DE102014109884B4 - Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung zum Umformen und nachfolgenden Presshärten eines Blechzuschnitts oder Blechformteils aus Stahl - Google Patents

Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung zum Umformen und nachfolgenden Presshärten eines Blechzuschnitts oder Blechformteils aus Stahl Download PDF

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    • C21D7/13Modifying the physical properties of iron or steel by deformation by hot working

Abstract

Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) zum Umformen und nachfolgenden Presshärten eines Blechzuschnitts oder Blechformteils aus Stahl, im Weiteren Werkstück (14) genannt, wobei die Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) ein gegenüber einem unteren Werkzeug (12) bewegbares oberes Werkzeug (11) umfasst, das so ausgebildet ist, dass es einen gegenüber der Außenkontur des Werkstücks (14) zurückspringenden Abschnitt ausformt,dadurch gekennzeichnet,dass das obere Werkzeug (11) einen oberen und einen unteren Formabschnitt mit einer auf das Werkstück (14) gerichteten radialen Erstreckung umfasst, wobei die radiale Erstreckung des oberen Formabschnitts größer ist als die radiale Erstreckung des unteren Formabschnitts, unddass das Werkstück (14) zwischen einem Niederhalter (13) und dem unteren Werkzeug (12) fixierbar ist, unddass oberhalb des oberen Formabschnitts ein Kühlabschnitt angeordnet ist, unddass der Kühlabschnitt als ein Kühlring (11r) oder als Formrolle ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung zum Umformen und nachfolgendem Presshärten eines Blechzuschnitts oder Blechformteils aus Stahl nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Das Umformen von Blechzuschnitten zu Blechformteilen kann in mehreren Stufen erfolgen, insbesondere, wenn ein hoher Umformgrad vorgesehen ist. Wenngleich beim Warmumformen höhere Umformgrade als beim Kaltumformen möglich sind, können auch beim Warmformen mehrere Umformstufen vorgesehen sein.
  • Die DE 10 2009 060 388 A1 beschreibt ein mehrstufiges direktes Formhärten bzw. Presshärten von Werkstücken aus Stahlblech. Die Umformung des Werkstücks erfolgt in zwei oder mehreren verschiedenen Werkzeugen, die als Pressen ausgebildet sind.
  • Die DE 10 2009 044 544 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Umformen einer Wand eines zylindrischen Werkstücks zu einer Innen- und Außenverzahnung, wobei ein äußerer Teil der Vorrichtung einen konzentrisch um eine Zentralachse angeordneten Profilrollensatz aufweist, und wobei ein innerer Teil der Vorrichtung als Dorn mit zahnartig profilierter Außenkontur ausgeführt ist. Der äußere Teil und der innere Teil der Vorrichtung sind koaxial zueinander bewegbar ausgebildet.
  • Aus der DE 10 2007 037 784 A1 ist ein Verzahnungsbauteil aus Blechmaterial bekannt, welches durch Umformung und Härtung hergestellt wird. Das Umformen kann durch ein Prägeverfahren oder durch Warmumformen erfolgen, wobei beim Warmumformen das Werkstück vollflächig vom Werkzeug eingeschlossen wird.
  • Die Bereitstellung und Aufstellung der zahlreichen unterschiedlichen Vorrichtungen ist material- und kostenaufwendig.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung anzugeben, die die genannten Nachteile nicht aufweist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Es wird eine Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung zum Umformen und nachfolgenden Presshärten eines Blechzuschnitts oder Blechformteils aus Stahl, im Weiteren Werkstück genannt, vorgeschlagen, wobei die Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung ein gegenüber einem unteren Werkzeug bewegbares oberes Werkzeug umfasst, das so ausgebildet ist, dass es einen gegenüber der Außenkontur des Werkstücks zurückspringenden Abschnitt ausformt, wobei vorgeschlagen wird,
    dass das obere Werkzeug einen oberen und einen unteren Formabschnitt mit einer auf das Werkstück gerichteten radialen Erstreckung umfasst, wobei die radiale Erstreckung des oberen Formabschnitts größer ist als die radiale Erstreckung des unteren Formabschnitts, und
    dass das Werkstück zwischen einem Niederhalter und dem unteren Werkzeug fixierbar ist. Weiter ist vorgesehen, dass oberhalb des oberen Formabschnitts ein Kühlabschnitt angeordnet ist, und dass der Kühlabschnitt als ein Kühlring oder als Formrolle ausgebildet ist.
