DE19882558B4

DE19882558B4 - Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blattstahlprodukts

Info

Publication number: DE19882558B4
Application number: DE19882558T
Authority: DE
Inventors: Martin Jonsson
Original assignee: Gestamp Hardtech AB
Current assignee: Gestamp Hardtech AB
Priority date: 1997-08-07
Filing date: 1998-07-09
Publication date: 2009-07-23
Anticipated expiration: 2018-07-10
Also published as: DE19882558T1; SE9702878D0; SE510056C2; WO1999007492A1; KR20010022680A; KR100550423B1; US6293134B1; GB2342061B; GB9929156D0; AU8367198A; GB2342061A; SE9702878L

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blattstahlprodukts (11) in einem Presshärtverfahren, bei dem ein Rohling aus härtbarem Blattstahl zwischen den Werkzeugen (20, 21) eines Presswerkzeugpaares gepresst wird und das gepresste Produkt (11) durch Abkühlen zwischen den gekühlten Werkzeugen (20, 21) gehärtet wird, während es im Presswerkzeugpaar verbleibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (11) mit Löchern (12, 13) vorgefertigt wird und die Lochränder der Löcher (12, 13) in der zwischen den Werkzeugen (20, 21) angeordneten Position des Produkts (11) abgebogen werden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blattstahlprodukts, beispielsweise eines Trägers, in einem Presshärtverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei diesem Presshärtverfahren wird ein Rohling heiß-gepresst, und das gepresste Produkt wird ausgehärtet, während es in dem Presswerkzeugpaar verbleibt.
Ein solches Verfahren ist in der DE 24 52 486 A beschrieben und ist auf das Presshärten bezogen. Ein wichtiger Vorteil bei diesem Verfahren besteht darin, dass gehärtete Blattstahlprodukte in einer komplizierten Form hergestellt werden können und sie trotz der komplizierten Form enge Toleranzen bezüglich der Form und Größe haben können.
Um eine noch höhere Genauigkeit bei bestimmten Teilen zu haben, beispielsweise bei Führungslöchern und dergleichen, wird beispielsweise üblicherweise eine Bearbeitung, beispielsweise das Stanzen von Löchern, beim bearbeiteten Produkt ausgeführt. Diese Bearbeitung verursacht eine hohe Abnutzung bei den Werkzeugen und kann eine Verminderung der Ermüdungsfestigkeit verursachen.
In der DE 39 25 733 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Öffnung in einem Blech beschrieben, bei dem in ein und demselben Arbeitsgang nacheinander eine Vertiefung, dann am Boden dieser Vertiefung ein eine schnittförmige Öffnung bildender Schnitt und schließlich unter Verbreiterung dieser Öffnung eine Formung eines Kragens durchgeführt wird. Dieses vorbekannte Verfahren soll die Formgebung im Bereich der Öffnung stabilisieren.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, in einer einfachen und kostenwirksamen Weise Löcher vorzusehen, die eine hohe Genauigkeit bezüglich der Größe und der Lage im bearbeiteten Produkt haben.
Erfindungsgemäß werden diese Löcher durch Abbiegen der Ränder von vorgefertigten Löchern unmittelbar im Pressaushärtungsbetrieb und vor dem Härten bearbeitet, wobei eine Bearbeitung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 erfolgt.
Die Erfindung wird ausführlicher in bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, die lediglich als Ausführungsbeispiel einen Stoßstangenträger, der gemäß der Erfindung hergestellt wird, zeigen.
1 zeigt den Stoßstangenträger in einer perspektivischen Ansicht.
2 zeigt den Stoßstangenträger in einer Vorder-Draufsicht.
3 und 4 zeigen zwei vergrößerte Führungslöcher im Stoßstangenträger.
5 und 6 zeigen die Führungslöcher von 3 und 4, wie sie im flachen Rohling vor dem Pressen des Rohlings zum Träger aussahen.
7 zeigt einen Dorn, während das in 5 gezeigte vorgefertigte Loch zu dem in 3 gezeigten Loch abgebogen wird.
8 zeigt einen Dorn zum Abbiegen des in 6 gezeigten Lochs zu dem in 4 gezeigten Loch.
Der in 1 und 2 gezeigte Stoßstangenträger ist aus härtbarem Blattstahl, beispielsweise einem Bor-Stahl hergestellt. Im Prinzip besteht er aus einem U-Profil mit Seitenflanschen, einem sogenannten Hutprofil, und das Profil ist bogenförmig ausgebildet. Der Träger kann mit einer Vorderabdeckung, die auf die Seitenflansche aufgeschweißt ist, versehen sein. An der Abdeckung kann ein Hartschaum befestigt sein.
Zur Herstellung des Stoßstangenträgers beginnt man mit einem flachen Blattstahlrohling mit einer gewünschten Anzahl von Schlitzen und Löchern. Die Toleranzen bezüglich der Position und der Größe der Löcher und Schlitze, die beim bearbeiteten Träger erzielt werden, wird üblicherweise ausreichend sein. Für einige Löcher wird eine verbesserte Genauigkeit notwendig sein. In 1, die eine perspektivische Ansicht gesehen von hinten ist, sind zwei Führungslöcher 12, 13 als Beispiel solcher Löcher gezeigt. Sie werden verwendet, den Stoßstangenträger zu führen, wenn der Träger an einem Fahrzeug, beispielsweise einem Personenwagen, befestigt wird.
2, die eine Vorder-Draufsicht des Stoßstangenträgers ist, zeigt ebenfalls diese beiden Führungslöcher 12, 13. 3 zeigt das Führungsloch 12 vergrößert, und 4 zeigt das Führungsloch 13 vergrößert.
