DE102013019634A1 - Production of a sheet metal part with local electromagnetic forming of the sheet material for producing a sheet metal molding edge - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Blechformteils, insbesondere eines Karosserie-Außenhautteils, durch Umformen eines Blechmaterials (B), wobei das herzustellende Blechformteil wenigstens eine sichtbare Blechformteilkante (12) aufweisen soll, mit folgenden Schritten: – Erzeugen eines Blechvorformteils durch Umformen eines bereitgestellten Blechmaterials (B), und – Erzeugen wenigstens einer Blechformteilkante (12) am Blechvorformteil durch lokales elektromagnetisches Nachumformen des Blechmaterials (B). Die Erfindung betriff ferner ein hierfür geeignetes Blechbearbeitungswerkzeug (100) zur Verwendung in einer Presse, sowie eine Fertigungslinie, wie insbesondere eine Pressenstraße.The invention relates to a method for producing a sheet metal part, in particular a body shell part, by forming a sheet material (B), wherein the sheet metal part to be produced at least a visible sheet metal part edge (12) should have the following steps: - Generating a sheet metal preform by forming a provided Sheet metal material (B), and - generating at least one sheet metal molding edge (12) on the sheet metal preform by local electromagnetic Nachumformen the sheet material (B). The invention further relates to a sheet metal working tool (100) suitable for this purpose for use in a press, and to a production line, in particular a press line.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Blechformteils, wobei das herzustellende Blechformteil wenigstens eine sichtbare Blechformteilkante aufweisen soll.The invention relates to a method for producing a sheet-metal shaped part, wherein the sheet-metal shaped part to be produced should have at least one visible sheet-metal shaped part edge.

Die Erfindung betriff ferner ein hierfür geeignetes Blechbearbeitungswerkzeug zur Verwendung in einer Presse, sowie eine Fertigungslinie, wie insbesondere eine Pressenstraße.The invention further relates to a sheet metal working tool suitable for this purpose for use in a press, as well as a production line, in particular a press line.

Unter einer Blechformteilkante wird eine in das Blechmaterial eingeformte Bauteilkante verstanden, die an ihrer Außenseite durch einen sehr kleinen Kanten- bzw. Formradius gekennzeichnet ist, wodurch sich entlang des Verlaufs dieser Blechformteilkante ein scharfkantiger Flächenübergang (bzw. Flankenübergang) ergibt.A sheet metal part edge is understood to mean a component edge formed in the sheet metal material, which is characterized on its outside by a very small edge or shape radius, resulting in a sharp-edged surface transition (or edge transition) along the course of this sheet metal part edge.

In der DE 10 2011 115 219 A1 derselben Anmelderin wird ein mehrstufiges Verfahren zur Herstellung eines Blechformteils, das wenigstens eine Blechformteilkante aufweist, vorgeschlagen. Das verwendete Blechmaterial wird zunächst in einem ersten Ziehwerkzeug umgeformt, wobei das herzustellende Blechformteil im Wesentlichen fertig geformt und die Blechformteilkante positionsgenau mit einem vergrößerten Kantenradius vorgeformt wird. Anschließend wird dieses Blechformteil in ein zweites Ziehwerkzeug eingelegt und darin fertig geformt, wobei die vorgeformte Blechformteilkante fertig ausgeformt wird.In the DE 10 2011 115 219 A1 The same applicant is a multi-stage process for producing a sheet metal part having at least one sheet metal molding edge proposed. The sheet material used is first formed in a first drawing tool, wherein the sheet metal part to be produced is substantially finished molded and the sheet metal part edge is preformed positionally accurate with an increased edge radius. Subsequently, this sheet metal part is placed in a second drawing tool and finished molded therein, the preformed sheet metal molding edge is fully formed.

Die Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere vorteilhafte Möglichkeit zur Herstellung eines Blechformteils, das wenigstens eine sichtbare Blechformteilkante aufweist, anzugeben.The invention has for its object to provide a further advantageous possibility for producing a sheet metal part having at least one visible sheet metal molding edge.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Mit nebengeordneten Patentansprüchen erstreckt sich die Erfindung auch auf ein erfindungsgemäßes Blechbearbeitungswerkzeug und auf eine erfindungsgemäße Fertigungslinie. Weiterbildungen und Ausgestaltungen ergeben sich analog für alle Erfindungsgegenstände sowohl aus den abhängigen Patentansprüchen als auch aus den nachfolgenden Erläuterungen.This object is achieved by a method according to the invention with the features of claim 1. With independent claims, the invention also extends to an inventive sheet metal working tool and to a production line according to the invention. Further developments and embodiments are analogous to all subjects of the invention both from the dependent claims and from the following explanations.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Blechformteils durch Umformen eines Blechmaterials, wobei das herzustellende Blechformteil wenigstens eine sichtbare Blechformteilkante aufweisen soll, weist zumindest folgende Schritte auf:

