EP1658148A1 - Verfahren zum umformen von blechen - Google Patents

Verfahren zum umformen von blechen

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EP1658148A1
EP1658148A1 EP04801928A EP04801928A EP1658148A1 EP 1658148 A1 EP1658148 A1 EP 1658148A1 EP 04801928 A EP04801928 A EP 04801928A EP 04801928 A EP04801928 A EP 04801928A EP 1658148 A1 EP1658148 A1 EP 1658148A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reinforcement
board
forming
boards
blanks
Prior art date
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EP04801928A
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English (en)
French (fr)
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EP1658148B2 (de
EP1658148B1 (de
Inventor
Heiko Engels
Hubertus Steffens
Achim Braun
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Metalsa Automotive GmbH
Original Assignee
ISE Innomotive Systems Europe GmbH
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Application filed by ISE Innomotive Systems Europe GmbH filed Critical ISE Innomotive Systems Europe GmbH
Publication of EP1658148A1 publication Critical patent/EP1658148A1/de
Application granted granted Critical
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Publication of EP1658148B2 publication Critical patent/EP1658148B2/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/002—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/005—Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00 characterized by the material of the blank or the workpiece
    • B21D35/007—Layered blanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/03—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal otherwise than by folding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D49/00—Sheathing or stiffening objects

Definitions

  • the invention relates to a method for forming sheet metal, in particular for warm or hot forming of blanks, in a forming tool, one or more reinforcement boards being applied to a base plate for partial reinforcement and the base plate and the at least one reinforcement plate being formed together.
  • Such methods are known in the prior art, in particular in the production of molded parts for vehicles.
  • vehicle sector in particular there is a fundamental requirement to design parts that are as lightweight as possible in terms of weight. This can reduce the vehicle's fuel consumption and significantly improve its manageability and driving properties.
  • good stability of the vehicle parts is to be ensured, especially crash stability.
  • molded parts such as vehicle spars, which are partially highly stressed in such a crash, it is known to provide these locations which are subject to greater stress locally.
  • Such local reinforcement can be achieved by enlarging the cross section, for example by doubling up metal sheets.
  • the base plate and the reinforcement plate were each deep-drawn on their own and then joined together to form a complete structural part.
  • DE 4307563 C2 therefore suggests, in the area of deep-drawing of sheet metal, that the base sheet and the reinforcing sheet are deep-drawn or stamped together.
  • the reinforcing sheet or sheets are attached to the base sheet before the common deep-drawing or die-cutting and after the deep-drawing or die-cutting are non-detachably connected to the base sheet.
  • This publication also discloses the provision of corrosion protection measures in the area of the sheets lying one on top of the other. For this purpose, the provision of coated or galvanized steel sheets or the interposition of a plastic or metal foil or an adhesive layer (see also DE 10120121 AI) is mentioned.
  • the patched composite sheet is heated to a temperature above the forming temperature of the material of the sheet, formed into the desired shape in the warm state and then held in the closed state with mechanical fixation in the forming state Forming tool and / or fixing and trimming tool cooled in a defined manner.
  • a method similar to DE 10049660 AI also discloses DE 10136433 AI.
  • a local high reinforcement and increase in rigidity with low additional weight is achieved in a sandwich structure made of base plate and reinforcing plate by inserting a molded body made of glass or a glass mat between these two plates.
  • Forming is then carried out in accordance with DE 10049660 AI by hot forming of the entire patched composite sheet, initially heating again to temperatures above the forming temperature of the materials of the sheet, then the composite is placed in a forming tool in the hot state, shaped into the desired shape and mechanically Fixation of the desired forming condition is cooled.
  • the edge of the reinforcement plate is connected to the base plate around the glass intermediate element, thereby creating a cavity for the glass intermediate element.
  • the present invention is based on the object of providing a method for hot-forming sheet metal or blanks which does not have the disadvantages mentioned above and which enables the production of molded parts in lightweight construction with reinforcement provided for a partially higher load, the compared to the above prior art Technology an even more effective corrosion protection in connection with a secure connection of the main board and the reinforcing board (s) should be possible.
  • the object is achieved for a method according to the preamble of claim 1 in that the base board and the at least one reinforcement board are fixed to one another and / or aligned with one another by suitable means and the base board and the at least one reinforcement board are separated after the forming, with at least one connecting layer provided and reassembled.
  • the object is also achieved by a structural part which is produced by a method according to the invention. Further developments of the invention are defined in the dependent claims.
  • connection layer between the molded parts and thus ensure an optimal connection and sealing of the molded base board and molded or molded reinforcement board (s). Since that
  • connection layer is arbitrary.
  • a sealing and moisture-repellent foam adhesive layer material film, in particular pressure-sensitive adhesive film, mat, in particular adhesive fiber composite mat, etc. can also be used.
  • the connecting layer is preferably formed from a multicomponent adhesive, the components of which are applied to the surface of the motherboard and the at least one reinforcing board or the surfaces of the reinforcing boards.
  • a multicomponent adhesive the components of which are applied to the surface of the motherboard and the at least one reinforcing board or the surfaces of the reinforcing boards.
  • Surface coating can be applied to form a or as a connecting layer.
  • the surface coating is preferably applied to the at least one before the warm or hot forming process
  • the surface coating melts during the forming and a connection between the Main board and the at least one reinforcement board forms.
  • Coating, in particular, the reinforcement board (s) enables an optimal and uniform connection with the base board up to the edge of the reinforcement board and, if necessary, from individual reinforcement boards to one another. In this way, a full-surface connection of the boards up to the edge region of the reinforcing board (s) can be achieved even with very complex shapes.
  • An additional application of a bead of sealant in the edge region of the at least one reinforcing board is therefore no longer necessary, but can, however, be provided if this is desired.
  • the connecting layer in the form of a surface coating of the at least one reinforcing board can also prove to be advantageous as a surface coating which is applied to the isolated shaped boards after the warm or hot forming.
  • any adhesive and / or sealant for example an adhesive such as a silicone, in particular epoxy resin adhesive, polyurethane adhesive, hot melt adhesive, PUR dispersion adhesive, etc., can be used as the coating material.
  • the coating can be done, for example, by rolling up, dipping, printing, gumming, etc.
  • connection layer can completely cover the surface of the reinforcement board (s). However, it can also be embodied as a pattern or mask on the surface of the at least one reinforcing board and / or the base board, in particular surrounding the edge region of the reinforcing board essentially without gaps. Sometimes it is not absolutely necessary to cover the entire surface of the To provide the reinforcement board (s) with the respective connection layer, since a connection of the shaped boards is already supported by their shape and sealing is only useful in the edge region of the reinforcement board (s) for corrosion protection. When selecting the pattern or mask, this is advantageously matched to the forces acting on the finished molded part during operation, so that unwanted detachment of the blanks from one another can be avoided.
  • the connecting layer preferably consists of a glass material and / or adhesive applied as a coating on the base plate and / or the at least one reinforcement plate, which melts during the forming process and forms a firm connection between the base plate and the reinforcement plate (s) during cooling.
