DE102020207115B3

DE102020207115B3 - Verfahren und Prozessanordnung zur Herstellung eines warmumgeformten und pressgehärteten Stahlblechbauteils

Info

Publication number: DE102020207115B3
Application number: DE102020207115.2A
Authority: DE
Inventors: Tobias Opitz; Peter Oelkers; Mathias Kotzian; Roland Malek; Timo Schwaar
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2020-06-05
Filing date: 2020-06-05
Publication date: 2021-09-30
Anticipated expiration: 2040-06-06

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten und pressgehärteten Stahlblechbauteils (1), das eine Trägerplatine (3) mit zumindest einer damit gefügten Patchplatine (5) aufweist, wobei das Stahlblechbauteil (1) in einem Patchbereich (7) eine lokal erhöhte Patch-Bleckdicke (s1) aufweist und in einem Trägerplatinenbereich (9) eine reduzierte Blechdicke (s2) aufweist. Während eines Rückhubs (R1, R2) im Presshärteschritt bleibt ein Patch-Niederhalter (35) über eine Niederhalte-Zeitdauer (Δt2) in wärmeleitendem Kontakt mit dem Patchbereich (7) des geformten Stahlblechbauteils (1). Die Niederhalte-Zeitdauer kann so bemessen sein, dass sich eine lokale Entnahmetemperatur im Patchbereich (5) einer lokalen Entnahmetemperatur im Trägerplatinenbereich (9) angleicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten und pressgehärteten Stahlblechbauteils nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Prozessanordnung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 17.
Ein gattungsgemäßes warmumgeformtes und pressgehärtetes Stahlblechbauteil weist eine Trägerplatine mit zumindest einer darauf fixierten Patchplatine auf, die als eine lokale Bauteilverstärkung wirkt. Ein solches patchverstärktes Stahlblechbauteil wird im Stand der Technik in einer Prozessabfolge hergestellt, bei der in einem Beschichtungs-Prozessschritt ein Trägerplatinen-Vormaterial und eine Patchplatinen-Vormaterial beidseitig mit Zunderschutzschichten beschichtet werden. In einem folgenden Platinenschnitt werden die Trägerplatine und die Patchplatine zugeschnitten. Anschließend folgt ein Füge-Prozessschritt, bei dem im kalten, ungehärteten Zustand die Patchplatine mit der Trägerplatine zum Beispiel durch Punktschweißung gefügt werden. In einem folgenden Wärmebehandlungs-Prozessschritt wird der Bauteilverbund aus Trägerplatine und darauf fixierter Patchplatine zum Beispiel in einem Rollenherdofen auf über die werkstoffspezifische Austenitisierungstemperatur erwärmt. Der wärmebehandelte Bauteilverbund wird im Heißzustand in eine Werkzeugkavität zwischen Werkzeugteilen eines Umformwerkzeugs eingelegt. Dort erfolgt ein Presshärteschritt unter Bildung des Stahlblechbauteils.
In einem konventionellen Presshärteschritt wird ein hubverstellbares oberes Werkzeugteil des Umformwerkzeugs mit einem Pressenhub bis zu einem unteren Totpunkt bewegt und dort über eine Zuhaltezeit gehalten. Anschließend wird das hubverstellbare Werkzeugteil mit einem Rückhub zum oberen Totpunkt verstellt. Im folgenden Entnahmeschritt wird das geformte Stahlblechbauteil mit einer Entnahmetemperatur aus der geöffneten Werkzeugkavität entnommen.
Die lokal erhöhte Blechdicke im Patchbereich des geformten Stahlblechbauteils führt zwangsläufig zu einer inhomogenen Entnahmetemperatur aus dem Umformwerkzeug, da ein dickerer Platinenbereich signifikant langsamer abkühlt (beziehungsweise mehr Volumenenergie in Form von Wärme abgeführt werden muss) als im dünneren Trägerplatinenbereich. Eine inhomogene Entnahmetemperatur kann temperaturbedingte Eigenspannungen im geformten Stahlblechbauteil verursachen. Die Patchplatine verzieht regelrecht das Stahlblechbauteil, wodurch es zu Positionierungsungenauigkeiten auf der, dem Warmumformwerkzeug nachgeschalteten Laseraufnahme kommt. Zudem können Fertigungs- und Bauteiltoleranzen nicht prozesssicher eingehalten werden. Auch eine erhöhte Zuhaltezeit des Umformwerkzeugs, um dicke Bauteilbereiche auf Entnahmetemperatur zu bringen, führt zu geometrischen Verzügen, da in Folge der Vollformausbildung von Stempel und Matrize auch die Trägerplatine signifikant unter die Entnahmetemperatur gebracht wird. Ein prozesssicheres Herstellen maßhaltiger Warmumformbauteile mit verstärkten Bereichen ist unter Umständen und in Abhängigkeit von der Bauteilkonstruktion/-auslegung daher nicht ohne weiteres möglich. Hierzu sind insbesondere hohe Dickensprünge sowie eine hohe Bauteilkomplexität und Torsionsanfälligkeit zu nennen. Insbesondere lange, schmale und dünne Bauteile sind sehr anfällig.
Im Stand der Technik kann zur Reduzierung eines Bauteilverzugs die Zuhaltezeit im Umformwerkzeug erhöht werden. Dies ist jedoch aus Effizienzgründen von Nachteil. Zudem kann die Bauteilkomplexität beziehungsweise -konstruktion eingeschränkt werden. Hierbei müssen allerdings Nachteile bei der Bauteilperformance (Leichtbau, Steifigkeit, Crashsteifigkeit, Energieabsorption) gemacht werden. Zudem kann ein thermischer Bauteilverzug bis zu einem gewissen Maße kompensiert werden. Die Kompensation des geformten Stahlblechbauteils ist jedoch ein relativ störungsanfälliger Prozess und unterliegt einer Vielzahl an Schwankungsgrößen.
Aus der EP 2 993 241 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung wenigstens abschnittsweise gehärteter Blechbauteile bekannt.
