EP1715066B1 - Vorrichtung zum Umformen und Presshärten von Metallblechen, mit integrierten Heizelementen - Google Patents

Vorrichtung zum Umformen und Presshärten von Metallblechen, mit integrierten Heizelementen Download PDF

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EP1715066B1
EP1715066B1 EP05028585.7A EP05028585A EP1715066B1 EP 1715066 B1 EP1715066 B1 EP 1715066B1 EP 05028585 A EP05028585 A EP 05028585A EP 1715066 B1 EP1715066 B1 EP 1715066B1
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EP
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forming
heating element
tool
insulating layer
heating elements
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Andreas Schiwek
Werner Böhmer
Martin Koyro
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Benteler Automobiltechnik GmbH
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Benteler Automobiltechnik GmbH
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    • 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
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/06—Platens or press rams
    • B30B15/062—Press plates
    • B30B15/064—Press plates with heating or cooling means
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/673—Quenching devices for die quenching

Definitions

  • the invention relates to a device for forming metal sheets, which has a forming tool with a forming space, wherein the metal sheet in the forming space is partially heated by at least one heating element.
  • the hot forming of metal sheets as such is known, for example by the DE 24 52 486 A1 as well as through the GB 1 490 535 A ,
  • the metal sheets preferably sheet steel blanks, heated in a heat treatment plant, then placed hot in the press tool and reshaped. Still clamped in the press tool, the sheet-metal profile components are hardened.
  • a significant advantage of this approach is that hardened sheet metal profile components can be produced with a complicated shape, and with high dimensional accuracy.
  • thermoformed components especially made of high-strength sheet steel, such as B-pillars, must still be trimmed at the edge in order to comply with the specified dimensional tolerances.
  • many mold components are still punched after hot forming. Since the thermoforming process brings about a very hard martensitic microstructure state, a conventional edge / hole trimming of the shaped components carried out with cutting knives is very wear-resistant and cost-intensive.
  • Alternative cutting methods such as The trimming by means of laser radiation are also extremely expensive due to the high system costs.
  • the second possibility is to design the hot forming or hardening process in such a way that a slower cooling during hardening takes place in the areas to be trimmed.
  • This is only possible to a limited extent in the currently used conventional hot forming tools, which are aimed at cooling the moldings as quickly as possible. Suggestions for this are from the DE 197 23 655 A1 known.
  • inserts or additional heating elements are provided in the press tool in order to achieve reduced cooling during hardening in targeted areas, so that these areas have a softer material structure at the end of the process.
  • DE 101 62 441 A1 describes a method for producing motor vehicle components from metal sheets in a forming tool having a mold space, wherein for controlling the material flow mold space areas can be tempered specifically by heat and / or heat dissipation.
  • the invention is based on the prior art, the object to provide a plant and application technology improved device for forming metal sheets, in particular, very different cooling gradients can be realized in tight spatial limits on the molding to be circumcised and / or punched areas in To leave a soft well-cut microstructural state.
  • the main point of the invention is the measure to heat-control the heating element integrated in the forming tool completely or in sections relative to the adjacent walls of the forming tool by means of an insulating layer.
  • the effectiveness of the heating element can be increased with a targeted heat transfer to specific narrow or locally limited areas or zones of the molded component.
  • the influence of the material structure on the molded part can thus be made significantly better. A heat flow into adjacent areas of the forming tool is avoided.
  • the heating element is limited by a cover to the forming space.
  • the cover expediently closes off the heating element and the insulating layer toward the shaping space, so that the tool surface on which the sheet metal blank to be formed slides during the forming process is designed to be homogeneous.
  • the cover is made of a material with good thermal conductivity, such as copper. This ensures good heat transfer in the direction of the mold component in the forming space. Basically, the material of the cover should have a thermal conductivity ⁇ of ⁇ 10 W / Km.
  • Copper for example, has a thermal conductivity ⁇ . from 394 W / Km up.
  • the use of a cover made of iron is possible.
  • Iron has a thermal conductivity ⁇ . from 73 W / Km.
