EP2062987B1 - Warmformpresse - Google Patents

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EP2062987B1
EP2062987B1 EP08018035A EP08018035A EP2062987B1 EP 2062987 B1 EP2062987 B1 EP 2062987B1 EP 08018035 A EP08018035 A EP 08018035A EP 08018035 A EP08018035 A EP 08018035A EP 2062987 B1 EP2062987 B1 EP 2062987B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
jaw
moulding
cooling
hot
press
Prior art date
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Expired - Fee Related
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EP08018035A
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English (en)
French (fr)
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EP2062987A1 (de
Inventor
Kiyohito Kondo
Martin Pohl
Robert Stockter
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.)
Benteler Automobiltechnik GmbH
Aisin Takaoka Co Ltd
Original Assignee
Benteler Automobiltechnik GmbH
Aisin Takaoka Co Ltd
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Publication date
Application filed by Benteler Automobiltechnik GmbH, Aisin Takaoka Co Ltd filed Critical Benteler Automobiltechnik GmbH
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Publication of EP2062987B1 publication Critical patent/EP2062987B1/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
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/16—Heating or cooling
    • 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
    • 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
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C21D9/48—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals deep-drawing sheets

Definitions

  • the invention relates to a thermoforming press according to the features in the preamble of claim 1.
  • DE 24 52 486 C2 includes a method for producing a hardened sheet metal profile from a steel sheet in a prior art press hardening process.
  • a board made of a hardenable steel is heated to hardening temperature, then hot formed in a press tool and then cured, while the sheet metal profile remains in the press tool.
  • the steel sheet is pressed in less than 5 seconds in the final mold between two indirectly cooled tools under substantial change in shape and subjected to rapid cooling in the press so that a martensitic and / or bainitic fine-grained structure is achieved. Since the sheet metal profile is clamped in the press tool during cooling in the course of the curing process, a product with good dimensional stability is obtained.
  • the indirect cooling takes place via cooling channels, which are introduced in the form of holes or slots (shaft cooling) at a defined distance from the forming surface in the tool.
  • a cooling medium often water
  • the cooling channels are usually drilled in the tool.
  • the preparation of such holes is manufacturing technically complex and costly.
  • the holes can often follow the three-dimensional structure of the tool surface only partially. As a result, the distance between the tool surface and the coolant channels is relatively large, whereby the cooling effect decreases.
  • Both the upper tool and the lower tool consists of a base plate with a fixed therein mold jaw and also set on the base plate, acting as a jaw core core. Between the support jaw and the back of the jaw facing the jaw, a channel system for the passage of a coolant is formed.
  • a direct cooling in a thermoforming press is from the DE 26 03 618 A1 known.
  • concentric annular grooves are introduced, lead into the channels passed through the tools. Through these channels, a cooling liquid is fed into the annular grooves for direct contact with a sheet metal profile to be hardened.
  • a spray or dip cooling causes a strong contamination of the tools with coolant. This can cause corrosion and mechanical problems. The cooling performance leaves something to be desired.
  • the invention is based on the prior art based on the object to provide a plant and application technology improved thermoforming press for forming and hardening of metal sheets, with improved cooling effect and reduced process time.
  • thermoforming press according to the features of claim 1.
  • the upper tool and / or the lower tool of the thermoforming press is constructed in two parts and includes a mold jaw and a support jaw.
  • the shaping jaw and the support jaw are displaceable relative to one another, wherein the support jaw rests in a block position on the forming jaw and is spaced in a cooling position of the forming jaw, so that between the forming jaw and the support jaw, a cooling gap is formed through which a coolant is conductive.
  • thermoforming press in which the distance between the coolant guide and the tool surface or the forming surface in the mold jaw can be minimized.
  • the cooling can be ensured continuously during the forming process. Consequently, there is a minimum residence time of the pressed parts in the hot-forming press and thus a maximized economy.
  • thermoforming press is then closed and the metal sheet formed between the upper tool and lower tool to the sheet metal profile.
  • the clamping force of the thermoforming press is only needed to maintain the contact between the produced sheet metal profile and the upper tool and the lower tool for the purpose of heat transfer during cooling or hardening process.
  • the cooling gap between the forming jaw and the jaw is opened again. Coolant flows through the cooling gap over the entire surface and at a short distance from the warm component. As a result, optimal cooling can be achieved. Until the resealing of the thermoforming press, the cooling gap is maintained.
