EP3228402A1 - Verfahren zum herstellen eines wenigstens einen vorsprung aufweisenden bauelements - Google Patents

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EP3228402A1
EP3228402A1 EP16163693.1A EP16163693A EP3228402A1 EP 3228402 A1 EP3228402 A1 EP 3228402A1 EP 16163693 A EP16163693 A EP 16163693A EP 3228402 A1 EP3228402 A1 EP 3228402A1
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EP
European Patent Office
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projection
component
flat material
flow barrier
tool
Prior art date
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EP16163693.1A
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EP3228402B1 (de
Inventor
Ulrich Feldkamp
Konrad Geidobler
Franz Josef Weber
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Wilhelm Gronbach GmbH
Original Assignee
Wilhelm Gronbach GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
    • B21K23/00—Making other articles

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a component having at least one projection according to the preamble of patent claim 1.
  • Such a method for producing a component having at least one protrusion from a flat material formed from a metallic material and having at least one wall thickness is already known, for example JP 55042157 A1 to be known as known.
  • the method has a first step, in which the flat material is arranged between a first tool part and a second tool part arranged opposite the first tool part.
  • the first tool part has at least one recess for producing the projection on a side facing the flat material.
  • at least one of the tool parts has at least one flow barrier, which projects beyond a surface of the at least one tool part adjoining the flow barrier.
  • the method further comprises a second step, in which the flat material arranged between the tool parts is pressed by means of the tool parts, for example by pressing the tool parts against one another or towards each other, in particular pressed.
  • the flow barrier is used to effect a desired flow of the metallic material, so that at least a part of the metallic material flows into the recess, whereby the projection is produced.
  • the US Pat. No. 7 516 772 B2 discloses a method for molding a product from a metal-based composite material.
  • the DE 31 01 123 C2 to take a known device for extruding a three-arm metal fork element from a cylindrical blank.
  • Object of the present invention is to develop a method of the type mentioned in such a way that particularly advantageous properties, in particular mechanical properties of the device can be realized.
  • a component having at least one projection is produced from a flat material which is formed from a metallic material and has at least one wall thickness.
  • a flat material which is formed from a metallic material and has at least one wall thickness.
  • the sheet is to be understood that it has an at least substantially flat extent and is wider and longer than thick.
  • the width and the width of the flat material running perpendicular to the width are substantially greater than the thickness of the flat material running perpendicular to the width and perpendicular to the length.
  • the length and the width of the flat material for example, span a plane, wherein the thickness extends at least substantially perpendicular to this plane.
  • the flat material thus has two opposite broad sides facing away from each other as well as obliquely or perpendicularly extending narrow sides, wherein the broad sides in the lying plane or at least substantially parallel to the plane.
  • the method comprises a first step, in which the flat material is arranged between a first tool part and a second tool part arranged opposite the first tool part.
  • the first tool part on a side facing the flat material, in particular on one of the broad sides of the sheet-facing side, at least one recess for producing the projection.
  • at least one of the tool parts has at least one flow barrier, which projects beyond at least one surface of the at least one tool part adjoining the flow barrier.
  • the flow barrier is thus to be understood as meaning a survey which projects beyond the surface adjacent to the flow barrier and by means of which a desired flow of the metallic material of the flat material is selectively effected or avoided.
  • the method further comprises a second step, in which the flat material arranged between the tool parts is pressed by means of the tool parts.
  • the tool parts for example, pressed against each other or pressed against each other.
  • the tool parts are moved toward one another and pressed toward one another or toward one another, while the flat material is arranged between the tool parts and thereby supported at least indirectly, in particular directly, on the tool parts.
  • the flat material is pressed in such a way by means of the tool parts that a part of the metallic material consists of a first portion, in which the projection is produced, and from at least one second partial region of the flat material adjoining the first partial region and arranged between the flow barrier and the recess during compression by means of the flow barrier, at a flow of the recess is prevented away and flows into the recess, whereby the projection is made.
  • the projection is produced such that the component after producing the projection in all wall regions whose distance from the projection is smaller than or equal to the extension of the projection, has a wall thickness which is greater than or equal to half the wall thickness of the sheet prior to manufacture the projection is.
