ohne dass dies einen Einfluss auf die Relativverlagerung des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs in Hauptwirkrichtung hat. Insbesondere ist die Verlagerung der Presselemente quer zu der Hauptwirkrichtung nicht durch eine Relativverlagerung des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs getrieben beziehungsweise bewirkbar. Durch die Entkopplung der Verlagerung der Presselemente quer zu der Hauptwirkrichtung einerseits und der Relativverlagerung des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs in Hauptwirkrichtung andererseits ist es möglich, eine homogene Kontaktflächenpressung in einem gesamten Bereich der presszuhärtenden Platine zu gewährleisten, wobei überall optimale Werte für die Kontaktflächenpressung erreichbar sind. Im Übrigen ergeben sich die gleichen Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.
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Es ist ein Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem das Unterwerkzeug raumfest angeordnet ist, wobei das Oberwerkzeug relativ zu dem Unterwerkzeug in Hauptwirkrichtung verlagerbar ist. Alternativ ist ein Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem das Oberwerkzeug raumfest angeordnet ist, wobei das Unterwerkzeug relativ zu dem Oberwerkzeug in Hauptwirkrichtung verlagerbar ist. Auch ist ein Ausführungsbeispiel möglich, bei welchem sowohl das Oberwerkzeug als auch das Unterwerkzeug in Hauptwirkrichtung aufeinander zu verlagerbar sind.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die mindestens zwei Presselemente im Wesentlichen senkrecht, vorzugsweise genau senkrecht, zu der Hauptwirkrichtung verlagerbar. Auf diese Weise ist es ohne Weiteres möglich, auch sehr steile Abschnitte der Platine mit einem Zargenwinkel von weniger als 3°, insbesondere auch Abschnitte mit einem Zargenwinkel von 0°, mit optimaler Kontaktflächenpressung zu bearbeiten.
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Es wird ein Ausführungsbeispiel des Werkzeugs bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass das Unterwerkzeug quer zu einer Längserstreckung des Werkzeugs segmentiert ist. Dabei ist die Längserstreckung senkrecht zu der Hauptwirkrichtung und bevorzugt senkrecht zu der Verlagerungsrichtung der Presselemente orientiert. Besonders bevorzugt ist das Unterwerkzeug in zumindest zwei parallel zu der Längserstreckung des Werkzeugs, insbesondere zu der Längserstreckung einer formgebenden Außenfläche des Unterwerkzeugs, segmentiert. Die Presselemente sind bevorzugt als Segmente des Unterwerkzeugs ausgebildet, wobei sie quer zu der Längserstreckung verlagerbar sind. Besonders bevorzugt sind sie senkrecht zu der Längserstreckung verlagerbar.
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Das Unterwerkzeug ist demnach bevorzugt entlang einer Ebene geteilt, insbesondere zweigeteilt, in welcher die Hauptwirkrichtung liegt, und die sich in Richtung einer Längserstreckung der formgebenden Außenfläche des Unterwerkzeugs erstreckt. Die so gebildeten Segmente sind querbeweglich verstellbar ausgebildet.
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Das Unterwerkzeug ist bevorzugt ausgebildet zur Bearbeitung eines konkaven Innenbereichs der Platine, wobei das Oberwerkzeug bevorzugt ausgebildet ist zur Bearbeitung eines konvexen Außenbereichs derselben. Durch die verlagerbaren Presselemente, die als Segmente des Unterwerkzeugs ausgebildet sind, wird somit bevorzugt eine Kontaktflächenpressung der Platine von innen nach außen gegen das Oberwerkzeug bewirkt, wobei bei dieser Art der Verlagerung kein Werkzeugsegment ausweichen muss, um Raum für die Verlagerung zu schaffen. Es ist insbesondere auch deswegen möglich, die erste und die zweite Presskraft unabhängig voneinander einzustellen.
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Es wird auch ein Werkzeug bevorzugt, das sich durch einen Antrieb zu Verlagerung der Presselemente quer zur Hauptwirkrichtung auszeichnet. Der Antrieb ist vorzugsweise als mechanischer, hydraulischer oder pneumatischer Antrieb ausgebildet. Insbesondere ist es möglich, die Verlagerung der Presselemente durch mechanische Schieber zu bewirken, oder die Presselemente als mechanische Schieber auszubilden.
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Es wird auch ein Werkzeug bevorzugt, das sich dadurch auszeichnet, dass zwischen den Presselementen – quer, vorzugsweise senkrecht, zu deren Verlagerungsrichtung gesehen – eine Druckleitung mit elastischer Wandung, angeordnet ist. Die Druckleitung ist vorzugsweise als Druckschlauch ausgebildet. Das Werkzeug umfasst eine Durchleiteinrichtung zur Durchleitung eines Druckmediums durch die Druckleitung. Die Druckleitung ist derart relativ zu den Presselementen angeordnet, dass diese durch die sich unter Druck ausdehnende Wandung der Druckleitung verlagerbar sind. Wird also die Druckleitung mit Hilfe der Durchleiteinrichtung mit einem Innendruck beaufschlagt, dehnt sich deren elastische Wandung aus und drängt dabei die Presselemente in Verlagerungsrichtung auseinander. Die Durchleiteinrichtung ist bevorzugt so ausgebildet, dass der Druck in der Druckleitung abbaubar ist, insbesondere indem Druckmedium aus der Druckleitung entfernt, beispielsweise abgelassen oder abgepumpt wird.