  • the support jaw in the blocking position is positively against the forming jaw.
  • the contacting surfaces of the jaw and form jaw are matched in their contour and correspond to each other.
  • the cooling gap extends on the rear side of the shaping jaw facing the support jaw over the surface of the shape geometry of the shaping jaw.
  • linear drives For the displacement of the mold jaw and the jaw relative to each other linear drives are used: In principle, various embodiments of linear drives are possible. In practice, linear drives in the form of piston-cylinder units offer, in particular, this is intended to the use of hydraulic cylinders.
  • At least one seal is integrated between them. This is located in the opposite guide surfaces of the mold jaw and / or the jaw.
  • the seal is expediently provided in a groove in the support jaw above or below the coolant connection.
  • the shaping jaw preferably consists of a thin steel shell with a shape geometry designed in accordance with the component to be produced.
  • the support jaw is shaped.
  • the mold jaw has a wall thickness of 4 mm to 15 mm, preferably from 5 mm to 10 mm. Due to the comparatively thin wall thickness of the mold jaw, a good heat exchange between the coolant and the hot-formed component is possible.
  • thermoforming press 1 Based on Figures 1 - 4 a hot forming press 1 according to the invention is described.
  • the illustrations each show schematically a vertical cross section through the thermoforming press 1 in different working positions.
  • the thermoforming press 1 essentially comprises an upper tool 2 and a lower tool 3.
  • the lower tool 3 is arranged on a press base 4.
  • the upper tool 2 is fixed to a press carriage 5, which is vertically displaceable in the thermoforming press 1 relative to the press base 4 and the lower tool 3.
  • Both the upper tool 2 and the lower tool 3 each have a forming jaw 6 and 7 and a support jaw 8 and 9, which are displaceable relative to each other.
  • 9 linear drives 10 in the form of piston-cylinder units, in particular of hydraulic cylinders are connected between the mold jaw 6, 7 and the support jaw 8.
  • a block position B as in the Figures 2 and 3 can be seen, the support jaws 8, 9 are positively against each of the support jaw 8, 9 facing back 11, 12 of the mold jaws 6, 7 at.
  • block position B form the support jaw 8 and 9 and the mold jaw 6 and 7 so a massive unit.
  • a cooling gap 13 or 14 is formed between the shaping jaw 6, 7 and the support jaw 8, 9.
  • a coolant KM can be passed.
  • the mold jaws 6, 7 each have a shape geometry 15, 16, which correspond to one another and is matched to the contour of a sheet metal profile to be formed.
  • the shape geometry 16 of the forming jaw 7 of the lower die 3 forms a dome-like male part protruding from the base surface 17 of the forming jaw 7, which forms a receiving geometry (die) forming the same shape in the diametrically opposed, in relation to the base surface 18 of the shaping jaw 6 immersed during the forming process.
  • a shaping jaw 6 or 7 consists of a thin steel shell with a shape geometry 15, 16 formed in accordance with the component to be produced.
  • the wall thickness s of the shaping jaw 6, 7 in the area of the shape geometry 15, 16 is consistently strong and preferably has a wall thickness s of 5 mm to 10 mm.
  • the mold jaws 6, 7 and the support jaws 8, 9 are sealed against each other via a respective seal 23.
  • the seal 23 is integrated in a groove 24 in the mold jaw 6 and 7, respectively.
  • the groove 24 is located above or below the coolant connections 19, 20.
  • thermoforming press 1 Before the forming process of a metal sheet 25, the thermoforming press 1 is open and the upper tool 2 as well as the lower tool 3 are in the cooling position K.
  • the cooling gap 13, 14 is open, so that a massive flow of coolant KM through the cooling gap 13, 14 allows is.
  • the cooling gap 13, 14 extends on the back of the jaw 8, 9 facing back 11, 12 of the mold jaw 6, 7 over the surface of the mold geometry 15, 16 of the mold jaw 6, 7 and that with a small distance a, which the wall thickness s of the mold jaw 6, 7 in the area of the shape geometry 15, 16 corresponds to ( FIG. 1 ).
  • the cooling gap 13, 14 is closed and the mold jaws 6, 7 and the support jaws 8, 9 brought from upper tool 2 and lower tool 3 in the blocking position B ( FIG. 2 ).