  • the extension of the projection is to be understood to mean the extent thereof from its free end to a wall region of the component which adjoins the projection directly.
  • the projection merges at its other end opposite the free end into the wall region directly adjoining the projection, which is arranged, for example, in a plane to which the projection extends obliquely or vertically.
  • the particular finished device after producing the projection in all wall regions whose distance from the projection is smaller than or equal to the extension of the projection has a wall thickness which is greater than or equal to half the wall thickness of the sheet before the production of the projection is, even after the production of the projection, the component has a sufficient or particularly high stability or strength, in particular with respect to bending load, so that the component can absorb and endure even high loads at least substantially without damage.
  • the projection not only of metallic material from the first portion, but also of metallic material from the adjoining the first portion, second Part area is produced.
  • the projection is produced or the projection is located in the finished manufactured state of the component exactly in the first partial region.
  • the first portion is, for example, exactly in overlap with the recess, in which the metallic material flows, arranged.
  • the second subarea adjoins or adjoins the first subarea, so that the second subarea, when producing the protrusion, is arranged without covering the recess, ie, not in overlap with the recess but, for example, next to the recess.
  • the second portion forms the immediately following the projection, aforementioned wall area.
  • the metallic material of the sheet flows not only from the first portion, but at least from the second portion in the recess, so that the material flowing into the recess, from which the projection is made, not only from the first Subarea, but also comes from the second subarea.
  • the device produced by means of the method according to the invention is formed, for example, as a part, in particular hinge part, of a hinge and thus can support and endure even very high forces, which are transmitted for example by a door or flap on the hinge.
  • the component can be produced in a particularly simple and therefore time-consuming and cost-effective manner by means of the method according to the invention, since the component is not made of two separate parts which are connected to one another, in particular welded together, must, is produced, but the component can be made in one piece or as a one-piece component.
  • Conventional such hinge parts are assembled, for example, from at least two parts. A first of these parts is a flat material, with a second of the parts forming the projection. The parts are provided, whereupon the projection is welded to the flat material.
  • the targeted flow of the metallic material is thereby effected at least by means of the flow barrier.
  • the flow barrier By means of the flow barrier an undesired flow of the metallic material of the sheet is prevented or at least kept within limits, so that the metallic material does not or not excessively away from the recess but in the direction of the recess and into the recess flows.
  • This targeted flow of the metallic material is thereby effected by means of the flow barrier and by the fact that the flat material is pressed by means of the tool parts.
  • a material displacement that is, a displacement of at least a portion of the metallic material causes.
  • the displaced metallic material can - as an undesirable flow of the metallic material is prevented by the flow barrier or at least kept low - only or at least predominantly escape into the recess by the metallic material flows into the recess.
  • the projection is produced, without resulting in excessive wall thickness reduction of the sheet material and thus the finished manufactured device.
  • the wall material is reduced in thickness so that the component or the flat material has a smaller wall thickness, at least in the second partial area, after the projection has been produced, than before the projection is produced.
  • this wall thickness is greater than or equal to half the wall thickness that the sheet has prior to making the projection.
  • the invention is based on the finding that, in particular in the case of the aforementioned hinge or when using the component as a hinge part, high forces or loads are usually introduced into the component via the projection. These forces or loads introduced via the projection of the component are usually distributed starting from the projection or the first partial region into other partial regions or wall regions of the finished manufactured component. If now an excessive wall thickness reduction, that is, for example, a wall thickness, which would be less than half the wall thickness of the sheet prior to making the projection after production of the projection, arranged particularly close to the projection, it could in the range of excessive wall thickness reduction to a Failure or come to a deformation of the device.
  • an excessive wall thickness reduction that is, for example, a wall thickness, which would be less than half the wall thickness of the sheet prior to making the projection after production of the projection, arranged particularly close to the projection, it could in the range of excessive wall thickness reduction to a Failure or come to a deformation of the device.
  • the component has particularly advantageous properties, in particular particularly advantageous mechanical properties, so that the component can also support or bear high loads or forces without damage.
  • the other tool part arranged opposite the at least one tool part also has at least one second flow barrier on a side facing the flat material, which projects beyond a second surface of the other tool part adjoining the second flow barrier.
