DE102021124531B4 - Verfahren zur Herstellung eines Metallbauteils mit Bereichen unterschiedlicher Festigkeit - Google Patents

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Metallbauteils mit Bereichen unterschiedlicher Festigkeit, wobei- eine Platine (2) auf Austenitisierungstemperatur erwärmt wird,- die Platine (2) in einem Ofen auf etwa Austenitisierungstemperatur gehalten wird, wobei- vorbestimmte Teilbereiche der Platine (2) durch eine Abschirmvorrichtung (1) abgeschirmt werden und auf eine Temperatur unterhalb der Austenitisierungstemperatur und oberhalb der Martensitstarttemperatur abkühlen, wobei- die Platine (2) nach einer Verweilzeit aus dem Ofen entnommen, in ein Umformwerkzeug eingebracht und darin zu einem Formteil umgeformt und abgekühlt wird, wobei das Formteil hochfeste Bereiche aufweist und in den zuvor abgeschirmten Teilbereichen eine geringere Festigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass- die Abschirmvorrichtung (1) mehrteilig ist und aus mindestens einem ersten Abschirmteil (3,3'), sowie mindestens einem das erste Abschirmteil (3,3') zu dem kompletten Abschirmteil (3,3') ergänzenden zweiten und/oder weiteren Abschirmteil (4,4' bzw. 5,5') besteht, welches zur Erreichung einer optimalen Abschirmgeometrie von dem ersten Abschirmteil (3,3') gelöst und/oder an diesem verstellt wird, bis das zweite und/oder weitere Abschirmteil (4,4' bzw. 5,5') den vorbestimmten Bereich der Platine in einer Solllage überdeckt, wobei das zweite und/oder weitere Abschirmteil (4,4' bzw. 5,5') relativ zu dem ersten Abschirmteil (3,3') verstellt wird, sodass die Abschirmfläche vergrößert oder verkleinert wird, wobei die Verstellung mittels eines elektrischen Stellmotors erfolgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metallbauteils mit Bereichen unterschiedlicher Festigkeit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Im Stand der Technik ist bekannt, dass die Abschirmvorrichtung zusammen mit einer etwa auf Austenitisierungstemperatur erwärmten Platine in einen Ofen eingebracht und mit einer Wärme beaufschlagt wird. Dabei wird die Platine in Teilbereichen durch die Abschirmvorrichtung abgedeckt, sodass dieser abgedeckte Bereich von der Wärmebeaufschlagung abgeschirmt und nicht weiter erwärmt wird. Der abgedeckte Bereich kühlt im Ofen langsam ab, auf eine Temperatur unterhalb der Austenitisierungstemperatur und oberhalb der Martensitstarttemperatur. Der nichtabgedeckte Bereich der Platine wird weiterhin auf Austenitisierungstemperatur erwärmt bzw. gehalten. Die Platine weist nach einer Verweilzeit im Ofen Bereiche mit unterschiedlichen Temperaturen auf, wobei die Platine nach einer vorbestimmten Verweilzeit aus dem Ofen entnommen und in einem Umformwerkzeug zu einem Formteil umgeformt und gehärtet wird.
  • Durch die unterschiedlichen Temperaturen im Material, werden bei der anschließenden Umformung und schroffen Abkühlung Bereiche mit unterschiedlichen Festigkeiten eingestellt.
  • Damit diese Bereiche jeweils in den dafür vorgesehenen Toleranzbereichen angeordnet sind, muss die Geometrie der Abschirmvorrichtung an die vorgesehenen Bereiche aufwändig angepasst werden, sodass eine exakte Abdeckung der Bereiche erfolgen kann, die später duktiler sein sollen.
  • Bei der Anfertigung einer auf ein Produkt angepassten Abschirmvorrichtung wird zunächst eine Abschirmvorrichtung mit einem Aufmaß gefertigt, d.h. die Geometrie der Abschirmvorrichtung ist der finalen Form nur angenähert. Die Randkanten werden dann nachbearbeitet, d.h. abgetragen und überprüft, bis die Abschirmvorrichtung eine optimale Abschirmgeometrie aufweist, die eine Abschirmung der vorgesehenen Bereiche ermöglicht. Um die Form der Abschirmvorrichtung zu überprüfen und um festzustellen, in welchen Bereichen noch eine Nachbearbeitung der Randkanten erforderlich ist, wird eine Platine samt der Abschirmvorrichtung in einen Ofen eingebracht und mit einer Wärme beaufschlagt. Die Platine wird anschließend umgeformt und gehärtet und die Anordnung und Geometrie der Bereiche unterschiedlicher Festigkeit überprüft. Sofern die Bereiche nicht in den vorgegebenen Toleranzbereichen liegen, erfolgt eine Nachbearbeitung der Randkanten in den entsprechenden Bereichen. Dazu muss die gesamte Abschirmvorrichtung aus dem Ofen entnommen werden, für die Bearbeitung eingespannt und nachbearbeitet werden. Eine Bearbeitung innerhalb des Ofens ist nicht möglich. Anschließend erfolgt eine erneute Überprüfung und ggf. eine erneute Nachbearbeitung in der beschriebenen Weise, bis die Platine den Vorgaben genügt. Die Nachbearbeitung und Überprüfung in mehreren Durchgängen sind sehr aufwändig und teuer.