  • – Erzeugen eines Blechvorformteils durch Umformen eines bereitgestellten Blechmaterials, und
  • – Erzeugen wenigstens einer (sichtbaren) Blechformteilkante am Blechvorformteil durch lokales elektromagnetisches Nachumformen des Blechmaterials.
The inventive method for producing a sheet metal part by forming a sheet material, wherein the sheet metal part to be produced is to have at least one visible sheet metal molding edge, has at least the following steps:
  • - Producing a sheet metal preform by forming a provided sheet material, and
  • - Producing at least one (visible) sheet metal molding edge on the sheet metal preform by local electromagnetic Nachumformen the sheet material.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst somit im Wesentlichen zwei Stufen bzw. Schritte: ein Vorformen des Blechmaterials zur Formgebung des Blechformteils und ein lokales Nachformen des Blechmaterials zur Ausformung wenigstens einer Blechformteilkante. Das Vorformen bzw. Vorumformen erfolgt insbesondere durch konventionelles Umformen des Blechmaterials. Unter einem konventionellen Umformen wird insbesondere das Umformen mittels Formwerkzeugen (bspw. Tiefzieh- und/oder Streckziehwerkzeuge), die starre Werkzeugwirkflächen aufweisen, verstanden. Das lokale Nachformen bzw. Nachumformen erfolgt durch elektromagnetisches Umformen des Blechmaterials. Im Gegensatz zum konventionellen Umformen erfolgt das elektromagnetische Umformen mittels Wirkenergie (elektromagnetische Druckkraft), die, im erfindungsgemäßen Fall lokal, auf das umzuformende Blechmaterial einwirkt. Im Weiteren wird auf entsprechende Fachliteratur verwiesen.The method according to the invention thus essentially comprises two stages or steps: a preforming of the sheet material for shaping the sheet metal part and a local reshaping of the sheet metal for forming at least one sheet metal part edge. The preforming or pre-forming takes place in particular by conventional forming of the sheet metal material. In particular, forming by means of forming tools (for example deep-drawing and / or stretch-drawing tools) which have rigid tool-effect surfaces is understood to mean conventional forming. The local reshaping or Nachumformen carried out by electromagnetic forming of the sheet material. In contrast to conventional forming, the electromagnetic transformation takes place by means of active energy (electromagnetic pressure force), which, in the case according to the invention locally, acts on the sheet metal material to be formed. In the following reference is made to corresponding technical literature.

Bei dem herzustellenden Blechformteil handelt es sich insbesondere um ein Karosserie-Außenhautteil, welches in einem sichtbaren Hauptflächenbereich (d. h. nicht in einem Nebenflächenbereich, wie bspw. einem Flanschabschnitt) wenigstens eine sichtbare und insbesondere auch deutlich ausgeprägte Blechformteilkante aufweist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Blechformteilkante einen räumlichen bzw. dreidimensionalen und insbesondere auch komplexen (bspw. mehrfach gekrümmten und/oder richtungsverändernden) Verlauf aufweist (3D-Geometrie). Eine solche Blechformteilkante ist insbesondere eine so genannte Designkante, entlang derer benachbarte Flächenbereiche durch einen scharfkantigen Flächenrichtungswechsel zueinander abgegrenzt sind. Solche Designkanten können auch eine technische Funktion haben und z. B. als Versteifungselemente, Regenwasserabläufe und dergleichen dienen.The sheet-metal shaped part to be produced is, in particular, a bodywork outer skin part which has at least one visible and in particular also distinctly shaped sheet-metal molded part edge in a visible main surface area (that is to say not in an auxiliary area area, such as, for example, a flange section). It is preferably provided that the sheet-metal molded part edge has a spatial or three-dimensional and in particular also complex (for example multi-curved and / or direction-changing) course (3D geometry). Such a shaped metal sheet edge is in particular a so-called design edge, along which adjacent surface areas are delimited from one another by a sharp-edged change of surface direction. Such design edges can also have a technical function and z. B. serve as stiffening elements, rainwater drains and the like.

Mit der vorgeschlagenen Verfahrensweise können präzise und mitunter sehr markante Blechformteilkanten mit einem sehr kleinen Kantenradius ausgebildet werden, ohne dass Nachlaufkanten, Einschnürungen, Falten und/oder Rückfederungen entstehen. Die Flächen- bzw. Flankenübergänge entlang einer erfindungsgemäß erzeugten Blechformteilkante weisen eine hohe Formpräzision auf (Radiusausbildung ohne Knicke und/oder Flachstellen). Der erzielbare Kantenradius (an der Außenseite) beträgt bevorzugt weniger als 2 mm, besonders bevorzugt weniger als 1,5 mm und insbesondere weniger als 1,0 mm. Insbesondere ist der Kantenradius gleich und/oder kleiner als die Blechdicke des Blechmaterials. Ferner können auch sehr nah beieinanderliegende Blechformteilkanten mit hoher Präzision erzeugt werden.With the proposed procedure can be formed with a very small edge radius precise and sometimes very distinctive sheet metal part edges without trailing edges, constrictions, wrinkles and / or springback arise. The surface or flank transitions along a sheet metal part edge produced according to the invention have a high degree of precision (radius formation without kinks and / or flat spots). The achievable edge radius (on the outside) is preferably less than 2 mm, more preferably less than 1.5 mm and in particular less than 1.0 mm. In particular, the edge radius is equal to and / or smaller than the sheet thickness of the sheet material. Furthermore, also very close together sheet metal part edges can be produced with high precision.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass für das Umformen und für das Nachumformen des Blechmaterials verschiedene Blechbearbeitungswerkzeuge verwendet werden. Bevorzugt ist zwischen dem Umformen und Nachumformen ein Werkstücktransport erforderlich. Besonders bevorzugt handelt es sich um pressengebundene Blechbearbeitungswerkzeuge. Ein pressengebundenes und somit auch pressenbetätigtes Blechbearbeitungswerkzeug weist im Allgemeinen ein Werkzeugunterteil und ein hierzu relativbewegliches Werkzeugoberteil auf, wobei das Werkzeugunterteil auf dem Pressentisch angeordnet und das Werkzeugoberteil am Pressenstößel befestigt ist. Auch das Blechbearbeitungswerkzeug, in dem das lokale elektromagnetische Nachumformen des Blechmaterials zur Erzeugung wenigstens einer Blechformteilkante erfolgt, kann im Wesentlichen so aufgebaut sein. Bevorzugt sind die Blechbearbeitungswerkzeuge zum Umformen und Nachumformen als Folgewerkzeuge ausgebildet und innerhalb einer Pressenstraße oder Großteilstufenpresse (oder dergleichen), bspw. mit vier bis acht und insbesondere mit sechs Pressenstufen, angeordnet und somit fertigungstaktgebunden. It is preferably provided that different sheet metal working tools are used for the forming and the reshaping of the sheet material. Preferably, between the forming and Nachumformen a workpiece transport is required. Particularly preferred are press-bound sheet metal working tools. A press-bound and thus also press-operated sheet metal working tool generally has a lower tool part and a relatively movable upper tool part, wherein the lower tool part arranged on the press table and the upper tool part is fixed to the press ram. Also, the sheet metal working tool, in which the local electromagnetic Nachumformen the sheet material for producing at least one sheet metal molding edge is carried out, may be constructed substantially the same. Preferably, the sheet metal forming tools are designed for forming and Nachumformen as follow-on tools and within a press line or large step press (or the like), for example. With four to eight and in particular with six press stages, arranged and thus production clock tied.