  • Die Ausbildung gesonderter Kühlabschnitte ermöglicht die präzise Einstellung der Abkühlgeschwindigkeit während des Presshärtens. Es ist so auch möglich, Abschnitte des Werkstücks von der Härtung auszunehmen und damit duktil auszubilden.
  • Durch die Ausbildung des oberen Werkzeugs mit einem unteren und einem oberen Formabschnitt mit unterschiedlichen radialen Erstreckungen ist es möglich, beispielsweise das Vorformen und Endformen in nur einer Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung mit nur einem Werkzeug durchzuführen. Neben der Einsparung einer weiteren Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung tritt der Vorteil einer Energieeinsparung ein, denn das Werkstück muss nicht ein zweites Mal erwärmt werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass zwischen dem oberen Formabschnitt und dem unteren Formabschnitt ein mittlerer Formabschnitt angeordnet ist, dessen radiale Erstreckung kleiner ist als die radiale Erstreckung des oberen Formabschnitts und größer ist als die radiale Erstreckung des unteren Formabschnitts.
  • Die radialen Erstreckungen der Formabschnitte können so ausgebildet sein, dass das Werkstück durch den unteren Formabschnitt vorgeformt, durch den mittleren Formabschnitt fertiggeformt und durch den oberen Formabschnitt kalibriert wird. Mit dieser Ausbildung der Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung können insbesondere Blechformteile mit sehr geringen Toleranzen erzeugt werden.
  • In einer vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die Formabschnitte des oberen Werkzeugs als in einem Grundkörper des oberen Werkzeugs gelagerte Formrollen ausgebildet sind.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Außenumfang der Formrollen wulstartig ausgebildet ist. Unter wulstartiger Ausbildung wird verstanden, dass der Umfang der Formrolle im Unterschied zu einer zylindrischen Formrolle an den Stirnseiten der Formrolle einen geringeren Durchmesser als in dem Mittenabschnitt aufweist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Formrollen in einem Lagerbett des Grundkörpers des oberen Werkzeugs gelagert sind.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass die Formrollen auf Lagerachsen angeordnet sind, die in dem Grundkörper angeordnet sind. Der Begriff „Lagerachse“ ist hier so verstanden, dass die Formrolle entweder auf der Lagerachse drehbar gelagert ist, oder dass die Formrolle drehfest mit der Lagerachse verbunden ist und die Lagerachse in dem Grundkörper des oberen Werkzeugs drehbar gelagert ist.
  • Es kann weiter vorgesehen sein, dass der obere Formabschnitt als ein Kühlabschnitt ausgebildet ist. Die Ausbildung gesonderter Kühlabschnitte ermöglicht die präzise Einstellung der Abkühlgeschwindigkeit während des Presshärtens. Es ist so auch möglich, Abschnitte des Werkstücks von der Härtung auszunehmen und damit duktil auszubilden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Außenumfang des Kühlabschnitts wulstartig ausgebildet ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass unterhalb des unteren Formabschnitts ein Vorformring angeordnet ist.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Vorformring von Temperierkanälen durchgriffen ist. Der Vorformring bildet so einen Erwärmungsabschnitt, der beim Kontakt mit dem Werkstück keine Wärme aus dem Werkstück abführt und so das Vorformen des Werkstücks erleichtert. Durch die Temperierkanäle kann ein Heizmedium strömen. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass die Temperierkanäle von einer elektrischen Heizung durchgriffen sind. Weiter kann vorgesehen sein, dass die Temperatur des Vorformrings regelbar ist.