  • the heated in the forming space areas of the mold component cool in the hardening process, so while they are clamped in the forming tool, not from. Only after the deformation tool has been opened do the spots cool at a considerably lower cooling rate in air. Due to the slow cooling rate, no hard martensitic structure is produced in the molded component at the previously heated locations. It can be at these points a component hardness similar to the unmilled material state achieve, so that downstream processing steps, ie in particular cutting or punching operations, better and of higher quality can be performed. Even the processing tools used, such as knives or punching tools, are subject to significantly lower wear and achieve significantly longer service lives.
  • At least one, preferably a plurality of heating elements are integrated in recesses of the forming tool, wherein the heating element is thermally insulated from the adjacent walls of the forming tool by an insulating layer, so that a heat dissipation into the forming tool is avoided and the heat is released primarily only in the direction of the tool surface.
  • the configuration of the heating elements is in particular geometrically tuned in such a way that those areas of the mold component which are intended to remain soft are tempered in a targeted manner.
  • depressions, grooves or similar recesses are provided, in which a heating element is introduced.
  • insulating layer ceramic insulating materials or glass fiber materials can be used. Insulating layers of mica are also suitable for the purpose according to the invention. Since air also has good insulation or thermal insulation properties, the insulating layer can also be formed as an air gap. Also possible is a combination of the insulation of an insulating material and an air gap.
  • a material for the insulating layer is a technical ceramic with a thermal conductivity ⁇ ⁇ 2 W / Km offers.
  • electric heating elements e.g. High-performance heating cartridges, just as conceivable as small pipes through which a hot medium flows. It should be noted that for the electrical heating of large tool areas relatively high power densities must be provided.
  • the heating element is particularly intended to heat-insulate the heating element at all sides adjacent to the forming tool by an insulating layer, ie at the bottom and at the side walls.
  • an insulating layer ie at the bottom and at the side walls.
  • only a bottom-side insulation or insulation of the side walls may be provided.
  • each corresponding components carry the same reference numerals.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a technically schematized a section of a forming tool 1 of a device according to the invention, for example a press.
  • the forming tool 1 has an upper tool 2 and a lower tool 3, which are matched to one another in the contour. Between upper tool 2 and lower tool 3, a forming space 4 is formed.
  • a previously heated to a certain forming temperature sheet metal plate can be added and then pressed by Gegenrhythmverlagern of upper tool 2 and lower tool 3 shaping.
  • the mold component is cooled and cured.
  • a hard martensitic microstructure state is fundamentally set on the molded component.
  • the pressed-out mold component in the forming space 4 can be heated in certain regions.
  • a heating element 6 or 7 is integrated in a recess 5 of the forming tool 1.
  • FIG. 2 shows a heating element 6 with a circular cross-section
  • the heating element 7 as shown in the FIGS. 3 and 4 have a square cross section with an edge length of for example 4 mm to 8 mm.
  • the length of the heating elements 6, 7 can be selected according to the particular requirements on the molded component.
  • the heating elements 6, 7 can be bent, so that even curved curved tool areas can be heated.
  • the heating element 6, 7 is separated from the adjacent walls 8, 9, 10 of the forming tool 1 and the lower tool 3 through an insulating layer 11, 12, 13 and thermally insulated.
  • an insulating layer 11 is provided below the heating element 6, 7 at the bottom 8 of the recess, Furthermore, an insulating layer 12 is also arranged at the edge between the heating element 6, 7 and the side walls 9, 10 of the recess 5.
  • the insulating layer 11, 12 is made of ceramic, a glass fiber mat or mica.
  • an insulating layer 11 made of ceramic or mica is integrated on the bottom 8 of the recess 5. Between the heating element 7 and the side walls 9, 10 of the recess 5 is provided as an insulating layer 13 each have an air gap for thermal insulation.
  • the heating element 6 On the upper side to the forming space, the heating element 6 according to the embodiment of FIG. 2 closed by a cover 14 made of a material with good thermal conductivity, such as copper.
  • the material of the cover has a thermal conductivity ⁇ which is greater than or equal to 10 W / Km.