  • Wird bei der Nachbearbeitung der Randkanten zu viel Material abgetragen, muss eine neue Abschirmvorrichtung gefertigt werden, da das fehlende Material nicht wieder aufgefüllt werden kann.
  • Die Herstellung einer Abschirmvorrichtung mit einer optimalen Geometrie ist somit sehr zeit- und kostenintensiv.
  • Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass für jedes Produkt, welches eine neue Form und/oder andere Bereiche unterschiedlicher Festigkeit aufweist, eine individuell angepasste Abschirmvorrichtung angefertigt werden muss.
  • Aus der DE 10 2018 130 860 A1 ist eine Abschirmeinrichtung bekannt, die mit Abschirmmitteln mit unterschiedlichem thermischen Isolationsverhalten bestückt ist.
  • Die DE 10 2012 016 075 B4 offenbart ein Verfahren und eine Abschirmvorrichtung, zum Herstellen eines Metallbauteils mit mindestens zwei Bereichen unterschiedlicher Festigkeit, wobei die Abschirmvorrichtung nach Art einer Form schließbar und öffenbar ist und über, unter oder um den abzuschirmenden Bereich des Grundkörpers angeordnet ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Verfahren zum Abdecken mindestens eines Teilbereichs einer Platine zu schaffen, bei dem eine flexible Anpassung und Einstellung einer Abschirmgeometrie ermöglich ist.
  • Zur Lösung der Aufgabe schlägt die Erfindung vor, dass die Abschirmvorrichtung mehrteilig ist und aus mindestens einem ersten Abschirmteil, sowie mindestens einem das erste Abschirmteil zu dem kompletten Abschirmteil ergänzenden zweiten und/oder weiteren Abschirmteil besteht, welches zur Erreichung einer optimalen Abschirmgeometrie von dem ersten Abschirmteil gelöst und/oder an diesem verstellt wird, bis das zweite und/oder weitere Abschirmteil den vorbestimmten Bereich der Platine in einer Solllage überdeckt, wobei das zweite und/oder weitere Abschirmteil relativ zu dem ersten Abschirmteil verstellt wird, sodass die Abschirmfläche vergrößert oder verkleinert wird, wobei die Verstellung mittels eines elektrischen Stellmotors erfolgt.
  • Bevorzugt ist dabei vorgesehen, dass das zweite und/oder weitere Abschirmteil relativ zu dem ersten Abschirmteil verstellt wird, sodass die Abschirmfläche vergrößert oder verkleinert wird.
  • Die Abschirmvorrichtung weist mindestens ein erstes Abschirmteil auf. Vorzugsweise sind zwei erste einander gegenüber angeordnete Abschirmteile mit daran befestigten zweiten oder weiteren Abschirmteilen vorgesehen, zwischen denen die Platine bei der weiteren Erwärmung im Ofen angeordnet ist, um die Platine von beiden Seiten gleichmäßig abzudecken.
  • An jedem ersten Abschirmteil ist mindestens ein zweites Abschirmteil zur Erreichung der optimalen Abschirmgeometrie lösbar und/oder verstellbar befestigt. Auch ein weiteres Abschirmteil kann an dem ersten Abschirmteil lösbar und/oder verstellbar befestigt sein. Das zweite und/oder weitere Abschirmteil bildet einen Teil des ersten Abschirmteils und kann beispielsweise an einer Randkante des ersten Abschirmteils befestigt sein. Ist das zweite und/oder weitere Abschirmteil in eine Solllage eingestellt bzw. an dem ersten Abschirmteil befestigt, sind die vorbestimmten Teilbereiche der Platine optimal abgedeckt. Zur Ermittlung und Einstellung der Solllage ist eine Überprüfung der Abschirmvorrichtung notwendig. Dabei werden die Anbringung des zweiten und/oder weiteren Abschirmteils am ersten Abschirmteil, sowie die Abschirmgeometrie der Abschirmteile überprüft. Die Überprüfung erfolgt nicht anhand der Abschirmvorrichtung selbst, sondern, wie im Stand der Technik beschrieben, anhand eines Formteils, welches aus einer Platine umgeformt ist, die mit der Abschirmvorrichtung bei der Wärmebeaufschlagung abgedeckt wurde. Wird bei der Überprüfung festgestellt, dass die Bereiche unterschiedlicher Festigkeiten nicht in den dafür vorbestimmten Bereichen liegen, kann eine entsprechende Nachbearbeitung der Konturen und/oder ein Austausch und/oder ein Verstellen des zweiten und/oder weiteren Abschirmteil vorgenommen werden. Damit das zweite und/oder weitere Abschirmteil in einfacher Weise und besonders kostengünstig nachbearbeitet, ausgetauscht oder verstellt werden kann ist dieses lösbar und/oder verstellbar an dem ersten Abschirmteil befestigt.