  • Bei bevorzugten Ausführungen kann vorgesehen sein, dass in mehreren zueinander parallelen Ebenen jeweils mehrere Formabschnitte angeordnet sind.
  • Es kann vorgesehen sein, dass in einer Ebene mehrere Formabschnitte mit konstantem Abstand auf einem Teilkreis angeordnet sind. Mit dieser Ausbildung des oberen Werkzeugs ist es möglich, topfförmige oder rohrförmige Blechformteile mit sternförmiger Außenkontur zu fertigen, die eine hohe Formgenauigkeit aufweisen.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass die in einer Ebene angeordneten mehreren Formabschnitte mit identischer Formkontur ausgebildet sind.
    Alternativ kann vorgesehen sein, dass die in einer Ebene angeordneten mehreren Formabschnitte mindestens eine erste Formkontur und eine zweite Formkontur aufweisen, wobei die Formabschnitte mit der ersten Formkontur und die Formabschnitte mit der zweiten Formkontur alternierend auf dem Teilkreis angeordnet sind.
  • Es kann eine Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung zum Umformen und nachfolgenden Presshärten eines Blechzuschnitts oder Blechformteils aus Stahl, im Weiteren Werkstück genannt, vorgesehen sein, wobei die Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung ein gegenüber einem unteren Werkzeug bewegbares oberes Werkzeug umfasst, das so ausgebildet ist, dass es einen gegenüber der Außenkontur des Werkstücks zurückspringenden Abschnitt ausformt, wobei vorgeschlagen wird,
    dass ein Formabschnitt des oberen Werkzeugs in Abhängigkeit von einer Vertikalbewegung des oberen Werkzeugs radial zustellbar ausgebildet ist, und dass das Werkstück zwischen einem Niederhalter und dem unteren Werkzeug fixierbar ist.
  • Durch die Ausbildung des oberen Werkzeugs mit einem Formabschnitt des oberen Werkzeugs, der in Abhängigkeit von einer Vertikalbewegung des oberen Werkzeugs radial zustellbar ausgebildet ist, ist es möglich, beispielsweise das Vorformen und Endformen in nur einer Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung und nur mit einem Werkzeug durchzuführen. Neben der Einsparung einer weiteren Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung tritt der Vorteil einer Energieeinsparung ein, denn das Werkstück muss nicht ein zweites Mal erwärmt werden.
  • Es kann vorgesehen sein, dass der Formabschnitt des oberen Werkzeugs als eine in einem Aufnahmekörper gelagerte Formrolle ausgebildet ist.
  • Der Außenumfang der Formrolle kann wulstartig ausgebildet sein.
  • Es kann vorgesehen sein, dass die Formrolle in einem Lagerbett des Aufnahmekörpers gelagert ist.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Formrolle auf einer Lagerachse angeordnet ist, die in dem Aufnahmekörper angeordnet ist.
  • Der Aufnahmekörper kann an einer horizontal bewegbaren Verstelleinrichtung angeordnet sein.
  • Es kann vorgesehen sein, dass oberhalb des Formabschnitts ein Kühlabschnitt angeordnet ist, oder dass der Formabschnitt als ein Kühlabschnitt ausgebildet ist.
  • Der Kühlabschnitt kann als Formrolle ausgebildet sein, d. h. die weiter o. g. eine Formrolle kann auch als eine Kühlrolle ausgebildet sein.
  • Der Außenumfang des Kühlabschnitts kann wulstartig ausgebildet sein.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass der Kühlabschnitt als Kühlring ausgebildet ist.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausbildung kann vorgesehen sein, dass in einer Ebene mehrere Formabschnitte mit konstantem Abstand auf einem Teilkreis angeordnet sind. Mit dieser Ausbildung des oberen Werkzeugs ist es möglich, topfförmige oder rohrförmige Blechformteile mit sternförmiger Außenkontur zu fertigen, die eine hohe Formgenauigkeit aufweisen.