  • the material of the sheet can be particularly effectively prevented from entering unwanted areas and for example, to flow away from the recess, so that a particularly advantageous and targeted flow of the metallic material can be realized.
  • the second flow barrier through the use of the second flow barrier, excessive wall thickness reductions of the flat material, in particular in all wall regions whose distance from the projection is less than or equal to the extension of the projection, can be avoided. As a consequence, particularly advantageous properties of the component can be represented.
  • the projection is made with a varying in the longitudinal direction of the projection cross-section.
  • the cross section itself can be made stable, so that it is possible to realize particularly advantageous properties of the component.
  • the projection is made with a constant in the longitudinal direction of the projection cross-section.
  • the projection in a first longitudinal region has a cross section with a first size and / or a first shape
  • the projection having a cross section with respect to the first one in a second longitudinal region different from the first longitudinal region Form having different second shape and / or compared to the first size of different, second size.
  • a further embodiment is characterized in that the extension of the projection produced by the pressing is greater than the wall thickness, which has the flat material before producing the projection, at least in the first portion in which the projection is produced.
  • the projection can be designed with a particularly large extent, which is greater than the wall thickness, which is the flat material at least in the first portion before the production of the projection.
  • the second portion is greater than the first portion.
  • a particularly high amount of material of the sheet can be used to produce the projection, at the same time excessive wall thickness reductions of the sheet can be prevented.
  • a wall thickness reduction of the flat material occurs, whereby this thinning reduction results from the production of the protrusion, however, excessive wall thickness reduction can be reliably avoided, in particular in the aforementioned wall regions.
  • the projection can be produced with a particularly large extent, in particular with a particularly large thickness. As a result, a particularly high stability of the projection and thus of the component as a whole can be created.
  • the flow barrier that is to say the first flow barrier and / or the second flow barrier, is pressed into the flat material. In this way, an undesirable flow of the metallic material can be kept particularly low or avoided, so that a targeted flow of the material can be effected in the projection.
  • a further recess of the component is produced by the press-fitting of the flow barrier.
  • the component after pressing the flow barrier in the flat material in the region of the recess has a smaller wall thickness than the flat material prior to pressing, wherein the recess is for example a different wall from a through hole, so that the device in the recess Has wall thickness and not about a through hole.
  • a functional integration is created because not only the projection, but also the recess is made in the context of the method. As a result, particularly advantageous properties of the component can be adjusted as needed.
  • Another embodiment is characterized in that the component is machined after pressing in the region or along the further recess by punching.
  • the further recess serves, for example, as a punching embossing or as a pre-embossing in order to be able to machine the component after the recess has been produced in a particularly simple and thus time-consuming and cost-effective manner by punching.
  • the entire component can be made particularly time-consuming and cost-effective.
  • the flow barrier has a curved course.
  • a flow barrier with an at least partially curved course is used as the first flow barrier and / or as the second flow barrier.
  • the flow barrier has a first longitudinal region with a first curvature and a second longitudinal region adjoining the first longitudinal region, which has a second curvature that differs from the first curvature or runs straight.
  • both length regions are curved and thus have a different course from a straight course, wherein, however, the length regions are curved to different degrees or have different curvatures.
  • one of the length regions is curved, wherein the other length region has an at least substantially straight course.
  • the projection is produced in a single stroke of the tool parts.
  • the tool parts are moved toward one another and pressed against one another and then moved apart, the projection having already been produced after moving apart, without the tool parts for producing the projection would have to be moved towards each other again.
  • the tool parts are moved toward one another, for example, by means of a press, in particular by means of an eccentric press, and pressed against one another or toward one another in order to press the flat material.
  • the tool parts are components of a punching tool, in particular a subsequent punching tool.
  • the tool parts can be integrated into a stamping train.
  • the punching tool is actuated, for example by means of the press or is used in such a press.
  • the press is designed, for example, as an eccentric press or a hydraulic press or as another press.
  • the aforementioned punching can also take place in the press, in particular by means of the punching tool.
  • the projection is produced in a single stroke. By this stroke or by at least one subsequent further stroke, the flat material or the component can be punched, for example, in particular in the region of the further recess.