  • Eine lösbare Befestigung ermöglicht den Austausch eines zweiten oder weiteren Abschirmteils durch ein passenderes zweites oder weiteres Abschirmteil oder auch eine kostengünstige und besonders einfache Nachbearbeitung des zweiten oder weiteren Abschirmteils.
  • Für die Nachbearbeitung kann das zweite oder weitere Abschirmteil von dem ersten Abschirmteil gelöst und als separates Teil bearbeitet werden, was die Handhabung erheblich erleichtert, da nicht mehr die gesamte Abschirmvorrichtung aus dem Ofen entnommen und transportiert und für die Bearbeitung eingespannt werden muss. Das nachbearbeitete zweite oder weitere Abschirmteil wird nach dessen Bearbeitung in Solllage an dem ersten Abschirmteil befestigt. Sofern das zweite oder weitere Abschirmteil auch verstellbar ist, kann die Solllage beispielsweise im Ofen eingestellt und/oder Optimiert werden.
  • Wird bei der Nachbearbeitung der Randkante versehentlich zu viel Material abgetragen, kann das zweite oder weitere Abschirmteil durch ein zweites oder weiteres Ersatz-Abschirmteil ausgetauscht werden. Es muss nicht mehr die gesamte Abschirmvorrichtung ausgetauscht werden, wodurch die Kosten, die durch eine solche fehlerhafte Bearbeitung entstehen, erheblich reduziert werden können.
  • Ist das zweite oder weitere Abschirmteil verstellbar an dem ersten Abschirmteil befestigt, ist es möglich die Solllage durch Verstellen des zweiten oder weiteren Abschirmteils am ersten Abschirmteil einzustellen oder zu optimieren, ohne dass das zweite oder weitere Abschirmteil gelöst werden muss. Die Verstellung des zweiten oder weiteren Abschirmteils erfolgt vorzugsweise relativ zu dem ersten Abschirmteil. Die Verstellbarkeit des zweiten oder weiteren Abschirmteils ist ein besonderer Vorteil, da die Abschirmvorrichtung zur Einstellung der Solllage des zweiten oder weiteren Abschirmteils nicht mehr aus dem Ofen entnommen werden muss, sondern eine Verstellung auch innerhalb des Ofens vorgenommen werden kann.
  • Die Kombination einer lösbaren und verstellbaren Befestigung ermöglicht einen Austausch oder eine Nachbearbeitung und eine anschließende Optimierung der Lage in die Solllage, wenn das zweite oder weitere Abschirmteil an dem ersten Abschirmteil befestigt ist. Dies kann beispielsweise vorteilhaft sein, wenn bei einer weiteren Überprüfung der Abschirmvorrichtung noch geringe Abweichungen von der optimalen Soll-Abschirmgeometrie vorliegen und eine Optimierung der Lage der Abschirmteile erfolgen muss.
    Die Verstellbarkeit kann bei jeder Form von Abschirmteil sinnvoll sein und genutzt werden. Bevorzugt wird die Verstellung für ein zweites oder weiteres Abschirmteil verwendet, wenn das Abschirmteil eine Randkante aufweist, die eine an ein Raster gebundene Kontur aufweist. Damit ist z.B. eine gerade verlaufende Kontur ohne Unregelmäßigkeiten gemeint, die beispielsweise parallel zu einem ebenfalls gerade verlaufenden Randbereich der abzuschirmenden Platine verläuft.
  • Eine Nachbearbeitung erfolgt dagegen vorzugsweise dann, wenn die einzustellende Randkante oder ein Randbereich eine Kontur aufweist, die an kein Raster gebunden ist, die Kontur also eine unregelmäßig verlaufende Kontur ist, wie beispielsweise eine Welle.
  • Es können mehrere zweite und/oder weitere Abschirmteile an dem ersten Abschirmteil befestigt sein, die entsprechend dem zweiten oder weiteren Abschirmteil lösbar und/oder verstellbar an dem jeweils ersten Abschirmteil befestigt sind. Die Ausführungen bezüglich des zweiten und weiteren Abschirmteils gelten für jedes weitere Abschirmteil entsprechend.
  • Ein wesentlicher Vorteil der Abschirmvorrichtung liegt darin, dass diese einfach und schnell auf ein abzuschirmendes Produkt angepasst werden kann.
  • Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Abschirmvorrichtung flexibel einsetzbar ist. Es besteht beispielsweise die Möglichkeit ein vielfältig einsetzbares erstes Abschirmteil anzufertigen, welches als Grundlage für eine Vielzahl von Produkten geeignet ist. An dem ersten Abschirmteil ist mindestens ein zweites oder weiteres Abschirmteil befestigt, welches auf das entsprechende abzuschirmende Produkt anpassbar oder abgestimmt ist, wobei zur Erreichung einer optimalen Abschirmgeometrie das zweite oder weitere Abschirmteil durch Austausch, Verstellung und/oder Bearbeitung in einfacher und kostengünstiger Weise an verschiedene Projekte angepasst werden kann. Auf diese Weise kann für eine Vielzahl von Produkten eine besonders kostengünstige Abschirmvorrichtung bereitgestellt werden, ohne dass die komplette Abschirmvorrichtung jeweils neu angefertigt werden muss.