  • Weiter kann vorgesehen sein, dass die mehreren Formabschnitte mit identischer Formkontur ausgebildet sind.
  • Alternativ kann vorgesehen sein, dass die mehreren Formabschnitte mindestens eine erste Formkontur und eine zweite Formkontur aufweisen, wobei die Formabschnitte mit der ersten Formkontur und die Formabschnitte mit der zweiten Formkontur alternierend auf dem Teilkreis angeordnet sind.
  • Durch Umformen und nachfolgendes Presshärten von Blechzuschnitten oder Blechformteilen aus Stahl können in den unterschiedlichen Ausführungen der Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung Stahlblechwerkstücke hergestellt werden.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
    • 1 ein erstes Ausführungsbeispiel der Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines oberen Werkzeugs in einer schematischen Schnittdarstellung;
    • 2 die Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung in 1 in einer schematischen Draufsicht längs der Schnittlinie II-II in 1;
    • 3 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel des oberen Werkzeugs in einer schematischen Schnittdarstellung;
    • 4 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung mit einem dritten Ausführungsbeispiel des oberen Werkzeugs in einer schematischen Schnittdarstellung;
    • 5 das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung mit einem vierten Ausführungsbeispiel des oberen Werkzeugs in einer schematischen Schnittdarstellung;
    • 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung mit einem ersten Ausführungsbeispiel eines oberen Werkzeugs in einer schematischen Schnittdarstellung;
    • 7 das zweite Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel des oberen Werkzeugs in einer schematischen Schnittdarstellung;
    • 8 die Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung in 7 in einer schematischen Draufsicht längs der Schnittlinie VIII-VIII in 7;
    • 9 das zweite Ausführungsbeispiel der Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung mit einem dritten Ausführungsbeispiel des oberen Werkzeugs in einer schematischen Schnittdarstellung;
    • 10 die Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung in 9 in einer schematischen Draufsicht längs der Schnittlinie X-X in 9;
    • 11 das erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung mit einem vierten Ausführungsbeispiel eines oberen Werkzeugs in einer schematischen Schnittdarstellung.
  • Die 1 und 2 zeigen eine Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung 1 im Ausschnitt, die vorzugsweise für das Warmumformen und Presshärten von Blechzuschnitten und/oder vorgeformten Blechformteilen aus Stahl, im Weiteren Werkstück 14 genannt, zu einem Blechformteil vorgesehen ist. Die Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung 1 umfasst ein oberes Werkzeug 11, ein unteres Werkzeug 12 und einen Niederhalter 13. Das obere Werkzeug 11 ist gegenüber dem unteren Werkzeug 12 vertikal bewegbar ausgebildet.
  • Zwischen dem Niederhalter 13 und dem unteren Werkzeug 12 ist das Werkstück 14 angeordnet, das durch den Niederhalter 13 auf dem unteren Werkzeug 12 fixiert ist. Bei dem Werkstück 14 kann es sich vorzugsweise um ein vorgeformtes Blechformteil handeln.
  • Zum Presshärten wird das Werkstück 14 in einer in 1 und 2 nicht dargestellten Erwärmungsvorrichtung auf eine Temperatur oberhalb der Austenitisierungstemperatur erwärmt und in der Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung 1 einem Pressdruck ausgesetzt und so einem abschließenden Warmumformen unterzogen. Danach wird das Werkstück unter Beibehaltung des Pressdrucks rasch unter die Austenitisierungstemperatur abgekühlt, das heißt abgeschreckt, so dass die Austenitkristallstruktur im Gegensatz zum langsamen Abkühlen erhalten bleibt. Das Presshärten wird auch als Formhärten bezeichnet, weil es in einer geschlossenen Werkzeugform stattfindet. Die Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung 1 kann so ausgebildet sein, dass Abschnitte des Werkstücks 14 von der Härtung ausgenommen sind und daher duktil bleiben.