Durch Umformen eines Blechmaterials in wenigstens einem pressengebundenen Blechbearbeitungswerkzeug kann zunächst ein Blechvorformteil erzeugt werden, welches dann einem weiteren pressengebundenen Blechbearbeitungswerkzeug zugeführt wird, in dem in einer Folgeoperation wenigstens eine Blechformteilkante durch lokales elektromagnetisches Nachumformen des Blechmaterials erzeugt bzw. ausgebildet wird, was insbesondere innerhalb einer Pressenstraße erfolgt. Eine Pressenstraße umfasst mehrere mit Blechbearbeitungswerkzeugen bestückte Pressen, die mit einem Werkstücktransfersystem verbunden sind.By forming a sheet material in at least one press-bound sheet metal working tool, a sheet metal preform can first be produced, which is then fed to a further press-bound sheet metal working tool in which at least one sheet metal part edge is generated or formed in a subsequent operation by local electromagnetic Nachumformen the sheet material, which is especially within a press line he follows. A press line comprises a plurality of presses equipped with sheet metal working tools, which are connected to a workpiece transfer system.

Die Erfindung ist damit auch für eine wirtschaftliche Anwendung in Presswerken geeignet, wobei das lokale elektromagnetische Umformen bzw. Nachumformen des Blechmaterials zur Erzeugung wenigstens einer Blechformteilkante in eine konventionelle Abfolge, insbesondere in einen konventionellen Ziehprozess, zur Herstellung eines betreffenden Blechformteils integriert bzw. eingebunden werden kann. Die vorgeschlagene Vorgehensweise ist insbesondere für die taktgebundene Serienherstellung in einer, insbesondere schnelllaufenden und somit kurz getakteten, Pressenstraße geeignet. Aufgrund der elektromagnetischen Umformung sind die auftretenden Werkzeugbelastungen im Vergleich zum konventionellen Umformen deutlich geringer. (Für das konventionelle Ausformen einer Blechformteilkante sind sehr hohe Kräfte erforderlich.) Auch der Werkzeugverschleiß ist deutlich niedriger, da weniger abrasiver Kontakt zwischen Blechmaterial und Werkzeugwirkflächen besteht.The invention is therefore also suitable for economical use in stamping plants, wherein the local electromagnetic forming or Nachumformen the sheet material for generating at least one sheet metal part edge can be integrated or integrated into a conventional sequence, in particular in a conventional drawing process for producing a respective sheet metal part , The proposed procedure is suitable in particular for the clock-bound series production in one, in particular high-speed and thus short-cycle, press line. Due to the electromagnetic deformation, the occurring tool loads are significantly lower compared to conventional forming. (Very high forces are required for the conventional forming of a sheet metal part edge.) Tool wear is also significantly lower, as there is less abrasive contact between the sheet metal material and the die surfaces.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass das lokale elektromagnetische Nachumformen des Blechmaterials während eines Pressen- bzw. Werkzeugschließhubs erfolgt, insbesondere dann, wenn sich der Pressenstößel in etwa im unteren Totpunkt (UT) befindet. Die beim elektromagnetischen Umformen bzw. Nachumformen auftretenden Reaktionskräfte werden von der Presse aufgenommen. Ein Verriegeln des Blechbearbeitungswerkzeugs und/oder der Presse ist nicht erforderlich.It is preferably provided that the local electromagnetic Nachumformen the sheet material takes place during a press or Werkzeugschließhubs, especially when the press ram is approximately at the bottom dead center (UT). The reaction forces occurring during electromagnetic forming or post-forming are absorbed by the press. A locking of the sheet metal working tool and / or the press is not required.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Blechmaterial beim lokalen elektromagnetischen Nachumformen, zumindest in dem die zu erzeugende Blechformteilkante umgebenden Bereich, zwischen einem Werkzeugoberteil und einem Werkzeugunterteil des verwendeten Blechbearbeitungswerkzeugs eingeklemmt bzw. fixiert wird. Durch ein solches Einklemmen kann auf das Blechmaterial im betreffenden Bereich eine, insbesondere definierte, Flächenpressung aufgebracht werden, worüber der Materialfluss beim lokalen elektromagnetischen Umformen beeinflusst und insbesondere auch begrenzt werden kann, und wodurch auch eine lokale Faltenbildung verhindert werden kann. Das verwendete Blechbearbeitungswerkzeug ist dementsprechend beschaffen, insbesondere derart, dass die korrespondierenden Werkzeugwirkflächen am Ober- und Unterwerkzeug entsprechend ausgebildet sind. Die Klemmung und das Aufbringen einer Flächenpressung erfolgt insbesondere automatisch beim Schließen des Werkzeugs, sobald sich das Werkzeugoberteil durch Absenken des Pressenstößels in Richtung seines unteren Totpunkts bewegt.It is particularly preferably provided that the sheet metal material during local electromagnetic Nachumformen, at least in the area surrounding the sheet metal forming part edge to be generated, is clamped or fixed between a tool upper part and a tool lower part of the sheet metal working tool used. By such pinching can be applied to the sheet material in the area concerned, in particular defined surface pressure, over which the material flow in the local electromagnetic forming can be influenced and in particular also limited, and whereby a local wrinkling can be prevented. The sheet metal working tool used is accordingly designed, in particular in such a way that the corresponding tool acting surfaces on the upper and lower tool are designed accordingly. The clamping and the application of a surface pressure takes place in particular automatically when closing the tool, as soon as the upper part of the tool moves by lowering the press ram in the direction of its bottom dead center.