  • thermoforming press 1 then heated to hardening temperature metal sheet 25 is inserted. Subsequently, the thermoforming press 1 is closed and the metal sheet 25 is formed into the sheet metal profile 26, as based on the FIG. 3 to recognize.
  • the press carriage 5 is moved together with the upper tool 2 down. In this case, the metal sheet 25 is pulled into the shape geometry 15, 16 and formed into the sheet profile 26.
  • thermoforming press 1 After complete closing of the thermoforming press 1, the actual forming process of the metal sheet 25 is completed.
  • the clamping force of the thermoforming press 1 is only needed to maintain the contact between the sheet metal profile 26 and the upper tool 2 and the lower tool 3.
  • the cooling gaps 13, 14 are opened again ( FIG. 4 ).
  • the mold jaws 6, 7 and the support jaws 8, 9 are again in the cooling position K and coolant KM flows over the entire surface and at a short distance a to the hot-formed sheet metal profile 26 through the cooling gaps 13, 14. Due to the small distance a between the hot sheet metal profile 26th and the coolant KM and the full-surface coolant entry is a very good heat dissipation from the sheet metal profile 26 and thus achieves an efficient cooling or hardening process.
  • thermoforming press 1 After completion of the curing process, the thermoforming press 1 is opened again. This is done with the cooling gap 13, 14 open so that the mold jaws 6, 7 are further cooled. The finished shaped and hardened sheet metal profile 26 can be removed from the thermoforming press 1 and begin the forming process anew.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Warmformpresse gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1.
  • Durch die DE 24 52 486 C2 zählt ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils aus einem Stahlblech in einem Presshärtverfahren zum Stand der Technik. Hierbei wird eine aus einem härtbaren Stahl bestehende Platine auf Härtetemperatur erhitzt, dann in einem Pressenwerkzeug warm umgeformt und anschließend ausgehärtet, während das Blechprofil im Pressenwerkzeug verbleibt. Das Stahlblech wird in weniger als 5 Sekunden in die endgültige Form zwischen zwei indirekt gekühlten Werkzeuge unter wesentlicher Formänderung gepresst und unter Verbleiben in der Presse einer Schnellkühlung so unterzogen, dass ein martensitisches und/oder bainitisches feinkörniges Gefüge erzielt wird. Da das Blechprofil bei der im Zuge des Härtungsvorgangs vorgenommenen Kühlung im Pressenwerkzeug eingespannt ist, erhält man ein Produkt mit guter Maßhaltigkeit.
  • Die indirekte Kühlung erfolgt über Kühlkanäle, welche in Form von Bohrungen oder Schlitzen (Schachtkühlung) in einem definierten Abstand zur Umformoberfläche in das Werkzeug eingebracht sind. Durch diese Kühlkanäle fließt ein Kühlmedium, häufig Wasser, dass die von dem warmen Blechprofil an das Werkzeug abgegebene Wärme nach außen abführt. Die Kühlkanäle werden üblicherweise in das Werkzeug gebohrt. Die Anfertigung solcher Bohrungen ist herstellungstechnisch aufwendig und kostenintensiv. Auch können die Bohrungen häufig der dreidimensionalen Struktur der Werkzeugoberfläche nur bedingt folgen. Dadurch wird der Abstand zwischen der Werkzeugoberfläche und den Kühlmittelkanälen relativ groß, wodurch die Kühlwirkung abnimmt.
  • Auch die DE 10 2004 045 155 A1 beschreibt eine Warmformpresse mit einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Sowohl das Oberwerkzeug als auch das Unterwerkzeug besteht aus einer Grundplatte mit einer darin festgelegten Formbacke und einem ebenfalls an der Grundplatte festgelegten, als Stützbacke fungierendem Kern. Zwischen der Stützbacke und der der Stützbacke zugewandten Rückseite der Formbacke ist ein Kanalsystem zur Durchleitung eines Kühlmittels ausgebildet.
  • Bei der aus der DE 10 2005 028 010 B3 bekannten Presse zum Warmformen und Presshärten eines hochfesten Blechprofils befindet sich das Unterwerkzeug der Presse innerhalb eines Flüssigkeitsbades. Dabei können sowohl Teile der Formgeometrie als auch die gesamte Formgeometrie unterhalb des Flüssigkeitsspiegels liegen. Das warm zu formende und zu härtende Blechprofil wird oberhalb des Flüssigkeitsspiegels aufgelegt und beim Zufahren der Presse durch das Oberwerkzeug in das Flüssigkeitsbad eingetaucht und in das Unterwerkzeug tiefgezogen.