  • Das obere Werkzeug 11 ist so ausgebildet, dass es am Werkstück 14 einen gegenüber der Außenkontur des Werkstücks 14 zurückspringenden Abschnitt ausformt, der eine senkrecht verlaufende Nut am Werkstück 14 ausbildet. Das obere Werkzeug 11 umfasst eine obere Formrolle 11o, eine mittlere Formrolle 11m und eine untere Formrolle 11u, die als ballige Formrollen ausgebildet sind. Die Durchmesser der Formrollen 11o, 11m, 11u nehmen ausgehend von dem oberen Formrolle 11o ab, wobei das Werkstück 14 beim Absenken des oberen Werkzeugs 11 durch die untere Formrolle 11u zunächst vorgeformt, durch die mittlere Formrolle 11m anschließend fertiggeformt und durch die obere Formrolle 11o zuletzt kalibriert wird. Der senkrechte Verfahrweg des Werkzeugs 11 ist in 1 durch einen Richtungspfeil v gekennzeichnet.
  • Die Formrollen 11o, 11m, 11 u sind in einem Lagerbett eines Grundkörpers 11g des oberen Werkzeugs 11 gelagert. Das Lagerbett kann beispielsweise mehrteilig ausgebildet sein, um die Montage der Formrollen 11o, 11m, 11u zu erleichtern, wie beispielsweise in 6 und 7 dargestellt.
  • Die in 3 dargestellte Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung 1 ist wie die in 1 und 2 beschriebene Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung ausgebildet, mit dem Unterschied, dass oberhalb der oberen Formrolle 11o eine Kühlrolle 11k angeordnet ist, und dass der Niederhalter 13 Kühlkanäle 13k aufweist, durch die eine Kühlflüssigkeit zirkuliert.
  • Die in 4 dargestellte Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung 1 ist wie die in 3 beschriebene Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung ausgebildet, mit dem Unterschied, dass anstelle der Kühlrolle 11kein Kühlring 11r vorgesehen ist, der Kühlkanäle 11rk aufweist, durch die eine Kühlflüssigkeit zirkuliert.
  • 5 zeigt eine Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung 1, die wie die vorstehend in 4 beschriebene Vorrichtung ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass unterhalb der unteren Formrolle 11u ein Vorformring 15 angeordnet ist, der mit Temperierkanälen 15t ausgebildet ist. Durch die Temperierkanäle 15t fließt ein Temperiermedium, das den Vorformring 15 erwärmt. Der erwärmte Vorformring 15 weist eine höhere Temperatur als das Werkzeug 11 auf und formt das Werkstück 14 beim Absenken des oberen Werkzeugs 11 vor.
  • Die 6 bis 10 zeigen eine Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung 2, die wie die vorstehend beschriebene Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung 1 ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass ein oberes Werkzeug 21 nur eine Formrolle 21r umfasst, die in Bezug auf das Werkzeug 21 horizontal bewegbar ausgebildet ist. Die Formrolle 21 r ist folglich in zwei Achsen bewegbar, und zwar vertikal (Richtungspfeil v) und horizontal (Richtungspfeil h). Zwischen einem Niederhalter 23 und einem unteren Werkzeug 22 ist das Werkstück 14 angeordnet, das durch den Niederhalter 23 auf dem unteren Werkzeug 22 fixiert ist.
  • Bei dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Formrolle 21r durch eine als ein Andruckelement ausgebildete Verstelleinrichtung 24 gegen das Werkstück 14 gepresst, wobei die horizontale Zustellung der Verstelleinrichtung 24 (Richtungspfeil h) in Abhängigkeit von der vertikalen Position der Formrolle 21r in Bezug auf das untere Werkzeug 22 erfolgt (Richtungspfeil v). Die Lagerung der Formrolle 21r kann beispielsweise wie in den 7 bis 10 dargestellt, vorgesehen sein.