  • the heating elements 6, 7, By means of the heating elements 6, 7, a controlled temperature control of the molded component in the forming space 4 can take place.
  • the isolation or thermal insulation of the heating elements 6, 7 according to the invention for the forming tool 1 prevents an adverse heat flow into the tool, so that the heating of the mold component is carried out effectively.
  • the device according to the invention also extremely different Abkühlgradienten be realized within only a few millimeters on the mold component.
  • the areas of the molded component heated in the forming tool 1 do not cool or barely cool when the press is closed. Only after the opening of the forming tool 1 is a cooling of the molded component with a low cooling rate in air. Due to this slow cooling rate, these previously heated areas have a softer material structure, so that cutting or punching operations can be carried out more simply and dimensionally true with less tool wear.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umformen von Metallblechen, welche ein Umformwerkzeug mit einem Umformraum aufweist, wobei das Metallblech im Umformraum durch zumindest ein Heizelement bereichsweise beheizbar ist.
  • Die Warmumformung von Metallblechen als solches ist bekannt, beispielsweise durch die DE 24 52 486 A1 ebenso wie durch die GB 1 490 535 A . Hierbei werden die Metallbleche, vorzugsweise Stahlblechplatinen, in einer Wärmebehandlungsanlage erhitzt, anschließend heiß in das Pressenwerkzeug eingelegt und umgeformt. Noch im Pressenwerkzeug eingespannt werden die Blechprofilbauteile gehärtet. Ein wesentlicher Vorteil dieser Vorgehensweise ist, dass gehärtete Blechprofilbauteile mit komplizierter Form erzeugt werden können, und zwar bei hoher Formgenauigkeit.
  • Bestimmte warmgeformte Bauteile, vor allem aus hochfestem Stahlblech, beispielsweise B-Säulen, müssen zur Einhaltung der vorgegebenen Maßtoleranzen noch randseitig beschnitten werden. Darüber hinaus werden viele Formbauteile nach dem Warmumformen noch gelocht. Da der Warmformprozess einen sehr harten martensitischen Gefügezustand herbeiführt, ist ein konventioneller mit Schnittmessem durchgeführte Rand-/Lochbeschnitt der Formbauteile sehr verschleiß- und kostenintensiv. Alternative Schneideverfahren, wie z.B. der Beschnitt mittels Laserstrahlung, sind aufgrund der hohen Anlagenkosten ebenfalls extrem kostenintensiv.
  • Um einen konventionellen Rand-/Lochbeschnitt durchführen zu können, sollten die Bereiche, in denen ein Beschnitt erfolgen muss, ein deutlich weicheres Gefüge aufweisen. Hierzu gibt es verschiedene Ansatzpunkte.
  • Eine Möglichkeit besteht darin, das Formbauteil nach der Warmumformung einer zusätzlichen Wärmebehandlung zu unterziehen, um das Werkstoffgefüge in den zu bearbeitenden Bereichen wieder zu erweichen. Aufgrund des notwendigen zusätzlichen Prozesses führt dies jedoch zwangsläufig zu einer Steigerung der Herstellungskosten, was sich nachteilig auf die Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses auswirkt.
  • Die zweite Möglichkeit besteht darin, den Warmumform- bzw. Härteprozess so auszulegen, dass in den zu beschneidenden Bereichen ein langsameres Abkühlen beim Härten erfolgt. Dies ist in den derzeit verwendeten konventionellen Warmumformwerkzeugen, die auf ein möglichst schnelles Abkühlen der Formteile abzielen, nur bedingt möglich. Vorschläge hierzu sind aus der DE 197 23 655 A1 bekannt. Hier sind im Pressenwerkzeug Einsätze oder zusätzliche Heizelemente vorgesehen, um in gezielten Bereichen eine verminderte Abkühlung beim Härten zu erzielen, so dass diese Bereiche am Ende des Prozesses ein weicheres Werkstoffgefüge aufweisen.