  • the hot-working process melts the glass material, which is applied particularly thinly, and forms an adhesive coating on the reinforcing sheet (s). Similar to an enamel layer, a firm connection between the adjacent board surfaces can occur when cooling. Corrosion protection is made possible, as is a firm connection of the molded boards.
  • connection layer In the case of advantageous provision of shark warming of a base plate provided with a connection layer and at least one reinforcement plate together, an adhesive in particular can be used as the connection layer. This can melt during the forming process, harden on cooling and form a firm connection between the base plate and the at least one reinforcement plate.
  • connection layer is preferably provided between a shaped base plate and at least one reinforcement plate in the form of an adhesive and / or melted and solidified glass material, which connects the base plate and the at least one reinforcement plate and / or several reinforcement plates to one another.
  • a reinforcement board is preferably arranged and fixed on the base board and / or aligned to it by suitable means, or a plurality of reinforcement boards are arranged next to and / or one above the other on the
  • Main board arranged and fixed and / or aligned by suitable means to each other and / or to the main board.
  • suitable means particularly preferably, if only one reinforcement board is provided, it is arranged and fixed on the base board and / or aligned to it by suitable means, or if a plurality of reinforcement boards are provided, these are overlapping and / or abutting and / or spaced from one another in a partial area on the
  • Main board fixed and / or aligned with each other by suitable means.
  • stresses within a shaped workpiece or sheet metal structural part can be avoided or at least reduced, and rigidity increases can be carried out in a targeted manner, in particular if different material thicknesses are provided for the base plate and reinforcement plate (s).
  • additional material reinforcements and thus very different stiffnesses can be achieved across the surface of the structural part. Differences in stiffness can also be generated by overlapping several reinforcement boards in their respective edge regions.
  • only one reinforcement board can be provided in each case, which was possibly previously assembled from several parts, in particular of different material thickness.
  • stud bolts or similar devices can be particularly preferably provided in the forming tool or the forming press.
  • the reinforcing boards are preferably joined to one another in an abutting manner before the shaping process, in particular by providing a weld seam or other connecting seam.
  • this butt seam can be leveled out during forming, so that no uneven transition points remain.
  • the blanks are preferably fixed to one another by additional connections, in particular by welding, riveting or clinching, before the hot or hot forming and / or after the hot or hot forming or another connection method.
  • additional connections in particular by welding, riveting or clinching, before the hot or hot forming and / or after the hot or hot forming or another connection method.
  • the provision of an adhesive proves to be advantageous in that the heating temperature does not need to be kept in a range that is compatible with the solder, but rather in a range that is particularly suitable for semi-warm but also for hot forming Range can be set.
  • the problem of flux corrosion, which is usually used for a soldering process is avoided.
  • Figure 1 to 6 is a schematic view of the sequence of a hot forming process according to the invention by separating three reinforcing boards mounted on a base plate, and
  • Figures 7 to 10 is a schematic view of the sequence of a second embodiment of an inventive Semi-hot forming process with the provision of a surface coating on reinforcement boards.
  • FIG. 1 shows a first step of a hot forming process in which a flat, flat base plate 1 is first provided with three flat and flat reinforcement plates 2, 3, 4 of smaller dimensions than that of the base plate. This is also indicated by the arrows P.
  • the reinforcement boards 2, 3, 4 are fixed on the surface 10 of the base board by a number of connection points, for example by six welding points 5, whereby a composite board 6 is formed. Alternatively, fixation can also be carried out using rivets, clinching or any other connection method. As a result, the blanks are secured against shifting during subsequent forming.
  • the number of connection points depends on the sheet thickness of the blanks as well as the extent of the forming.
  • the boards 1, 2, 3, 4 can only be aligned with one another without being fixed by welding points or the like.
  • the reinforcement boards are arranged side by side and adjacent to each other on the motherboard. Their position and dimensions depend on the desired local rigidity. You can therefore also use reinforcement boards e.g. have different material thicknesses and / or different material thicknesses of the reinforcement boards, possibly also by joining several reinforcement boards together.
  • the composite board is heated to a temperature suitable for hot forming, in particular to a temperature in the Range of 950 ° C.
  • semi-hot forming can also be carried out, for example at temperatures in the range below 850 ° C., in particular 500 to 700 ° C., for example around 600 to 650 ° C.
  • the heated composite blank is then passed on to a forming press 8, as outlined in FIG. 3.
  • the warm or hot forming of the base plate and reinforcing plates fixed to one another takes place.
  • the composite board is tempered by appropriate temperature control.
  • the deformed composite plate in the form of a molded part which can be removed from the forming press 8 is shown in a perspective view in FIG.
  • the three reinforcement blanks are fixed on the surface 10 of the base plate 1, which surface is now formed on the inside of the molded part. Their position relative to one another has not changed during the shaping process.
  • the shaped reinforcement boards and the base board are separated again in the next processing step, which is outlined in FIG. The separation can take place after the warm or hot forming within the forming tool.
  • the shaped blanks After the shaped blanks have been separated, they are provided on the surfaces facing one another with a connecting layer 11, for example with an adhesive layer and / or a sealant, which preferably also enables the surfaces to be joined or adhered to one another.
  • the three reinforcement boards can either be applied on a common connection layer or on separate connection layers.
  • the molded reinforcement boards 2, 3, 4 are placed back on the molded one Base board 1 added, an at least adhesive connection between the surfaces of the boards is now achieved by the connecting layer.
  • the connecting layer preferably has a thickness such that the accuracy of fit of the jointly deformed boards is not jeopardized. In particular, it lies between the boards in such a way that an optimal, essentially gap-free fit is ensured.
  • the addition of the shaped reinforcement boards 2, 3, 4 is indicated in FIG. 6 by arrows 9.
  • the reinforcement boards can already be connected to one another, in particular before forming, in order to enable simple separation and reassembly.
  • connection points in the form of e.g. Spot welds, rivets, etc. are provided.
  • this additional connection can in principle also be omitted.
  • the shaped reinforcement boards serve e.g. as internal reinforcement, the shaped base plate as external reinforcement of a vehicle B-pillar.
  • Figure 7 shows the first processing step of an alternative method for warm or hot forming of blanks.
  • the reinforcement boards 2, 3, 4 are first provided with a surface coating 20, 30, 40.
  • This surface coating consists of a material which melts under the influence of heat and, at the latest when the shaped boards are cooled, bonds with them in an adhesive or adhesive manner, in particular an adhesive.
  • a glass material such as sintered glass, can advantageously be used.
  • the surface 10 of the motherboard and / or both the surface of the motherboard and that of the reinforcement boards can also be provided with a surface coating which, when heated, also enables a connection to the reinforcement boards, for example in the manner of a multi-component adhesive.
  • the reinforcement boards 2, 3, 4 are then attached to the base board 1 and, in the case shown in FIG. 7, fixed at various points, for example by welding spots 5.
  • This unit of composite board 60 thus created is subsequently introduced into an oven 7, as can be seen in FIG.