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass beim Erzeugen des Blechvorformteils wenigstens eine Blechformteilkante positionsgenau mit einem vergrößerten Kantenradius vorgeformt wird und dass die vorgeformte Blechformteilkante beim nachfolgenden lokalen elektromagnetischen Nachumformen fertig (d. h. mit finalem Kantenradius) ausgeformt wird. Bevorzugt ist der vergrößerte Kantenradius am Blechvorformteil (an der Außenseite) wenigstens um das 2-fache, besonders bevorzugt wenigstens um das 5-fache und insbesondere wenigstens um das 10-fache größer als der finale Kantenradius der zu erzeugenden Blechformteilkante.It is preferably provided that, when the sheet metal preform part is produced, at least one shaped sheet metal edge is preformed with an increased edge radius and that the preformed sheet metal preform edge is finished (ie with the final edge radius) during the subsequent local electromagnetic post-forming. The enlarged edge radius on the sheet metal preform part (on the outside) is preferably at least 2 times, more preferably at least 5 times and in particular at least 10 times larger than the final edge radius of the sheet metal part edge to be produced.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das erzeugte Blechvorformteil im Wesentlichen (d. h. bis auf die noch auszuformende Blechformteilkante) fertig geformt ist (d. h. im Wesentlichen die finale Blechformteilgeometrie aufweist), so dass beim lokalen elektromagnetischen Nachumformen nur noch die Blechformteilkante fertig ausgeformt wird, wobei jedoch gegebenenfalls auch am übrigen Blechformteil noch konventionelle Nachformoperationen und/oder Schnittoperationen vorgenommen werden können. Die grundlegende Blechformteilgeometrie kann also durch konventionelles Umformen des Blechmaterials in wenigstens einem pressengebundenen Blechbearbeitungswerkzeug erzeugt werden, wohingegen die Blechformteilkante bzw. deren finale Geometrie durch lokales elektromagnetisches Umformen bzw. Nachumformen des Blechmaterials erzeugt wird.It is particularly preferably provided that the sheet metal preforming part produced is substantially finished (ie substantially has the final sheet metal part geometry), so that only the sheet metal molded part edge is finished when the local electromagnetic postforming takes place, however, if necessary Even on the rest of sheet metal part still conventional Nachformoperationen and / or cutting operations can be made. The basic sheet metal part geometry can Thus, by conventional forming of the sheet material in at least one press-bonded sheet metal working tool are generated, whereas the sheet metal molding edge or the final geometry is generated by local electromagnetic forming or Nachumformen the sheet material.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Blechmaterial zunächst in einem oder in mehreren pressengebundenen Blechbearbeitungswerkzeugen, insbesondere durch konventionelles Umformen, zu einem Blechvorformteil geformt wird, wobei das Blechmaterial im Bereich der zu erzeugenden Blechformteilkante mit einem vergrößerten Kantenradius (wie obenstehend erläutert) vorgeformt wird. Anschließend wird das, insbesondere im Wesentlichen fertig geformte und somit die finale Blechformteilgeometrie aufweisende, Blechvorformteil in ein nachfolgendes pressengebundenes Blechbearbeitungswerkzeug eingelegt, in dem dann nur noch die Blechformteilkante durch lokales elektromagnetisches Nachumformen des mit vergrößertem Kantenradius vorumgeformten Blechmaterials ausgeformt wird.It is particularly preferably provided that the sheet material is first formed in one or more press-bound sheet metal working tools, in particular by conventional forming, to a sheet metal preform, wherein the sheet material in the region of the sheet metal molding edge to be produced with an increased edge radius (as explained above) is preformed. Subsequently, the, in particular substantially finished molded and thus the final sheet metal part geometry having, sheet metal preform is inserted into a subsequent press-bound sheet metal working tool in which then only the sheet metal part edge is formed by local electromagnetic Nachumformen the pre-formed with increased edge radius sheet material.

Die Erfindung eignet sich für nahezu jedes umformbare Blechmaterial. Bevorzugt handelt sich bei dem verwendeten Blechmaterial jedoch um ein Stahlblech und insbesondere um ein Aluminiumblech. Insbesondere bei einem Aluminiumblech erweist sich die erfindungsgemäße Verfahrensweise als sehr vorteilig, da sich ohne Ausdünnung kleine Kantenradien erzeugen lassen. Das Aluminiumblech weist bevorzugt ein Blechdicke von 0,8 mm bis 1,6 mm und insbesondere von 1,0 mm bis 1,4 mm auf.The invention is suitable for almost any formable sheet metal material. However, the sheet material used is preferably a sheet steel and in particular an aluminum sheet. Particularly in the case of an aluminum sheet, the procedure according to the invention proves to be very advantageous, since it is possible to produce small edge radii without thinning. The aluminum sheet preferably has a sheet thickness of 0.8 mm to 1.6 mm and in particular of 1.0 mm to 1.4 mm.