Aus der DE 10 2018 215 545 A1 ist ein Verfahren zum Herstellen eines pressgehärteten Blechformteils sowie ein Presshärtewerkzeug bekannt. Die DE 10 2009 052 210 A1 offenbart ein Verfahren zum Herstellen von Bauteilen mit Bereichen unterschiedlicher Duktilität. Aus der US 2018/0 021 833 A1 ist eine Heißpressmaschine, ein Verfahren zum Heißpressen und ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugkarosserieteils bekannt. Aus der CN 108 787 904 A sind ein Stanz- und Niet-Integrationsprozess sowie eine Form für eine Patch-Verstärkungsstruktur bekannt. Die DE 10 2016 013 466 A1 offenbart ein Karosseriebauteil für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Herstellen eines Karosseriebauteils.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten und pressgehärteten Stahlblechbauteils bereitzustellen, bei dem im Vergleich zum Stand der Technik in prozesstechnisch einfacher Weise ein Bauteilverzug nach der Entnahme aus dem Umformwerkzeug reduziert ist.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Prozessanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 17 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 weist eines der beiden Werkzeugteile im Patchbereich einen hubverstellbaren Patch-Niederhalter auf. Der Patch-Niederhalter bleibt während eines nach der Presshärtung erfolgenden Werkzeug-Rückhubs über eine vordefinierte Niederhalte-Zeitdauer (d.h. die zweite Haltezeitdauer Δt₂ ) in wärmeleitendem Kontakt mit dem Patchbereich des geformten Stahlblechbauteils. Die zweite Haltezeitdauer ist dabei bevorzugt so bemessen, dass sich eine lokale Entnahmetemperatur im Patchbereich einer lokalen Entnahmetemperatur im Trägerplatinenbereich angleichen kann.
Das Umformwerkzeug kann aus einem oberen Werkzeugteil und einem unteren Werkzeugteil aufgebaut sein. In einer ersten Umformwerkzeug-Variante kann der hubverstellbare Patch-Niederhalter im oberen Werkzeugteil angeordnet sein. In diesem Fall wird der hubverstellbare Patch-Niederhalter mit dem Start des Werkzeugteil-Rückhubs in einer Rückhub-Gegenrichtung um einen Niederhalter-Hub derart ausgefahren, dass der Patch-Niederhalter in der zweiten Haltezeitdauer (Δt₂ ) in wärmeleitendem Kontakt mit dem Patchbereich des geformten Stahlblechteils bleibt.
In einer zweiten Umformwerkzeug-Variante kann der hubverstellbare Patch-Niederhalter im unteren Werkzeugteil angeordnet sein. In diesem Fall wird der hubverstellbare Patch-Niederhalter mit dem Start des Werkzeugteil-Rückhubs in einer Rückhub-Richtung um einen Niederhalter-Hub derart ausgefahren, dass der Patch-Niederhalter in der zweiten Haltezeitdauer (Δt₂ ) in wärmeleitendem Kontakt mit dem Patchbereich des geformten Stahlblechteils bleibt.
In der Erfindung wird das hubverstellbare Werkzeugteil über die erste Haltezeitdauer (im unteren Totpunkt) in Kontakt mit dem Stahlblechbauteil gehalten und der Patch-Niederhalter über die zweite Haltezeitdauer in Kontakt mit dem Patchbereich des Stahlblechbauteils gehalten. Entscheidend im Bereich der Presshärtung/Warmumformung ist neben dem Kontakt die Bereitstellung von ausreichend Kontaktdruck und Flächenpressung, um den notwendigen Wärmeübergang und die damit verbundenen Abschreckgeschwindigkeiten zu erzielen. Dies ist auch im Rahmen des Patch-Niederhalters relevant. Hier kommt es ebenfalls darauf an, im Patchbereich entsprechend Kontaktdruck aufzubauen (und zwar losgelöst von der Pressenkraft des Stößels).
Der Erfindung liegt insbesondere eine gezielte Prozessführung des oberen Werkzeugteils (d.h. des Pressenstößels) zu Grunde, um die Entnahmetemperatur in allen Bauteilbereichen (Patch und Trägerplatine) möglichst homogen zu halten. Des Weiteren ist das Betriebsmittel (d.h. der Patch-Niederhalter) so zu gestalten/konstruieren, dass die Matrize einen, möglichst den gesamten Patchbereich umfassenden Patch-Niederhalter aufweist, der gefedert (Hydraulik, GDF, Pneumatik) gelagert ist. Es ist ebenso möglich, dass in diesem Patch-Niederhalter eine weitere laufende Funktion beziehungsweise ein „Niederhalter im Niederhalter“ vorgesehen ist. Dies ist insbesondere für spitz zulaufende Profilbauteile, zum Beispiel ein inneres Seitenteil, zielführend, da der Patch einen Deckel- und Zargenbereich umfasst.
Die Erwärmung der Patchplatine kann konventionell (Rollenherdofen) durchgeführt werden. Eine alternative Erwärmungsmethode ist ebenfalls einsetzbar. Anschließend wird die Platine in das Umformwerkzeug eingelegt und bis Erreichen eines unteren Totpunkts umgeformt. Hierbei kann der Patch-Niederhalter 1 bis 250 mm vor dem unteren Totpunkt in Kontakt mit dem Patchbereich treten. In diesem Fall weist der Patch-Niederhalter bereits im Pressenhub eine Niederhalterfunktion auf. Der Patch-Niederhalter wird auf Enddruck gefahren.
Alternativ dazu kann der Patch-Niederhalter in Abhängigkeit des Pressenhubs erst mit Erreichen des unteren Totpunkts angesteuert werden, sodass der Patch-Niederhalter keine voreilende Funktion besitzt. Dies kann in Abhängigkeit der Methodenauslegung, des Niederhalter-Hubs und der Ziehtiefe erforderlich sein. Der Patch-Niederhalter wird weggesteuert, wenn die Pressensteuerung in einen Eil-Rückhub geht. Der nachlaufende beziehungsweise angesteuerte Patch-Niederhalter kann sich auch im Stempel des Werkzeugs befinden.
Eine Zuhaltezeit (d.h. die erste Haltezeitdauer) im Umformwerkzeug wird in Abhängigkeit von der Blechdicke der Trägerplatine gewählt. Hierbei sollte im Presshärteschritt der dünne Trägerplatinenbereich auf eine Temperatur zwischen 50°C und 400°C, insbesondere 150°C bis 350°C abgeschreckt werden. Der dickere Patchbereich weist folgegemäß Temperaturen größer als die Temperatur im Trägerplatinenbereich auf. Rein konzeptionell sollte die Temperatur im Patchbereich deutlich höher als 150°C bis 180°C liegen, insbesondere höher als 150-350°C.