  • Das zweite und/oder weitere Abschirmteil ist Bestandteil des ersten Abschirmteils und ist zur Optimierung der Abschirmgeometrie relativ zu dem ersten Abschirmteil an diesem beweglich befestigt. Die Platine ist unabhängig von der Abschirmvorrichtung im Ofen fixiert und ist bei einer Verstellung des zweiten oder weiteren Abschirmteils nicht mitbewegt.
  • Durch die elektrische Verstellung ist insbesondere eine Einstellung und Optimierung der Solllage des zweiten oder weiteren Abschirmteils innerhalb des Ofens möglich.
  • Zudem ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Soll-Abschirmgeometrie nach Durchführung einer Überprüfung der Abschirmvorrichtung erreicht wird, wobei nach der Umformung der Platine zu einem Formteil eine Überprüfung der Bereiche unterschiedlicher Festigkeit erfolgt, und das zweite oder weitere Abschirmteil bei einer Abweichung der überprüften Bereiche von Sollbereichen zur Erreichung der Soll-Abschirmgeometrie in die Solllage verstellt wird.
  • Vorzugsweise ist auch vorgesehen, dass die Verfahrensschritte wiederholt werden, bis die überprüften Bereiche mit den Sollbereichen übereinstimmen.
  • Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Solllage außerhalb oder innerhalb des Ofens eingestellt wird.
  • Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass eine Verstellung des zweiten Abschirmteils und/oder des weiteren Abschirmteils außerhalb oder innerhalb des Ofens erfolgt.
  • Besonders vorteilhaft ist die Verstellung des zweiten und/oder weiteren Abschirmteils an dem ersten Abschirmteil innerhalb des Ofens, da dann ein aufwändiger Ausbau der Abschirmvorrichtung aus dem Ofen entfällt.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, dass das zweite Abschirmteil und/oder das weitere Abschirmteil mittels eines Spindeltriebes an dem ersten Abschirmteil verstellbar befestigt wird.
  • Der Spindeltrieb bietet eine kostengünstige und einfache Lösung, um das zweite oder weitere Abschirmteil an dem ersten Abschirmteil zu befestigen und relativ zu diesem zu verstellen.
  • Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die die Platine zwischen zwei einander gegenüberliegend angeordneten ersten Abschirmteilen mit daran lösbar und/oder verstellbar befestigten zweiten und/oder weiteren Abschirmteilen im Ofen angeordnet und beidseitig abgeschirmt wird, wobei besonders bevorzugt vorgesehen ist, dass die ersten Abschirmteile und die daran befestigten zweiten und/oder weiteren Abschirmteile zueinander kongruent ausgebildet und eingestellt werden.
  • Es ist ein oberseitiges erstes Abschirmteil und ein unterseitiges erstes Abschirmteil vorgesehen, wobei an dem oberseitigen ersten Abschirmteil ein oberseitiges zweites und/oder weiteres Abschirmteil befestigt ist und an dem unterseitigen ersten Abschirmteil ein unterseitiges zweites oder weiteres Abschirmteil befestigt ist. Zwischen den oberseitigen Abschirmteilen und den unterseitigen Abschirmteilen ist die Platine angeordnet. Die Abschirmung der vorgesehenen Bereiche der Platine erfolgt dann von beiden Seiten der Platine, wobei diese gleichermaßen von beiden Seiten abgedeckt und abgeschirmt ist.
  • Auch ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Teilbereiche der Platine durch die Abschirmvorrichtung berührungslos abgeschirmt werden.
  • Die Platine wird von der Abschirmvorrichtung während der Abschirmung nicht berührt.
  • Zudem ist bevorzugt vorgesehen, dass das zweite Abschirmteil und/oder das weitere Abschirmteil jeweils an einer Randkante des ersten Abschirmteils oder eines Ausschnittes des Abschirmteils befestigt wird, und dass die jeweilige Randkante des ersten Abschirmteils mindestens über einen Teil der Länge des daran befestigten zweiten und/oder weiteren Abschirmteils eine dem zweiten und/oder weiteren Abschirmteil zugewandte, zu diesem vorragende erste Abdeckkontur aufweist und das zweite und/oder weitere Abschirmteil eine der entsprechenden Randkante zugewandte und zu dieser vorragende, die erste Abdeckkontur zumindest teilweise überdeckende zweite und/oder weitere Abdeckkontur aufweist, wobei die Abschirmvorrichtung zwischen der Randkante des ersten Abschirmteils und dem zweiten und/oder weiteren Abschirmteil in Solllage des zweiten und/oder weiteren Abschirmteils einen Spalt mit einer Spaltöffnung bildet, die quer zu einer von der Platine aufgespannten Ebene verläuft, wobei die Spaltöffnung von der ersten Abdeckkontur und/oder der zweiten oder weiteren Abdeckkontur zumindest teilweise abgedeckt wird.