Ein erfindungsgemäßes Blechbearbeitungswerkzeug ist für die Verwendung in einer Presse ausgebildet und weist demgemäß ein Werkzeugoberteil und ein Werkzeugunterteil auf. Das erfindungsgemäße Blechbearbeitungswerkzeug ist weitgehend wie ein konventionelles Blechbearbeitungswerkzeug, vorzugsweise wie ein Form- und insbesondere wie ein Ziehwerkzeug (bspw. Tiefziehwerkzeug und/oder Streckziehwerkzeug) und/oder wie ein Schneidwerkzeug, aufgebaut. Es ist vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Blechbearbeitungswerkzeug ferner wenigstens eine Vorrichtung zum lokalen elektromagnetischen Umformen bzw. Nachumformen eines Blechmaterials zur Erzeugung wenigstens einer Blechformteilkante umfasst, wobei diese Vorrichtung wenigstens eine im Werkzeugoberteil oder im Werkzeugunterteil angeordnete Spuleneinrichtung und wenigstens eine gegenüberliegend im anderen Werkzeugteil angeordnete Gesenkeinrichtung mit einer Gravur, die die Form der zu erzeugenden Blechformteilkante vorgibt (bspw. eine sich längserstreckende Kerbe oder Sicke), aufweist. Die Spuleneinrichtung und/oder die Gesenkeinrichtung können auswechselbar im Blechbearbeitungswerkzeug angeordnet sein. Bevorzugt handelt es sich bei der Spuleneinrichtung nicht um eine Ring- oder Flachspule. Bevorzugt weist die Spuleneinrichtung einen einzelnen (gegebenenfalls auch mehrteilig ausgebildeten) und dem Verlauf der zu erzeugenden Blechformteilkante folgenden Spulenarm auf.An inventive sheet metal working tool is designed for use in a press and accordingly has an upper tool part and a lower tool part. The sheet metal working tool according to the invention is largely constructed like a conventional sheet metal working tool, preferably like a forming tool and in particular like a drawing tool (eg deep drawing tool and / or stretch drawing tool) and / or like a cutting tool. It is provided that the sheet metal working tool according to the invention further comprises at least one device for local electromagnetic forming or Nachumformen a sheet material for producing at least one sheet metal molding edge, said device with at least one arranged in the upper part of the tool or tool base coil means and at least one oppositely arranged in the other tool part die means an engraving, which specifies the shape of the sheet metal molding part edge to be produced (for example, a longitudinally extending notch or bead). The coil device and / or the die device can be arranged interchangeable in the sheet metal working tool. The coil device is preferably not a ring or flat coil. The coil device preferably has a single coil arm (optionally also in several parts) and the coil arm following the path of the sheet metal part edge to be produced.

Bevorzugt ist vorgesehen, dass mit dem erfindungsgemäßen Blechbearbeitungswerkzeug sowohl ein elektromagnetisches Erzeugen wenigstens einer Blechformteilkante (durch Nachumformen des Blechmaterials) möglich ist als auch weitere konventionelle Umform- bzw. Nachform- und/oder Schneioperationen möglich sind, wofür das erfindungsgemäße Blechbearbeitungswerkzeug entsprechend ausgestaltet ist. Sofern keine solchen Umform- und/oder Schneidoperationen vorgesehen sind, kann ein erfindungsgemäßes Blechbearbeitungswerkzeug im Wesentlichen identisch wie das direkt vorausgehende Blechbearbeitungswerkzeug innerhalb der selben Fertigungslinie (wie nachfolgend noch näher erläutert) ausgestaltet sein. Dadurch können die Entwicklungs- und Fertigungskosten für ein erfindungsgemäßes Blechbearbeitungswerkzeug reduziert werden.It is preferably provided that with the sheet metal working tool according to the invention both an electromagnetic generating at least one sheet metal molding edge (by Nachumformen the sheet material) is possible as well as other conventional forming or Nachform- and / or Schneioperationen are possible, for which the sheet metal working tool according to the invention is designed accordingly. If no such forming and / or cutting operations are provided, a sheet metal working tool according to the invention can be configured substantially identically to the directly preceding sheet metal working tool within the same production line (as explained in more detail below). As a result, the development and manufacturing costs for a sheet metal working tool according to the invention can be reduced.

Eine erfindungsgemäße Fertigungslinie zur Herstellung eines Blechformteils, wobei das herzustellende Blechformteil wenigstens eine Blechformteilkante aufweist bzw. aufweisen soll, umfasst mehrere pressengebundene Blechbearbeitungswerkzeuge, wobei wenigstens eines dieser Blechbearbeitungswerkzeuge ein erfindungsgemäßes Blechbearbeitungswerkzeug zum lokalen elektromagnetischen Umformen bzw. Nach umformen eines Blechmaterials zur Erzeugung wenigstens einer Blechformteilkante gemäß den vorausgehenden Erläuterungen ist. Bei der erfindungsgemäßen Fertigungslinie handelt es sich insbesondere um eine Pressenstraße oder Großteilstufenpresse. Das erfindungsgemäße Werkzeug ist bevorzugt in der letzten und/oder vorletzten Pressenstufe angeordnet.A production line according to the invention for producing a sheet metal part, wherein the sheet metal part to be produced has or should comprise at least one sheet metal molding edge, at least one of these sheet metal working tools according to the invention a sheet metal forming tool for local electromagnetic forming or After a sheet metal material to produce at least one sheet metal part edge according to the previous explanations. The production line according to the invention is, in particular, a press line or large step press. The tool according to the invention is preferably arranged in the last and / or penultimate press stage.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren in nicht einschränkender Weise näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, unabhängig von konkreten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein.The invention will be explained in more detail below with reference to the figures in a non-limiting manner. The features shown in the figures and / or explained below may, regardless of specific feature combinations, be general features of the invention.