  • Die 7 und 8 zeigen eine Ausführung, bei der die Formrolle 21r in einem Aufnahmekörper 21a des oberen Werkzeugs 21 gelagert ist. Das obere Werkzeug 21 ist in einer Führung der Verstelleinrichtung 24 geführt. Die Verstelleinrichtung 24 kann beispielsweise einen hydraulischen Antrieb aufweisen. Es kann auch vorgesehen sein, die Verstelleinrichtung 24 in das obere Werkzeug zu integrieren und den Aufnahmekörper 21a in einer Führung der Verstelleinrichtung 24 zu führen.
  • Die 9 und 10 zeigen eine Ausführung, die wie die vorstehend in 7 und 8 beschriebene Ausführung ausgebildet ist, mit dem Unterschied, dass die Formrolle 21r auf einer in dem Aufnahmekörper 21a des oberen Werkzeugs angeordneten Lagerachse 21l angeordnet ist. Der Begriff „Lagerachse“ ist hier so verstanden, dass die Formrolle 21r entweder auf der Lagerachse 21l drehbar gelagert ist, oder dass die Formrolle 21r drehfest mit der Lagerachse 21l verbunden ist und die Lagerachse 21l in dem Aufnahmekörper 21a des oberen Werkzeugs 21 drehbar gelagert ist.
  • Die in 9 und 10 beschriebenen Lagerungsprinzipe der Formrolle 21r können auch auf die in den 3 bis 5 beschriebenen Formrollen 11o, 11m und 11u sowie auf die in 3 beschriebene Kühlrolle 11k übertragen werden. Die Formrollen 11o, 11m und 11u würden so Lagerachsen 11l aufweisen.
  • Ebenso können die in 3 bis 5 beschriebenen Kühlabschnitte in den in 7 bis 10 beschriebenen Ausführungsbeispielen vorgesehen sein. Die Formrollen 21r können als Kühlabschnitte 21k ausgebildet sein.
  • 11 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines oberen Werkzeugs 11 des weiter oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung 1 in einer schematischen Schnittdarstellung. Der ringförmige Grundkörper 11g des oberen Werkzeugs 11 umgreift das topfförmige Werkstück 14, wobei in dem Grundkörper 11g in jeder der drei Ebenen jeweils 12 Formrollen gelagert sind, und zwar in der oberen Ebene 12 Formrollen 11o, in der mittleren Ebene 12 Formrollen 11m und in der unteren Ebene 12 Formrollen 11u. Da in 11 die Schnittebene durch die oberen Formrollen 11o gelegt ist, sind in 11 die jeweils unter den oberen Formrollen angeordneten mittleren Formrollen 11m und die unteren Formrollen 11u nicht sichtbar. Wie in 11 gezeigt, weisen die 12 Formrollen eine identische Formkontur auf und sind auf einem Teilkreis TK angeordnet. Die Formrollen 11o, 11m und 11u bilden so an dem Werkstück 14 eine sternförmige Außenkontur aus.