  • a targeted heating of the sheet material effected by means of a heating device is omitted. It has been found that the described, targeted flow of the metallic material can be effected without such additional heating of the sheet and only by the use of the at least one flow barrier and by the pressing of the sheet by means of the tool parts.
  • the component produced by means of the method according to the invention can be used particularly well as a fitting, chassis part, kinematics component or as a housing or housing component with integrated additional functions.
  • that can Component be used as a functional part in the automotive sector.
  • the metallic material is preferably a steel.
  • the metallic material is a light metal such as aluminum or a light metal alloy such as an aluminum alloy.
  • the metallic material from which the flat material is formed is stainless steel.
  • the metallic material is at least partially enclosed in the process by means of the flow barrier, so that a desired contour in the form of the projection of the component is expelled by means of the flow barrier.
  • the protrusion in the first subregion can be produced without a stamp or the like protrusion having to be pressed or driven into the flat material on the side facing away from the protrusion in the first subregion.
  • the projection can thus be made by effecting said flow of said material, whereby excessive wall thickness reductions can be safely avoided. In this case, a weakening of the rear side facing away from the back can be avoided as well as a punctiform depression on the back.
  • the extension of the projection formed, for example, as an embossing height is designed to be larger than the material thickness, that is to say the wall thickness of the flat material in the first partial region prior to the production of the projection.
  • a particularly high stability and strength of the device can be created by the inventive method and by the one-piece design of the device, that is the projection with the adjoining wall area.
  • Fig. 1 shows in a schematic perspective view of a generally designated 10 component in a state in which the device is not yet completely made.
  • the device 10 for example, a semi-finished, which is further processed to finally produce the device 10 from the semifinished product.
  • the in Fig. 1 shown state of the device 10 may be an intermediate state or an intermediate stage, the component occupies, for example, in a progressive tool, in particular between two tools of the progressive tool.
  • the device 10 is made of a in Fig. 3 produced flat material 12, wherein the flat material 12 is formed of a metallic material and has at least one wall thickness t.
  • the wall thickness t is at least substantially constant and provided in all wall regions of the flat material 12.
  • the metallic material is, for example, a steel or a light metal such as aluminum. Furthermore, the metallic material may be a stainless steel.
  • the component 10 has a projection 14, which in the present case is designed as a pin or pin element and can be used, for example, as a pin to the component 10 via the projection 14 with at least one further, not shown in the figure, in particular component articulated, to connect.
  • the component 10 is used as part of a hinge, wherein the component 10 is connected in the fully manufactured state of the hinge via the example formed as a pivot pin projection 14 hingedly connected to another part of the hinge.
  • the component 10 can be connected via the projection 14 in an articulated manner to a door or a flap of a device, in particular a domestic appliance.
  • the flat material 12 is to be understood as meaning that the flat material 12 has a width B and a length L which is substantially greater than the wall thickness t, which is also referred to as the thickness.
  • the width B and the tension Length L is an imaginary plane to which the wall thickness t or its extension is perpendicular.
  • the flat material 12 is at least substantially parallelepiped-shaped and accordingly has six sides 16a-f, the sides 16a and 16b being broad sides and the sides 16c-f being narrow sides of the flat material 12.
  • the sides 16a and 16b are arranged opposite one another or away from each other and extend, for example, at least substantially parallel to the said plane.
  • FIG. 5 a detail of a designated overall by 18 tool, by means of which the component 10 is made of the flat material 12.
  • the tool 18 comprises tool parts 20 and 22, which are arranged opposite each other in the context of the method.
  • the flat material 12 is initially arranged between the tool parts 20 and 22.
  • the side 16a faces the tool part 22, while the side 16b faces the tool part 20.
  • the tool part 22 has at least one recess 24, by means of which the projection 14 is produced.
  • the flow barrier 28 of the tool part 22 is arranged, for example, opposite the flow barrier 28 of the tool part 20, whereby the flow barrier 26 of the tool part 22 is arranged opposite the flow barrier 26 of the tool part 20.