Konventionell erfolgt ein Rückhub möglichst schnell (Eilhub), um die Zykluszeit bis zur Einlage der nächsten Platine gering zu halten. Der Kern der vorliegenden Erfindung ist eine gezielte Stößelsteuerung, um zunächst das Umformwerkzeug beziehungsweise die Matrize temporär und abschnittsweise zu lüften. Ein erster Rückhub (d.h. ein erster Teil-Rückhub) bis auf eine Stößel-Zwischenstellung (das heißt UT+_x2 mm) führt dazu, dass im Patchbereich beziehungsweise im Bereich des gefedert gelagerten Patch-Niederhalters weiterhin beidseitiger Kontakt/Kontaktdruck anliegt. In den anderen Bereichen des Bauteils/Werkzeugs entsteht ein matrizenseitiger Luftspalt, wodurch die Kühlrate signifikant reduziert wird. Falls der Patch-Niederhalter nicht voreilend ausgelegt ist, wird der Patch-Niederhalter beziehungsweise die GDF erfindungsgemäß bei Formschluss beziehungsweise im unteren Totpunkt angesteuert. Hier kann, wie bereits beschrieben, auch Hydraulik zum Einsatz kommen. Die Haltezeit (d.h. Haltephase Δt_H ) in der Stößel-Zwischenstellung (das heißt UT+_x2 mm) kann variiert werden. Das hierfür maßgebende Kriterium ist die Temperaturangleichung zwischen dem dicken Patchbereich und dem dünnen Trägerplatinebereich. Hierdurch kann eine gleichmäßige Entnahmetemperatur von ca. 120°C bis 210°C sichergestellt werden.
Es ist ebenso möglich, eine erste Rückhubsequenz kontinuierlich zu gestalten (zum Beispiel 1 mm/s). Die zweite Rückhubsequenz (das heißt zweiter Teil-Rückhub) wird analog zur konventionellen Warmumformung wieder im Eilhub durchgeführt.
Der Kern der Erfindung besteht in der Kombination der Niederhalterfunktion im Patchbereich mit einer gezielten Pressensteuerung im Bereich des Rückhubes. Ein weiterer wesentlicher Aspekt ist die Applikation einer Werkzeug- beziehungsweise Kernzugfunktion nach beziehungsweise während der Haltezeit im Warmumformwerkzeug, die bis dato primär bauteilbedingt keine Anwendung erforderte.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der dünne Trägerplatinenbereich im noch geschlossenen Umformwerkzeug auf eine Temperatur zwischen 100°C und 250°C gekühlt. Anschließend werden der Rückhub beziehungsweise das Lüften der Matrize ausgeführt. Zu diesem Zeitpunkt liegt die Temperatur des dicken Patchbereiches erfahrungsgemäß noch über 300°C bis 350°C. Beispielhaft kann die Temperatur im Patchplatinenbereich im Mittel um 20% oder um mindestens 70K größer sein als die Temperatur im Trägerplatinenbereich.
Es ist hervorzuheben, dass sämtliche Temperaturangaben rein beispielhaft sind. Im tatsächlichen Umformprozess sind die sich einstellenden Temperaturen stark blechdickenabhängig. Zudem ist die Höhe der Temperaturen davon abhängig, auf welche Weise die Temperaturermittlung erfolgt. Beispielhaft kann es sich bei der Temperaturangabe um einen Mittelwert über den Patchplatinenbereich beziehungsweise über den Trägerplatinenbereich handeln. Alternativ dazu kann es sich bei den Temperaturangaben um Maximalwerte handeln.
Die unterschiedlichen Abkühlungsbedingungen (beidseitiger Kontaktdruck im Patchbereich und einseitige, distanzierte Kühlung im Bereich der Trägerplatinenbereich) führen dazu, dass die Abkühlrate im Patchbereich signfikant höher ist als im Trägerplatinenbereich. Die Temperaturen beziehungsweise der Temperaturunterschied gleicht sich während des Rückhubs beziehungsweise der ersten distanzierten Haltephase sukzessive an. Ein geometrischer Verzug des Bauteils im distanzierten Bereich bei einer Haltezeit in der Stößel-Zwischenposition (das heißt UT+_x2 mm) ist als gering anzunehmen.
Anschließend wird das Bauteil entnommen beziehungsweise der Eilhub/vollständiger Rückhub des Stößels durchgeführt, wenn sich der Temperaturunterschied über das Bauteil reduziert hat und auch lokal keine Temperaturerhöhung vorliegt.
Durch eine segmentierte Ausführung der Matrizenbestückung können weitere Mittel eingesetzt werden, um insbesondere in diesem Bereich die Abkühlrate gegenüber den Trägerplatinenbereichen zu erhöhen. Hierzu zählt zum Beispiel der Einsatz höher wärmeleitfähigen Werkzeugstähle und/oder andere Kühlungsmöglichkeiten (zum Beispiel konturnahe Kühlung, Sandprint, etc.). Auch kann ein temporäres Abschwächen/Verstärken der Durchflussmenge an Kühlmittel zielführend sein. Dieser Effekt kann auch über den Abstand der Kühlbohrungen zur Wirkfläche induziert werden.
Mit der Erfindung ergeben sich vorteilhaft eine prozesssichere Herstellung von Patchbauteilen mit hoher Maßhaltigkeit. Zudem ist eine Erhöhung des Blechdickenverhältnisses von Patchbereich zu Trägerplatinenbereich möglich. Ferner sind die mechanischen Eigenschaften im Patchbereich sichergestellt.
Nachfolgend werden Aspekte der Erfindung nochmals im Einzelnen hervorgehoben:
So kann die zweite Haltezeitdauer derart bemessen sein, dass sich eine lokale Entnahmetemperatur im Patchbereich einer lokalen Entnahmetemperatur im Trägerplatinenbereich angleicht. Eine solche Temperatur-Angleichung ist ermöglicht, da während der zweiten Haltezeitdauer der Patchbereich des Stahlblechbauteils in beidseitigem wärmeleitendem Kontakt mit sowohl dem Patch-Niederhalter als auch mit dem ortsfesten Werkzeugteil bleibt. Demgegenüber ist der dünne Trägerplatinenbereich lediglich in einseitigem wärmeleitendem Kontakt mit dem ortsfesten Werkzeugteil.