Die Löcher 12, 13 werden in ihre Endform in Verbindung mit dem Pressen des Rohlings zum bearbeiteten Träger abgebogen. Das Loch 12 wird von einem kreisförmigen Loch mit einem Durchmesser abgebogen, der beispielsweise 40–60% des Enddurchmessers sein kann. Im Rohling hat das Loch 13 eine hundeknochenförmige Form, die in 6 gezeigt ist. Die Länge des Lochs wird sich durch das Abbiegen nicht ändern; es werden lediglich die Zentrallaschen 16, 17 abgeboten.
7 zeigt einen runden Dorn 18, der zum Abbiegen des kreisförmigen Lochs 13 verwendet wird, und die Figur zeigt außerdem einen Teil der beiden Werkzeuge 20, 21, um den Rohling zum Träger zu pressen. Der Dorn 18 wird im oberen Werkzeug 21 geführt. 8 zeigt einen entsprechenden rechteckigen Dorn 22, der dazu verwendet wird, das Zentralteil des Lochs 13 wie beschrieben abzubiegen.
Horizontal ist der Dorn 22 kürzer als die Länge des Ursprungslochs 13 im Rohling, was erlaubt, dass der Träger etwas schrumpft, während er abkühlt. Da das ziemlich lange Loch 13 längs eines Radius vom Loch 12 ausgerichtet ist, werden die Kräfte vom Schrumpfen für die Dome 18, 22 nicht gefährlich.
Das Verfahren zur Herstellung des bearbeiteten Trägers aus dem Rohling wird nun beschrieben. Zunächst wird der Rohling üblicherweise in einem Ofen auf eine Temperatur erwärmt, bei dem er völlig oder teilweise austenitisch ist, d. h., üblicherweise auf eine Temperatur über Ac₃. Dann wird der heiße Rohling auf eine Position auf dem unteren Werkzeug 20 verschoben, und das obere Werkzeug 21 presst den Rohling, der somit zwischen den Werkzeugen 20, 21 geformt wird. Die Werkzeuge werden abgekühlt, und sie werden laufend so gekühlt, dass der Träger schnell von der Temperatur über Ac₃ abgekühlt wird. Er härtet aus, während er zwischen den Werkzeugen eingeklemmt ist. Somit wirken die Werkzeuge 20, 21 als Haltevorrichtung während des Aushärtens. Der Dorn 18 und der Dorn 22 verschieben sich nach unten und stellen Abbiegungen an den Rändern der Löcher 12, 13 im heißen Rohling oder im heißen Träger oder während des Pressens her. Die Dome 18, 22 werden die Abbiegungen so abkühlen, dass sie ebenfalls aushärten. Die Abbiegungen werden mehr oder weniger aushärten, jedoch werden sie geformt werden, bevor sie aushärten. Üblicherweise wird ein Produkt aus Bor-Stahl eine Fließfestigkeit von 1300 Mpa haben, und die Abbiegungen können eine etwas niedrigere Fließfestigkeit haben. Die Schweißbarkeit ist trotz der hohen Festigkeit sehr gut.
Die Vorrichtung zum Verschieben der Dome 18, 22 nach oben und unten ist nicht gezeigt, da sie herkömmlich ist. Die Dome können durch das untere Werkzeug 20 anstelle durch das obere Werkzeug 21 alternativ geführt werden. Als Alternative zu den verschiebbaren Dornen können die Dome 18, 22 am oberen verschiebbaren Werkzeug 21 befestigt sein.
Durch die kreisförmige Ausbildung eines Führungslochs 12 wird dieses eine enge Toleranz in allen Richtungen haben. Da das ziemlich lange Loch 13 längs eines Radius vom kreisförmigen Loch 12, wie gezeigt ist, gerichtet ist, wird es eine enge Toleranz nur quer zum Träger haben. Wenn die beiden Führungslöcher 12, 13 verwendet werden, wenn der Stoßstangenträger an das Fahrzeug befestigt wird, werden die Toleranzen der Befestigung eng sein. Die Erfindung ist nicht auf die Herstellung von Stoßstangenträgern oder anderen Trägern beschränkt, sondern kann auch für die Herstellung anderer Blattstahlprodukte verwendet werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blattstahlprodukts (11) in einem Presshärtverfahren, bei dem ein Rohling aus härtbarem Blattstahl zwischen den Werkzeugen (20, 21) eines Presswerkzeugpaares gepresst wird und das gepresste Produkt (11) durch Abkühlen zwischen den gekühlten Werkzeugen (20, 21) gehärtet wird, während es im Presswerkzeugpaar verbleibt, dadurch gekennzeichnet, dass das Produkt (11) mit Löchern (12, 13) vorgefertigt wird und die Lochränder der Löcher (12, 13) in der zwischen den Werkzeugen (20, 21) angeordneten Position des Produkts (11) abgebogen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (12, 13) mittels Dornen (18, 22) abgebogen werden, die mit dem bewegbaren Werkzeug (21) fest verbunden sind.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher (12, 13) mittels Dornen (18, 22) abgebogen werden, die axial in einem der Werkzeuge (20, 21) verschiebbar angeordnet sind.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Langloch (13) so abgebogen wird, damit es parallele abgebogene Seiten hat, um eine enge Toleranz in nur einer Richtung zu haben.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein hundeknochenförmiges Loch (13) im Rohling hergestellt wird und die Zentralteile des Lochs (13) abgebogen werden.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein kreisförmiges Loch (12) und ein Langloch (13) zu einem kreisförmigen Führungsloch (19) und einem Führungslangloch (13) abgebogen werden, und das Führungslangloch (13) in einer Position vorgefertigt und abgebogen wird, in der seine Längsrichtung auf das kreisförmige Führungsloch (12) gerichtet ist.