  • the respective flow barrier 26 or 28 projects beyond a respective surface 30, 32 or 34 of the respective tool part 20 or 22 adjoining the respective flow barrier 26 or 28, respectively Fig. 5
  • the flow barrier 28 surrounds the surfaces 30 and 32 completely circumferentially, so that the surfaces 30 and 32 are arranged within the flow barrier 28 and the surface 34 outside the flow barrier 28.
  • the surface 32 projects beyond the surface 30 or the surface 32 is opposite the surface 30 raised.
  • the flow barrier 28 also completely surrounds or surrounds the flow barrier 26, so that the flow barrier 26 is also arranged within the flow barrier 28. In this case, the flow barrier 26 is raised relative to the surfaces 30 and 32.
  • flat material 12 is pressed by means of the tool parts 20 and 22.
  • the tool parts 20 and 22 are driven toward each other, for example, as in Fig. 5 is illustrated by arrows 36.
  • the tool parts 20 and 22 are pressed or pressed against each other or towards each other, so that the flat material 12 is pressed by means of the tool parts 20 and 22.
  • the flow barrier 28 of the tool part 22 is arranged opposite the flow barrier 28 of the tool part 20.
  • the flow barrier 26 of the tool part 22 is arranged opposite the flow barrier 26 of the tool part 20.
  • the surface 30 of the tool part 22 is arranged opposite to the surface 30 of the tool part 20, and the surface 32 of the tool part 22 is arranged opposite to the surface 32 of the tool part 20. Due to the described size ratios of the flow barriers 26 and 28 and the surfaces 30 and 32, a first gap, which is formed during the compression of the sheet 12 by the surface 32 of the tool part 22 and the surface 32 of the tool part 20, narrower than a second gap, which is bounded by the surface 30 of the tool part 22 and the surface 30 of the tool part 20 during the pressing of the sheet 12. Further, a third gap formed by the flow barrier 26 of the tool part 22 and the flow barrier 26 of the tool part 20 during compression of the sheet 12 is narrower than the second gap. It is provided in the context of the embodiment illustrated in the figures that the flow barriers 26 and 28 pressed into the sheet 12, in particular embossed, are.
  • the flat material 12 is pressed such that a portion of the metallic material of the sheet 12 from a first portion 38 in which the projection 14 is made, and at least one adjacent to the first portion 38 and during compression between the flow barriers 26 and 28 and the recess 24 arranged second portion 40 of the sheet 12 is prevented by means of the flow barriers 26 and 28 at a flow away from the recess 24 and flows into the recess 24, whereby the projection 14 is produced.
  • the projection 14 is produced such that the component 10 after producing the projection 14 in all wall regions whose distance from the projection 14 is less than or equal to the particularly good in Fig.
  • the wall thickness t2 is provided, which is greater than or equal to half the wall thickness t, but less than the wall thickness t, excessive, caused by the production of the projection 14 wall thickness reductions and thus excessive weakening of the sheet 12 and Component 10 can be avoided so that the device 10 even after or despite the production of the projection 14 particularly advantageous properties, in particular mechanical properties.
  • the component 10 still has a sufficient wall thickness even after the production of the projection 14, so that a particularly advantageous strength or stability of the component 10 can be realized.
  • particularly high forces or loads can be introduced into the component 10, for example, via the projection 14, without any failure or deformation of the component 10 occurring.
  • Fig. 4 is shown by dashed lines the original sheet 12.
  • dashed lines it can be seen particularly clearly that, for example, in the subregions 38 and 40 a wall thickness reduction occurs, so that the wall thickness t2 is less than the wall thickness t, but the wall thickness t2 is greater than or equal to half the wall thickness t, so Particularly advantageous properties of the device 10 can be realized.
  • metallic material of the flat material 12 not only flows out of the first subregion 38, but in particular also out of the second subregion 40 into the recess 24 as a result of the compression of the flat material 12, thereby producing the protrusion 14.
  • Fig. 2 extends the extension s of the projection 14 of the free end 42, for example, at least substantially perpendicular to the aforementioned imaginary plane to a directly adjoining the projection 14 wall portion 44 of the device 10, said wall portion 44, for example, in said , imaginary plane is arranged and thus at least substantially perpendicular to the extension direction, in particular to the longitudinal extension direction, of the projection 14 extends.
  • the wall portion 44 is formed by the second portion 40.
