DE102017008907B4

DE102017008907B4 - Werkzeug und Verfahren zur Kalibrierung eines durch Strangpressen erzeugten Hohlprofilbauteils, sowie Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofilbauteils für den Automobilbau

Info

Publication number: DE102017008907B4
Application number: DE102017008907.8A
Authority: DE
Inventors: Matthias Gotthelf; Esref Ciklakarsli; Erik Povl MARCUSSEN
Original assignee: Audi AG; Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Audi AG; Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2017-09-22
Publication date: 2019-07-25
Anticipated expiration: 2037-09-23
Also published as: CN109530488A; US20190091745A1; US11235367B2; DE102017008907A1

Abstract

Pressenwerkzeug (200) zur Kalibrierung eines stranggepressten Hohlprofilbauteils (100) für den Automobilbau, aufweisend:- ein Werkzeugunterteil (210) und ein Werkzeugoberteil (220), die zueinander relativbeweglich sind und eine Kavität zur Aufnahme des Hohlprofilbauteils (100) umfassen;- zwei aufweitbare Dorne (230, 240), die in die offenen Profilenden (130, 140) des in der Kavität aufgenommenen Hohlprofilbauteils (100) einführbar und danach aufweitbar sind, wobei für die Betätigung der aufweitbaren Dorne (230, 240) zweifache Keilschiebermechanismen vorgesehen sind, derart, dass die aufweitbaren Dorne (230; 240) wenigstens zwei Backen (231, 232; 241, 242) aufweisen, die mithilfe dazwischen verschiebbar angeordneter erster Keile (235; 245) auseinanderdrückbar sind und die zwischen den Backen (231, 232; 241, 242) verschiebbar angeordneten ersten Keile (235; 245) mithilfe zweiter Keile (250; 260) betätigbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug und ein Verfahren zur Kalibrierung eines mittels Strangpressen erzeugten Hohlprofilbauteils für den Automobilbau.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofilbauteils für den Automobilbau.
Im Automobil- bzw. Fahrzeugbau verwendete Hohlprofile bzw. Hohlkammerprofile können durch Strangpressen hergestellt werden. Eine strangpressende Herstellung eignet sich insbesondere für Aluminiumprofile. Allerdings weisen stranggepresste Hohlprofile für gewöhnlich Maß- und Formabweichungen auf, sodass zur Einhaltung von Toleranzanforderungen vor der Weiterverarbeitung ein Kalibrierprozess bzw. eine Kalibrierung erforderlich sein kann.
Die EP 1 534 443 B1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Strukturbauteilen aus einem Strangpressprofil, insbesondere aus Aluminium, z. B. auf dem Gebiet der PKW-Herstellung. Um besonders hohe Genauigkeit .hinsichtlich der Abmessungen des Profilquerschnitts bei gleichzeitiger Absenkung der Kosten zu erreichen wird vorgeschlagen, die noch vom heißen Strang abgetrennten Strangpressprofile unter Erhaltung der Wärme einem Warmumformprozess zuzuführen. Der Warmumformprozess ist insbesondere als Innenhochdruckumformung (IHU), Schmieden oder Prägen ausgestaltet und kann auch einen Kalibrierschritt umfassen.
Die US 9,370 811 B2 beschreibt das Kalibrieren eines geraden extrudierten Rohrs für den Fahrzeugbau. Das extrudierte Rohr wird hierzu mit geringem Spalt in der Kavität eines Reckkalibrierwerkzeugs angeordnet. An den Enden werden Klammern angebracht, die dann das Rohr in longitudinaler Richtung zwischen bspw. 1 % und 4 % recken und dabei richten, sodass Verwindungen und andere Deformationen reduziert oder eliminiert werden.
Die EP 1 285 705 A2 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren eines Hohlprofils oder Hohlkörpers, insbesondere eines auf dem Wege des Strangpressens aus einem Leichtmetallbarren hergestellten Hohlprofils. Bei dem Verfahren wird das Profil in ein Werkzeuggehäuse (16) eines Formwerkzeuges (10) zwischen die Gehäuseinnenfläche (17) und den zu dieser abstandsveränderlich ausgebildeten Formenteile (18, 18a) eingelegt sowie durch letztere zur Durchführung eines mechanischen Kalibriervorganges an jene Gehäuseinnenfläche (17) gepresst. Die in axialer Richtung ortsfesten Formenteile (18, 18a) werden durch zumindest einen axial bewegten Dorn (26) radial verschoben, wobei der Abstand (e) zwischen den auf dem Dorn (26) gleitenden Formenteilen (18, 18a) sowie der Gehäuseinnenfläche (17) bzw. der Profilinnenfläche vermindert wird. Dieses Verfahren kann auch bei einem Profil angewendet werden, wenn dieses sich nicht in einem Werkzeuggehäuse (16) befindet.
Die DE 10 2004 040 617 A1 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Umformen von Bauteilen. Es handelt sich um ein Verfahren, bei dem ein von außen eingebrachter Dorn (9) mittels Vibrationskräften das in einem Werkzeug (22) befindliche Bauteil (8) an einer im Werkzeug (22) ausgestalteten Gravur (15) ausformt. Dies wird für die Kalibrierung und Aufweitung von Hohlprofilen im Karosseriebau benötigt.
Die DE 38 16 090 C2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von metallenen Hohlprofilen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Bei dem Verfahren wird durch eine mittels Strangpressen durchgeführte Vorverformung eine Grundform des Hohlprofils hergestellt, die durch einen Kalibriervorgang die Endform des Hohlprofils erhält, und bei dem Gebrauchslängen des Hohlprofils durch Abtrennen erzeugt werden, wobei bereits die Grundform (1.1) des Hohlprofils (1) in Abschnitte mit entsprechender Gebrauchslänge oder deren Vielfaches zerlegt wird und erst danach das Hohlprofil (1) in die Endform (1.2) gebracht wird, und zwar in der Weise, dass eine Erwärmung und nachfolgende Aufweitung der Grundform (1.1) in die Endform (1.2) des Hohlprofils (1) erfolgt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Möglichkeit zur Kalibrierung stranggepresster Hohlprofilbauteile anzugeben, welche wenigstens einen mit dem Stand der Technik einhergehenden Nachteil nicht oder zumindest nur vermindert aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein erfindungsgemäßes Pressenwerkzeug (Vorrichtung) mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein erfindungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 3. Mit einem weiteren nebengeordneten Patentanspruch 7 erstreckt sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofilbauteils für den Automobilbau. Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für alle Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.
Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst zumindest die folgenden Schritte:

- Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Pressenwerkzeugs (s. u.);
- Einlegen des (zu kalibrierenden) Hohlprofilbauteils in die Kavität eines geöffneten Pressenwerkzeugs und Schließen des Pressenwerkzeugs, sodass das Hohlprofilbauteil vorzugsweise an zumindest einem seiner Endbereiche, außer seinem offen Profilende, und insbesondere vollständig, außer an seinen offenen Profilenden, in der Kavität aufgenommen ist;
- Einführen bzw. Einfahren aufweitbarer bzw. expandierbarer Dorne in die (beiden) offenen Profilenden des Hohlprofilbauteils;
- Kalibrieren des Hohlprofilbauteils durch gleichzeitige Druck- bzw. Kraftaufbringung sowohl von außen als auch von innen;
- Zurückfahren bzw. Ausfahren der aufweitbaren Dorne, Öffnen des Pressenwerkzeugs und Entnehmen des (kalibrierten) Hohlprofilbauteils.

Das Schließen des Pressenwerkzeugs und das Einführen der aufweitbaren Dorne kann nacheinander oder auch im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen. Auch das Zurückfahren der aufweitbaren Dorne und das Öffnen des Pressenwerkzeugs kann nacheinander oder im Wesentlichen gleichzeitig erfolgen. Die Kraftaufbringung von außen erfolgt durch die die Kavität bildenden Werkzeugteile des Pressenwerkzeugs, das ein erfindungsgemäßes Pressenwerkzeug ist, wohingegen die Kraftaufbringung von innen durch die aufweitbaren Dorne erfolgt.
Ein Hohlprofilbauteil bzw. Hohlkammerprofilbauteil im Sinne der Erfindung ist ein rohrartiges Bauteil, welches für den Verbau in einem Kraftfahrzeug, bspw. als Karosseriestrukturbauteil oder als Fahrwerksbauteil, vorgesehen ist und welches wenigstens eine sich in Längs- bzw. Axialrichtung erstreckende Hohlkammer aufweist (Ein- oder Mehrkammerprofil). Das Hohlprofilbauteil wird urformend durch Strangpressen hergestellt und ist insbesondere ein von einem stranggepressten Pressstrang abgetrenntes Strangstück mit definierter axialer Länge.
Ein aufweitbarer Dorn ist eine dornartige Einrichtung, die in das Innere des Hohlprofilbauteils eingeführt und dann quer, insbesondere senkrecht, zur Einführrichtung aufgeweitet werden kann. Ein solcher Dorn hat somit wenigstens zwei reversible Zustände, nämlich einen ersten Zustand mit unexpandiertem Querschnitt (der Dorn kann in diesem Zustand in das Hohlprofil eingeführt werden) und einen zweiten Zustand mit expandiertem Querschnitt (zur inneren Druck- bzw. Kraftaufbringung nach dem Einführen). Der Dorn ist insbesondere mehrteilig ausgebildet (s. u.) und kann daher auch als Dornsatz bezeichnet werden. Die verwendeten Dorne bzw. Dornsätze können unterschiedlich ausgebildet sein.
Unter Kalibrierung wird der Vorgang des Kalibrierens (Kalibrierprozess) verstanden, um Maß- und Formabweichungen ganz oder weitgehend zu beseitigen, wobei das Hohlprofilbauteil durch Aufbringen von Formkräften so umgeformt wird, dass dieses anschließend für den Verbau erforderliche Toleranzen aufweist.
Mit der Erfindung sind sehr gute Kalibrierergebnisse mit engen Formtoleranzen erzielbar (Maßabweichungen < 0,5 mm). Ferner ermöglicht die Erfindung kurze Taktzeiten und kommt, anders als die IHU-Kalibrierung, ohne Wirkmedien aus. Außerdem ist die Erfindung nicht nur für gerade, sondern auch für gekrümmte bzw. bogenförmige Hohlprofilbauteile geeignet. Die Erfindung weist auch noch andere Vorteile auf.