  • Um einen Wärmeeintrag in den unter der Spaltöffnung liegenden Bereich der Platine zu verhindern, ist die Spaltöffnung von der ersten Abdeckkontur und/oder der zweiten oder weiteren Abdeckkontur zumindest teilweise abgedeckt. Die Abdeckkonturen sind vorzugsweise sich in der Spaltöffnung zumindest teilweise überlagernde Konturen.
  • Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die erste Abdeckkontur eine erste Leiste ist und die zweite oder weitere Abdeckkontur eine zweite oder weitere Leiste ist, die sich parallel zur Platinenfläche erstreckt.
  • Solche Leisten lassen sich in einfacher Weise als Abdeckkontur an der Abschirmvorrichtung anbringen.
  • Ein Ausführungsbeispiel einer in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendbaren Abschirmvorrichtung ist in den Figuren dargestellt und nachfolgend näher erläutert.
  • Es zeigt:
    • 1 eine Abschirmvorrichtung mit einer von der Abschirmvorrichtung teilweise abgedeckten Platine;
    • 2 die Abschirmvorrichtung ohne Platine;
    • 3 die Abschirmvorrichtung samt Platine in Draufsicht;
    • 4 die Schnittansicht A-A der 3;
    • 5 die Schnittansicht B-B der 3.
  • Die Figuren zeigen eine Abschirmvorrichtung 1 zum Abdecken mindestens eines Teilbereichs einer Platine 2 während einer Temperierung der Platine 2 in einem Ofen, wobei die Abschirmvorrichtung 1 und eine etwa auf Austenitisierungstemperatur erwärmte Platine 2 in dem Ofen angeordnet werden und mindestens ein Teilbereich der Platine 2 durch die Abschirmvorrichtung 1 gegen eine weitere Wärmebeaufschlagung abgeschirmt ist. Der Ofen ist in den Figuren nicht dargestellt. Die Bündel von jeweils vier Pfeilen 18 in den 4 und 5 stellen die Wärmestrahlung im Ofen dar.
  • Der nichtabgeschirmte Bereich der Platine 2 wird durch die Wärmestrahlung im Ofen auf Austenitisierungstemperatur gehalten oder erwärmt. Die Abschirmvorrichtung 1 ist mehrteilig ausgebildet und besteht aus zwei ersten Abschirmteilen 3,3`, sowie jeweils einem das entsprechende erste Abschirmteil 3,3' zu dem kompletten Abschirmteil 3,3' ergänzenden zweiten Abschirmteil 4,4' und weiteren Abschirmteil 5,5'. Das zweite Abschirmteil 4,4' und das weitere Abschirmteil 5,5' bilden somit einen Teil des ersten Abschirmteils 3,3'. Das zweite Abschirmteil 4,4' ist an einer Randkante 6,6' des ersten Abschirmteils 3,3` lösbar befestigt. Das weitere Abschirmteil 5,5' ist an einer gegenüberliegenden Randkante 7,7' lösbar und verstellbar befestigt. Das zweite und das weitere Abschirmteil sind zur Erreichung einer optimalen Abschirmgeometrie lösbar und das weitere Abschirmteil 5,5' zusätzlich auch verstellbar an dem jeweiligen ersten Abschirmteil 3,3' befestigt. In einer Solllage des zweiten Abschirmteils 4,4' und des weiteren Abschirmteils 5,5' ist der vorbestimmte Teilbereich der Platine 2 überdeckt. Die Teilbereiche der Platine 2 sind durch die Abschirmvorrichtung 1 berührungslos abgeschirmt.
  • Das erste Abschirmteil 3 mit dem daran befestigten zweiten Abschirmteil 4 und dem weiteren Abschirmteil 5 ist gegenüber dem ersten Abschirmteil 3' mit dem daran befestigten zweiten Abschirmteil 4' und dem weiteren Abschirmteil 5' angeordnet, wobei die ersten Abschirmteile 3,3' und die zweiten und weiteren Abschirmteile 4,4`,5,5` zueinander kongruent ausgebildet und eingestellt sind. Zwischen den Abschirmteilen 3,3',4,4',5,5' ist die Platine 2 im Ofen angeordnet und beidseitig gleichmäßig abgeschirmt.
  • 1 zeigt die Abschirmteile 3,3`,4,4`,5,5` mit einer zwischen diesen angeordneten Platine. In 2 ist die Abschirmvorrichtung ohne Platine dargestellt.