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Wird der Druck in der Druckleitung reduziert, bildet sich die elastische Verformung der Wandung zurück, wobei insbesondere das Volumen beziehungsweise die Querschnittsfläche der Druckleitung abnimmt. Bevorzugt sind die Presselemente durch mindestens ein elastisches Rückholelement, vorzugweise mindestens eine Zugfeder, derart miteinander verbunden, dass sie entgegen der ursprünglichen Verlagerungsrichtung zurückverlagert werden, wenn sich die elastische Wandung der Druckleitung wieder zusammenzieht. Auf diese Weise sind die Presselemente bedarfsgerecht zum Aufbringen der zweiten Presskraft und zu deren Reduktion, beziehungsweise um sie außer Eingriff mit der Platine zu bringen, hin- und herverlagerbar.
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Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel des Werkzeugs, bei welchem die Durchleiteinrichtung ein Druckregelelement aufweist. Dieses ist so ausgebildet und mit der Druckleitung wirkverbunden, dass ein Druck in der Druckleitung durch das Druckregelelement regelbar ist. Dies erfolgt bevorzugt durch entsprechendes Zu- und/oder Abführen von Druckmedium in die Druckleitung. Mit Hilfe der Druckregelung ist eine besonders feinfühlige Verstellung der Presselemente möglich, wodurch eine sehr präzise Anpassung der Flächenpressung erzielt werden kann.
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Das Werkzeug umfasst bevorzugt ein Druckmedium, das ein temperaturbeständiges Fluid, insbesondere ein Gas oder eine Flüssigkeit, besonders bevorzugt eine temperaturbeständige Flüssigkeit ist. Bevorzugt ist es möglich, mittels des Druckmediums das Unterwerkzeug zu kühlen und/oder die Kühlung des Unterwerkzeugs zu unterstützen. Das Unterwerkzeug ist also bevorzugt entweder über die Druckleitung durch das Druckmedium kühlbar, oder weist zusätzlich oder alternativ andere Kühlelemente, beispielsweise Kanäle auf, welche die Presselemente durchsetzen und durch welche ein Kühlmedium leitbar ist. Bevorzugt umfasst das Werkzeug eine Kühleinrichtung, mit welcher das Druckmedium kühlbar ist. Außerdem umfasst das Werkzeug besonders bevorzugt eine Temperaturregeleinrichtung, durch welche eine Temperatur des Druckmediums und/oder des Werkzeugs regelbar ist.
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Ein Ausführungsbeispiel des Werkzeugs, bei welchem das Unterwerkzeug vollständig mit Hilfe des Druckmediums gekühlt wird, ist besonders einfach aufgebaut, insbesondere weil die Funktionen des Aufbringens der zweiten Presskraft durch die Presselemente einerseits und der Kühlung des Unterwerkzeugs zum Durchführen der Presshärtung andererseits miteinander kombiniert vorgesehen sind. Es bedarf in diesem Fall dann keiner weiteren Kühlelemente oder Kühleinrichtungen.
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Die vorzugsweise als Druckschlauch ausgebildete Druckleitung weist bevorzugt eine Wandung auf, die aus einem wärmeresistenten, elastischen Material besteht. Besonders bevorzugt besteht die Wandung aus Silikon.
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Die Beschreibung des Verfahrens einerseits und des Werkzeugs andererseits sind komplementär zueinander zu verstehen. Insbesondere sind Merkmale, die implizit oder explizit in Zusammenhang mit dem Verfahren beschrieben wurden, bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander Merkmale eines Ausführungsbeispiels des Werkzeugs. Umgekehrt sind Verfahrensschritte, die explizit oder implizit in Zusammenhang mit dem Werkzeug erläutert wurden, bevorzugt einzeln oder in Kombination miteinander Schritte einer Ausführungsform des Verfahrens.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Unterwerkzeugs.
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Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Werkzeugs 1 zum Presshärten, hier konkret das Unterwerkzeug 3 des Werkzeugs 1. Entsprechend ist das Oberwerkzeug nicht dargestellt. Die Hauptwirkrichtung des Werkzeugs 1 erstreckt sich in der Figur schräg nach links oben. Das nicht dargestellt Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug 3 schließen miteinander eine Kavität 5 ein, in der hier eine Platine 7 angeordnet ist. Die Hauptwirkrichtung steht senkrecht auf einer Bodenfläche 9 der Platine 7. Entsprechend wird die Bodenfläche 9 beim Presshärten mit der ersten Presskraft beaufschlagt, wenn das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug 3 aufeinander zu in die Schließstellung verlagert werden.