  • the composite blank is heated to a temperature suitable for semi-hot forming (or possibly hot forming) and passed on to the forming press 8 (FIG. 9). It is used for semi-hot forming or hot forming with appropriate temperatures.
  • the surface coating of the blanks melts and connects to the respective adjacent blank surface.
  • a connection layer 12 is therefore formed directly during the forming, which enables a sealed and at the same time firmly connected unit of the shaped blanks.
  • the connecting layer 12 is cooled and hardens in the process. Any gaps that remain or arise during the shaping between the base board and the reinforcement boards are filled by the connecting layer, as a result of which a tight unit for protection against corrosion can be created.
  • Welding points further or these can be provided again, if necessary, for the additional connection of the shaped boards to one another.
  • the combination of the fixing connection points applied before the forming and the connection layer can ensure a sufficiently firm hold of the shaped blanks on one another.
  • a finished molded part can be removed from the forming press 8, as is shown in FIG. 9, which can be used as a structural part in vehicle construction, etc., after cutting to size, which usually follows the forming.
  • connection layer 20 surface coating

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Standing Axle, Rod, Or Tube Structures Coupled By Welding, Adhesion, Or Deposition (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Umformen von Blechen, insbesondere zum Halbwarm- oder Warmumformen von Platinen (1, 2, 3, 4), in einem Umformwerkzeug (8), wobei auf eine Grundplatine (1) zur partiellen Verstärkung ein oder mehrere Verstärkungsplatinen (2, 3, 4) aufgebracht werden, die Grundplatine (1) und die zumindest eine Verstärkungsplatine (2, 3, 4) aufeinander fixiert und/oder durch geeignete Mittel zueinander ausgerichtet und die Grundplatine (1) und die zumindest eine Verstärkungsplatine (2, 3, 4) zusammen umgeformt werden, werden die Grundplatine (1) und die zumindest eine Verstärkungsplatine (2, 3, 4) nach dem Umformen vereinzelt, mit zumindest einer Verbindungsschicht (11) versehen und wieder zusammengefügt und/oder wird auf die zumindest eine Verstärkungsplatine (2, 3, 4) eine Oberflächenbeschichtung (20, 30, 40) zum Bilden einer bzw. als Verbindungsschicht aufgebracht und/oder werden die Grundplatine (1) und die zumindest eine Verstärkungsplatine (2, 3, 4) mit einer Verbindungsschicht versehen und zusammen halbwarm umgeformt.

Description

Verfahren zum Umformen von Blechen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umformen von Blechen, insbesondere zum Halbwarm- oder Warmumformen von Platinen, in einem Umformwerkzeug, wobei auf eine Grundplatine zur partiellen Verstärkung ein oder mehrere Verstärkungsplatinen aufgebracht werden und die Grundplatine und die zumindest eine Verst rkungsplatine zusammen umgeformt werden.
Derartige Verfahren sind im Stand der Technik bekannt, insbesondere bei der Fertigung von Formteilen für Fahrzeuge. Gerade im Fahrzeugbereich besteht die grundsätzliche Anforderung, Teile möglichst gewichtsparend im Leichtbau auszugestalten. Hierdurch können der Kraftstoffverbrauch des Fahrzeugs gesenkt und dessen Handhabbarkeit sowie die Fahreigenschaften deutlich verbessert werden. Zugleich soll jedoch eine gute Stabilität der Fahrzeugteile sichergestellt werden, vorallem eine Crash-Stabilität. Für die partiell stark bei einem solchen Crash beanspruchten Formteile, wie beispielsweise Fahrzeugholme, ist es bekannt, diese stärker beanspruchten Stellen lokal verstärkt auszubilden. Eine solche lokale Verstärkung kann durch eine Querschnittsvergrößerung beispielsweise durch Aufdoppeln von Blechen erfolgen. Früher wurden das Grundblech und das Verstärkungsblech jeweils für sich allein tiefgezogen und nachfolgend zu einem vollständigen Strukturteil zusammengefügt. Da in den seltensten Fällen eine genaue Passform zwischen dem aufzufügenden geformten Verstärkungsblech und dem separat geformten Grundblech erzielt werden kann, entstehen beim Zusammenfügen solcher Formteile üblicherweise zumindest im Randbereich Spalte. In diese kann Feuchtigkeit eindringen und zu Korrosion führen. Dies ist jedoch besonders zu vermeiden, da die Aufdoppelungen gerade dort vorgesehen werden, wo eine Verstärkung des verwendeten Blechs erforderlich ist. Auftretende Korrosion führt jedoch zu einer Schwächung eines solchen Bereichs.
Die DE 4307563 C2 schlägt für den Bereich des Tiefziehens von Blechen daher vor, Grundblech und Verstärkungsblech gemeinsam tiefzuziehen oder formzustanzen. Das oder die Verstärkungsbleche werden an dem Grundblech vor dem gemeinsamen Tiefziehen oder Formstanzen befestigt und nach dem Tiefziehen oder Formstanzen unlösbar mit dem Grundblech verbunden. Außerdem offenbart diese Druckschrift das Vorsehen von Korrosionsschutzmaßnahmen im Bereich der aufeinanderl iegenden Bleche. Hierzu werden das Vorsehen von beschichteten oder verzinkten Stahlblechen oder das Zwischenfügen einer Kunststoff- oder Metallfolie oder einer Kleberschicht (siehe auch DE 10120121 AI) genannt.
Da ein Tiefziehen als Kaitverformvorgang die Werkzeuge bei Aufdoppeln der tiefzuziehenden Bleche stark belastet, wird in der DE 10049660 AI vorgeschlagen, ein gepatchtes Verbundblech aus einem Grundblech und Verstärkungsblech(en) im Warmzustand bei 800 - 850°C in eine gewünschte Form umzuformen und auf dem Umformwerkzeug unter mechanischer Aufrechterhaltung des Umformzustandes definiert abzukühlen. Zum Verbinden des Grundblechs und der Verstärkungsbleche wird vor deren Aufbringen auf das Grundblech die Kontaktfläche wenigstens eines der Bleche flächendeckend mit einem Hartlot versehen. Nach dem Lotauftrag und vor dem Erwärmen wird ein Verbindungspunkt zwischen Verstärkungsblech und Grundblech gesetzt, um eine eindeutige Positionierung der Bleche aneinander sicherzustellen. Vor dem gemeinsamen Umformen wird das gepatchte Verbundblech auf eine Temperatur oberhalb der Umformtemperatur des Werkstoffs der Bleche erwärmt, im Warmzustand in die gewünschte Form umgeformt und anschließend unter mechanischer Fixierung im Umformzustand in dem geschlossen gehaltenen Umformwerkzeug und/oder Fixier- und Beschneidungswerkzeug definiert abgekühlt.