  • Eine direkte Kühlung in einer Warmformpresse ist aus der DE 26 03 618 A1 bekannt. In der Umformfläche von Unter- und Oberwerkzeug sind konzentrische Ringnuten eingebracht, in die durch die Werkzeuge hindurchgeführte Kanäle münden. Durch diese Kanäle wird eine Kühlflüssigkeit bis in die Ringnuten zum direkten Kontakt mit einem zu härtenden Blechprofil geführt. Bei diesem Verfahren ist jedoch von einer relativ langen Prozessdauer und einer aufwendigen Werkzeugwartung auszugehen. Generell verursacht eine Sprüh- oder Tauchkühlung eine starke Kontamination der Werkzeuge mit Kühlmittel. Hierdurch können Korrosionen und mechanische Probleme hervorgerufen werden. Auch die Kühlleistung lässt zu wünschen übrig.
  • Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde eine anlagen- und anwendungstechnisch verbesserte Warmformpresse zum Umformen und Härten von Metallblechen zu schaffen, mit verbesserter Kühlwirkung und verringerter Prozesszeit.
  • Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einer Warmformpresse gemäß den Merkmalen von Anspruch 1.
  • Danach ist vorgesehen, dass das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug der Warmformpresse zweiteilig aufgebaut ist und eine Formbacke und eine Stützbacke umfasst. Die Formbacke und die Stützbacke sind relativ zueinander verlagerbar, wobei die Stützbacke in einer Blockstellung an der Formbacke anliegt und in einer Kühlstellung von der Formbacke beabstandet ist, so dass zwischen der Formbacke und der Stützbacke eine Kühlspalt ausgebildet ist, durch welchen ein Kühlmittel leitbar ist.
  • Auf diese Weise wird ein Kühlsystem für die Warmformpresse geschaffen, bei dem der Abstand zwischen der Kühlmittelführung und der Werkzeugoberfläche bzw. der Umformfläche in der Formbacke minimiert werden kann. Hierdurch kann die Kühlung während des Umformprozesses kontinuierlich gewährleistet werden. Demzufolge ergibt sich eine minimale Verweildauer der Pressteile in der Warmformpresse und damit eine maximierte Wirtschaftlichkeit.
  • Vor dem Umformvorgang befinden sich Formbacke und Stützbacke in der Kühlstellung, so dass Kühlmittel durch den Kühlspalt strömen kann. Hierdurch wird die Formbacke und insbesondere deren Formgeometrie gekühlt. Zum eigentlichen Umformvorgang wird der Kühlspalt geschlossen und die Formbacke und die Stützbacke in die Blockstellung überführt, bei der die Stützbacke an der Formbacke anliegt. Stützbacke und Formbacke bilden quasi eine Einheit. Hierdurch wird eine ausreichend hohe Werkzeugstabilität beim Umformprozess erreicht, welche die Übertragung von hohen Pressendrücken ermöglicht.
  • Die Warmformpresse wird dann zugefahren und das Metallblech zwischen Oberwerkzeug und Unterwerkzeug zum Blechprofil umgeformt. Nach dem vollständigen Schließen der Warmformpresse hat die Umformung des Metallblechs stattgefunden. Die Zuhaltekraft der Warmformpresse wird nur noch zur Aufrechterhaltung des Kontakts zwischen dem hergestellten Blechprofil und dem Oberwerkzeug sowie dem Unterwerkzeug zwecks Wärmeübertragung beim Kühl- bzw. Härtevorgang benötigt. In diesem Zustand wird der Kühlspalt zwischen der Formbacke und der Stützbacke wieder geöffnet. Kühlmittel strömt vollflächig und mit kurzem Abstand zum warmen Bauteil durch den Kühlspalt. Hierdurch kann eine optimale Kühlung erreicht werden. Bis zum erneuten Schließen der Warmformpresse wird der Kühlspalt aufrechterhalten.
  • Grundsätzlich ist es auch möglich die Formbacke und die Stützbacke während des Härtevorgangs in der Blockstellung zu belassen, weil die Wärmeabfuhr über das geschlossene Ober- und Unterwerkzeug ausreicht um die Härtung durchzuführen. Erst beim anschließenden Öffnen der Warmformpresse wird dann auch der Kühlspalt geöffnet, um das Ober- bzw. das Unterwerkzeug zurückzukühlen.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des grundsätzlichen Erfindungsgedankens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 8.