  • Auch die DE 101 62 441 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen von Kraftfahrzeugbauteilen aus Metallblechen in einem Umformwerkzeug mit einem Formraum, wobei zur Steuerung des Werkstoffflusses Formraumbereiche gezielt durch Wärmezufuhr und/oder Wärmeabfuhr temperiert werden können.
  • Aus PATENT ABSTRACTS OF JAPAN Bd. 009, Nr. 107 (M-378), 11. Mai 1985 (1985-05-11) -& JP 59 229242 A (SUMITOMO KINZOKU KOGYO KK), 22.Dezember 1984 (1984-12-22) ist eine Vorrichtung zum Umformen von Metallblechen bekannt, welche ein Umformwerkzeug mit einem Umformraum aufweist, wobei das Metallblech im Umformraum durch zumindest ein Heizelement bereichsweise beheizbar ist. Das Heizelement ist in einer Ausnehmung des Umformwerkzeugs angeordnet und ragt bereichsweise in den Umformraum.
  • Die besondere Schwierigkeit besteht jedoch grundsätzlich darin, stark unterschiedliche Abkühlgradienten bei möglichst geringen Übergängen zwischen harten und weichen Zonen, also innerhalb weniger Millimeter an ein und demselben Formbauteil zu realisieren.
  • Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine anlagen- und anwendungstechnisch verbesserte Vorrichtung zum Umformen von Metallblechen zu schaffen, bei der insbesondere stark unterschiedliche Abkühlgradienten in engen räumlichen Grenzen am Formteil realisiert werden können um zu beschneidende und/oder lochende Bereiche in einem weichen gut schneidbaren Gefügezustand zu belassen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einer Vorrichtung gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 1.
  • Kernpunkt der Erfindung bildet die Maßnahme, das im Umformwerkzeug integrierte Heizelement ganz oder bereichsweise gegenüber den benachbarten Wandungen des Umformwerkzeugs durch eine Isolierschicht wärmezudämmen. Hierdurch kann die Effektivität des Heizelements mit einer gezielten Wärmeübertragung auf bestimmte eng bzw. lokal begrenzte Bereiche bzw. Zonen des Formbauteils gesteigert werden. Die Beeinflussung des Werkstoffgefüges am Formbauteil kann damit deutlich besser vorgenommen werden. Ein Wärmeabfluss in benachbarte Bereiche des Umformwerkzeugs wird vermieden.
  • Das Heizelement ist durch eine Abdeckung zum Umformraum hin begrenzt. Die Abdeckung schließt zweckmäßigerweise das Heizelement und die Isolierschicht zum Umformraum hin ab, so dass die Werkzeugoberfläche, auf der die umzuformende Blechplatine beim Umformvorgang gleitet, homogen gestaltet ist. Die Abdeckung besteht aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus Kupfer. So ist eine gute Wärmeübertragung in Richtung auf das Formbauteil im Umformraum sichergestellt. Grundsätzlich sollte das Material der Abdeckung eine Wärmeleitfähigkeit λ von ≥ 10 W/Km aufweisen.
  • Kupfer beispielsweise weist eine Wärmeleitfähigkeit λ. von 394 W/Km auf. Auch der Einsatz einer Abdeckung aus Eisen ist möglich. Eisen besitzt eine Wärmeleitfähigkeit λ. von 73 W/Km.