  • Sind die zweiten und die weiteren Abschirmteile 4,4',5,5' in eine Solllage eingestellt bzw. an dem jeweiligen ersten Abschirmteil 3,3' befestigt, sind die vorbestimmten Teilbereiche der Platine 2 optimal abgedeckt. Zur Ermittlung und Einstellung der Solllage ist eine Überprüfung der Abschirmvorrichtung 1 notwendig. Dabei werden die Anbringung der zweiten und des weiteren Abschirmteile 4,4',5,5' am ersten Abschirmteil 3,3`, sowie die Abschirmgeometrie der zweiten und weiteren Abschirmteile 4,4',5,5' überprüft. Die Überprüfung erfolgt nicht anhand der Abschirmvorrichtung 1 selbst, sondern, wie im Stand der Technik beschrieben, anhand eines Formteils, welches aus einer Platine 2 umgeformt und gehärtet ist, die mit der Abschirmvorrichtung 1 bei der Wärmebeaufschlagung abgedeckt wurde. Wird bei der Überprüfung festgestellt, dass die Bereiche unterschiedlicher Festigkeit nicht in den dafür vorbestimmten Bereichen liegen, muss die Abschirmvorrichtung 1 überarbeitet werden. Bei der Überarbeitung sind die zweiten und weiteren Abschirmteile 4,4`,5,5` in der Weise zu bearbeiten und/oder einzustellen, dass die Soll-Abschirmung der vorgesehenen Bereiche erfolgen kann.
  • Dazu sind die zweiten Abschirmteile 4,4' lösbar an dem jeweils ersten Abschirmteil 3,3` befestigt. Eine lösbare Befestigung ermöglicht den Austausch der zweiten Abschirmteile 4,4' durch passendere zweite Abschirmteile oder auch eine kostengünstige und besonders einfache Nachbearbeitung der zweiten Abschirmteil 4,4'.
  • Für eine Nachbearbeitung kann das zweite Abschirmteil 4,4` von dem ersten Abschirmteil 3,3' gelöst und als separates Teil bearbeitet werden, was die Handhabung erheblich erleichtert, da nicht mehr die gesamte Abschirmvorrichtung 1 aus dem Ofen entnommen und transportiert und für die Bearbeitung eingespannt werden muss. Bei der Nachbearbeitung wird Material vom Randbereich 11 des Abschirmteils 4,4' abgetragen. Das nachbearbeitete zweite Abschirmteil 4,4' wird nach dessen Bearbeitung in Solllage an dem ersten Abschirmteil 3,3' befestigt. Die 1,2,3 und 5 zeigen das zweite Abschirmteil 4,4' in einer Vormontagelage, in der noch ein Spalt 12 zwischen dem zweiten Abschirmteil 4,4` und dem ersten Abschirmteil angeordnet ist. In 5 ist eine Schnittansicht dargestellt und zeigt unter anderem ein Befestigungsmittel 17,17' mit dem das zweite Abschirmteil 4,4` an dem ersten Abschirmteil 3,3' befestigt ist. Das Befestigungsmittel 17,17' durchgreift den Spalt 12 an dieser Stelle. In der Solllage liegt das zweite Abschirmteil 4,4' bündig an der Randkante 6,6' des ersten Abschirmteils 3,3' an, ohne dass ein Spalt 12 gebildet ist.
  • Wird bei der Nachbearbeitung des Randbereichs 11 versehentlich zu viel Material abgetragen, kann z.B. das zweite Abschirmteil 4,4' gegen ein weiteres Ersatz-Abschirmteil ausgetauscht werden. Es muss nicht mehr die gesamte Abschirmvorrichtung 1 ausgetauscht werden, wodurch die Kosten, die durch eine solche fehlerhafte Bearbeitung entstehen, erheblich reduziert werden können.
  • Die weiteren Abschirmteile 5,5' sind lösbar und verstellbar an dem jeweils ersten Abschirmteil 3,3' befestigt.
  • Dadurch ist es möglich die weiteren Abschirmteile 5,5' in der beschriebenen Weise, wie auch die zweiten Abschirmteile 4,4`, auszutauschen oder nachzubearbeiten. Zudem ist es möglich die Solllage durch Verstellen des weiteren Abschirmteils 5,5' am ersten Abschirmteil 3,3' einzustellen oder zu optimieren, ohne dass das weitere Abschirmteil 5,5' von dem ersten Abschirmteil 3,3' gelöst werden muss. Die Verstellung des weiteren Abschirmteils 5,5' erfolgt relativ zu dem ersten Abschirmteil 3,3'. Die Verstellbarkeit des weiteren Abschirmteils 5,5' ist ein besonderer Vorteil, da die Abschirmvorrichtung 1 zur Einstellung der Solllage des weiteren Abschirmteils 5,5' nicht mehr aus dem Ofen herausgenommen werden muss, sondern eine Verstellung auch innerhalb des Ofens vorgenommen werden kann.
  • Die Verstellbarkeit kann bei jeder Form von Abschirmteil sinnvoll sein und verwendet werden. Im Ausführungsbeispiel wird die Verstellung für ein weiteres Abschirmteil 5,5' verwendet, welches eine Randkante 13,13' aufweist, die eine an ein Raster gebundene Kontur aufweist, nämlich eine gerade verlaufende Kontur ohne Unregelmäßigkeiten, die parallel zu einem ebenfalls gerade verlaufenden Randbereich 14.14' der abzuschirmenden Platine verläuft, was in 3 gezeigt ist.