  • Vorzugsweise liegt die Stützbacke in der Blockstellung formschlüssig an der Formbacke an. Die einander kontaktierenden Flächen von Stützbacke und Formbacke sind in ihrer Kontur aufeinander abgestimmt und korrespondieren miteinander.
  • In der Kühlstellung erstreckt sich der Kühlspalt auf der der Stützbacke zugewandten Rückseite der Formbacke über die Fläche der Formgeometrie der Formbacke.
  • Zur Verlagerung der Formbacke und der Stützbacke relativ zueinander kommen Linearantriebe zur Anwendung: Grundsätzlich sind verschiedene Ausführungsformen von Linearantrieben möglich. Für die Praxis bieten sich Linearantriebe in Form von Kolben-Zylinder-Einheiten an, insbesondere ist hierbei an den Einsatz von Hydraulikzylindern gedacht.
  • Die Zuleitung von Kühlmittel in den Kühlspalt, ebenso wie die Ableitung des Kühlmittels aus dem Kühlspalt erfolgt über Kühlmittelanschlüsse. Diese sind vorzugsweise in der Stützbacke vorgesehen.
  • Um den Austritt von Kühlmittel über die Bewegungs- bzw. Führungsflächen zwischen Formbacke und Stützbacke zu verhindern ist zwischen diese zumindest eine Dichtung integriert. Diese befindet sich in den sich gegenüberliegenden Führungsflächen der Formbacke und/oder der Stützbacke.
  • Zweckmäßigerweise ist die Dichtung in einer Nut in der Stützbacke oberhalb bzw. unterhalb des Kühlmittelanschlusses vorgesehen.
  • Die Formbacke besteht vorzugsweise aus einer dünnen Stahlschale mit einer entsprechend dem herzustellenden Bauteil ausgebildeten Formgeometrie. Korrespondierend hierzu ist die Stützbacke geformt. Die Formbacke weist eine Wandstärke von 4 mm bis 15 mm, vorzugsweise von 5 mm bis 10 mm auf. Aufgrund der vergleichsweise dünnen Wandstärke der Formbacke ist ein guter Wärmeaustausch zwischen Kühlmittel und dem warm umgeformtem Bauteil möglich.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
    • Figur 1
    im Schema in einem vertikalen Querschnitt eine erfindungsgemäße Warmformpresse in der Offenstellung mit geöffnetem Kühlkanal;
    Figur 2
    die Warmformpresse immer noch in geöffnetem Zustand jedoch mit geschlossenem Kühlkanal;
    Figur 3
    die Warmformpresse in der unteren Schließstellung beim Umformvorgang und
    Figur 4
    die Warmformpresse immer noch in der Schließstellung, jedoch mit geöffnetem Kühlkanal.
  • Anhand der Figuren 1 - 4 ist eine erfindungsgemäße Warmformpresse 1 beschrieben. Die Darstellungen zeigen jeweils schematisch einen vertikalen Querschnitt durch die Warmformpresse 1 in verschiedenen Arbeitsstellungen.
  • Die Warmformpresse 1 umfasst im Wesentlichen ein Oberwerkzeug 2 und ein Unterwerkzeug 3. Das Unterwerkzeug 3 ist auf einer Pressenbasis 4 angeordnet. Das Oberwerkzeug 2 ist an einem Pressenschlitten 5 festgelegt, welcher in der Warmformpresse 1 relativ zur Pressenbasis 4 und dem Unterwerkzeug 3 vertikal verlagerbar ist.
  • Sowohl das Oberwerkzeug 2 als auch das Unterwerkzeug 3 weisen jeweils eine Formbacke 6 bzw. 7 und eine Stützbacke 8 bzw. 9 auf, welche relativ zueinander verlagerbar sind. Hierzu sind zwischen die Formbacke 6, 7 und die Stützbacke 8, 9 Linearantriebe 10 in Form von Kolben-Zylinder-Einheiten, insbesondere von Hydraulikzylindern geschaltet.
  • In einer Blockstellung B, wie in den Figuren 2 und 3 zu erkennen, liegen die Stützbacken 8, 9 formschlüssig jeweils an der der Stützbacke 8, 9 zugewandten Rückseite 11, 12 der Formbacken 6, 7 an. In der Blockstellung B bilden die Stützbacke 8 bzw. 9 und die Formbacke 6 bzw. 7 so eine massive Einheit.