1 zeigt ein erfindungsgemäß hergestelltes Blechformteil. 1 shows a sheet metal part produced according to the invention.

2 zeigt ein Blechbearbeitungswerkzeug zur Herstellung des in 1 dargestellten Blechformteils. 2 shows a sheet metal working tool for the production of in 1 shown sheet metal part.

3 zeigt einen Teilausschnitt aus dem in 2 dargestellten Blechbearbeitungswerkzeug. 3 shows a partial section of the in 2 illustrated sheet metal working tool.

1 zeigt eine äußere PKW-Frontklappe 10, die aus einem Blechmaterial B, insbesondere einem Aluminiumblech, gebildet ist. Die Frontklappe 10 weist zwei eingeformte Blechformteilkanten 12a und 12b mit einem linienartigen räumlichem Verlauf bzw. einer 3D-Geometrie auf. Anhand der 2 und 3 wird nachfolgend die erfindungsgemäße Herstellung der Frontklappe 10 erläutert. 1 shows an outer car front door 10 , which is formed from a sheet material B, in particular an aluminum sheet. The front flap 10 has two molded sheet metal part edges 12a and 12b with a line-like spatial course or a 3D geometry. Based on 2 and 3 Below is the preparation of the front flap according to the invention 10 explained.

2 zeigt ein zu einem erfindungsgemäßen Blechbearbeitungswerkzeug 100 gehörendes Werkzeugunterteil 110. Das Werkzeugunterteil 110 umfasst einen unteren Werkzeugrahmen 112, in dem ein formgebender Werkzeugstempel 114 aufgenommen ist. Dessen Werkzeugwirkfläche ist mit 115 bezeichnet. Das Blechbearbeitungswerkzeug 100 ist weitgehend wie ein konventionelles Tiefziehwerkzeug für die Verwendung in einer Presse aufgebaut. Erfindungsgemäß sind im Werkzeugstempel 114 zwei als Spulenarme (bzw. Stabspulen) 210a und 210b ausgebildete Spuleneinrichtungen angeordnet, mit denen die Blechformteilkanten 12a und 12b durch lokales elektromagnetisches Umformen bzw. Nachformen des Blechmaterials B erzeugbar sind. Die Spulenarme 210a und 210b sind also in einer konventionellen Werkzeugumgebung verbaut. 2 shows a to a sheet metal working tool according to the invention 100 belonging lower tool part 110 , The lower part of the tool 110 includes a lower tool frame 112 in which a shaping tool stamp 114 is included. Its tool effective area is with 115 designated. The sheet metal working tool 100 is constructed much like a conventional deep drawing tool for use in a press. According to the invention in the tool punch 114 two as coil arms (or rod coils) 210a and 210b formed coil means arranged with which the sheet metal part edges 12a and 12b can be generated by local electromagnetic forming or reshaping of the sheet material B. The coil arms 210a and 210b are therefore installed in a conventional tool environment.

3 zeigt einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäßen Blechbearbeitungswerkzeug 100, wobei ein Spulenarm 210 in einer Schnittdarstellung dargestellt ist. Der Spulenarm 210 ist im Werkzeugstempel 114 eingebettet, ohne über dessen Werkzeugfläche 115 überzustehen, so dass Abzeichnungen des Spulenarms 210 auf dem Blechmaterial B verhindert werden, und ist durch die Zwischenschicht 213 (bspw. einem Harzmaterial) gegenüber dem Werkzeugstempel 114 elektrisch isoliert. Mit 124 ist eine zum Werkzeugoberteil 120 gehörende Matrize bezeichnet. Die Matrize 124 weist eine Werkzeugwirkfläche 125 auf. In der Matrize 124 ist dem Spulenarm 210 gegenüberliegend eine Gesenkeinrichtung 220 mit einer formgebenden Gravur in Gestalt einer linienförmigen Einkerbung 222 angeordnet. Der Spulenarm 210 und die Gesenkeinrichtung 220 können ausgebaut werden. 3 shows a section of a sheet metal working tool according to the invention 100 , where a coil arm 210 is shown in a sectional view. The coil arm 210 is in the tool stamp 114 embedded, without over the tool area 115 to survive, leaving marks of the coil arm 210 be prevented on the sheet material B, and is through the intermediate layer 213 (For example, a resin material) relative to the tool punch 114 electrically isolated. With 124 is one to the tool shell 120 belonging die called. The matrix 124 has a tool effective area 125 on. In the mold 124 is the coil arm 210 opposite a Gesenkeinrichtung 220 with a shaping engraving in the form of a line-shaped notch 222 arranged. The coil arm 210 and the die device 220 can be expanded.

Die Spuleneinrichtung bzw. der Spulenarm 210 und die Gesenkeinrichtung 220 bilden eine im erfindungsgemäßen Blechbearbeitungswerkzeug 100 angeordnete Vorrichtung 200 zum lokalen elektromagnetischen Umformen des Blechmaterials B für die Erzeugung einer Blechformteilkante 12. Bei entsprechender Ausgestaltung können auch mehrere nebeneinanderliegende Blechformteilkanten erzeugt werden. Die Darstellung in der 3 zeigt den Zustand kurz nach dem elektromagnetischen Umformen, wobei sich das Werkzeugoberteil 120 im Wesentlichen noch im unteren Totpunkt (UT) befindet.The coil device or the coil arm 210 and the die device 220 form a sheet metal working tool according to the invention 100 arranged device 200 for local electromagnetic forming of the sheet material B for the production of a sheet metal molding edge 12 , With a corresponding embodiment, a plurality of adjacent sheet-metal molded part edges can be produced. The presentation in the 3 shows the state shortly after the electromagnetic forming, with the upper tool 120 essentially still at bottom dead center (UT).