Die (beiden) aufweitbaren Dorne werden mechanisch über zweifache bzw. doppelte Keilschiebermechanismen betätigt. Es ist vorgesehen, dass die Dorne mithilfe erster Keile aufgeweitet werden, wobei die ersten Keile mithilfe zweiter Keile betätigt werden. Dies wird nachfolgend noch näher erläutert.
Das Hohlprofilbauteil kann bei entsprechender Ausgestaltung der aufweitbaren Dorne über seine gesamte axiale Länge kalibriert werden. Ebenso kann vorgesehen sein, dass das Hohlprofilbauteil nur lokal in den Endbereichen (oder gegebenenfalls auch nur in einem der Endbereiche) kalibriert wird, was auch als partielles Kalibrieren bzw. partielle Kalibrierung bezeichnet werden kann. Die Endbereiche weisen bevorzugt eine axiale Länge (ausgehend von den offenen Profilenden) von 50 mm bis 150 mm und insbesondere von ca. 100 mm auf. Die Kalibrierung der Endbereiche kann bspw. für eine Gussknotenanbindung vollkommen ausreichend sein. Ferner ist die Kalibrierung der Endbereiche auch bei einem gekrümmten bzw. bogenförmigen Hohlprofilbauteil möglich. Außerdem verkürzt sich wegen der kleinen Dornbewegungen die Taktzeit.
Beim Kalibrieren kann auch wenigstens eine Funktionsgeometrie in das Hohlprofilbauteil, insbesondere in zumindest einen der Endbereiche, eingeformt werden. Eine Funktionsgeometrie ist z. B. eine lokale Versteifungssicke oder eine lokale Vertiefung bzw. Einprägung für ein Fügeelement.
Ferner kann vorgesehen sein, dass beim Kalibrieren der Querschnitt des Hohlprofilbauteils, gegebenenfalls nur in den Endbereichen, mit einem Skalierungsfaktor < 1 skaliert wird. Damit ist gemeint, dass der gesamte Querschnitt verkleinert wird. Eine Skalierung kann allerdings auch nur in Schließrichtung des Pressenwerkzeugs (Bauteilhöhenrichtung) oder quer zur Schließrichtung (Bauteilbreitenrichtung) vorgenommen werden. Bevorzugt wird ein Skalierungsfaktor von 0,99 bis 0,95 verwendet, wobei insbesondere in Bauteilhöhenrichtung und/oder in Bauteilbreitenrichtung eine Verkleinerung um wenigstens 1,0 mm erzielt wird. Aufgrund der Skalierung (Verkleinerung) wird das Hohlprofilbauteil beim Kalibrieren plastisch verformt, wobei Maß- und Formabweichungen beseitig oder zumindest reduziert werden. Optimale Skalierungsfaktoren können virtuell mittels Simulation ermittelt werden.
Das Hohlprofilbauteil ist bevorzugt aus (stranggepresstem) Aluminium gebildet. Als Werkstoff wird vorzugsweise eine Aluminiumlegierung aus der 6000er Legierungsgruppe (Aluminium-Magnesium-Siliziumlegierungen) verwendet, die insbesondere durch Warmauslagern in einen Zustand T6 (warmausgehärtet bzw. warmausgelagert) überführt werden kann. Die Erfindung ermöglicht allerdings auch das Kalibrieren in einem bereits kaltausgehärteten Zustand (T4) oder warmausgehärteten Zustand (T6).
Das erfindungsgemäße Pressenwerkzeug ermöglicht die gleichzeitige Kraftaufbringung von außen und innen auf das zu kalibrierende Hohlprofilbauteil. Hierzu ist das erfindungsgemäße Pressenwerkzeug ausgebildet mit:

- einem Werkzeugunterteil (z. B. ein Untergesenk) und einem Werkzeugoberteil (z. B. ein Obergesenk oder ein Stempel), wobei diese Werkzeugteile zueinander relativbeweglich sind und (wenigstens) eine Kavität zur Aufnahme des Hohlprofilbauteils umfassen;
- zwei aufweitbaren bzw. expandierbaren Dornen, die, insbesondere in Längsrichtung des Hohlprofilbauteils, in die offenen Profilenden des in der Kavität aufgenommenen Hohlprofilbauteils einführbar und danach, insbesondere quer zur Längsrichtung, aufweitbar bzw. expandierbar sind.

Analog zu den vorausgehenden Erläuterungen kann das erfindungsgemäße Pressenwerkzeug dafür vorgesehen und ausgebildet sein, lediglich die Endbereiche, oder zumindest einen der Endbereiche, eines Hohlprofilbauteils zu kalibrieren.
Das erfindungsgemäße Pressenwerkzeug ist insbesondere in einer konventionellen Umformpresse oder dergleichen eingebaut (pressengebundene Werkzeugvorrichtung), wobei das Werkzeugunterteil auf dem Pressenstisch angeordnet und das Werkzeugoberteil am Pressenstößel befestigt sein kann. Das Werkzeugunterteil ist vorzugsweise als Gesenk, insbesondere mit einer nutartigen Kavität, und das Werkzeugoberteil als Stempel ausgebildet.
Die Kavität kann derart ausgebildet sein, dass zumindest einer der Endbereiche des Hohlprofilbauteils, bevorzugt beide Endebereiche, von der Kavitätswandung umschließend aufgenommen werden und dass insbesondere das Hohlprofilbauteil vollständig aufgenommen werden kann, wobei jedoch die offenen Profilenden für die aufweitbaren Dorne zugänglich bleiben.
Jeder der aufweitbaren Dorne weist wenigstens zwei Backen auf, die mithilfe eines dazwischen verschiebbar angeordneten ersten Keils auseinanderdrückbar sind. Die zwischen den Backen verschiebbar angeordneten ersten Keile werden mithilfe zweiter Keile betätigt (zweifacher Keilschiebermechanismus).
Ein erstes Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofilbauteils für den Automobilbau kann folgende Schritte umfassen:

- Herstellen bzw. Erzeugen eines Hohlprofils durch Strangpressen und eventuell Umformen (z. B. Biegen) des Pressstrangs (unmittelbar beim Strangpressen), wobei das Hohlprofil insbesondere aus Aluminium gebildet ist, das bei einer Temperatur > 500 °C stranggepresst und danach abgeschreckt wird (wodurch es zu Maß- und Formabweichungen kommen kann);
- Erzeugen des Hohlprofilbauteils durch Abtrennen (z. B. Absägen) eines Strangstücks vom stranggepressten Hohlprofil bzw. Pressstrang (aus dem Pressstrang kann zunächst auch erst ein Halbzeug gebildet und davon das Strangstück abgetrennt werden);

- eventuell Umformen (z. B. Biegen oder Innenhochdruckumformen) des Hohlprofilbauteils bzw. des Strangstücks;
- Kalibrieren des Hohlprofilbauteils bzw. Strangstücks mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder dem erfindungsgemäßen Pressenwerkzeug, einschließlich optionaler Einformung wenigstens einer Funktionsgeometrie;
- eventuell mechanisches Bearbeiten (z. B. Endbeschnitt, Fräsen, Bohren, Schleifen etc.) des Hohlprofilbauteils bzw. Strangstücks;
- gegebenenfalls Warmaushärten (Warmauslagern) des kalibrierten Hohlprofilbauteils (insbesondere wird dabei der Zustand T6 erreicht).

Ein zweites Verfahren zur besonders wirtschaftlichen Herstellung eines Hohlprofilbauteils für den Automobilbau kann folgende Schritte umfassen:

- Herstellen bzw. Erzeugen eines insbesondere aus Aluminium gebildeten Hohlprofils durch Strangpressen und eventuell Umformen (z. B. Biegen) des Pressstrangs (unmittelbar beim Strangpressen);
- Erzeugen des Hohlprofilbauteils durch Abtrennen (z. B. Absägen) eines Strangstücks vom stranggepressten Hohlprofil bzw. Pressstrang (aus dem Pressstrang kann zunächst auch erst ein Halbzeug gebildet und davon das Strangstück abgetrennt werden);
- eventuell Umformen (z. B. Biegen oder Innenhochdruckumformen) und/oder Vorkalibrieren (gegebenenfalls auch durch IHU) des Hohlprofilbauteils bzw. Strangstücks;
- Warmaushärten (Warmauslagern) des Hohlprofilbauteils bzw. Strangstücks (insbesondere wird dabei der Zustand T6 erreicht);
- Kalibrieren des warmausgehärteten bzw. warmausgelagerten Hohlprofilbauteils bzw. Strangstücks mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und/oder dem erfindungsgemäßen Pressenwerkzeug, einschließlich optionaler Einformung wenigstens einer Funktionsgeometrie;
- eventuell noch mechanisches Bearbeiten (z. B. Endbeschnitt, Fräsen, Bohren, Schleifen etc.) des warmausgehärteten Hohlprofilbauteils bzw. Strangstücks.

Beim zweiten Verfahren erfolgt das Warmauslagern nicht wie sonst üblich am Ende der Fertigung, woraus sich u. a. Kostenvorteile ergeben. Das zweite Verfahren ist insbesondere geeignet für die günstige Herstellung gerader Hohlprofilbauteile.
Das auf diese Weise hergestellte Hohlprofilbauteil kann dann z. B. als Längsträger, Schweller, Strebe oder dergleichen in einem herzustellenden oder zu reparierendem Automobil bzw. Kraftfahrzeug verbaut werden.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.

1 zeigt ein Hohlprofilbauteil in einer perspektivischen Ansicht.
2 veranschaulicht schematisch in einer perspektivischen Darstellung die Kalibrierung des Hohlprofilbauteils aus 1.