Der Patch-Niederhalter ist zwischen einem eingefahrenen Zustand und einem komplett ausgefahrenen Zustand hubverstellbar. Im eingefahrenem Zustand ist der Patch-Niederhalter flächenbündig mit einer Werkzeug-Formfläche des hubverstellbaren Werkzeugteils ausgerichtet. Im Unterschied dazu überragt der Patch-Niederhalter im komplett ausgefahrenen Zustand die Werkzeug-Formfläche mit einem maximalen Hubweg. Der maximale Hubweg des Patch-Niederhalters ist wesentlich kleiner bemessen als ein Öffnungsweg des hubverstellbaren Werkzeugteils vom unteren Totpunkt zum oberen Totpunkt. Beispielhaft kann der maximale Hubweg des Patch-Niederhalters bei 70mm liegen, während der Öffnungsweg des hubverstellbaren Werkzeugteils vom unteren zum oberen Totpunkt bei 800mm liegen kann.
Die erfindungsgemäße zweite Haltezeitdauer startet mit Beginn des Werkzeugteil-Rückhubs und endet zu einem Zeitpunkt, zu dem das hubverstellbare Werkzeugteil eine erste Rückhub-Position (UT+_X1 ) erreicht. In der ersten Rückhub-Position des hubverstellbaren Werkzeugteils ist der Patch-Niederhalter bis zum maximalen Hubweg ausgefahren, so dass der Patch-Niederhalter im weiteren Rückhub-Verlauf außer Kontakt mit dem Patchbereich kommt.
Zur Reduzierung der Prozesszyklus-Zeit ist es bevorzugt, wenn der Werkzeugteil-Rückhub zumindest teilweise als ein Eilhub mit gesteigerter Hubgeschwindigkeit realisiert ist. Vor diesem Hintergrund kann zeitlich vor dem, gleichzeitig mit dem oder zeitlich nach dem Erreichen der ersten Rückhub-Position (UT+_X1 ) der noch verbleibende, restliche Werkzeugteil-Rückhub als Eilhub gestaltet werden.
Zur Einstellung einer ausreichend langen, zweiten Haltezeitdauer steuert eine Pressensteuerung das hubverstellbare Werkzeugteil mit einem vordefinierten Hubweg-Zeit-Profil (x(t)) an. Neben den Weg- und Zeitangaben wird auch prozesstechnisch der Öldruck zur Aufbringung der erforderlichen Kraft/Kontaktdruck gesteuert und eingestellt. Nachfolgend werden zwei Steuervarianten der Pressensteuerung beschrieben:

In einer ersten Steuervariante der Pressensteuerung wird der Werkzeugteil-Rückhub mit Erreichen einer zweiten Rückhub-Position (UT+_X2 ) gestoppt beziehungsweise unterbrochen, und zwar über eine Haltephase von zum Beispiel vier Sekunden. Nach Ablauf der Haltephase wird der Werkzeugteil-Rückhub fortgesetzt. In der ersten Steuervariante ist daher der Werkzeugteil-Rückhub unterteilt in einen ersten Teil-Rückhub vom unteren Totpunkt bis Erreichen der zweiten Rückhub-Position (UT+_X2 ), und in einen zweiten Teil-Rückhub. Dieser startet mit Ablauf der Haltephase und endet mit Erreichen des oberen Totpunkts.

Die zweite Rückhub-Position (UT+_X2 ) ist so gewählt, dass der Patch-Niederhalter noch nicht bis zu seinem maximalen Hubweg ausgefahren ist. Der Patch-Niederhalter ist daher während der Haltephase in wärmeleitendem Kontakt mit dem Patchbereich. Zudem ist der Patch-Niederhalter auch im zweiten Teil-Rückhub in wärmeleitendem Kontakt mit dem Patchbereich, und zwar bis zum Aufbrauch des Rest-Hubwegs des Patch-Niederhalters beziehungsweise bis zum Erreichen des maximalen Hubwegs.
Alternativ dazu ist eine zweite Steuervariante der Pressensteuerung wie folgt realisiert: So kann das hubverstellbare Werkzeugteil vom unteren Totpunkt bis zum Erreichen der ersten Rückhub-Position (UT+_X1 ) kontinuierlich, das heißt unterbrechungsfrei, bei langsamer Hubgeschwindigkeit angesteuert werden. Im Bereich der ersten Rückhub-Position (UT+_X1 ) kann der noch verbleibende, restliche Werkzeugteil-Rückhub als ein Eilhub mit gesteigerter Hubgeschwindigkeit realisiert werden.
In einer speziellen Ausführungsvariante kann das hubverstellbare Werkzeugteil zusätzlich zum Patch-Niederhalter zumindest einen weiteren Standard-Niederhalter aufweisen. Dieser kann mit einer Niederhaltekraft außerhalb des dicken Patchbereiches auf den dünnen Trägerplatinenbereich einwirken.
Der Standard-Niederhalter kann zwischen einem komplett eingefahrenen Zustand und einem ausgefahrenen Zustand hubverstellt werden. Im eingefahrenen Zustand kann der Standard-Niederhalter flächenbündig mit der Werkzeug-Formfläche des hubverstellbaren Werkzeugteils ausgerichtet sein. Im Unterschied dazu kann der Standard-Niederhalter im komplett ausgefahrenen Zustand die Werkzeug-Formfläche mit einem maximalen Hubweg überragen. Erfindungsgemäß ist der maximale Hubweg des Standard-Niederhalters kleiner bemessen als der maximale Hubweg des Patch-Niederhalters. In diesem Fall ergibt sich folgender Rückhub-Verlauf: Nach dem Start des Werkzeugteil-Rückhubs kommt zunächst der Standard-Niederhalter außer Anlage mit dem Trägerplatinenbereich, und zwar zu einem Zeitpunkt, zu dem das hubverstellbare Werkzeugteil eine dritte Rückhub-Position (UT+_X3 ) erreicht hat. In der dritten Rückhub-Position (UT+_X3 ) ist der Patch-Niederhalter nach wie vor in Kontakt mit dem Patchbereich. Der Patch-Niederhalter kommt erst nach Ablauf der zweiten Haltezeitdauer (das heißt mit Erreichen der ersten Rückhub-Position UT+_X1 ) außer Kontakt mit dem Patchbereich.