  • Die im Umformraum beheizten Bereiche des Formbauteils kühlen beim Härtprozess, also während sie eingespannt im Umformwerkzeug sind, nicht aus. Erst nach dem Öffnen des Verformungswerkzeugs kühlen die Stellen mit einer erheblich geringeren Abkühlgeschwindigkeit an Luft ab. Aufgrund der langsamen Abkühlgeschwindigkeit wird an den vorher beheizten Stellen kein hartes martensitisches Gefüge im Formbauteil erzeugt. Es lässt sich an diesen Stellen eine Bauteilhärte ähnlich dem unvergüteten Werkstoffzustand erzielen, so dass nachgeschaltete Bearbeitungsschritte, also insbesondere Schneide- oder Lochoperationen, besser und qualitativ hochwertiger durchgeführt werden können. Auch die eingesetzten Bearbeitungswerkzeuge, wie Messer oder Stanzwerkzeuge, unterliegen einem deutlich geringeren Verschleiß und erreichen wesentlich höhere Standzeiten.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen des grundsätzlichen Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche 2 bis 7.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind räumlich stark begrenzte Gefügeeinstellungen des Werkstoffs eines Formteils im Warmformprozess möglich. Dies geschieht durch die gezielt gerichtete Beheizung des Formbauteils beim Umformvorgang, um den jeweiligen Bereich der Blechplatine bzw. des Formbauteils während des Umformprozesses auf einer erhöhten Temperatur zu halten und anschließend vergleichsweise langsam an Luft abzukühlen. Auf diese Weise wird der zu beschneidende Bereich in einem weichen gut schneidbaren Gefügezustand belassen.
  • Erfindungsgemäß sind zumindest ein, vorzugsweise mehrere Heizelemente in Ausnehmungen des Umformwerkzeugs integriert, wobei das Heizelement zu den benachbarten Wandungen des Umformwerkzeugs durch eine Isolierschicht wärmegedämmt ist, so dass ein Wärmeabfluss ins Umformwerkzeug vermieden wird und die Wärme primär nur in Richtung zur Werkzeugoberfläche abgegeben wird.
  • Die Konfiguration der Heizelemente ist insbesondere geometrisch so abgestimmt, dass gezielt diejenigen Bereiche des Formbauteils temperiert werden, die weich bleiben sollen. Im Umformwerkzeug sind hierzu Vertiefungen, Nuten oder ähnliche Ausnehmungen vorgesehen, in die ein Heizelement eingebracht ist.
  • Als Isolierschicht können keramische Isoliermaterialien oder Glasfasermaterialien zum Einsatz gelangen. Auch Isolierschichten aus Glimmer sind für den erfindungsgemäßen Zweck geeignet. Da auch Luft gute Isolier- bzw. Wärmedämmeigenschaften aufweist, kann die Isolierschicht auch als Luftspalt ausgebildet sein. Möglich ist ferner eine Kombination der Isolierung aus einem Isoliermaterial und einem Luftspalt. Als Material für die Isolierschicht bietet sich eine technische Keramik mit einer Wärmeleitfähigkeit λ ≤ 2 W/Km an.
  • Als Wärmequelle sind elektrische Heizelemente, z.B. Hochleistungsheizpatronen, ebenso denkbar wie kleine mit einem heißen Medium durchströmte Rohre. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass für das elektrische Beheizen großer Werkzeugbereiche relativ hohe Leistungsdichten zur Verfügung gestellt werden müssen.
  • Im Rahmen der Erfindung ist insbesondere daran gedacht, das Heizelement an allen zum Umformwerkzeug benachbarten Seiten durch eine Isolierschicht wärmezudämmen, also am Boden und an den Seitenwänden. Grundsätzlich kann je nach Ausführungsform allerdings auch nur eine bodenseitige Isolierung oder eine Isolierung der Seitenwände vorgesehen sein.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    in perspektivischer Darstellungsweise, technisch vereinfacht, einen Ausschnitt aus einem Umformwerkzeug mit einem integrierten Heizelement;
    Figur 2
    den Ausschnitt A der Figur 1 in vergrößerter Darstellungsweise;
    Figur 3
    eine alternative Ausführungsform eines Umformwerkzeugs mit integriertem Heizelement in perspektivischer Darstellungsweise und
    Figur 4
    eine weitere alternative Ausführungsform.
  • In den Figuren 1 bis 4 tragen einander entsprechende Bauteile jeweils die gleichen Bezugszeichen.