Das in 1 gezeigte Hohlprofilbauteil 100 .ist aus einem stranggepressten Aluminiumrechteckprofil gebildet. Das Hohlprofilbauteil 100 kann eine axiale Länge von z. B. 1000 mm aufweisen und kann als Längs- oder Querträger in einem Automobil, bspw. als Bestandteil einer Space-Frame-Karosseriestruktur, verbaut werden. Aufgrund der strangpressenden Herstellung kann das Hohlprofilbauteil 100 Maß- und Formabweichungen, z. B. in der Art von Verdrehungen oder Durchbiegungen, aufweisen, sodass vor dem Verbau, insbesondere im Hinblick auf die angewandten Fügetechnologien, eine Kalibrierung erforderlich ist.
2 zeigt ein erfindungsgemäßes Pressenwerkzeug 200 zur Kalibrierung des Hohlprofilbauteils 100. Das in einer Umformpresse eingebaute Pressenwerkzeug 200 umfasst ein als Gesenk ausgebildetes Werkzeugunterteil 210, von dem nur die Werkzeugwirkfläche dargestellt ist, und ein als Stempel ausgebildetes Werkzeugoberteil 220, von dem ebenfalls nur die Werkzeugwirkfläche dargestellt ist. Die konstruktive Ausgestaltung des Gesenks 210 und des Stempels 220 liegt im Bereich des fachmännischen Könnens. Zum Pressenwerkzeug 200 gehören ferner zwei aufweitbare Dorne bzw. Dornsätze 230 und 240.
Zum Kalibrieren wird das Hohlprofilbauteil 100 in das Gesenk 210 des Pressenwerkzeugs 200 eingelegt, wie in 2 gezeigt. Durch Absenken des Stempels 220 wird das Pressenwerkzeug 200 geschlossen, sodass das Hohlprofilbauteil 100, außer an seinen offenen Profilenden 130 und 140, vollständig von der Werkzeugkavität umschlossen ist. In die offenen Profilenden 130 und 140 des Hohlprofilbauteils 100 werden die aufweitbaren Dorne 230 und 240 eingeführt. Durch äußere Kraftaufbringung mittels des Stempels 220 und durch gleichzeitige innere Kraftaufbringung mittels der aufweitbaren Dorne 230 und 240 (die hierzu expandiert werden) wird das Hohlprofilbauteil 100 in seinen beiden durch die Einführlängen der Dorne 230 und 240 (z. B. 100 mm) bestimmten Endbereichen 110 und 120 kalibriert. Hierbei können auch die Funktionsgeometrien 150 und 160 mit eingeformt werden. Die Kalibrierung und das Einformen der Funktionsgeometrien 150 und 160 erfolgt im kalten Zustand innerhalb eines Pressenhubs. Nachdem die aufweitbaren Dorne 230 und 240 in einen nicht-expandierten Zustand zurückgestellt und aus dem Hohlprofilbauteil 100 herausgefahren sind, kann das Pressenwerkzeug 200 geöffnet und das kalibrierte Hohlprofilbauteil 100 entnommen und weiterverarbeitet werden.
Das Werkzeugunterteil 210 und das Werkzeugoberteil 220 bilden quasi ein äußeres Werkzeug zum Aufbringen äußerer Formkräfte und die beiden aufweitbaren Dorne 230 und 240 bilden quasi innere Werkzeuge zum gleichzeitigen Aufbringen innerer Formkräfte. Das äußere Werkzeug 210/220 und die inneren Werkzeuge 230/240 sind derart aufeinander abgestimmt, dass damit die Sollgeometrie des Hohlprofilbauteils 100 geformt werden kann. Die Innenquerschnitte des äußeren Werkzeugs 210/220 und die äußeren Querschnitte der inneren Werkzeuge 230/240 sind z. B. derart aufeinander abgestimmt, dass der jeweilige Zwischenraum zwischen eingeführtem expandierten Innenwerkzeug 230/240 und äußerem Werkzeug 210/220 dem jeweiligen Sollprofil des Hohlprofilbauteils 100 entspricht.
Die Dorne 230 und 240 weisen jeweils zwei Dornbacken 231 und 232 sowie 241 und 242 auf, die hier als obere und untere Dornbacken 231/232 bzw. 241/242 ausgebildet sind und die mithilfe eines dazwischen in Längs- bzw. Axialrichtung verschiebbar angeordneten ersten Keils 235 bzw. 245 quer zur Längs- bzw. Axialrichtung des Hohlprofilbauteils 100 auseinanderdrückbar sind. Die ersten Keile 235 und 245 werden über außenliegende Schrägflächen 236 und 246 mithilfe zweiter Keile 250 und 260, die insbesondere mit dem Werkzeugoberteil 220 oder dem Pressenstößel gekoppelt sind, betätigt. Die zweifachen Keilschiebermechanismen ermöglichen eine sehr gute Anpassung der kraft- und Wegübersetzung, sodass das Pressenwerkzeug 200 auch in Umformpressen mit geringer Presskraft verwendbar ist. Die Backen und Keile sind bevorzugt aus einem Stahlmaterial, insbesondere einem gehärteten Stahlmaterial, gefertigt. Die Rückstellung kann mithilfe nicht gezeigter Federelemente erfolgen.