Zur Herstellung der Frontklappe 10 wird das bspw. als Coilband oder Platinen bereitgestellte Blechmaterial B zunächst in einem oder in mehreren konventionellen pressengebundenen Blechbearbeitungswerkzeugen zu einem Blechvorformteil geformt, wobei das Blechmaterial B im Bereich einer zu erzeugenden Blechformteilkante 12 mit einem vergrößerten Kantenradius vorgeformt wird, wie mit dem Bezugszeichen 12' veranschaulicht. Das bezüglich der finalen Bauteilgeometrie im Wesentlichen fertig geformte und somit die finale Blechformteilgeometrie aufweisende Blechvorformteil wird nun in das in der 3 gezeigte Blechbearbeitungswerkzeug 100 eingelegt, woraufhin dieses durch pressenbetätigtes Absenken des Werkzeugoberteils 120 geschlossen wird. Beim Schließen des Blechbearbeitungswerkzeugs 100 wird das Blechmaterial B zumindest in dem die vorgeformte Blechformteilkante 12' umgebenden Bereich zwischen den Werkzeugwirkflächen 115 und 125 eingeklemmt, wodurch eine definierte Flächenpressung aufgebracht wird.For the production of the front flap 10 For example, the sheet material B provided as a coil belt or sinkers is first formed in one or more conventional press-bound sheet metal working tools to form a sheet metal preform, the sheet material B being in the region of a sheet metal part edge to be produced 12 is preformed with an increased edge radius, as with the reference numeral 12 ' illustrated. The with respect to the final component geometry substantially finished molded and thus the final sheet metal part geometry having sheet metal preform is now in the in the 3 shown sheet metal working tool 100 inserted, whereupon this by press-operated lowering the upper tool 120 is closed. When closing the sheet metal working tool 100 is the sheet material B at least in which the preformed sheet metal molding edge 12 ' surrounding area between the tool areas 115 and 125 clamped, whereby a defined surface pressure is applied.

Durch impulsartiges Bestromen des Spulenarms 210 (mit bis zu mehreren Hundert Kiloampere) wird nun eine elektromagnetische Druckkraft erzeugt, welche das zwischen dem Spulenarm 210 und der Gesenkeinrichtung 220 befindliche und mit einem vergrößerten Kantenradius vorgeformte Blechmaterial B (siehe gepunktet dargestellte Bogenlinie 12') vom Spulenarm 210 weggedrückt bzw. wegbeschleunigt und in die gegenüberliegende Gravur 222 der Gesenkeinrichtung 220 hineindrückt. Hierbei wird die Blechformteilkante 12 mit hoher Genauigkeit, Detailtreue und Präzision fertig ausgeformt, wobei an der der Gravur 222 zugewandten Blechseite die Blechformteilkanten-Außenseite gebildet wird. In analoger Weise werden gleichzeitig auch die anderen Blechformteilkanten ausgeformt.By pulse-like energizing the coil arm 210 (with up to several hundred kiloamps) is now an electromagnetic pressure force generated, which between the coil arm 210 and the die device 220 located and preformed with an increased edge radius sheet material B (see dotted line shown arc 12 ' ) from the coil arm 210 pushed away or accelerated away and in the opposite engraving 222 the die device 220 pushes. This is the sheet metal part edge 12 finished with high accuracy, attention to detail and precision, taking at the engraving 222 facing sheet metal side, the sheet metal molding edge outside is formed. In an analogous manner, the other sheet metal part edges are formed simultaneously.

Das Prinzip des elektromagnetischen Umformens wird erfindungsgemäß dazu genutzt, innerhalb bzw. im Inneren eines pressengebunden Blechbearbeitungswerkzeugs 100 das Blechmaterial B im Bereich einer zu erzeugenden Blechformteilkante 12 lokal zu verformen.The principle of electromagnetic forming is used according to the invention, within or inside a press-bound sheet metal working tool 100 the sheet material B in the region of a sheet metal molding part edge to be produced 12 deform locally.

Die Blechformteilkante 12 (bzw. 12a/b) wird quasi durch elektromagnetisches Nachumformen des Blechmaterials B erzeugt, nachdem zuvor ein konventioneller Umformprozess stattgefunden hat. Nach Öffnen des Blechbearbeitungswerkzeugs 100 kann die fertige Frontklappe 10 entnommen und gegebenenfalls in einer Folgeoperation noch beschnitten werden. Weitere Umformoperationen sind für gewöhnlich nicht mehr vorgesehen.The sheet metal molding edge 12 (respectively. 12a / b) is generated quasi by electromagnetic Nachumformen the sheet material B, after previously a conventional forming process has taken place. After opening the sheet metal working tool 100 can the finished front flap 10 be removed and optionally trimmed in a subsequent operation. Further forming operations are usually no longer provided.