  • Die Figur 1 zeigt in perspektivischer Darstellungsweise technisch schematisiert einen Ausschnitt aus einem Umformwerkzeug 1 einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, beispielsweise einer Presse. Vom grundsätzlichen Aufbau her weist das Umformwerkzeug 1 ein Oberwerkzeug 2 und ein Unterwerkzeug 3 auf, die in der Kontur aufeinander gegengleich abgestimmt sind. Zwischen Oberwerkzeug 2 und Unterwerkzeug 3 ist ein Umformraum 4 ausgebildet. Im Umformraum 4 kann eine zuvor auf eine bestimmte Umformtemperatur erwärmte Metallblechplatine aufgenommen und dann durch Gegeneinanderverlagern von Oberwerkzeug 2 und Unterwerkzeug 3 formgebend abgepresst werden. Noch im Umformwerkzeug 1 eingespannt wird das Formbauteil abgekühlt und gehärtet. Hierbei wird grundsätzlich am Formbauteil ein harter martensitischer Gefügezustand eingestellt.
  • Zur gezielten Einstellung eines weicheren Werkstoffgefüges in bestimmten Bereichen ist das abgepresste Formbauteil im Umformraum 4 bereichsweise beheizbar. Hierzu ist in einer Ausnehmung 5 des Umformwerkzeugs 1 ein Heizelement 6 bzw. 7 integriert.
  • Die Figur 2 zeigt ein Heizelement 6 mit kreisrundem Querschnitt, wohingegen das Heizelement 7 gemäß der Darstellung in den Figuren 3 und 4 einen quadratischen Querschnitt aufweisen mit einer Kantenlänge von beispielsweise 4 mm bis 8 mm.
  • Die Länge der Heizelemente 6, 7 ist entsprechend den jeweiligen Anforderungen am Formbauteil wählbar. Die Heizelemente 6, 7 lassen sich biegen, so dass auch gekrümmte kurvige Werkzeugbereiche beheizt werden können.
  • Das Heizelement 6, 7 ist zu den benachbarten Wandungen 8, 9, 10 des Umformwerkzeugs 1 bzw. des Unterwerkzeugs 3 hin durch eine Isolierschicht 11, 12, 13 getrennt und wärmegedämmt. Bei den Ausführungsformen gemäß den Figuren 2 und 3 ist eine Isolierschicht 11 unterhalb des Heizelements 6, 7 am Boden 8 der Ausnehmung vorgesehen, Ferner ist auch randseitig zwischen dem Heizelement 6, 7 und den Seitenwänden 9, 10 der Ausnehmung 5 eine Isolierschicht 12 angeordnet. Die Isolierschicht 11, 12 besteht aus Keramik, einer Glasfasermatte oder aus Glimmer.
  • Bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 ist eine Isolierschicht 11 aus Keramik oder Glimmer am Boden 8 der Ausnehmung 5 integriert. Zwischen dem Heizelement 7 und den Seitenwänden 9, 10 der Ausnehmung 5 ist als Isolierschicht 13 jeweils ein Luftspalt zur Wärmedämmung vorgesehen.
  • Oberseitig zum Umformraum hin ist das Heizelement 6 gemäß der Ausführungsform von Figur 2 durch eine Abdeckung 14 aus einem Material mit guter Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise Kupfer, abgeschlossen. Das Material der Abdeckung weist eine Wärmeleitfähigkeit λ auf, die größer oder gleich 10 W/Km beträgt.
  • Durch die Heizelemente 6, 7 kann eine gezielte Temperierung des Formbauteils im Umformraum 4 erfolgen. Die erfindungsgemäße Isolierung bzw. Wärmedämmung der Heizelemente 6, 7 zum Umformwerkzeug 1 hin verhindert einen nachteiligen Wärmeabfluss in das Werkzeug, so dass die Beheizung des Formbauteils effektiv ausgeführt wird. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind auch extrem unterschiedliche Abkühlgradienten innerhalb von nur wenigen Millimetern am Formbauteil zu realisieren. Die im Umformwerkzeug 1 beheizten Bereiche des Formbauteils kühlen beim Zuhalten der Presse nicht bzw. kaum aus. Erst nach dem Öffnen des Umformwerkzeugs 1 erfolgt eine Abkühlung des Formbauteils mit geringer Abkühlgeschwindigkeit an Luft. Aufgrund dieser langsamen Abkühlgeschwindigkeit weisen diese vorher beheizten Bereiche ein weicheres Werkstoffgefüge auf, so dass hier Schneide- oder Lochoperationen einfacher und formtreuer bei geringerem Werkzeugverschleiß durchgeführt werden können.