Claims

Pressenwerkzeug (200) zur Kalibrierung eines stranggepressten Hohlprofilbauteils (100) für den Automobilbau, aufweisend: - ein Werkzeugunterteil (210) und ein Werkzeugoberteil (220), die zueinander relativbeweglich sind und eine Kavität zur Aufnahme des Hohlprofilbauteils (100) umfassen; - zwei aufweitbare Dorne (230, 240), die in die offenen Profilenden (130, 140) des in der Kavität aufgenommenen Hohlprofilbauteils (100) einführbar und danach aufweitbar sind, wobei für die Betätigung der aufweitbaren Dorne (230, 240) zweifache Keilschiebermechanismen vorgesehen sind, derart, dass die aufweitbaren Dorne (230; 240) wenigstens zwei Backen (231, 232; 241, 242) aufweisen, die mithilfe dazwischen verschiebbar angeordneter erster Keile (235; 245) auseinanderdrückbar sind und die zwischen den Backen (231, 232; 241, 242) verschiebbar angeordneten ersten Keile (235; 245) mithilfe zweiter Keile (250; 260) betätigbar sind.
Pressenwerkzeug (200) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugunterteil (210) als Gesenk und das Werkzeugoberteil (220) als Stempel ausgebildet ist.
Verfahren zur Kalibrierung eines durch Strangpressen erzeugten Hohlprofilbauteils (100) für den Automobilbau, mit den Schritten: - Bereitstellen eines Pressenwerkzeugs (200) nach Anspruch 1 oder 2; - Einlegen des Hohlprofilbauteils (100) in die Kavität des geöffneten Pressenwerkzeugs (200) und Schließen des Pressenwerkzeugs (200); - Einführen der aufweitbaren Dorne (230, 240) in die offenen Profilenden (130, 140) des Hohlprofilbauteils (100); - Kalibrieren des Hohlprofilbauteils (100) durch gleichzeitige Kraftaufbringung von außen durch die die Kavität bildenden Werkzeugteile (210, 220) des Pressenwerkzeugs (200) und von innen durch die aufweitbaren Dorne (230, 240); - Zurückfahren der aufweitbaren Dorne (230, 240), Öffnen des Pressenwerkzeugs (200) und Entnehmen des Hohlprofilbauteils (100).
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass nur die Endbereiche (110, 120) des Hohlprofilbauteils (100) kalibriert werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass beim Kalibrieren auch Funktionsgeometrien (150, 160) in die Endbereiche (110, 120) des Hohlprofilbauteils (100) eingeformt werden.
Verfahren nach einem der vorausgehenden Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Kalibrieren der Querschnitt des Hohlprofilbauteils (100) mit einem Skalierungsfaktor < 1 skaliert wird.
Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofilbauteils (100) für den Automobilbau, umfassend die Schritte: - Erzeugen eines Hohlprofils durch Strangpressen; - Erzeugen des Hohlprofilbauteils (100) durch Abtrennen eines Strangstücks vom Hohlprofil; - Kalibrieren des Hohlprofilbauteils (100) mit einem Pressenwerkzeug (200) nach Anspruch 1 oder 2 und/oder nach einem Verfahren entsprechend einem der Ansprüche 3 bis 6.