  • Fig. 4 It can be seen that the second portion 40 is formed larger than the first portion 38, so that a particularly large amount of metallic material of the sheet 12 can be used to the Lead projection 14. As a result, a particularly large extent s of the projection 14 can be realized, wherein at the same time an excessive wall thickness reduction of the component 10 can be reliably avoided.
  • respective recesses 46 and 48 of the flat material 12 or of the component 10 are produced by press-fitting the respective flow barrier 26 or 28 into the flat material 12.
  • the recess 46 is produced by means of the flow barrier 26, wherein the recess 48 is produced by means of the flow barrier 28.
  • the component 10 is punched along or in the region of the recess 48, thereby separating the component 10 from the rest of the flat material 12.
  • the recess 48 can thus represent a possible contour, in particular end contour, of the component 10, so that the component 10 is punched out along this end contour and finally, in particular on the outer peripheral side, has the final contour.
  • a passage opening of the component 10 is produced, for example in the region of the recess 46, wherein this passage opening no longer belongs to the aforementioned wall thickness wall regions, since then no wall thickness or no material of the flat material 12 is present in the region of the passage opening.
  • the passage opening produced by punching can then act, for example, as a guide curve or guide track or guide track along which, for example, at least one further component, in particular a further part of the hinge, can be guided, when the further part is moved relative to the component 10.
  • the device 10 can be made particularly time-consuming and inexpensive, since the device 10 is integrally formed.
  • the projection 14 or the component 10 having the projection 14 is produced from the one-piece flat material 12, so that additional joining operations, in the context of which two parts formed separately from one another are connected to one another, in particular welded together, are not provided and are not required.
  • it is not provided and is not necessary to connect, in particular to weld, a first part forming the projection 14 with a second part formed thereon, which is designed, for example, as a flat material, because the component 10 may be formed integrally from the one-piece flat material 12 the manner described are produced by the flat material 12 is pressed by means of the tool parts 20 and 22.
  • the surface 32 is arranged at least partially, in particular at least predominantly, between a first longitudinal region of the flow barrier 28 and the flow barrier 26.
  • the device 10 in the in Fig. 1 illustrated state in which the device 10 is not yet processed by punching along the recesses 46 and 48, also in the areas of the recesses 46 and 48 has the wall thickness t2 or a further wall thickness which is greater than or equal to half the wall thickness t, having.
  • Another advantage of the procedure is that - how very good Fig. 4 is recognizable - in comparison to impressed contours no notch effect arises. Furthermore, a material compression can be effected, so that the component 10 has particularly good properties. In addition, the surface of the formed, for example, as an embossed element component 10 remains at least substantially smooth.
  • the metallic material is enclosed or held in order to realize a targeted flow of the metallic material.
  • an at least substantially flat pressure is exerted on the flat material 12 both from the side of the tool part 20 and from the side of the tool part 22, in order to specifically effect the described flow of the metallic material into the recess 24.
  • the method it is also possible to produce particularly complex components in a progressive composite, it being readily possible to produce such components from a coil. The method is thus particularly advantageous for realizing a time-consuming and cost-effective mass production. Especially It is possible to produce or produce the component 10 in a single stroke, wherein a targeted, caused by a heater heating of the sheet 12 can be omitted.
  • the tool 18 is actuated, for example, by means of a press, wherein the tool parts 20 and 22 are moved toward one another by means of the press and pressed against one another or towards one another.
  • the tool 18, in particular the tool parts 20 and 22, can be integrated into a punching tool, in particular into a subsequent punching tool, in order to machine the component 10 by punching by means of the punching die casting.
