DE102018209847B4 - sheet metal component - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Blechbauteil (1, 1A) aus umgeformten Blech, mit wenigstens zwei gegeneinander gewinkelt angeordneten ebenen Funktionsflächen (5, 6), welche durch einen Übergangsbereich (10, 10A) miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß weist der Übergangsbereich (10, 10A) mindestens eine ebene Übergangsfläche (12) auf, deren den Funktionsflächen (5, 6) zugewandten Enden jeweils in einen abgerundeten Bereich (13, 14) übergehen.The invention relates to a sheet metal component (1, 1A) made from formed sheet metal, with at least two planar functional surfaces (5, 6) arranged at an angle to one another, which are connected to one another by a transition region (10, 10A). According to the invention, the transition region (10, 10A) has at least one flat transition surface (12), the ends of which facing the functional surfaces (5, 6) each merge into a rounded region (13, 14).
Description
Die Erfindung betrifft ein Blechbauteil gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1.The invention relates to a sheet metal component according to the preamble of claim 1.
Blechbauteil aus umgeformten Blech, mit wenigstens zwei gegeneinander gewinkelt angeordneten ebenen Funktionsflächen, welche durch einen Übergangsbereich miteinander verbunden sind, sind in zahlreichen Variationen bekannt. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Blechbauteilen werden die Funktionsflächen mit großen weichen Radien verbunden. Dieses Konstruktionsweise ermöglicht es, dass die Bauteilgeometrie im Tiefziehverfahren herstellt werden kann. Dieses Vorgehen wird auf alle Bauteile, ohne Berücksichtigung des eingesetzten Bauteilmaterials bzw. der erforderlichen Festigkeit angewendet.Numerous variations are known from sheet metal components made from formed sheet metal, with at least two planar functional surfaces which are arranged at an angle to one another and which are connected to one another by a transition region. In sheet metal components known from the prior art, the functional surfaces are connected with large, soft radii. This design enables the component geometry to be produced using the deep-drawing process. This procedure is applied to all components, regardless of the component material used or the required strength.
Als nachteilig kann bei derartigen Bleichbauteilen anzusehen werden, dass sich durch die großen weichen Radien große Bereiche ergeben, in welchen Spannungen von Blechoberseite zur Blechunterseite wirken können. Diese Spannungen treten vor allem bei hoch- und höchstfesten Stählen ab 600 N/mm2 Zugfestigkeit und höher auf. Die auftretenden Spannungen zeigen sich insbesondere in einem verstärkten Rückfederungsverhalten.A disadvantage of bleaching components of this type is that the large, soft radii result in large areas in which stresses can act from the upper side of the sheet to the lower side of the sheet. These stresses occur especially with high and ultra high strength steels from 600 N / mm 2 tensile strength and higher. The stresses that occur are particularly evident in an increased springback behavior.
Aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Blechbauteil bereitzustellen, welches im Übergangsbereich zwischen wenigstens zwei gegeneinander gewinkelt angeordneten ebenen Funktionsflächen reduzierte Spannungen zwischen Blechoberseite und Blechunterseite und ein reduziertes Rückspringverhalten aufweist.The invention is based on the object of providing a sheet metal component which, in the transition region between at least two planar functional surfaces which are arranged at an angle to one another, has reduced stresses between the sheet metal top side and the sheet metal underside and a reduced springback behavior.
Diese Aufgabe wird durch ein Blechbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.This object is achieved by a sheet metal component with the features of claim 1. Advantageous refinements with expedient developments of the invention are specified in the dependent claims.
Um ein Blechbauteil bereitzustellen, welches im Übergangsbereich zwischen wenigstens zwei gegeneinander gewinkelt angeordneten ebenen Funktionsflächen reduzierte Spannungen zwischen Blechoberseite und Blechunterseite und ein reduziertes Rückspringverhalten aufweist, weist der Übergangsbereich mindestens eine ebene Übergangsfläche auf, deren den Funktionsflächen zugewandten Enden jeweils in einen abgerundeten Bereich übergehen.In order to provide a sheet metal component that has reduced stresses between the top and bottom of the sheet and a reduced spring-back behavior in the transition area between at least two planar functional surfaces that are angled relative to one another, the transition area has at least one flat transition surface, the ends of which facing the functional surfaces each transition into a rounded area.