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Die Platine 7 weist außerdem Seitenabschnitte 11 auf, die hier rechtwinklig zu der Bodenfläche 9 verlaufen, wobei sie einen Zargenwinkel von 0° aufweisen. Die Seitenabschnitte 11 sind demnach als steile Abschnitte ausgebildet. Es ist offensichtlich, dass diese nicht durch die erste Presskraft beaufschlagt werden, wenn das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug 3 in der Schließstellung angeordnet werden.
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Das Unterwerkzeug 3 weist eine formgebende Außenfläche 13 auf, wobei das Oberwerkzeug eine formgebende Innenfläche aufweist, die komplementär zu der formgebenden Außenfläche 13 ausgestaltet ist. Beim Presshärten wird die Platine 7 zwischen der formgebenden Innenfläche des Oberwerkzeugs und der formgebenden Außenfläche 13 des Unterwerkzeugs 3 aufgenommen.
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Um auch im Bereich der Seitenabschnitte 11 eine Kontaktflächenpressung aufbauen zu können, weist das Werkzeug 1, hier das Unterwerkzeug 3, zwei Presselemente 15, 15' auf, die hier in einer durch einen Doppelpfeil P gekennzeichneten Verlagerungsrichtung relativ zueinander verlagerbar sind, wobei die Verlagerungsrichtung senkrecht auf der Hauptwirkrichtung steht.
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Senkrecht zu der Hauptwirkrichtung und senkrecht zu der Verlagerungsrichtung erstreckt sich eine Längsrichtung oder Längserstreckung des Werkzeugs 1, beziehungsweise des Unterwerkzeugs 3 und auch der formgebenden Außenfläche 13. Die Längsrichtung und die Hauptwirkrichtung spannen eine Ebene auf, entlang derer das Unterwerkzeug 3 geteilt ist, hier nämlich in zwei Segmente 17, 17', welche die Presselemente 15, 15' bilden.
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Die Presselemente 15, 15' wirken hier auf einen inneren, konkaven Bereich 19 der Platine 7, wobei sie beim Presshärten derselben die Seitenabschnitte 11 von innen nach außen gegen die formgebende Innenfläche des Oberwerkzeugs 3 drängen und so eine Kontaktflächenpressung aufbauen. Es ist offensichtlich, dass die derart durch die Presselemente 15, 15' aufgebrachte, zweite Presskraft unabhängig ist von der ersten Presskraft, die durch Relativverlagerung des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs 3 in der Hauptwirkrichtung aufgebracht wird.
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Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen den Presselementen 15, 15' senkrecht zu der durch den Pfeil P angedeuteten Verlagerungsrichtung eine Druckleitung 21 angeordnet, die hier als Druckschlauch 23 ausgebildet ist. Der Druckschlauch 23 umfasst eine elastische Wandung 25, die bevorzugt aus Silikon besteht. Die elastische Wandung 25 umgreift ein Inneres 27 des Druckschlauchs 23, durch welches ein Druckmedium führbar ist. Wird der Druckschlauch 23 durch das Druckmedium mit einem Innendruck beaufschlagt, dehnt sich die elastische Wandung 25 aus und drängt die Presselemente 15, 15' vorzugsweise gegen eine Vorspannkraft mindestens eines elastischen Rückholelements, vorzugsweise mindestens einer Zugfeder, in Verlagerungsrichtung auseinander. Auf diese Weise kann die zweite Presskraft aufgebracht werden.
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Bevorzugt sind die Presselemente 15, 15' durch das mindestens eine elastische Rückholelement derart miteinander verbunden, dass sie – entlang der Verlagerungsrichtung gesehen – wieder aufeinander zuverlagert werden, wenn der Druckschlauch 23 druckentlastet wird. Auf diese Weise kann die zweite Presskraft bedarfsgerecht auf- und wieder abgebaut werden, beziehungsweise die Presselemente 15, 15' können außer Eingriff mit der Platine 7 gebracht werden.
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Besonders bevorzugt wird das Unterwerkzeug 3 zugleich mit Hilfe des Druckmediums über den Druckschlauch 23 gekühlt, um die Platine 7 abzuschrecken und so die Presshärtung durchzuführen.
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Insgesamt zeigt sich, dass es mit Hilfe des Verfahrens und des Werkzeugs 1 möglich ist, einen robusten Presshärteprozess mit kürzerer Fertigungszeit, besserer Maßhaltigkeit und reduziertem Ausschuss durchzuführen. Zugleich ist ein Aufwand bezüglich einer Werkzeugeinarbeitung gering. Die Qualität der bearbeiteten Platine 7 wird in Hinblick auf ihre mechanische Eigenschaften verbessert.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011108912 A1 [0002, 0004]