  • Bei dem zweiten Abschirmteil 4,4` wird im Ausführungsbeispiel eine lösbare Verbindung am ersten Abschirmteil 3,3' mit der Möglichkeit zur Nachbearbeitung des zweiten Abschirmteils 4,4' vorgezogen, da der Randbereich 11 des zweiten Abschirmteils 4,4' eine Kontur aufweist, die nicht an Raster gebunden ist, d.h. die Kontur ist eine unregelmäßig verlaufende Kontur, wie beispielsweise eine Welle, was in den 1,2 und 3 gezeigt ist. Eine Verstellung würde bei diesem Ausführungsbeispiel dann nicht zu dem gewünschten Ergebnis führen, wenn die Wellen beispielsweise nicht spitz genug ausgebildet sind. Daher kann bei diesem zweiten Abschirmteil 4,4' eine Nachbearbeitung sinnvoll sein. Eine zusätzliche Verstellbarkeit ist nicht ausgeschlossen.
  • Die Platine 2 ist unabhängig von der Abschirmvorrichtung 1 im Ofen fixiert, beispielswiese auf Haltern 15 im Ofen aufgelegt, und ist bei einer Verstellung der zweiten oder weiteren Abschirmteile 4,4`, 5,5' nicht mitbewegt.
  • Eine Verstellung des weiteren Abschirmteils 5,5' kann außerhalb oder innerhalb des Ofens erfolgen, wobei eine Verstellung innerhalb des Ofens besonders vorteilhaft ist, da dann ein aufwändiger Ausbau der Abschirmvorrichtung 1 aus dem Ofen entfällt. Für die Verstellung ist das weitere Abschirmteil 5,5' mittels eines Spindeltriebes an dem ersten Abschirmteil 3,3' verstellbar befestigt. 4 zeigt die Spindeln 16,16'. Der Spindeltrieb bietet eine kostengünstige und einfache Lösung, um das weitere Abschirmteil 5,5' an dem ersten Abschirmteil 3,3' zu befestigen und relativ zu diesem zu verstellen. Die Verstellung erfolgt z.B. mit einem elektrischen Stellmotor.
  • Wie die 1 und 2 zeigen, weist die Randkante 7,7' des ersten Abschirmteils 3,3' über die Länge des daran befestigten weiteren Abschirmteils 5,5' eine dem weiteren Abschirmteil 5,5' zugewandte, zu diesem vorragende erste Abdeckkontur 8,8' auf. Das weitere Abschirmteil 5,5' weist ebenfalle eine weitere Abdeckkontur 9,9' auf, die der Randkante 7,7' zugewandt ist und zu dieser vorragt. Die erste Abdeckkontur 8,8' und die weitere Abdeckkontur 9,9' überdecken sich zumindest teilweise. Die Abschirmvorrichtung 1 bildet zwischen der Randkante 7,7' des ersten Abschirmteils 3,3' und dem weiteren Abschirmteil 5,5' in Solllage des weiteren Abschirmteils 5,5' einen Spalt 10 mit einer Spaltöffnung, die quer zu einer von der Platine aufgespannten Ebene verläuft, wobei die Spaltöffnung von der ersten Abdeckkontur 8,8' und der weiteren Abdeckkontur 9,9' zumindest teilweise abgedeckt ist. Dies ist in der Schnittansicht in 5 gezeigt. Dadurch ist ein Wärmeeintrag in die unter der Spaltöffnung liegende Platine 2 verhindert. Die erste Abdeckkontur 8,8' ist eine erste Leiste und die weitere Abdeckkontur 9,9' ist als eine weitere Leiste ausgebildet. Solche Leisten lassen sich in einfacher Weise als Abdeckkontur 8,8',9,9' an der Abschirmvorrichtung 1 anbringen.
  • Die Abschirmvorrichtung 1 kann in einfacher Weise und schnell auf ein abzuschirmendes Produkt exakt angepasst werden. Zudem ist ein flexibler Einsatz der Abschirmvorrichtung 1 möglich, da die Möglichkeit besteht, das erstes Abschirmteil 3,3' als Grundlage für eine Vielzahl von ähnlichen Produkten zu verwenden und nur die zweiten und/oder weiteren Abschirmteile 4,4',5,5' auszutauschen oder weitere Abschirmteile an dem ersten Abschirmteil 3,3' zu befestigen, um die Abschirmvorrichtung 1 auf ein anderes Produkt einzustellen. Dadurch muss nicht mehr für jedes neue Produkt eine vollständig neue Abschirmvorrichtung 1 hergestellt werden.
  • Auf diese Weise kann für eine Vielzahl von Produkten eine besonders kostengünstige Abschirmvorrichtung 1 bereitgestellt werden.