Im Hinblick auf eine effiziente Abkühlung während der zweiten Haltezeitdauer ist die Geometrie des Patch-Niederhalters von Bedeutung. Bevorzugt kann eine mit dem Patchbereich in Kontakt bringbare Niederhalter-Fläche des Patch-Niederhalters an den Patchbereich konturangepasst sein und diesen vollflächig überdecken. Im Hinblick auf eine potentielle Einlageungenauigkeit und/oder im Hinblick auf eine Wärmeleitung (vom Patch in die Trägerplatine) ist es bevorzugt, wenn die Niederhalter-Fläche mit ihrem Randbereich (zum Beispiel 2 bis 5 mm) über den Patchplatinen-Umfang hinausragt.
Nachfolgend sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Figuren beschrieben.
Es zeigen:

1 ein schematisches Schliffbild eines warmumgeformten und pressgehärteten Stahlblech bauteils;
2 ein Blockschaltdiagramm, anhand dem eine Prozessroute zur Herstellung des in der 1 gezeigten Stahlblechbauteils angedeutet ist;
3 bis 6 jeweils Ansichten, anhand derer ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben ist; sowie
7 bis 9 weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung.

In der 1 ist grob schematisch ein Schliffbild eines warmumgeformten und pressgehärteten Stahlblechbauteils 1 gezeigt. Das Stahlblechbauteil 1 weist eine Trägerplatine 3 mit darauf fixierter Patchplatine 5 auf, die als eine lokale Bauteilverstärkung wirkt und mit der Trägerplatine 3 stoffschlüssig (zum Beispiel über nicht gezeigte Schweißstellen) verbunden ist. In der 1 ist das Stahlblechbauteil 1 in einen Patchbereich 7 und in einen Trägerplatinenbereich 9 unterteilt. Der Patchbereich 7 weist eine lokal erhöhte Patch-Blechdicke S₁ auf, während der Trägerplatinenbereich 9 eine demgegenüber reduzierte Blechdicke S₂ aufweist.
In der 2 ist eine grundsätzliche Prozessroute zur Herstellung des in der 1 gezeigten Stahlblechbauteils 1 angedeutet: Demzufolge wird in einer nicht gezeigten Schneidstation ein Platinenschnitt durchgeführt, bei dem sowohl die Patchplatine 5 als auch die Trägerplatine 7 zugeschnitten werden. Diese werden in einem Füge-Prozessschritt (im kalten ungehärteten Zustand) zum Beispiel durch Punktschweißung zu einem Bauteilverbund 15 (3) gefügt. Der Bauteilverbund 15 wird in eine Warmumformanlage transferiert. Dort wird der Bauteilverbund 15 in einem Wärmebehandlungs-Prozessschritt auf über die werkstoffspezifische Austenitisierungstemperatur wärmebehandelt. Im anschließenden Einlege-Prozessschritt wird der Bauteilverbund 15 im Heißzustand in eine offene Werkzeugkavität 17 (3) eines Umformwerkzeugs 19 eingelegt und dort in einem Presshärteschritt umgeformt, und zwar unter Bildung des Stahlblechbauteils 1. Nach dem Presshärteschritt folgt ein Entnahmeschritt, bei dem das geformte Stahlblechbauteil 1 mit einer Entnahmetemperatur aus dem Umformwerkzeug 19 entnommen wird.
Anhand der 3 bis 6 werden der Aufbau sowie die Ansteuerung des Umformwerkzeugs 19 insoweit beschrieben, als es für das Verständnis der Erfindung erforderlich ist. Werkzeugkomponenten, die für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind, etwa Auswerfer, Schieber oder dergleichen, sind in den 3 bis 6 weggelassen.
Gemäß der 3 weist das Umformwerkzeug 19 ein oberes Werkzeugteil 21 und ein unteres Werkzeugteil 22 auf. Das obere Werkzeugteil 21 ist aus einem Pressenstößel 23 und einer Matrize 25 aufgebaut, während das untere Werkzeugteil 22 aus einem Pressentisch 27 mit darauf ortsfest montiertem Stempel 29 aufgebaut ist. Die Matrize 25 und der Stempel 29 begrenzen die in der 3 offene Werkzeugkavität 17, in der der noch ungehärtete Bauteilverbund 15 eingelegt ist.
Der die Matrize 25 tragende Pressenstößel 23 ist mittels eines Arbeitszylinders 31 einer Hauptzylinder-Anordnung 33 hubverstellbar. Zudem ist in der 3 ein Patch-Niederhalter 35 in einer Vertikalführung 43 der Matrize 25 hubverstellbar geführt. Das Patch-Niederhalter 35 ist mittels einer angedeuteten Nebenzylinder-Anordnung 47 hubverstellbar in der Matrize 25 geführt. Der Patch-Niederhalter 35 kann während eines später beschriebenen Rückhubs in wärmeleitendem Kontakt mit dem Patchbereich 7 des geformten Stahlblechbauteils 1 gebracht werden. Dadurch kann eine lokale Entnahmetemperatur im Patchbereich 7 mit einer lokalen Entnahmetemperatur im Trägerplatinenbereich 3 vergleichmäßigt werden.
Der Patch-Niederhalter 35 ist in der Vertikalführung 43 der Matrize 25 zwischen einem eingefahrenen Zustand (3 und 4) und einem komplett ausgefahrenen Zustand (5) hubverstellbar geführt. Im eingefahrenen Zustand (3 und 4) ist der Patch-Niederhalter 35 flächenbündig mit einer umgebenden Werkzeug-Formfläche 45 des oberen Werkzeugteils 21 ausgerichtet. Im komplett ausgefahrenen Zustand (5) überragt der Patch-Niederhalter 35 die Werkzeug-Formfläche 45 mit einem maximalen Hubweg hmax (5).
Zudem weist der Patch-Niederhalter 35 in der 3 an seiner dem Stempel 29 zugewandten Seite eine Niederhalter-Fläche 37 auf. Diese ist vollflächig in Kontakt mit dem Patchbereich 5 bringbar. Die Niederhalter-Fläche 37 sowie der Patchbereich 7 sind einander konturangepasst. Zudem überragt die Niederhalter-Fläche 37 den Patchbereich-Umfang mit einem Randbereich 38 (4).
Dem in der 3 gezeigten Umformwerkzeug 19 ist eine Regeleinheit 51 zugeordnet, mittels der die Hauptzylinder-Anordnung 33, die Nebenzylinder-Anordnung 47 sowie ein Kühlsystem 49 zur Kühlung der Matrize 25 beziehungsweise des Stempels 29 mit Stellgrößen Z₁, Z₂, Z₃ ansteuerbar ist.