  • Die Formrollen 11o, die die endgültige Außenkontur des Werkstücks 14 ausbilden, sind in dem in 11 dargestellten Ausführungsbeispiel ohne Ausbildung eines Abstandsraums zwischen einander benachbarten Formrollen 11o angeordnet. Es ist aber auch möglich, zwischen einander benachbarten Formrollen 11o einen Abstandsraum auszubilden. Ebenso ist zwischen einander benachbarten Formrollen 11m und 11u ein Abstandsraum ausgebildet, der daraus resultiert, dass mit den Formrollen 11m und 11u beim Herabfahren des oberen Werkzeugs 11 noch nicht die endgültige Außenkontur des Werkstücks 14 ausgebildet wird, wie weiter oben in 1 zu erkennen.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung
    2
    Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung
    11
    oberes Werkzeug
    11g
    Grundkörper
    11k
    Kühlrolle
    11I
    Lagerachse
    11m
    mittlere Formrolle
    11o
    obere Formrolle
    11r
    Kühlring
    11rk
    Kühlkanal
    11u
    untere Formrolle
    12
    unteres Werkzeug
    13
    Niederhalter
    13k
    Kühlkanal
    14
    Werkstück
    15
    Vorformring
    15t
    Temperierkanal
    21
    oberes Werkzeug
    21a
    Aufnahmekörper
    21k
    Kühlabschnitt
    21I
    Lagerachse
    21r
    Formrolle
    22
    unteres Werkzeug
    23
    Niederhalter
    24
    Verstelleinrichtung
    h, v
    Richtungspfeil
    TK
    Teilkreis

Claims (15)

  1. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) zum Umformen und nachfolgenden Presshärten eines Blechzuschnitts oder Blechformteils aus Stahl, im Weiteren Werkstück (14) genannt, wobei die Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) ein gegenüber einem unteren Werkzeug (12) bewegbares oberes Werkzeug (11) umfasst, das so ausgebildet ist, dass es einen gegenüber der Außenkontur des Werkstücks (14) zurückspringenden Abschnitt ausformt, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Werkzeug (11) einen oberen und einen unteren Formabschnitt mit einer auf das Werkstück (14) gerichteten radialen Erstreckung umfasst, wobei die radiale Erstreckung des oberen Formabschnitts größer ist als die radiale Erstreckung des unteren Formabschnitts, und dass das Werkstück (14) zwischen einem Niederhalter (13) und dem unteren Werkzeug (12) fixierbar ist, und dass oberhalb des oberen Formabschnitts ein Kühlabschnitt angeordnet ist, und dass der Kühlabschnitt als ein Kühlring (11r) oder als Formrolle ausgebildet ist.
  2. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des unteren Formabschnitts ein Vorformring (15) angeordnet ist.
  3. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformring (15) von Temperierkanälen (15t) durchgriffen ist.
  4. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem oberen Formabschnitt und dem unteren Formabschnitt ein mittlerer Formabschnitt angeordnet ist, dessen radiale Erstreckung kleiner ist als die radiale Erstreckung des oberen Formabschnitts und größer ist als die radiale Erstreckung des unteren Formabschnitts.
  5. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die radialen Erstreckungen der Formabschnitte so ausgebildet sind, dass das Werkstück (14) durch den unteren Formabschnitt vorgeformt, durch den mittleren Formabschnitt fertiggeformt und durch den oberen Formabschnitt kalibriert wird.
  6. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Formabschnitte des oberen Werkzeugs (11) als in einem Grundkörper (11g) des oberen Werkzeugs (11) gelagerte Formrollen (11o, 11m, 11u) ausgebildet sind.
  7. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfang der Formrollen (11o, 11m, 11u) wulstartig ausgebildet ist.
  8. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Formrollen (11o, 11m, 11u) in einem Lagerbett des Grundkörpers (11g) des oberen Werkzeugs (11) gelagert sind.
  9. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Formrollen (11o, 11m, 11u) auf Lagerachsen (11I) angeordnet sind, die in dem Grundkörper (11g) angeordnet sind.
  10. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Formabschnitt als ein Kühlabschnitt ausgebildet ist.
  11. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Außenumfang des Kühlabschnitts wulstartig ausgebildet ist.
  12. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in mehreren zueinander parallelen Ebenen jeweils mehrere Formabschnitte angeordnet sind.
  13. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Ebene mehrere Formabschnitte mit konstantem Abstand auf einem Teilkreis (TK) angeordnet sind.
  14. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer Ebene angeordneten mehreren Formabschnitte mit identischer Formkontur ausgebildet sind.
  15. Warmumform- und Presshärtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die in einer Ebene angeordneten mehreren Formabschnitte mindestens eine erste Formkontur und eine zweite Formkontur aufweisen, wobei die Formabschnitte mit der ersten Formkontur und die Formabschnitte mit der zweiten Formkontur alternierend auf dem Teilkreis (TK) angeordnet sind.
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