Claims (7)

  1. Vorrichtung zum Umformen von Metallblechen, welche ein Umformwerkzeug mit einem Umformraum aufweist, wobei das Metallblech im Umformraum durch zumindest ein Heizelement bereichsweise beheizbar ist, welches in einer Ausnehmung des Umformwerkzeugs angeordnet ist und das Heizelement (6, 7) durch eine Isolierschicht (11, 12, 13) gegenüber dem Umformwerkzeug (1) gedämmt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Heizelement (6) durch eine Abdeckung (14) zum Umformraum (4) begrenzt ist, und die Abdeckung (14) aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit λ ≥ 10 W/Km besteht.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Isolierschicht (11) zwischen dem Heizelement (6, 7) und dem Boden (8) der Ausnehmung (5) vorgesehen ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Isolierschicht (12, 13) zwischen dem Heizelement (6, 7) und den Seitenwänden (9, 10) der Ausnehmung (5) vorgesehen ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (11, 12) aus Keramik besteht.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (11, 12) aus Glimmer besteht.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (11, 12) aus Glasfasermaterial besteht.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht (13) durch einen Luftspalt gebildet ist.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018107846B4 (de) 2018-04-03 2023-02-23 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Profilbauteils sowie Fahrzeugquerträger oder Fahrzeuglängsträger

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007002678A1 (de) * 2007-01-18 2008-07-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines warmumgeformten Blechbauteils
WO2009123538A1 (en) * 2008-04-03 2009-10-08 Gestam Hardtech Ab Method of manufacturing a press-formed sheet-metal product
KR101149233B1 (ko) * 2008-07-25 2012-05-29 현대제철 주식회사 프레스 경화용 금형의 냉각장치
ES2550109T5 (es) 2008-12-19 2018-11-28 Voestalpine Metal Forming Gmbh Procedimiento para la producción de un componente de acero con zonas de distinta dureza o ductilidad
EP2248926A1 (de) * 2009-04-17 2010-11-10 voestalpine Automotive GmbH Verfahren zur Herstellung eines Formteils
DE102009023060A1 (de) * 2009-05-28 2010-12-02 Mtu Aero Engines Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Oberflächenverfestigen eines Bauteils, welches zumindest im Bereich seiner zu verfestigenden Oberfläche aus einer intermetallischen Verbindung besteht
DE102009050533A1 (de) * 2009-10-23 2011-04-28 Thyssenkrupp Sofedit S.A.S Verfahren und Warmumformanlage zur Herstellung eines gehärteten, warm umgeformten Werkstücks
SE0901550A1 (sv) 2009-12-13 2010-10-19 Gestamp Hardtech Ab B-stolpe för fordon
SE534382C2 (sv) * 2009-12-13 2011-08-02 Gestamp Hardtech Ab A-stolpe för fordon
FR2956047B1 (fr) * 2010-02-05 2012-06-22 Airbus Operations Sas Procede et dispositif de formage de pieces comportant un formage a chaud localise
DE102010011368B4 (de) 2010-03-12 2014-03-20 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung von pressgehärteten Formbauteilen
SE1000236A1 (sv) 2010-03-16 2011-02-22 Gestamp Hardtech Ab Presshärdningsanläggning och sätt att presshärda
DE102010015000A1 (de) * 2010-04-14 2011-10-20 Benteler Automobiltechnik Gmbh Karosseriestruktur für ein Kraftfahrzeug und Verhalten zur Herstellung eines Strukturbauteils für eine Karosseriestruktur
ES2345029B1 (es) 2010-04-19 2011-07-18 Autotech Engineering, Aie Componente estructural de un vehiculo y procedimiento de fabricacion.