Nachfolgend wird anhand der 6 beispielhaft eine Steuervariante I der Pressensteuerung 51 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. In der 6 ist ein Hubweg-Zeit-Profil (x(t)) gezeigt, aus dem ein Hubweg x des oberen Werkzeugteils 21 über die Zeit hervorgeht: Demnach wird zu Beginn des Presshärteschrittes das obere Werkzeugteil 21 mit einem Pressenhub P vom oberen Totpunkt OT in einem Schließweg Δx bis zum unteren Totpunkt gefahren. Das obere Werkzeugteil 21 wird im unteren Totpunkt UT über eine erste Haltezeitdauer Δt₁ gehalten. Gleichzeitig erfolgt das Ansteuern des Patch-Niederhalters 35 beziehungsweise der Zylinder für den ausführenden Hub. Nach Ablauf der Haltezeitdauer Δt₁ startet zum Zeitpunkt t₁ der Werkzeugteil-Rückhub R, bei dem das obere Werkzeugteil 21 wieder zu seinem oberen Totpunkt OT rückgeführt wird.
Der Kern der Erfindung besteht darin, dass der hubverstellbare Patch-Niederhalter 35 mit dem Rückhub-Start (Zeitpunkt t₁ ) in einer Rückhub-Gegenrichtung um einen Niederhalter-Hub derart nach unten ausgefahren wird, dass der Patch-Niederhalter 35 in einer zweiten Haltezeitdauer Δt₂ in wärmeleitendem Kontakt mit dem Patchbereich 7 des geformten Stahlblechbauteils 1 bleibt. Während der zweiten Haltezeitdauer Δt₂ ist somit der Patchbereich 7 in beidseitigem wärmeleitendem Kontakt mit sowohl dem Patch-Niederhalter 35 als auch dem unteren Werkzeugteil 22. Auf diese Weise kann die lokale Entnahmetemperatur im Patchbereich 5 der lokalen Entnahmetemperatur im Trägerplatinenbereich 9 angeglichen werden.
Die zweite Haltezeitdauer Δt₂ startet mit Beginn des Werkzeugteil-Rückhubs R zum Zeitpunkt t₁ und endet zu einem Zeitpunkt t₂ , zu dem das obere Werkzeugteil 21 eine erste Rückhub-Position UT +_X1 (z.B. 70mm über dem unteren Totpunkt UT) erreicht hat. In der ersten Rückhub-Position UT +_X1 ist der Patch-Niederhalter 35 bis zum maximalen Hubweg hmax ausgefahren. Der Patch-Niederhalter 35 kommt also im weiteren Rückhub-Verlauf außer Kontakt mit dem PatchBereich 7. Gemäß der 6 wird zeitlich vor Erreichen der ersten Rückhub-Position UT +_X1 (d.h. kurz vor dem Ende t₂ der zweiten Haltezeitdauer Δt₂ ) der noch verbleibende restliche Werkzeugteil-Rückhub als ein Eilhub E mit gesteigerter Hubgeschwindigkeit realisiert. Die Einstellung einer ausreichend langen, zweiten Haltezeitdauer Δt₂ wird in der 6 mittels der ersten Steuervariante I der Pressensteuerung 51 erzielt: Demnach wird der Werkzeugteil-Rückhub R mit Erreichen einer zweiten Rückhub-Position UT+_X2 (z.B. 60mm über dem unteren Totpunkt UT) gestoppt beziehungsweise unterbrochen, und zwar über eine Haltephase Δt_H . Nach Ablauf der Haltephase Δt_H wird der Werkzeugteil-Rückhub R fortgesetzt. In der in der 6 angedeuteten ersten Steuervariante I ist somit der Werkzeugteil-Rückhub R unterteilt in einen ersten Teil-Rückhub R1 vom unteren Totpunkt UT bis Erreichen der zweiten Rückhub-Position UT+_X2 , und in einen zweiten Teil-Rückhub R2. Dieser startet mit Ablauf der Haltephase Δt_H und endet mit Erreichen des oberen Totpunkts OT.
Erfindungsgemäß ist die zweite Rückhub-Position UT+_X2 derart gewählt, dass der Patch-Niederhalter 35 noch nicht bis zu seinem maximalen Hubweg hmax ausgefahren ist. Von daher bleibt der Patch-Niederhalter 35 während der Haltephase Δt_H in wärmeleitendem Kontakt mit dem Patchbereich 7. Zudem bleibt der Patch-Niederhalter 35 auch im zweiten Teil-Rückhub R2 in wärmeleitendem Kontakt mit dem Patchbereich 7, und zwar bis der Rest-Hubweg des Patch-Niederhalters 35 aufgebraucht ist (das heißt bis Erreichen des maximalen Hubwegs hmax).
In der 7a ist ein Hubweg-Zeit-Profil x(t) gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Demnach steuert die Pressensteuerung 51 in einer zweiten Steuervariante IIa das obere Werkzeugteil 21 vom unteren Totpunkt UT in etwa bis Erreichen der ersten Rückhub-Position UT +_X1 kontinuierlich, das heißt unterbrechungsfrei, sowie bei langsamer Hubgeschwindigkeit an. Im Bereich der ersten Rückhub-Position UT +_X1 wird der noch verbleibende, restliche Werkzeugteil-Rückhub als ein Eilhub E mit gesteigerter Hubgeschwindigkeit realisiert.
In der 7b ist ein Hubweg-Zeit-Profil x(t) gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel gezeigt. Demnach steuert die Pressensteuerung 51 in einer weiteren Steuervariante IIb das obere Werkzeugteil 21 vom unteren Totpunkt UT in etwa bis Erreichen der ersten Rückhub-Position UT +_X1 kontinuierlich, das heißt unterbrechungsfrei. Im Bereich der ersten Rückhub-Position UT +_X1 wird der noch verbleibende, restliche Werkzeugteil-Rückhub ebenfalls als ein Eilhub E mit gesteigerter Hubgeschwindigkeit realisiert. Im Unterschied zur 7a ist in der 7b die Hubgeschwindigkeit bis Erreichen der ersten Rückhub-Position UT +_X1 reduziert, so dass sich entsprechend die zweite Haltezeit Δt₂ vergrößert.