Bezogen auf die in 3 gezeigte Darstellung kann der Formungsweg bzw. die Formungstiefe des Blechmaterials B beim Nachumformen der vorgeformten Blechformteilkante 12' wenige Zehntel Millimeter bis hin zu mehreren Millimetern betragen. Das Blechmaterial B erfährt hierbei eine gleichmäßige lokale Umformung bzw. Dehnung, ohne dass es zu lokalen Einschnürungen kommt. Die Prozesszeit für das elektromagnetische Umformen bzw. Nachumformen beträgt in etwa nur 20 μsec bis 40 μsec, so dass kurze Taktzeiten ermöglicht werden.Related to the in 3 The representation shown can be the shaping path or the shaping depth of the sheet material B during post-forming of the preformed sheet-metal molding part edge 12 ' few tenths Millimeters to several millimeters. The sheet material B undergoes a uniform local deformation or expansion, without causing local constrictions. The process time for the electromagnetic forming or Nachumformen is approximately only 20 microseconds to 40 microseconds, so that short cycle times are possible.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102011115219 A1 [0004] DE 102011115219 A1 [0004]

Claims (10)

Verfahren zur Herstellung eines Blechformteils (10), insbesondere eines Karosserie-Außenhautteils, durch Umformen eines Blechmaterials (B), wobei das herzustellende Blechformteil (10) wenigstens eine sichtbare Blechformteilkante (12) aufweisen soll, mit folgenden Schritten: – Erzeugen eines Blechvorformteils durch Umformen eines bereitgestellten Blechmaterials (B), und – Erzeugen wenigstens einer Blechformteilkante (12) am Blechvorformteil durch lokales elektromagnetisches Nach umformen des Blechmaterials (B).Method for producing a sheet metal part ( 10 ), in particular a body shell part, by forming a sheet material (B), wherein the produced sheet metal part ( 10 ) at least one visible sheet metal molding edge ( 12 ), comprising the following steps: producing a sheet metal preform by forming a sheet material (B) provided, and producing at least one sheet metal molding edge ( 12 ) on the sheet metal preform by local electromagnetic After reshape the sheet material (B). Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für das Umformen und das Nachumformen des Blechmaterials (B) verschiedene Blechbearbeitungswerkzeuge verwendet werden.A method according to claim 1, characterized in that for the forming and the Nachumformen the sheet material (B) different sheet metal working tools are used. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um pressengebundene Blechbearbeitungswerkzeuge handelt.A method according to claim 2, characterized in that it is press-bound sheet metal working tools. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um Folgewerkzeuge innerhalb einer Pressenstraße handelt.A method according to claim 3, characterized in that it is subsequent tools within a press line. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechmaterial (B) beim lokalen elektromagnetischen Nachumformen zwischen einem Werkzeugoberteil (120) und einem Werkzeugunterteil (110) eingeklemmt wird.A method according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the sheet material (B) during local electromagnetic Nachumformen between a tool upper part ( 120 ) and a tool lower part ( 110 ) is trapped. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass beim Erzeugen des Blechvorformteils die Blechformteilkante (12) positionsgenau mit einem vergrößerten Kantenradius vorgeformt wird und dass die vorgeformte Blechformteilkante (12') beim nachfolgenden lokalen elektromagnetischen Nachumformen fertig ausgeformt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that during the production of the sheet metal preform part the sheet metal molding edge ( 12 ) is preformed positionally accurate with an enlarged edge radius and that the preformed sheet metal molding edge ( 12 ' ) is completed in the subsequent local electromagnetic Nachumformen. Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Blechmaterial (B) um ein Aluminiumblech handelt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the sheet material (B) is an aluminum sheet. Blechbearbeitungswerkzeug (100) für die Verwendung in einer Presse, umfassend ein Werkzeugoberteil (120) und ein Werkzeugunterteil (110), sowie wenigstens eine Vorrichtung (200) zum lokalen elektromagnetischen Umformen eines Blechmaterials (B) zur Erzeugung einer Blechformteilkante (12), wobei diese Vorrichtung (200) wenigstens eine im Werkzeugoberteil (120) oder im Werkzeugunterteil (110) angeordnete Spuleneinrichtung (210) und wenigstens eine gegenüberliegend im anderen Werkzeugteil angeordnete Gesenkeinrichtung (220) mit einer formvorgebenden Gravur (222) aufweist.Sheet metal working tool ( 100 ) for use in a press, comprising a tool upper part ( 120 ) and a tool lower part ( 110 ), and at least one device ( 200 ) for the local electromagnetic forming of a sheet material (B) for producing a sheet metal molding edge ( 12 ), this device ( 200 ) at least one in the tool shell ( 120 ) or in the tool lower part ( 110 ) arranged coil device ( 210 ) and at least one opposing in the other tool part arranged die device ( 220 ) with a shape-defining engraving ( 222 ) having. Blechbearbeitungswerkzeug (100) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Spuleneinrichtung (210) einen einzelnen dem Verlauf der zu erzeugenden Blechformteilkante (12) folgenden Spulenarm aufweist.Sheet metal working tool ( 100 ) according to claim 8, characterized in that the coil device ( 210 ) a single the course of the produced sheet metal part edge ( 12 ) has following coil arm. Fertigungslinie zur Herstellung eines Blechformteils (10), insbesondere eines Karosserie-Außenhautteils, wobei das herzustellende Blechformteil (10) wenigstens eine sichtbare Blechformteilkante (12) aufweist, umfassend mehrere pressengebundene Blechbearbeitungswerkzeuge, wobei wenigstens eines dieser Blechbearbeitungswerkzeuge (100) gemäß den Merkmalen in Anspruch 8 oder 9 ausgebildet ist.Production line for producing a sheet metal part ( 10 ), in particular a body shell part, wherein the produced sheet metal part ( 10 ) at least one visible sheet metal molding edge ( 12 comprising a plurality of press-bound sheet metal working tools, wherein at least one of these sheet metal working tools ( 100 ) is formed according to the features in claim 8 or 9.
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