  • Die Erfindung ist nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
  • Alle in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel- und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Metallbauteils mit Bereichen unterschiedlicher Festigkeit, wobei - eine Platine (2) auf Austenitisierungstemperatur erwärmt wird, - die Platine (2) in einem Ofen auf etwa Austenitisierungstemperatur gehalten wird, wobei - vorbestimmte Teilbereiche der Platine (2) durch eine Abschirmvorrichtung (1) abgeschirmt werden und auf eine Temperatur unterhalb der Austenitisierungstemperatur und oberhalb der Martensitstarttemperatur abkühlen, wobei - die Platine (2) nach einer Verweilzeit aus dem Ofen entnommen, in ein Umformwerkzeug eingebracht und darin zu einem Formteil umgeformt und abgekühlt wird, wobei das Formteil hochfeste Bereiche aufweist und in den zuvor abgeschirmten Teilbereichen eine geringere Festigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass - die Abschirmvorrichtung (1) mehrteilig ist und aus mindestens einem ersten Abschirmteil (3,3'), sowie mindestens einem das erste Abschirmteil (3,3') zu dem kompletten Abschirmteil (3,3') ergänzenden zweiten und/oder weiteren Abschirmteil (4,4' bzw. 5,5') besteht, welches zur Erreichung einer optimalen Abschirmgeometrie von dem ersten Abschirmteil (3,3') gelöst und/oder an diesem verstellt wird, bis das zweite und/oder weitere Abschirmteil (4,4' bzw. 5,5') den vorbestimmten Bereich der Platine in einer Solllage überdeckt, wobei das zweite und/oder weitere Abschirmteil (4,4' bzw. 5,5') relativ zu dem ersten Abschirmteil (3,3') verstellt wird, sodass die Abschirmfläche vergrößert oder verkleinert wird, wobei die Verstellung mittels eines elektrischen Stellmotors erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Soll-Abschirmgeometrie nach Durchführung einer Überprüfung der Abschirmvorrichtung (1) erreicht wird, wobei nach der Umformung der Platine (2) zu einem Formteil eine Überprüfung der Bereiche unterschiedlicher Festigkeit erfolgt, und das zweite oder weitere Abschirmteil (4,4' bzw. 5,5') bei einer Abweichung der überprüften Bereiche von Sollbereichen zur Erreichung der Soll-Abschirmgeometrie in die Solllage verstellt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte wiederholt werden, bis die überprüften Bereiche mit den Sollbereichen übereinstimmen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Solllage außerhalb oder innerhalb des Ofens eingestellt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Abschirmteil (4,4') und/oder das weitere Abschirmteil (5,5') mittels eines Spindeltriebes an dem ersten Abschirmteil verstellbar befestigt wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (2) zwischen zwei einander gegenüberliegend angeordneten ersten Abschirmteilen (3,3') mit daran lösbar und/oder verstellbar befestigten zweiten Abschirmteilen (4,4') und/oder weiteren Abschirmteilen (5,5') im Ofen angeordnet und beidseitig abgeschirmt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Abschirmteile (3,3') und die daran befestigten zweiten Abschirmteile (4,4') und/oder weiteren Abschirmteile (5,5') zueinander kongruent ausgebildet und eingestellt werden.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche der Platine (2) durch die Abschirmvorrichtung (1) berührungslos abgeschirmt werden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Abschirmteil (4,4') und/oder das weitere Abschirmteil (5,5') jeweils an einer Randkante (6,6' bzw. 7,7') des ersten Abschirmteils (3,3') oder eines Ausschnittes des Abschirmteils (3,3') befestigt wird, und dass die jeweilige Randkante (6,6' bzw. 7,7') des ersten Abschirmteils (3,3') mindestens über einen Teil der Länge des daran befestigten zweiten und/oder weiteren Abschirmteils (4,4' bzw. 5,5') eine dem zweiten und/oder weiteren Abschirmteil (4,4' bzw. 5,5') zugewandte, zu diesem vorragende erste Abdeckkontur (8,8') aufweist und das zweite und/oder weitere Abschirmteil (4,4' bzw. 5,5') eine der entsprechenden Randkante (6,6' bzw. 7,7') zugewandte und zu dieser vorragende, die erste Abdeckkontur (8,8') zumindest teilweise überdeckende zweite oder weitere Abdeckkontur (9,9') aufweist, wobei die Abschirmvorrichtung (1) zwischen der Randkante (6,6' bzw. 7,7') des ersten Abschirmteils (3,3') und dem zweiten und/oder weiteren Abschirmteil (4,4' bzw. 5,5') in Solllage des zweiten und/oder weiteren Abschirmteils (4,4' bzw. 5,5') einen Spalt (10) mit einer Spaltöffnung bildet, die quer zu einer von der Platine aufgespannten Ebene verläuft, wobei die Spaltöffnung von der ersten Abdeckkontur (8,8') und/oder der zweiten oder weiteren Abdeckkontur (9,9') zumindest teilweise abgedeckt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Abdeckkontur (8,8') eine erste Leiste ist und die zweite oder weitere Abdeckkontur (9,9') eine zweite oder weitere Leiste ist, die sich parallel zur Platinenfläche erstreckt.
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