In der 8 ist eine weitere Ausführungsvariante der Erfindung gezeigt. Demnach weist das hubverstellbare obere Werkzeugteil 21 zusätzlich zum Patch-Niederhalter 35 einen Standard-Niederhalter 55 auf, der mit einer Niederhaltekraft auf den Trägerplatinenbereich 9 außerhalb des Patchbereiches 7 einwirken kann. Der Standard-Niederhalter 55 erstreckt sich ringförmig um den Patch-Niederhalter 35, so dass sich eine Niederhalter-Anordnung ergibt, in der der Patch-Niederhalter 35 innerhalb des Standard-Niederhalters 55 angeordnet ist.
Wie aus der 8 gestrichelt hervorgeht, ist der maximale Hubweg (ohne Bezugszeichen) des Standard-Niederhalters 55 kleiner bemessen als der maximale Hubweg hmax des Patch-Niederhalters 35. Auf diese Weise ergibt sich folgender Rückhub-Verlauf: Demnach kommt zunächst der Standard-Niederhalter 55 außer Anlage mit dem Trägerplatinenbereich 9, und zwar zu einem Rückhub-Zeitpunkt, zu dem das obere Werkzeugteil 21 eine dritte Rückhub-Position UT+_X3 (in der 6 angedeutet) erreicht hat. In der dritten Rückhub-Position UT+_X3 ist der Patch-Niederhalter 35 nach wie vor in Kontakt mit dem Patchbereich 7. Der Patch-Niederhalter 35 kommt dagegen erst nach Ablauf der zweiten Haltezeitdauer Δt₂ außer Anlage mit dem Patchbereich 7.
In der 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel gezeigt, das eine alternative Prozessführung während des Presshärteschritts aufweist. Demnach steuert die Regeleinheit 51 den Patch-Niederhalter 35 bereits während des Presshärteschritts vorauseilend an. Der Patch-Niederhalter 35 erfüllt daher schon im Pressenhub P eine Niederhaltefunktion, bei der der Patch-Niederhalter 35 mit einer Niederhalte-Kraft F_N den noch ungehärteten Bauteilverbund 15 gegen den Stempel 29 drückt.
Bezugszeichenliste

1: Stahlblechbauteil
3: Trägerplatine
5: Patchplatine
7: Patchbereich
9: Trägerplatinenbereich
15: Bauteilverbund
17: Werkzeugkavität
19: Umformwerkzeug
21: oberes Werkzeugteil
22: unteres Werkzeugteil
23: Pressenstößel
25: Matrize
27: Pressentisch
29: Stempel
31: Arbeitszylinder
33: Hauptzylinder-Anordnung
35: Patch-Niederhalter
37: Niederhalter-Fläche
38: Randbereich
43: Vertikalführung
45: Matrizen-Formfläche
47: Nebenzylinder-Anordnung
49: Kühlsystem
51: Steuerung
55: Standard-Niederhalter
z: Stellgrößen
P: Pressenhub
R: Werkzeugteil-Rückhub
R1, R2: Teil-Rückhub
UT: unterer Totpunkt
OT: oberer Totpunkt
x: Hubweg des oberen Werkzeugteils 21
Δx: Öffnungsweg bzw, Schließweg des oberen Werkzeugteils 21
UT +X1: erste Rückhub-Position
UT+X2: zweite Rückhub-Position
UT+X3: dritte Rückhub-Position
s1, s2: Blechdicken
Δt1: erste Haltezeitdauer
Δt2: zweite Haltezeitdauer
ΔtH: Haltephase
t1: Start der zweiten Haltezeitdauer
t2: Ende der zweiten Haltezeitdauer
hmax: maximaler Hubweg des Patch-Niederhalters 35
I: erste Steuervariante
II: zweite Steuervariante
E: Eilhub

Claims

Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten und pressgehärteten Stahlblechbauteils (1), das eine Trägerplatine (3) mit zumindest einer damit gefügten Patchplatine (5) aufweist, wobei das Stahlblechbauteil (1) in einem Patchbereich (7) eine lokal erhöhte Patch-Bleckdicke (s₁) aufweist und in einem Trägerplatinenbereich (9) eine reduzierte Blechdicke (s₂) aufweist, und wobei das Verfahren die folgenden Prozessschritte aufweist: - einen Wärmebehandlungsschritt, bei dem ein noch ungehärteter Bauteilverbund (15) aus Trägerplatine (3) und Patchplatine (7) bis auf über die werkstoffspezifische Austenitisierungstemperatur erwärmt wird, - einen Einlegeschritt, bei dem der Bauteilverbund (15) im Heißzustand in eine Werkzeugkavität (17) zwischen Werkzeugteilen (21, 22) eines Umformwerkzeugs (19) eingelegt wird, - einem Presshärteschritt, bei dem ein hubverstellbares Werkzeugteil (21) in einem Pressenhub (P) über einen Schließweg (Δx) bis zu einer Schließstellung (UT) bewegt wird und dort über eine erste Haltezeitdauer (Δt₁) gehalten wird, sowie anschließend der hubverstellbare Werkzeugteil (21) mit einem Werkzeugteil-Rückhub (R) zu einer Offenstellung (OT) verstellt wird, und - einem Entnahmeschritt, bei dem das geformte Stahlblechbauteil (1) mit einer Entnahmetemperatur aus der geöffneten Werkzeugkavität (17) entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass eines der Werkzeugteile (21, 22) im Patchbereich (7) zumindest einen hubverstellbaren Patch-Niederhalter (35) aufweist, und dass der hubverstellbare Patch-Niederhalter (35) mit dem Start des Werkzeugteil-Rückhubs (R) um einen Niederhalter-Hub derart ausgefahren wird, dass der Patch-Niederhalter (35) in einer zweiten Haltezeitdauer (Δt₂) in wärmeleitendem Kontakt mit dem Patchbereich (7) des geformten Stahlblechteils (1) bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Haltezeitdauer (Δt₂) derart bemessen ist, dass sich eine lokale Entnahmetemperatur im Patchbereich (5) einer lokalen Entnahmetemperatur im Trägerplatinenbereich (9) angleicht.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass während der zweiten Haltezeitdauer (Δt_z) der Patchbereich (7) des Stahlblechbauteils (1) in beidseitigem wärmeleitendem Kontakt mit sowohl dem Patch-Niederhalter (35) als auch dem ortsfesten Werkzeugteil (22) bleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Patch-Niederhalter (35) zwischen einem komplett eingefahrenen Zustand, in dem der Patch-Niederhalter (35) flächenbündig mit einer Werkzeug-Formfläche (45) des hubverstellbaren Werkzeugteils (21) ausgerichtet ist, und einem komplett ausgefahrenem Zustand hubverstellbar ist, in dem der Patch-Niederhalter (35) die Werkzeug-Formfläche (45) mit einem maximalen Hubweg (hmax) überragt, und dass der maximale Hubweg (hmax) des Patch-Niederhalters (35) kleiner bemessen ist als der Öffnungsweg (Δx) des hubverstellbaren Werkzeugteils (21) von der Schließstellung (UT) bis zur Offenstellung (OT).