Ein ähnliches Verfahren wie die DE 10049660 AI offenbart auch die DE 10136433 AI. Gemäß dieser Druckschrift wird eine lokale hohe Verstärkung und Steifigkeitserhöhung bei geringem zusätzlichen Gewicht bei einem Sandwichaufbau aus Grundblech und Verstärkungsblech dadurch erzielt, dass zwischen diese beiden Bleche ein Formkörper aus Glas oder eine Glasmatte eingefügt wird. Ein Umformen erfolgt dann entsprechend der DE 10049660 AI durch Warmumformen des gesamten gepatchten Verbundblechs, wobei zunächst wiederum eine Erwärmung auf Temperaturen oberhalb der Umformtemperatur der Werkstoffe der Bleche erfolgt, nachfolgend der Verbund im Warmzustand in ein Umformwerkzeug eingelegt, in die gewünschte Form umgeformt und unter mechanischer Fixierung des gewünschten Umformzustandes abgekühlt wird. Um einen Austritt des teigigen Glases aus dem Spalt zwischen dem Grundblech und dem Verstärkungsblech zu vermeiden, wird der Rand des Verstärkungsblechs um das Glas-Zwischenelement herum mit dem Grundblech verbunden, wodurch für das Glas-Zwischenelement ein Hohlraum entsteht.
Bei den vorstehend erörterten Verfahren zum Umformen von Blechen wird entweder kein Warmumformen und somit eine hohe und partiell unterschiedliche Belastung des Tiefziehwerkzeugs vorgesehen oder eine Warmumformung, die jedoch aufgrund der Verwendung eines fl chendeckenden Aufbringens eines Hartlots sich als mühsam erweist, wenn es in Pastenform aufgebracht wird, einer genauen Dosierung und Positionierung bedarf, wenn es aufgesprüht, aufgestreut oder in Form von Spänen aufgelegt wird oder in Form einer Lötfolie aufgebracht wird, wobei bei einer solchen auch ein vorheriger genauer Zuschnitt erforderlich ist. Das Vorsehen einer Tasche bzw. eines Hohlraums für ein Glas- Zwischenelement oder eine Glasmatte weist den Nachteil auf, dass einerseits ein solcher Hohl aum geschaffen werden muss, andererseits die Glasmatte, wenn sie nicht die Abmessungen des Verstärkungsblechs aufweist, das Eindringen von Feuchtigkeit an ihren Rändern zulässt und somit eine Korrosion der verwendeten Bleche.
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Warmumformen von Blechen bzw. Platinen vorzusehen, das die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist und die Herstellung von Formteilen in Leichtbauweise mit für eine partielle höhere Beanspruchung vorgesehener Verstärkung ermöglicht, wobei gegenüber dem vorstehenden Stand der Technik ein noch effektiverer Korrosionsschutz in Verbindung mit einem sicheren Verbinden von Grundplatine und Verstärkungsplatine(n) ermögl icht werden sol1.
Die Aufgabe wird für ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass die Grundplatine und die zumindest eine Verstärkungsplatine aufeinander fixiert und/oder durch geeignete Mittel zueinander ausgerichtet und die Grundplatine und die zumindest eine Verstärkungsplatine nach dem Umformen vereinzelt, mit zumindest einer Verbindungsschicht versehen und wieder zusammengefügt werden. Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Strukturteil, das nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Dadurch wird ein Verfahren zum Halbwarm- oder Warmumformen von Blechen, insbesondere Platinen, geschaffen, bei dem die Vorteile eines gemeinsamen U formens zu verbindender Platinen und des Halbwarm- oder Warmumformens mit denen einer optimalen Abdichtung und eines optimalen Verbindens der geformten Platinen kombiniert werden. Aufgrund der Verwendung eines gemeinsamen Halbwarm- oder Warmumformens von Grundplatine und Verstärkungsplatine(n) kann eine sehr gute Fertigungsgenauigkeit und Vermeidung von Spalten zwischen den umgeformten Platinen erzielt werden in Kombination mit dem Vorteil eines beliebig hohen Umformgrades, bedingt durch die Verwendung eines Halbwarm- oder Warmumformens im Gegensatz beispielsweise zu einem Kaltumformen wie dem Tiefziehen. Hierdurch können insbesondere die verwendeten Pressen-Werkzeuge geschont werden, sogar bei Verwendung nahezu beliebiger Materialstärken von Platinen und deren Kombination miteinander. Beim Halbwarmumformen werden niedrigere Temperaturen verwendet als beim Warmumformen, wodurch i.a. keine Materialhärtung erfolgt. Es können beispielsweise jedoch Hochfestmaterialien verwendet werden, die bereits hochfeste Eigenschaften aufweisen. In diesem Falle braucht lediglich eine Temperaturerhöhung in Bereiche zu erfolgen, die das Umformen erleichtern, insbesondere auf Temperaturen unterhalb 850°C, bevorzugt zwischen 500 und 730°C, besonders bevorzugt zwischen 500 und 700°C, insbesondere um die 650°C.
Durch das erfindungsgemäße Vereinzeln der geformten Platinen nach dem Halbwarm- oder Warmumformen ist es möglich, eine geeignete
Verbindungsschicht zwischen den geformten Teilen einzufügen und somit eine optimale Verbindung und Abdichtung von geformter Grundplatine und geformter bzw. geformten Verstärkungsplatine(n) sicherzustellen. Da das
Vereinzeln bevorzugt im Anschluss an den Umformvorgang erfolgen kann, erweist sich insbesondere auch der Auftrag eines Heißklebers als sehr vorteilhaft, beispielsweise während der Abkühlphase der geformten
Platinen innerhalb des Umformwerkzeugs. Es liegen seitens der geformten
Platinen dann die für das Heißkleben geeigneten Temperaturen vor. Ebenso ist aber auch das Vereinzeln der geformten Platinen nach deren Abkühlen und das nachfolgende Aufbringen der zumindest einen Verbindungsschicht möglich. In diesem Falle ist die Auswahl der Verbindungsschicht beliebig. Beispielsweise kann auch eine dichtende und feuchtigkeitsabweisende Schaumkleberschicht, Materialfolie, insbesondere Haftkleberfolie, Matte, insbesondere haftende Faserverbundmatte etc. verwendet werden.
Vorzugsweise wird die Verbindungsschicht aus einem Mehrkomponentenklebstoff gebildet, dessen Komponenten auf der Oberfläche der Grundplatine und der zumindest einen Verstärkungsplatine bzw. den Oberflächen der Verstärkungsplatinen aufgebracht werden. Hierdurch kommt vorteilhaft eine Verbindung der Oberflächen der Platinen erst nach deren festem Zusammenfügen zustande. Hierbei erweist sich zumeist die Anwesenheit von Wärme für das schnelle Aushärten als vorteilhaft, weswegen die Oberflächen der miteinander zu verbindenden Platinen bereits vor dem vollständigen Abkühlen derselben mit dem Mehrkomponentenklebstoff versehen und miteinander verbunden werden können.