DE102010048209C5 (de) 2010-10-15 2016-05-25 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines warmumgeformten pressgehärteten Metallbauteils
EP2518173B1 (de) 2011-04-26 2017-11-01 Benteler Automobiltechnik GmbH Verfahren zur Herstellung eines Blechstrukturbauteils sowie Blechstrukturbauteil
DE102012110138B3 (de) * 2012-10-24 2014-02-27 Manuela Braun Vorrichtung und Verfahren zum Presshärten von Blechzuschnitten und/oder Blechformteilen aus Stahl mit unterschiedlicher Materialdicke
KR20160122162A (ko) * 2014-02-17 2016-10-21 게스탐프 하르트테크 아베 기다란 용접부 및 이러한 용접부를 가지는 빔
US9931684B2 (en) * 2014-04-18 2018-04-03 Honda Motor Co., Ltd. Forming die and method of using the same
DE102014118416B4 (de) 2014-12-11 2017-02-23 Thyssenkrupp Ag Werkzeug zum Umformen und/oder partiellen Presshärten eines Werkstücks
PL3072980T3 (pl) * 2015-03-26 2018-07-31 Weba Werkzeugbau Betriebs Gmbh Sposób oraz urządzenie do wytwarzania kształtki częściowo hartowanej
US10981208B2 (en) 2015-04-23 2021-04-20 Magna International Inc. Laser sintered die surface for a tool
BR112018015077B1 (pt) 2016-01-25 2022-11-16 Schwartz Gmbh Processo e dispositivo para o tratamento térmico de um componente metálico
MX2019002358A (es) 2016-08-30 2019-06-17 Magna Int Inc Herramienta con calentador para formar parte con propiedades adaptadas.
US10486215B2 (en) * 2017-06-16 2019-11-26 Ford Motor Company Apparatus and method for piercing and trimming hot stamped parts
DE102017127657B3 (de) * 2017-11-23 2018-11-08 Benteler Automobiltechnik Gmbh Werkzeug für eine Vorrichtung zum wärmegestützten Umformen, insbesondere Warmumformen und/oder Presshärten sowie Vorrichtung und Verfahren zum wärmegestützten Umformen, insbesondere Warmumformen und/oder Presshärten mit wenigstens einem solchen Werkzeug

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE890035C (de) * 1943-10-31 1953-09-17 Daimler Benz Ag Verfahren und Vorrichtung zum Verhindern des Auffederns von Blechpressteilen nach dem Kaltpressen
US2893459A (en) * 1954-10-21 1959-07-07 Lockheed Aircraft Corp Power brake having work supporting platen with heating means for work
US3724253A (en) * 1971-02-19 1973-04-03 Reynolds Metals Co Extrusion apparatus and method
US3783669A (en) * 1972-06-12 1974-01-08 Aluminum Co Of America Underfired forging die heater
SE435527B (sv) * 1973-11-06 1984-10-01 Plannja Ab Forfarande for framstellning av en detalj av herdat stal
US3926029A (en) * 1974-04-30 1975-12-16 Us Air Force Heated die assembly
JPS59229242A (ja) * 1983-06-11 1984-12-22 Sumitomo Metal Ind Ltd プレス成形用金型
JP2790821B2 (ja) * 1988-09-30 1998-08-27 昭和アルミニウム株式会社 深絞り成形加工方法
SE9602257L (sv) 1996-06-07 1997-12-08 Plannja Hardtech Ab Sätt att framställa ståldetalj
US5737954A (en) * 1996-11-15 1998-04-14 Mcdonnell Douglas Corporation Superplastic forming with direct electrical heating
US6550302B1 (en) * 1999-07-27 2003-04-22 The Regents Of The University Of Michigan Sheet metal stamping die design for warm forming
DE10162441A1 (de) * 2001-12-19 2003-07-03 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zum Herstellen von Kfz-Bauteilen
DE10323746A1 (de) * 2003-05-24 2004-12-09 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Reparatur eines metallischen Bauteils

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018107846B4 (de) 2018-04-03 2023-02-23 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Profilbauteils sowie Fahrzeugquerträger oder Fahrzeuglängsträger

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