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Haltezeitdauer (Δt_z) zu einem Zeitpunkt (t₂) endet, zu dem das hubverstellbare Werkzeugteil (21) eine erste Rückhub-Position (UT+_X1) erreicht, in der der Patch-Niederhalter (35) bis zum maximalen Hubweg (hmax) ausgefahren ist und im weiteren Rückhub-Verlauf außer Kontakt mit dem Patchbereich (7) kommt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zeitlich vor dem, gleichzeitig mit dem oder zeitlich nach dem Erreichen der ersten Rückhub-Position (UT+_X1) der noch verbleibende, restliche Werkzeugteil-Rückhub (R) als ein Eilhub (E) mit gesteigerter Hubgeschwindigkeit realisiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Einstellung einer ausreichend langen zweiten Haltezeitdauer (Δt_z) eine Pressensteuerung (51) das hubverstellbare Werkzeugteil (21) mit einem vordefinierten Hubweg-Zeit-Profil (x(t)) ansteuert.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer ersten Steuervariante (I) der Pressensteuerung (51) der Werkzeugteil-Rückhub (R) mit Erreichen einer zweiten Rückhub-Position (UT+_X2) unterbrochen wird, und zwar über eine Haltephase (Δt_H), und dass nach Ablauf der Haltephase (Δt_H) der Werkzeugteil-Rückhub (R) fortgesetzt wird, so dass in der ersten Steuervariante (I) der Werkzeugteil-Rückhub (R) unterteilt ist in einen ersten Teil-Rückhub (R1) von der Schließstellung (UT) bis Erreichen der zweiten Rückhub-Position (UT+_X2), und in einen zweiten Teil-Rückhub (R2), der mit Ablauf der Haltephase (ΔtH) startet und mit Erreichen des der Offenstellung (OT) endet.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Rückhub-Position (UT+_X2) der Patch-Niederhalter (35) noch nicht bis zu seinem maximalen Hubweg (hmax) ausgefahren ist, so dass der Patch-Niederhalter (35) während der Haltephase (Δt_H) in Kontakt mit dem Patchbereich (7) bleibt, und/oder dass im zweiten Teil-Rückhub (R2) der Patch-Niederhalter (35) in Kontakt mit dem Patchbereich (7) bleibt, und zwar bis zum Aufbrauch des Rest-Hubwegs des Patch-Niederhalters (35), das heißt bis Erreichen des maximalen Hubwegs (hmax).
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einer zweiten Steuervariante (II) die Pressensteuerung (51) das hubverstellbare Werkzeugteil (21) von der Schließstellung (UT) bis Erreichen der ersten Rückhub-Position (UT+_X1) kontinuierlich, das heißt unterbrechungsfrei, bei langsamer Hubgeschwindigkeit ansteuert, und dass im Bereich der ersten Rückhub-Position (UT+_X1) der noch verbleibende, restliche Werkzeugteil-Rückhub (R) als ein Eilhub (E) mit gesteigerter Hubgeschwindigkeit realisiert ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das hubverstellbare Werkzeugteil (21) zusätzlich zumindest einen Standard-Niederhalter (55) aufweist, der mit einer Niederhaltekraft auf den Trägerplatinenbereich (9) außerhalb des Patchbereiches (7) einwirken kann.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Hubweg des Standard-Niederhalters (55) kleiner bemessen ist als der maximale Hubweg (hmax) des Patch-Niederhalters (35), so dass im Rückhub-Verlauf zunächst der Standard-Niederhalter (55) außer Anlage mit dem Trägerplatinenbereich (9) kommt, während der Patch-Niederhalter (35) in Kontakt mit dem Patchbereich (7) bleibt, und dass der der Patch-Niederhalter (35) erst nach Ablauf der zweiten Haltezeitdauer (Δt_z) außer Anlage mit dem Patchbereich (7) kommt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass während der zweiten Haltezeitdauer (Δt_z) der Patch-Niederhalter (35) mit einer Niederhalter-Fläche (37) in wärmeleitendem Kontakt mit dem Patchbereich (7) ist, und dass die Niederhalter-Fläche (37) und der Patchbereich (7) einander konturangepasst sind und/oder einander vollflächig überdecken.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhalter-Fläche (37) mit ihrem Randbereich (38) über den Patchplatinen-Umfang hinausragt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Patch-Niederhalter (35) während des Presshärteschritts nachlaufend angesteuert wird, so dass der Patch-Niederhalter (35) im Pressenhub (P) erst mit Erreichen der Schließstellung (UT) in Kontakt mit dem Patchbereich (7) kommt, und dass für den Fall, dass die nachlaufend angesteuerte Funktion flächenbündig mit der Matrize/Oberteil ist, ein Kontakt vor Erreichen der Schließstellung (UT) eintritt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Patch-Niederhalter (35) während des Presshärteschritts vorauseilend angesteuert wird, so dass der Patch-Niederhalter (35) bereits im Pressenhub (P) eine Niederhaltefunktion erfüllt, bei der der Patch-Niederhalter (35) mit einer Niederhalte-Kraft (F_N) den noch ungehärteten Bauteilverbund (15) gegen eines der Werkzeugteile (21, 22) drückt.
Prozessanordnung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Prozessanordnung ein Umformwerkzeug (19) mit einer zwischen zwei Werkzeugteilen (21, 22) vorgesehenen Werkzeugkavität (17) aufweist, wobei eines der Werkzeugteile (21, 22) als ein hubverstellbares Werkzeugteil (21) ausgebildet ist, und wobei das hubverstellbare Werkzeugteil (21) zumindest einen hubverstellbaren Patch-Niederhalter (35) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das hubverstellbare Werkzeugteil (21) zusätzlich zumindest einen Standard-Niederhalter (55) aufweist, der mit einer Niederhaltekraft auf den Trägerplatinenbereich (9) außerhalb des Patchbereiches (7) einwirken kann.