  • the punching tool is used, for example, in the press.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines wenigstens einen Vorsprung(14) aufweisenden Bauelements (10) aus einem aus einem metallischen Werkstoff gebildeten und wenigstens eine Wanddicke (t) aufweisenden Flachmaterial (12), mit den Schritten: Anordnen des Flachmaterials (12) zwischen einem ersten Werkzeugteil (20) und einem gegenüber dem ersten Werkzeugteil (20) angeordneten zweiten Werkzeugteil (22), wobei das erste Werkzeugteil (20) auf einer dem Flachmaterial (12) zugewandten Seite wenigstens eine Ausnehmung (24) zum Herstellen des Vorsprungs (14) aufweist, und wobei zumindest eines der Werkzeugteile (20, 22) wenigstens eine Fließbarriere (26, 28) aufweist, welche eine sich an die Fließbarriere (26, 28) anschließende Oberfläche (30, 32) 34) des zumindest einen Werkzeugteils (20, 22) überragt; und Verpressen des zwischen den Werkzeugteilen (20, 22) angeordneten Flachmaterials (12) mittels der Werkzeugteile (20, 22),

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines wenigstens einen Vorsprung aufweisenden Bauelements gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
  • Ein solches Verfahren zum Herstellen eines wenigstens einen Vorsprung aufweisenden Bauelements aus einem aus einem metallischen Werkstoff gebildeten und wenigstens eine Wanddicke aufweisenden Flachmaterial ist beispielsweise bereits der JP 55042157 A1 als bekannt zu entnehmen. Das Verfahren weist einen ersten Schritt auf, bei welchem das Flachmaterial zwischen einem ersten Werkzeugteil und einem gegenüber dem ersten Werkzeugteil angeordneten zweiten Werkzeugteil angeordnet wird. Dabei weist das erste Werkzeugteil auf einer dem Flachmaterial zugewandten Seite wenigstens eine Ausnehmung zum Herstellen des Vorsprungs auf. Ferner weist zumindest eines der Werkzeugteile wenigstens eine Fließbarriere auf, welche eine sich an die Fließbarriere anschließende Oberfläche des zumindest einen Werkzeugteils überragt.
  • Das Verfahren umfasst ferner einen zweiten Schritt, bei welchem das zwischen den Werkzeugteilen angeordnete Flachmaterial mittels der Werkzeugteile verpresst wird, indem die Werkzeugteile beispielsweise gegeneinander beziehungsweise aufeinander zu gepresst, insbesondere gedrückt, werden. Die Fließbarriere wird dabei genutzt, um ein gewünschtes Fließen des metallischen Werkstoffs zu bewirken, sodass zumindest ein Teil des metallischen Werkstoffs in die Ausnehmung fließt, wodurch der Vorsprung hergestellt wird.
  • Die US 7 516 772 B2 offenbart ein Verfahren zum Formen eines Produkts aus einem metallbasierten Kompositmaterial.
  • Außerdem ist der DE 31 01 123 C2 eine Vorrichtung zum Fließpressen eines dreiarmigen Gabelelements aus Metall aus einem zylindrischen Rohling als bekannt zu entnehmen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass besonders vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere mechanische Eigenschaften, des Bauelements realisiert werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein wenigstens einen Vorsprung aufweisendes Bauelement aus einem Flachmaterial hergestellt, welches aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist und wenigstens eine Wanddicke aufweist. Unter dem Flachmaterial ist zu verstehen, dass es eine zumindest im Wesentlichen flächige Erstreckung aufweist und dabei breiter und länger als dick ist. Mit anderen Worten sind die Breite und die senkrecht zur Breite verlaufende Länge des Flachmaterials wesentlich größer als die senkrecht zur Breite und senkrecht zur Länge verlaufende Dicke des Flachmaterials. Wieder mit anderen Worten ausgedrückt spannen die Länge und die Breite des Flachmaterials beispielsweise eine Ebene auf, wobei die Dicke zumindest im Wesentlichen senkrecht zu dieser Ebene verläuft. In der gedachten Ebene verlaufen somit die Länge und die Breite des Flachmaterials, wobei die Länge und die Breite wesentlich größer als die Dicke des Flachmaterials sind, wobei die Dicke die zuvor genannte Wanddicke des Flachmaterials ist. Das Flachmaterial weist somit zwei gegenüberliegende beziehungsweise voneinander abgewandte Breitseiten sowie schräg oder senkrecht dazu verlaufende Schmalseiten auf, wobei die Breitseiten in der genannten Ebene liegen beziehungsweise zumindest im Wesentlichen parallel zu der Ebene verlaufen.