  • In einer Kühlstellung K sind die Formbacke 6, 7 und die Stützbacke 8, 9 mit Abstand a zueinander angeordnet, so dass zwischen der Formbacke 6, 7 und der Stützbacke 8, 9 ein Kühlspalt 13 bzw. 14 ausgebildet ist. Durch den Kühlspalt 13, 14 ist ein Kühlmittel KM leitbar.
  • Die Formbacken 6, 7 weisen jeweils eine Formgeometrie 15, 16 auf, welche miteinander korrespondieren und auf die Kontur eines umzuformenden Blechprofils abgestimmt ist. In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel bildet die Formgeometrie 16 der Formbacke 7 des Unterwerkzeugs 3 eine gegenüber der Grundfläche 17 der Formbacke 7 vorstehende domartige Patrize, welche in die gegengleich ausgebildete, gegenüber der Grundfläche 18 der Formbacke 6 nach innen eine Aufnahme (Matrize) bildende Formgeometrie 15 beim Umformvorgang eintaucht.
  • Eine Formbacke 6 bzw. 7 besteht aus einer dünnen Stahlschale mit einer entsprechend dem herzustellenden Bauteil ausgebildeten Formgeometrie 15, 16. Die Wandstärke s der Formbacke 6, 7 im Bereich der Formgeometrie 15, 16 ist gleich bleibend stark und weist vorzugsweise eine Wandstärke s von 5 mm bis 10 mm auf.
  • Die Zu- bzw. Abführung von Kühlmittel KM in die Kühlspalte 13, 14 erfolgt über Kühlmittelanschlüsse 19, 20, welche durch die gegenüber der Formbacke 6, 7 breiter ausgeführten Seitenbereiche 21, 22 geführt sind. In der Kühlstellung K gelangen die Kühlmittelanschlüsse 19, 20 mit den Kühlspalte 13 bzw. 14 in leitende Verbindung, so dass Kühlmittel KM durch die Kühlspalte 13, 14 fließen kann.
  • Man erkennt des Weiteren, dass die Formbacken 6, 7 und die Stützbacken 8, 9 über je eine Dichtung 23 gegeneinander abgedichtet sind. Die Dichtung 23 ist in einer Nut 24 in der Formbacke 6 bzw. 7 integriert. Die Nut 24 befindet sich oberhalb bzw. unterhalb der Kühlmittelanschlüsse 19, 20.
  • Vor dem Umformvorgang eines Metallblechs 25 ist die Warmformpresse 1 geöffnet und das Oberwerkzeug 2 ebenso wie das Unterwerkzeug 3 befinden sich in der Kühlstellung K. Der Kühlspalt 13, 14 ist geöffnet, so dass ein massiver Fluss von Kühlmittel KM durch den Kühlspalt 13, 14 ermöglicht ist. Der Kühlspalt 13, 14 erstreckt sich auf der der Stützbacke 8, 9 zugewandten Rückseite 11, 12 der Formbacke 6, 7 über die Fläche der Formgeometrie 15, 16 der Formbacke 6, 7 und zwar mit geringem Abstand a, welcher der Wandstärke s der Formbacke 6, 7 im Bereich der Formgeometrie 15, 16 entspricht (Figur 1).
  • Zum Umformen des Metallblechs 25 wird der Kühlspalt 13, 14 geschlossen und die Formbacken 6, 7 und die Stützbacken 8, 9 von Oberwerkzeug 2 und Unterwerkzeug 3 in die Blockstellung B gebracht (Figur 2).
  • In die Warmformpresse 1 wird dann das auf Härtetemperatur erhitzte Metallblech 25 eingelegt. Anschließend wird die Warmformpresse 1 geschlossen und das Metallblech 25 zum Blechprofil 26 umgeformt, wie anhand der Figur 3 zu erkennen. Beim Schließen der Warmformpresse 1 wird der Pressenschlitten 5 zusammen mit dem Oberwerkzeug 2 nach unten bewegt. Hierbei wird das Metallblech 25 in die Formgeometrie 15, 16 gezogen und zum Blechprofil 26 umgeformt.