Bei einer einfacheren, gut wieder trennbaren Formgebung der Platinen des zu erstellenden Formteils erweist sich das Vereinzeln der umgeformten
Platinen als vorteilhaft. Bei komplexeren Formgebungen, insbesondere bei
Vorsehen von Hinterschneidüngen, die ein nachfolgendes Vereinzeln der geformten Platinen erschweren, erweist es sich hingegen als vorteilhaft, die geformten Platinen nicht wieder trennen zu müssen. Um dies zu ermöglichen, kann auf die zumindest eine Verstärkungsplatine eine
Oberflächenbeschichtung zum Bilden einer bzw. als Verbindungsschicht aufgebracht werden. Vorzugsweise wird die Oberflächenbeschichtung vor dem Halbwarm- oder Warmumformvorgang auf die zumindest eine
Verstärkungsplatine aufgetragen, wobei die Oberflächenbeschichtung während des Umformens schmilzt und eine Verbindung zwischen der Grundplatine und der zumindest einen Verstärkungsplatine bildet. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass bereits während des Umformens der Platinen diese miteinander verbunden werden. Durch das Beschichten insbesondere der Verstärkungsplatine(n) ist eine optimale und gleichmäßige Verbindung mit der Grundplatine bis an den Rand der Verst rkungsplatine heran und ggf. von einzelnen Verstärkungsplatinen aufeinander möglich. Hierdurch kann ein vollflächiges Verbinden der Platinen bis in den Randbereich der Verstärkungsplatine(n) sogar bei sehr komplexen Formgebungen erzielt werden. Ein zusätzliches Aufbringen einer Dichtmittelwulst im Randbereich der zumindest einen Verstärkungsplatine ist daher nicht mehr erforderlich, kann jedoch, falls dies gewünscht wird, dennoch vorgesehen werden.
Die Verbindungsschicht in Form einer Oberflächenbeschichtung der zumindest einen Verstärkungsplatine kann sich auch als Oberflächenbeschichtung, die nach dem Halbwarm- oder Warmumformen auf die vereinzelten geformten Platinen aufgebracht wird, als vorteilhaft erweisen. In diesem Falle kann als Beschichtungsmaterial ein beliebiges Haft- und/oder Dichtmittel, beispielsweise ein Klebstoff, wie ein Silicon, insbesondere Epoxidharzklebstoff, Polyurethanklebstoff, Schmelzklebstoff, PUR-Dispersionsklebstoff, etc., verwendet werden. Die Beschichtung kann beispielsweise durch Aufrollen, Tauchen, Drucken, Gummieren etc. erfolgen.
Die Verbindungsschicht kann die Oberfläche der Verstärkungsplatine(n) vollständig bedecken. Sie kann aber auch als Muster oder Maske auf der Oberfläche der zumindest einen Verstärkungsplatine und/oder der Grundplatine ausgebildet sein, insbesondere den Randbereich der Verstärkungsplatine im Wesentlichen lückenlos umgebend. Teilweise ist es nicht unbedingt erforderlich, die gesamte Oberfläche des/der Verstärkungsplatine(n) mit der jeweiligen Verbindungsschicht zu versehen, da eine Verbindung der geformten Platinen schon durch deren Formgebung unterstützt wird und ein Abdichten lediglich im Randbereich der Verstärkungsplatine(n) zum Korrosionsschutz zweckmäßig ist. Bei der Wahl des Musters oder der Maske wird diese(s) vorteilhaft an die auf das fertige Formteil im Betrieb einwirkenden Kräfte abgestimmt, so dass ein ungewolltes Lösen der Platinen voneinander vermieden werden kann.
Vorzugsweise besteht die Verbindungsschicht aus einem als Beschichtung auf der Grundplatine und/oder der zumindest einen Verstärkungsplatine aufgetragenen Glaswerkstoff und/oder Klebstoff, der während des Umformvorgangs aufschmilzt und beim Abkühlen eine feste Verbindung zwischen Grundplatine und Verstärkungsplatine(n) bildet. Durch das Warmumformen schmilzt der insbesondere dünn aufgetragene Glaswerkstoff und bildet auf dem/den Verstärkungsblech(en) einen klebenden Überzug. Ähnlich wie bei einer Emailleschicht kann beim Abkühlen eine feste Verbindung zwischen den aneinander liegenden Platinenoberflächen entstehen. Ein Korrosionsschutz wird dabei ebenso ermöglicht wie eine feste Verbindung der geformten Platinen. Im Gegensatz zu dem Vorsehen von Glas-Zwischenelementen in Hohlräumen zwischen einem Grundblech und einem Verstärkungsblech, wie in der DE 10136433 AI offenbart, ist es möglich, eine sehr dünne verbindende Schicht vorzusehen, die sehr viel belastbarer ist als die dicke Glas-Zwischenschicht nach DE 10136433 AI. Hohlräume zwischen Grundplatine und Verst rkungsplatine müssen ebenfalls nicht vorgesehen werden. Vielmehr kann vorteilhaft eine Beschichtung insbesondere der Verstärkungsplatine(n) mit dem Glaswerkstoff vorgesehen werden. Besonderes bevorzugt wird als ein solcher Glaswerkstoff Sinterglas verwendet. Dieses kann nicht nur problemlos aufgetragen werden, sondern erweist sich auch beim Warmumformen als von den Schmelztemperaturen her sehr geeignet für eine Verwendung zusammen mit Metallen.
Bei vorteil aftem Vorsehen eines Haibwarmuformens von mit einer Verbindungsschicht versehenen Grundplatine und zumindest einer Verstrkungsplatine zusammen kann als Verbindungsschicht insbesondere ein Klebstoff verwendet werden. Dieser kann während des Umformvorgangs aufschmelzen, beim Abkühlen erhärten und eine feste Verbindung zwischen Grundplatine und der zumindest einen Verstrkungsplatine bilden.
Bevorzugt ist bei einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Strukturteil eine Verbindungsschicht zwischen einer geformten Grundplatine und zumindest einer Verstärkungsplatine in Form eines Klebstoffs und/oder geschmolzenen und erstarrten Glaswerkstoffs vorgesehen, der die Grundplatine und die zumindest eine Verstärkungsplatine und/oder mehrere Verstärkungsplatinen miteinander verbindet.