Das hat zur Folge, dass sich Radius- und Formbereiche, und somit auch der Einflussbereich der Spannungen zwischen Blechoberseite und Blechunterseite verkleinern. In vorteilhafter Weise werden Bereiche mit Spannungsdifferenzen zwischen Blechoberseite und Blechunterseite über ein Bauteil betrachtet in Summe geringer, so dass das Bauteil dadurch rückfederungsstabiler wird. Dadurch können auch Blechbauteile aus Stählen mit einer Festigkeit größer als 600 N/mm2 im Tiefziehverfahren hergestellt werden, ohne dass diese ein nicht akzeptables Rückspringverhalten aufweisen.The result is that the radius and shape areas, and thus also the area of influence of the stresses between the top and bottom of the sheet, are reduced. Areas with stress differences between the upper side of the sheet and the lower side of the sheet across a component are advantageously reduced overall, so that the component is more resilient. As a result, sheet metal components made of steels with a strength greater than 600 N / mm 2 can also be produced using the deep-drawing process, without these having an unacceptable springback behavior.
Unter einem Blechbauteil aus umgeformten Blech wird nachfolgend ein Blechbauteil mit wenigstens zwei gegeneinander gewinkelt angeordneten ebenen Funktionsflächen verstanden, welche durch einen Übergangsbereich miteinander verbunden sind. Bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Blechbauteile werden die Funktionsflächen in einem Bauteil anstatt mit großen Radien durch geraden Flächen verbunden, welche über abgerundete Bereiche ineinander oder in die anliegende Funktionsfläche übergehen.A sheet metal component made from formed sheet metal is understood below to mean a sheet metal component with at least two planar functional surfaces which are arranged at an angle to one another and which are connected to one another by a transition region. In embodiments of the sheet metal components according to the invention, the functional surfaces in one component are connected instead of with large radii by straight surfaces which merge into one another or into the adjacent functional surface via rounded regions.
In vorteilhafter Ausgestaltung des Blechbauteils kann der Übergangsbereich jeweils einen Flächenauslauf zu den angrenzenden Funktionsflächen ausbilden. Dadurch können die ebene Übergangsfläche und die möglichen Bereiche zur Verursachung von Spannungen zwischen Blechoberseite und Blechunterseite verkleinert werden.In an advantageous embodiment of the sheet metal component, the transition area can each form a surface outlet to the adjacent functional surfaces. As a result, the flat transition surface and the possible areas for causing stresses between the upper side of the sheet and the lower side of the sheet can be reduced.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Blechbauteils können die Flächenausläufe jeweils als ebene Flächen ausgebildet werden. Die ebenen Flächenausläufe der Funktionsflächen können jeweils über die abgerundeten Bereiche in die ebene Übergangsfläche übergehen. So kann der Übergangsbereich des Blechbauteils beispielsweise mit der ebenen Übergangsfläche und zwei ebenen Flächenausläufen aufgebaut werden, welche jeweils über abgerundete Bereiche mit kleinen Radien in die ebene Übergangsfläche übergehen. Alternativ können die Flächenausläufe jeweils als abgerundete Flächen ausgebildet werden. Hierbei können die abgerundeten Flächenausläufe jeweils über die abgerundeten Bereiche oder direkt in die ebene Übergangsfläche übergehen.In a further advantageous embodiment of the sheet metal component, the surface outlets can each be designed as flat surfaces. The flat surface outlets of the functional surfaces can each merge into the flat transition surface via the rounded areas. For example, the transition region of the sheet metal component can be constructed with the flat transition surface and two flat surface outlets, each of which merges into the flat transition surface over rounded regions with small radii. Alternatively, the surface outlets can each be designed as rounded surfaces. Here, the rounded surface outlets can each pass over the rounded areas or directly into the flat transition surface.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Blechbauteils können ein erster Innenbiegeradius und ein zweiter Innenbiegeradius der direkt an die ebene Übergangsfläche angrenzenden abgerundeten Bereiche jeweils einen Wert aufweisen, welcher nicht größer als die dreifache Blechdicke ist. Alternativ können der erste Innenbiegeradius und der zweite Innenbiegeradius der direkt an die ebene Übergangsfläche angrenzenden abgerundeten Bereiche jeweils einen Wert aufweisen, welcher nicht größer als die halbe Blechdicke ist.In a further advantageous embodiment of the sheet metal component, a first inner bending radius and a second inner bending radius can be used for those directly adjacent to the flat transition surface rounded areas each have a value that is not greater than three times the sheet thickness. Alternatively, the first inner bending radius and the second inner bending radius of the rounded regions directly adjacent to the flat transition surface can each have a value which is not greater than half the sheet thickness.