  • Nach dem vollständigen Schließen der Warmformpresse 1 ist der eigentliche Umformvorgang des Metallblechs 25 abgeschlossen. Die Zuhaltekraft der Warmformpresse 1 wird nur noch zur Aufrechterhaltung des Kontaktes zwischen dem Blechprofil 26 und dem Oberwerkzeug 2 sowie dem Unterwerkzeug 3 benötigt. In dieser Phase werden die Kühlspalte 13, 14 wieder geöffnet (Figur 4). Die Formbacken 6, 7 und die Stützbacken 8, 9 befinden sich wieder in der Kühlstellung K und Kühlmittel KM strömt vollflächig und mit kurzem Abstand a zum warm umgeformten Blechprofil 26 durch die Kühlspalte 13, 14. Durch den geringen Abstand a zwischen dem warmen Blechprofil 26 und dem Kühlmittel KM und dem vollflächigen Kühlmitteleintrag wird eine sehr gute Wärmeableitung vom Blechprofil 26 und damit ein effizienter Kühl- bzw. Härtevorgang erreicht.
  • Nach Abschluss des Härtevorgangs wird die Warmformpresse 1 wieder geöffnet. Dies geschieht bei geöffnetem Kühlspalt 13, 14 so dass die Formbacken 6, 7 weiter gekühlt werden. Das fertig geformte und gehärtete Blechprofil 26 kann aus der Warmformpresse 1 entnommen werden und der Umformvorgang von neuem beginnen.
  • Bezugszeichen:
    • 1 -
    Warmformpresse
    2 -
    Oberwerkzeug
    3 -
    Unterwerkzeug
    4 -
    Pressenbasis
    5 -
    Pressenschlitten
    6 -
    Formbacke
    7 -
    Formbacke
    8 -
    Stützbacke
    9 -
    Stützbacke
    10 -
    Linearantrieb
    11 -
    Rückseite v. 6
    12 -
    Rückseite v. 7
    13 -
    Kühlspalt
    14 -
    Kühlspalt
    15 -
    Formgeometrie
    16 -
    Formgeometrie
    17 -
    Grundfläche v. 7
    18 -
    Grundfläche v. 6
    19 -
    Kühlmittelanschluss
    20 -
    Kühlmittelanschluss
    21 -
    Seitenbereich v. 6, 7
    22 -
    Seitenberich v. 6, 7
    23 -
    Dichtung
    24 -
    Nut
    25 -
    Metallblech
    26 -
    Blechprofil
    B -
    Blockstellung
    K -
    Kühlstellung
    KM -
    Kühlmittel
    a -
    Abstand
    s -
    Wandstärke v. 6 bzw. 7

Claims (8)

  1. Warmformpresse zum Umformen und Härten von Metallblechen mit einem Oberwerkzeug (2) und einem Unterwerkzeug (3), wobei zumindest eines der Werkzeuge (2; 3) eine Formbacke (6; 7) und eine Stützbacke (8; 9) umfasst und zwischen der Formbacke (6; 7) und der Stützbacke (8; 9) ein Kühlmittel (KM) durchleitbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Formbacke (6; 7) und die Stützbacke (8; 9) relativ zueinander verlagerbar sind, wobei die Stützbacke (8; 9) in einer Blockstellung (B) an der Formbacke (6; 7) anliegt und in einer Kühlstellung (K) von der Formbacke (6; 7) beabstandet ist, so dass zwischen der Formbacke (6; 7) und der Stützbacke (8; 9) ein Kühlspalt (13; 14) ausgebildet ist.
  2. Warmformpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützbacke (8; 9) in der Blockstellung (B) formschlüssig an der Formbacke (6; 7) anliegt.
  3. Warmformpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch-gekennzeichnet, dass sich der Kühlspalt (13; 14) auf der der Stützbacke (8; 9) zugewandten Rückseite (11; 12) der Formbacke (6; 7) über die Fläche der Formgeometrie (15; 16) der Formbacke (6; 7) erstreckt.
  4. Warmformpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Formbacke (6; 7) und die Stützbacke (8; 9) mittels Linearantrieben (10) relativ zueinander verlagerbar sind.
  5. Warmformpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearantriebe (10) Kolben-Zylinder-Einheiten sind, welche zwischen die Formbacke (6; 7) und die Stützbacke (8; 9) geschaltet sind.