Bevorzugt wird eine Verstärkungsplatine auf der Grundplatine angeordnet und fixiert und/oder durch geeignete Mittel zu dieser ausgerichtet oder werden mehrere Verstärkungsplatinen neben- und/oder übereinander auf der
Grundplatine angeordnet und fixiert und/oder durch geeignete Mittel zueinander und/oder zu der Grundplatine ausgerichtet. Besonders bevorzugt wird bei Vorsehen nur einer Verstärkungsplatine diese auf der Grundplatine angeordnet und fixiert und/oder durch geeignete Mittel zu dieser ausgerichtet oder bei Vorsehen mehrerer Verstärkungsplatinen werden diese einander in einem Teilbereich überlappend und/oder aneinander anstoßend und/oder mit Abstand zueinander auf der
Grundplatine fixiert und/oder durch geeignete Mittel zueinander ausgerichtet. Durch das Vorsehen mehrerer Verstärkungsplatinen nebeneinander mit und ohne Abstand zueinander können Spannungen innerhalb eines geformten Werkstücks bzw. Blechstrukturteils vermieden bzw. zumindest reduziert, und Steifigkeitserhöhungen gezielt durchgeführt werden, insbesondere bei Vorsehen unterschiedlicher Materialstärken bei Grundplatine und Verstärkungsplatine(n). Durch Vorsehen mehrerer Verstärkungsplatinen übereinander können zusätzlich weitere MaterialVerstärkungen und somit stark unterschiedliche Steifigkeiten über die Oberfläche des Strukturteils hinweg erzielt werden. Durch das Überlappen mehrerer Verstärkungsplatinen in ihren jeweiligen Randbereichen können ebenfalls Steifigkeitsunterschiede erzeugt werden. Es kann jeweils jedoch auch nur eine Verstärkungsplatine vorgesehen werden, die ggf. zuvor aus mehreren Teilen insbesondere unterschiedlicher Materialstärke zusammengesetzt wurde. Anstelle des Vorsehens einer Fixierung bzw. Verbindung der Platinen untereinander vor dem Umformvorgang ist es ebenso möglich, die Platinen lediglich zueinander ausgerichtet aufeinander zu positionieren und ohne eine Verbindung miteinander umzuformen. Zur Lagefixierung bzw. zum Aufrechterhalten der gegenseitigen Positionierung können insbesondere Stehbolzen oder dergleichen Einrichtungen besonders bevorzugt in dem Umformwerkzeug bzw. der Umformpresse vorgesehen werden.
Bevorzugt werden die Verstärkungsplatinen aneinander anstoßend vor dem Umformvorgang miteinander verbunden, insbesondere durch Anbringen einer Schweißnaht oder anderen Verbindungsnaht. Je nach Umformtemperatur und Umformmodus kann diese Stoßnaht beim Umformen egalisiert werden, so dass keine unebenen Übergangsstellen verbleiben.
Vorzugsweise werden die Platinen vor dem Halbwarm- oder Warmumformen und/oder nach dem Halbwarm- oder Warmumformen durch Zusatzverbindungen aneinander fixiert, insbesondere durch Schweißen, Nieten, Durchsetzfügen oder ein anderes Verbindungsverfahren. Hierdurch wird besonders vor dem Umformen die eindeutige Position der gezielt an bestimmten Stellen auf der Oberfläche der Grundplatine aufgebrachten Verstärkungsplatine(n) fixiert, so dass sich diese während des Umformens im Wesentlichen nicht ändert. Nach dem Umformen erweist sich eine Fixierung gerade bei sich ansonsten durch Abscheren ggf. leicht lösenden Verbindungen zwischen Grundplatine und Verstärkungsplatine(n) als vorteilhaft, da besonders eine zusätzliche punktförmige Verbindung einem ungewollten Abscheren entgegenwirken kann.
Im Unterschied zu den Lötverbindungen gemäß der DE 10049660 AI erweist sich das Vorsehen von einem Klebstoff als vorteilhaft, die Erwärmungstemperatur nicht in einem für das Lot verträglichen Bereich gehalten zu werden braucht, sondern in einen insbesondere für das Halbwarm-, aber auch für das Warmumformen geeigneten Bereich eingestellt werden kann. Außerdem wird die Problematik einer Korrosion durch Flussmittel, das für einen Lötvorgang üblicherweise verwendet wird, vermieden.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im Folgenden zwei Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Diese zeigen in:
Figur 1 bis 6 eine schematische Ansicht des Ablaufs eines erfindungsgemäßen Warmumformvorgangs unter Vereinzeln von drei auf einer Grundplatine aufgebrachten Verstärkungsplatinen, und
Figur 7 bis 10 eine schematische Ansicht des Ablaufs einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Halbwarmumformvorgangs unter Vorsehen einer Oberf1ächenbeschichtung auf Verstärkungsplatinen.
Figur 1 zeigt einen ersten Schritt eines Warmumformvorgangs, bei dem zunächst eine ebene flache Grundplatine 1 mit drei ebenen und flachen Verstärkungsplatinen 2, 3, 4 von geringeren Abmessungen als die der Grundplatine versehen wird. Dies ist auch durch die Pfeile P angedeutet. Die Verstärkungsplatinen 2, 3, 4 werden auf der Oberfläche 10 der Grundplatine durch eine Anzahl von Verbindungsstellen, beispielsweise durch sechs Schweißpunkte 5 fixiert, wodurch eine Verbundplatine 6 entsteht. Alternativ kann eine Fixierung auch über Nieten, Durchsetzfügen oder ein beliebiges anderes Verbindungsverfahren erfolgen. Dadurch sind die Platinen gegen ein Verschieben beim nachfolgenden Umformen gesichert. Die Anzahl der Verbindungsstellen richtet sich nach der Blechdicke der Platinen ebenso wie nach dem Ausmaß der Umformung. Wiederum alternativ können die Platinen 1, 2, 3, 4 lediglich zueinander ausgerichtet ohne Fixierung durch Schweißpunkte oder dergleichen aufeinander positioniert werden. Die Verstärkungsplatinen sind nebeneinander und aneinander angrenzend auf der Grundplatine angeordnet. Ihre Position und Abmessungen richten sich nach der gewünschten lokalen zu erzielenden Steifigkeit. Sie Verstärkungsplatinen können daher auch jeweils z.B. unterschiedliche Materialstärken aufweisen und/oder unterschiedliche Materialstärken der Verstärkungsplatinen, ggf. auch durch Aufeinanderfügen mehrerer Verstärkungsplatinen, erzielt werden.
Nach dem Fixieren der Platinen aufeinander wird die entstandene
Verbundplatine 6 in einem Ofen 7 erhitzt, wie dies in Figur 2 skizziert ist. Hierbei wird die Verbundplatine auf eine für das Warmumformen geeignete Temperatur erhitzt, insbesondere auf eine Temperatur im Bereich von 950°C. Alternativ kann auch ein Halbwarmumformen erfolgen, z.B. mit Temperaturen im Bereich von unter 850°C, insbesondere 500 bis 700°C, beispielsweise um die 600 bis 650°C. Die erhitzte Verbundplatine wird anschließend in eine Umformpresse 8 weitergereicht, wie in Figur 3 skizziert. In der Umformpresse erfolgt das gemeinsame Halbwarm- oder Warmumformen der aneinander fixierten Grundplatine und Verstärkungsplatinen. Im Anschluss an das Warmumformen wird die Verbundplatine durch eine entsprechende Temperaturführung vergütet.
Die aus der Umformpresse 8 entnehmbare umgeformte Verbundplatine in Form eines Formteils ist in Figur 4 in perspektivischer Ansicht gezeigt. Die drei Verstärkungsplatinen liegen fixiert auf der nun zu einer Innenseite des Formteils ausgebildeten Oberfläche 10 der Grundplatine 1. Ihre Position zueinander hat sich während des Umformvorgangs nicht geändert.