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Blechbauteils kann die ebene Übergangsfläche einen abgerundeten Übergangsbereich zwischen den mindestens zwei ebenen Funktionsflächen unterbrechen. Hierbei kann der abgerundete Übergangsbereich einen dritten Innenbiegeradius aufweisen und jeweils die abgerundeten Flächen der Flächenausläufe ausbilden. Hierbei können die abgerundeten Flächenausläufe mit dem größeren dritten Innenbiegeradius über die abgerundeten Bereiche mit dem kleineren ersten und zweiten Innenbiegeradius in die ebene Übergangsfläche übergehen. Alternativ kann der abgerundete Übergangsbereich radiusgleiche abgerundete Flächenausläufe und abgerundete Bereiche ausbilden, über welche die ebene Übergangsfläche in die jeweilige ebene Funktionsfläche übergeht.In a further advantageous embodiment of the sheet metal component, the flat transition surface can interrupt a rounded transition region between the at least two flat functional surfaces. In this case, the rounded transition area can have a third inner bending radius and in each case form the rounded surfaces of the surface outlets. Here, the rounded surface outlets with the larger third inner bending radius can merge into the flat transition surface via the rounded areas with the smaller first and second inner bending radius. Alternatively, the rounded transition area can form radius-like rounded surface outlets and rounded areas over which the flat transition surface merges into the respective flat functional surface.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Blechbauteils kann die ebene Übergangsfläche zwischen 50% und 70% einer Radiussehne des abgerundeten Übergangsbereichs ausschneiden.In a further advantageous embodiment of the sheet metal component, the flat transition surface can cut out between 50% and 70% of a radius chord of the rounded transition region.
Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.The features and combinations of features mentioned above in the description and the features and combinations of features mentioned below in the description of the figures and / or shown alone in the figures can be used not only in the combination indicated in each case, but also in other combinations or on their own, without the scope of Leaving invention. Embodiments are thus also to be regarded and encompassed by the invention, which are not explicitly shown or explained in the figures, but which emerge and can be generated from the explained embodiments by separate combinations of features.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:
-
1 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blechbauteils; -
2 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines Blechbauteils gemäß dem Stand der Technik; und -
3 eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blechbauteils.
-
1 is a schematic and perspective view of a section of a first embodiment of a sheet metal component according to the invention; -
2 is a schematic and perspective view of a section of a sheet metal component according to the prior art; and -
3 is a schematic and perspective view of a section of a second embodiment of a sheet metal component according to the invention.
Wie aus
Erfindungsgemäß weist der Übergangsbereich
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Wie aus
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Blechteils
Wie aus
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Blechbauteilsheet metal component
- 5, 65, 6
- Funktionsflächefunctional surface
- 1010
- ÜbergangsbereichTransition area
- 1212
- ebene Übergangsflächeflat transition surface
- 13, 1413, 14
- abgerundeter Bereichrounded area
- 15, 1615, 16
- Flächenauslauf der FunktionsflächeArea of the functional area
- 15A, 16A15A, 16A
- ebene Flächeflat surface
- 15B, 16B15B, 16B
- abgerundete Flächerounded surface
- 1717
- abgerundete Übergangsflächerounded transition surface
- R1, R2, R3R1, R2, R3
- InnenbiegeradiusInside bending radius
- 100100
- herkömmliches Blechbauteilconventional sheet metal component
- 110, 120110, 120
- Funktionsflächefunctional surface
- 130130
- ÜbergangsbereichTransition area
- 140140
- abgerundete Übergangsflächerounded transition surface
- RR
- InnenbiegeradiusInside bending radius
Claims (10)
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Also Published As
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DE102018209847A1 (en) | 2019-12-19 |
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Legal Events
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R120 | Application withdrawn or ip right abandoned | ||
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