  6. Warmformpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass in der Formbacke (6; 7) Kühlmittelanschlüsse (19, 20) vorgesehen sind, welche in der Kühlstellung (K) in leitende Verbindung mit dem Kühlspalt (13; 14) gelangen.
  7. Warmformpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formbacke (6; 7) und die Stützbacke (8; 9) über zumindest eine Dichtung (23) gegeneinander abgedichtet sind.
  8. Warmformpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Formbacke (6; 7) eine Wandstärke (s) von 4 - 15 mm, insbesondere von 5 - 10 mm, aufweist.
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010004081C5 (de) 2010-01-06 2016-11-03 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zum Warmformen und Härten einer Platine
KR101216518B1 (ko) * 2010-01-08 2012-12-31 주식회사 신영 냉각시스템이 구비된 열간 프레스 성형용 금형
US8671729B2 (en) * 2010-03-02 2014-03-18 GM Global Technology Operations LLC Fluid-assisted non-isothermal stamping of a sheet blank
DE102010035339B4 (de) * 2010-08-24 2012-05-24 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung von Formbauteilen aus einer Platine aus gehärtetem warm umformbaren Stahlblech
JP5573511B2 (ja) * 2010-09-02 2014-08-20 トヨタ紡織株式会社 成形体の製造方法
US9433989B2 (en) 2011-05-23 2016-09-06 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Hot press molding method and hot press molding die
EP2583766B1 (de) * 2011-10-21 2019-04-17 EDAG Werkzeug + Karosserie GmbH Umformung mit kühlung
DE102012210958A1 (de) * 2012-06-27 2014-04-03 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Gekühltes Werkzeug zum Warmumformen und/oder Presshärten eines Blechmaterials sowie Verfahren zur Herstellung einer Kühleinrichtung für dieses Werkzeug
CN104120227A (zh) * 2013-01-11 2014-10-29 滁州亚利模具设备有限公司 一种模具
CN103184330B (zh) * 2013-01-11 2014-08-06 滁州亚利模具设备有限公司 一种模具
JP6381967B2 (ja) * 2014-05-22 2018-08-29 住友重機械工業株式会社 成形装置及び成形方法
JP2016140893A (ja) * 2015-02-03 2016-08-08 豊田鉄工株式会社 熱間プレス成形装置及び熱間プレス成形方法
US9943901B2 (en) * 2015-08-31 2018-04-17 Ford Global Technologies, Llc Adjustable stamping die
KR102309443B1 (ko) * 2021-03-08 2021-10-05 대우공업 (주) 금형 내 에어벤트홀을 통한 냉각풍을 직분사하는 온간성형 프레스 금형 장치의 급속 냉각구조
KR102347724B1 (ko) * 2021-03-08 2022-01-07 대우공업 (주) 탄소섬유 강화수지와 금속판재의 동시성형을 위한 온간성형 프레스 금형 장치의 냉각구조

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3733161A (en) * 1968-08-14 1973-05-15 Bischoff Chemical Corp Structurizer mold
SE435527B (sv) * 1973-11-06 1984-10-01 Plannja Ab Forfarande for framstellning av en detalj av herdat stal
DE2603618A1 (de) * 1975-06-05 1976-12-23 Kenebuc Galt Ltd Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von stahl
US4166521A (en) * 1976-02-17 1979-09-04 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Stainless steel brake disc structure
JPH04307207A (ja) * 1991-04-04 1992-10-29 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 金型
JP2004136306A (ja) * 2002-10-16 2004-05-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd マグネシウム合金部品の温間プレス成形方法とその成形装置
JP2005007442A (ja) * 2003-06-19 2005-01-13 Yoshihiro Kato プレス装置
DE102004045155A1 (de) * 2004-09-17 2006-03-30 Benteler Maschinenbau Gmbh Warmformwerkzeug
DE102005028010B3 (de) * 2005-06-16 2006-07-20 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren und Presse zum Warmformen
ES2273589B1 (es) * 2005-08-05 2008-04-16 Mondragon Utillaje Y Sistemas, S.Coop. Troquel con circuito de refrigeracion.
DE102005042765C5 (de) * 2005-09-08 2013-01-03 Voestalpine Automotive Gmbh Formwerkzeug
JP4608420B2 (ja) * 2005-11-22 2011-01-12 新日本製鐵株式会社 トランスファープレス装置
JP2007190563A (ja) * 2006-01-17 2007-08-02 Atsuta Seiki Kk 金型

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