Da bislang keine eine Korrosion verhindernde und dichtende Verbindungsschicht zwischen den Platinen vorgesehen wurde, werden die geformten Verstärkungsplatinen und die Grundplatine im nächsten Bearbeitungsschritt, der in Figur 5 skizziert ist, wieder vereinzelt. Das Vereinzeln kann im Anschluss an das Halbwarm- oder Warmumformen noch innerhalb des Umformwerkzeugs erfolgen.
Nach dem Vereinzeln der geformten Platinen werden diese auf den zueinander gerichteten Oberflächen mit einer Verbindungsschicht 11 versehen, beispielsweise mit einer Kleberschicht und/oder einem Dichtmittel, das vorzugsweise auch ein Verbinden bzw. Haften der Oberflächen aneinander ermöglicht. Die drei Verstärkungsplatinen können entweder auf einer gemeinsamen Verbindungsschicht aufgebracht werden oder auf separaten Verbindungsschichten. Anschließend werden die geformten Verstärkungsplatinen 2, 3, 4 wieder auf die geformte Grundplatine 1 aufgefügt, wobei eine zumindest haftende Verbindung zwischen den Oberflächen der Platinen nun durch die Verbindungsschicht erzielt wird. Die Verbindungsschicht weist vorzugsweise eine solche Dicke auf, dass die Passgenauigkeit der gemeinsam verformten Platinen nicht gefährdet ist. Sie legt sich insbesondere so zwischen die Platinen, dass eine optimale im Wesentlichen spaltfreie Passgenauigkeit sichergestellt ist. Das Auffügen der geformten Verstärkungsplatinen 2, 3, 4 ist in Figur 6 durch Pfeile 9 angedeutet. Die Verstärkungsplatinen können bereits untereinander verbunden werden, insbesondere vor dem Umformen, um ein einfaches Vereinzeln und Wiederauffügen zu ermöglichen.
Um die Verbindung zwischen der Grundplatine und den Verstärkungsplatinen noch zusätzlich zu verstärken, können wiederum Verbindungsstellen in Form von z.B. Schweißpunkten, Nieten, etc. vorgesehen werden. Je nach der Wahl der verwendeten Verbindungsschicht kann jedoch grundsätzlich dies zusätzliche Verbinden auch entfallen.
Die geformten Verstärkungsplatinen dienen z.B. als Innenverstärkung, die geformte Grundplatine als Außenverstärkung einer Fahrzeug-B-Säule.
Figur 7 zeigt den ersten Bearbeitungsschritt eines alternativen Verfahrens zum Halbwarm- oder Warmumformen von Platinen. Hierbei werden die Verstärkungsplatinen 2, 3, 4 zunächst mit einer Oberflächenbeschichtung 20, 30, 40 versehen. Diese Oberfl chenbeschichtung besteht aus einem unter Einfluss von Hitze schmelzenden und sich spätestens beim Abkühlen der geformten Platinen mit diesen haftend oder klebend verbindenden Material, insbesondere einem Klebstoff. Bei Verwendung eines Warmumformens kann vorteilhaft ein Glaswerkstoff, wie ein Sinterglas, verwendet werden. Alternativ zu dem Vorsehen der Oberfl chenbeschichtung nur auf den Oberflächen der Verstärkungsplatinen kann auch die Oberfläche 10 der Grundplatine und/oder können sowohl die Oberfläche der Grundplatine als auch die der Verstärkungsplatinen mit einer Oberflächenbeschichtung versehen werden, die beim Erhitzen ebenfalls eine Verbindung mit den Verstärkungsplatinen ermöglicht, z.B. nach Art eines Mehrkomponentenklebers.
Mit ihren beschichteten Oberflächen 21, 31, 41 werden die Verstärkungsplatinen 2, 3, 4, anschließend auf die Grundplatine 1 aufgefügt und in dem in Figur 7 dargestellten Fall an verschiedenen Stellen fixiert, beispielsweise durch Schweißpunkte 5.
Diese so entstandene Einheit einer Verbundplatine 60 wird nachfolgend in einen Ofen 7 eingebracht, wie Figur 8 zu entnehmen ist. In diesem wird die Verbundplatine auf eine für das Halbwarmumformen (oder ggf. Warmumformen) geeignete Temperatur erhitzt und in die Umformpresse 8 weitergeleitet (Figur 9). Darin erfolgt die Halbwarmumformung oder ggf. Warmumformung mit entsprechenden Temperaturen. Während des Umformvorgangs schmilzt die Oberflächenbeschichtung der Platinen und verbindet sich mit der jeweiligen angrenzenden Platinenoberfläche. Es entsteht daher direkt während des Umformens eine Verbindungsschicht 12, die eine dichte und zugleich fest verbundene Einheit der geformten Platinen ermöglicht.
Während des Vergütens des Platinenmaterials wird die Verbindungsschicht 12 abgekühlt und härtet dabei aus. Eventuell bei der Formgebung verbleibende oder entstehende Spalte zwischen Grundplatine und Verstärkungsplatinen werden durch die Verbindungsschicht ausgefüllt, wodurch eine dichte Einheit zum Schutz vor Korrosion geschaffen werden kann. Zusätzlich zu den bereits bestehenden und während des Halbwarm- oder Warmumformens verbliebenen Verbindungsstellen in Form von z.B. Schweißpunkten, können noch weitere oder diese ggf. erneut zum zusätzlichen Verbinden der geformten Platinen aufeinander vorgesehen werden. Grundsätzlich kann jedoch bereits durch die Kombination aus den vor dem Umformen aufgebrachten fixierenden Verbindungsstellen und der Verbindungsschicht ein ausreichend fester Halt der geformten Platinen aufeinander sichergestellt werden.
Der Umformpresse 8, wie sie in Figur 9 gezeigt ist, kann ein fertiges Formteil entnommen werden, das nach einem üblicherweise sich an das Umformen anschließenden Zuschneiden als Strukturteil im Fahrzeugbau etc. verwendet werden kann.
Neben den im Vorstehenden beschriebenen und in den Figuren dargestellten Ausführungsformen können noch zahlreiche weitere gebildet werden, bei denen jeweils eine Vereinzelung von halbwarm- oder warmumgeformten Platinen oder Blechen im Nachgang zum Umformen und vor dem Aufbringen einer Verbindungsschicht vorgesehen ist bzw. die Platinen oder Bleche, ohne ein Vereinzeln nach dem Halbwarm- oder Warmumformen, direkt währenddessen durch Schmelzen einer Beschichtung, die auf zumindest einer Platine eines aufeinanderl iegenden Platinenpaares vorgesehen ist, miteinander verbunden werden.
Bezugszeichenliste
1 Grundplatine
2 Verstärkungsplatine 3 Verstärkungsplatinen
4 Verstärkungsplatinen
5 Schweißpunkt
6 Verbundplatine
7 Ofen 8 Umformpresse
9 Pfeile
10 Oberfläche der Grundplatine
11 Verbindungsschicht
12 Verbindungsschicht 20 Oberflächenbeschichtung
21 beschichtete Oberfläche
30 Oberf1ächenbeschichtung
31 beschichtete Oberfläche 40 Oberf1 ächenbeschichtung 41 beschichtete Oberfläche
60 Verbundplatine
P Pfeile

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zum Umformen von Blechen, insbesondere zum Halbwarm- oder Warmumformen von Platinen (1,2,3,4), in einem Umformwerkzeug (8), wobei auf eine Grundplatine (1) zur partiellen Verstärkung ein oder mehrere Verstärkungsplatinen (2,3,4) aufgebracht werden, die Grundplatine (1) und die zumindest eine Verstärkungsplatine (2,3,4) aufeinander fixiert und/oder durch geeignete Mittel zueinander ausgerichtet und die Grundplatine (1) und die zumindest eine Verstärkungsplatine (2,3,4) zusammen umgeformt werden, wobei die Grundplatine (1) und die zumindest eine Verstärkungsplatine (2,3,4) nach dem Umformen vereinzelt, mit zumindest einer Verbindungsschicht (11) versehen und wieder zusammengefügt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geformten Platinen (1,2,3,4) nach deren Formgeben vereinzelt, nachfolgend die zumindest eine Verbindungsschicht (11) aufgebracht wird und die geformten Platinen (1,2,3,4) wieder zusammengefügt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor, während oder nach dem Halbwarm- oder Warmumformvorgang ein Klebstoff, insbesondere ein Heißkleber, auf die Grundplatine und/oder die zumindest eine Verstärkungsplatine aufgetragen wird, insbesondere während der Abkühlphase der geformten Platinen (1,2,3,4), insbesondere innerhalb des U formwerkzeugs.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht aus einem Mehrkomponentenklebstoff gebildet wird, dessen Komponenten auf der Oberfläche (10) der Grundplatine (1) und der zumindest einen Verstärkungsplatine (2,3,4) bzw. den Oberfl chen der Verstärkungsplatinen (2,3,4) aufgebracht werden.
5. Verfahren zum Umformen von Blechen, insbesondere zum Halbwarm- oder Warmumformen von Platinen (1,2,3,4), in einem Umformwerkzeug (8), wobei auf eine Grundplatine (1) zur partiellen Verstärkung ein oder mehrere Verstärkungsplatinen (2,3,4) aufgebracht werden, die Grundplatine (1) und die zumindest eine Verstärkungsplatine (2,3,4) aufeinander fixiert und/oder durch geeignete Mittel zueinander ausgerichtet und die Grundplatine (1) und die zumindest eine Verstärkungsplatine (2,3,4) zusammen umgeformt werden, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf die zumindest eine Verstärkungsplatine (2,3,4) eine Oberflächenbeschichtung (20,30,40) zum Bilden einer bzw. als Verbindungsschicht aufgebracht wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung (20,30,40) vor dem Halbwarm- oder Warmumformvorgang auf die zumindest eine Verstärkungsplatine (2,3,4) aufgetragen wird, wobei die Oberflächenbeschichtung während des Halbwarm- oder Warmumformens schmilzt und eine Verbindung zwischen der Grundplatine (1) und der zumindest einen Verstärkungsplatine (2,3,4) bildet.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht aus einem als Beschichtung auf der Grundplatine (1) und/oder der zumindest einen Verstrkungsplatine (2,3,4) aufgetragenen Klebstoff und/oder Glaswerkstoff besteht, der während des Umformvorgangs aufschmilzt und beim Abkühlen eine feste Verbindung zwischen Grundplatine und Verstärkungsplatine(n) bildet.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Glaswerkstoff Sinterglas und/oder der Klebstoff ein für hohe oder sehr hohe Temperaturen geeigneter Klebstoff ist.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsschicht als Muster oder Maske auf der Oberfläche der zumindest einen Verstärkungsplatine (2,3,4) und/oder der Grundplatine (1) ausgebildet ist, insbesondere den Randbereich der Verst rkungsplatine im Wesentlichen lückenlos umgebend.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstärkungsplatine auf der Grundplatine (1) angeordnet und fixiert und/oder durch geeignete Mittel zu dieser ausgerichtet wird oder dass mehrere Verstärkungsplatinen (2,3,4) neben- und/oder übereinander auf der Grundplatine (1) angeordnet und fixiert und/oder durch geeignete Mittel zueinander und/oder zu der Grundplatine (1) ausgerichtet werden.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verstärkungsplatine auf der Grundplatine (1) angeordnet und fixiert und/oder durch geeignete Mittel zu dieser ausgerichtet wird oder dass mehrere Verstärkungsplatinen (2,3,4) einander in einem Teilbereich überlappend und/oder aneinander anstoßend und/oder mit Abstand zueinander auf der Grundplatine (1) fixiert und/oder durch geeignete Mittel zueinander ausgerichtet werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verstärkungsplatinen aneinander anstoßend vor dem Umformvorgang miteinander verbunden werden, insbesondere durch Anbringen einer Schweißnaht oder einer anderen Verbindungsnaht.
13. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatine (1) und die Verstärkungsplatine(n) (2,3,4) unterschiedliche Materialstärken aufweisen.
14. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen (1,2,3,4) vor dem Halbwarm- oder Warmumformen und/oder nach dem Halbwarm- oder Warmumformen durch Zusatzverbindungen aneinander fixiert werden, insbesondere durch Schweißen, Nieten, Durchsetzfügen oder ein anderes Verbindungsverfahren.
15. Verfahren zum Umformen von Blechen, insbesondere zum Halbwarm- oder Warmumformen von Platinen (1,2,3,4), in einem Umformwerkzeug (8), wobei auf eine Grundplatine (1) zur partiellen Verstärkung ein oder mehrere Verstärkungsplatinen (2,3,4) aufgebracht werden, die Grundplatine (1) und die zumindest eine Verstärkungsplatine (2,3,4) aufeinander fixiert und/oder durch geeignete Mittel zu dieser ausgerichtet und die Grundplatine (1) und die zumindest eine Verstärkungsplatine (2,3,4) zusammen umgeformt werden, insbesondere nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatine (1) und die zumindest eine Verstärkungsplatine (2,3,4) mit einer Verbindungsschicht versehen und zusammen halbwarm umgeformt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Platinen bei Temperaturen unterhalb von 850°C umgeformt werden, insbesondere bei Temperaturen zwischen 500 und 730°C, insbesondere 500 und 700°C, insbesondere 500 und 650°C.
17. Strukturteil, hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche.
18. Strukturteil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verbindungsschicht (12) zwischen einer geformten Grundplatine (1) und zumindest einer Verstärkungsplatine (2,3,4) in Form eines Klebstoffs und/oder geschmolzenen und erstarrten Glaswerkstoffs vorgesehen ist, der die Grundplatine (1) und die zumindest eine Verst rkungsplatine (2,3,4) oder mehrere Verstärkungsplatinen (2,3,4) miteinander verbindet.
19. Strukturteil nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsplatinen oder die zumindest eine Verstärkungsplatine (2,3,4) und die Grundplatine (1) unterschiedliche Materialstärken aufweisen. s 20. Strukturteil nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsplatinen (2,3,4) mit einander verbunden sind.
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