  • Das Verfahren umfasst einen ersten Schritt, bei welchem das Flachmaterial zwischen einem ersten Werkzeugteil und einem gegenüber dem ersten Werkzeugteil angeordneten zweiten Werkzeugteil angeordnet wird. Dabei weist das erste Werkzeugteil auf einer dem Flachmaterial zugewandten Seite, insbesondere auf einer einer der Breitseiten des Flachmaterials zugewandten Seite, wenigstens eine Ausnehmung zum Herstellen des Vorsprungs auf. Ferner weist zumindest eines der Werkzeugteile wenigstens eine Fließbarriere auf, welche zumindest eine sich an die Fließbarriere anschließende Oberfläche des zumindest einen Werkzeugteils überragt. Unter der Fließbarriere ist somit eine die sich an die Fließbarriere anschließende Oberfläche überragende Erhebung zu verstehen, mittels welcher ein gewünschtes Fließen des metallischen Werkstoffs des Flachmaterials gezielt bewirkt beziehungsweise vermieden wird.
  • Das Verfahren umfasst ferner einen zweiten Schritt, bei welchem das zwischen den Werkzeugteilen angeordnete Flachmaterial mittels der Werkzeugteile verpresst wird. Hierzu werden die Werkzeugteile beispielsweise gegeneinander gepresst beziehungsweise gegeneinander gedrückt. Mit anderen Worten werden die Werkzeugteile beispielsweise aufeinander zu bewegt und gegeneinander beziehungsweise aufeinander zu gedrückt, während das Flachmaterial zwischen den Werkzeugteilen angeordnet und dabei zumindest mittelbar, insbesondere direkt, an den Werkzeugteilen abgestützt ist.
  • Um nun das Bauelement auf besonders einfache Weise herstellen sowie besonders vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere mechanische Eigenschaften, des Bauelements realisieren zu können, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Flachmaterial derart mittels der Werkzeugteile verpresst wird, dass ein Teil des metallischen Werkstoffes aus einem ersten Teilbereich, in welchem der Vorsprung hergestellt wird, und aus wenigstens einem an den ersten Teilbereich angrenzenden und beim Verpressen zwischen der Fließbarriere und der Ausnehmung angeordneten, zweiten Teilbereich des Flachmaterials mittels der Fließbarriere an einem Fließen von der Ausnehmung weg gehindert wird und in die Ausnehmung fließt, wodurch der Vorsprung hergestellt wird.
  • Dabei wird der Vorsprung derart hergestellt, dass das Bauelement nach dem Herstellen des Vorsprungs in allen Wandungsbereichen, deren Abstand zu dem Vorsprung kleiner oder gleich der Erstreckung des Vorsprungs ist, eine Wanddicke aufweist, welche größer oder gleich der Hälfte der Wanddicke des Flachmaterials vor der Herstellung des Vorsprungs ist. Unter der Erstreckung des Vorsprungs ist dessen Erstreckung von seinem freien Ende bis zu einem unmittelbar an den Vorsprung angrenzenden Wandungsbereich des Bauelements zu verstehen. Mit anderen Worten geht der Vorsprung an seinem dem freien Ende gegenüberliegenden anderen Ende in den sich unmittelbar an den Vorsprung anschließenden Wandungsbereich über, welcher beispielsweise in einer Ebene angeordnet ist, zu welcher sich der Vorsprung schräg oder senkrecht erstreckt.
  • Dadurch, dass das insbesondere fertig hergestellte Bauelement nach dem Herstellen des Vorsprungs in allen Wandungsbereichen, deren Abstand zu dem Vorsprung kleiner oder gleich der Erstreckung des Vorsprungs ist, eine Wanddicke aufweist, welche größer oder gleich der Hälfte der Wanddicke des Flachmaterials vor der Herstellung des Vorsprungs ist, weist das Bauelement auch nach dem Herstellen des Vorsprungs eine hinreichende beziehungsweise besonders hohe Stabilität beziehungsweise Festigkeit, insbesondere gegenüber Biegebelastung, auf, sodass das Bauelement auch hohe Belastungen zumindest im Wesentlichen schadfrei aufnehmen und ertragen kann.
  • Mit anderen Worten ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen, dass in allen Wandungsbereichen, deren Abstand zu dem Vorsprung kleiner oder gleich der Erstreckung des Vorsprungs ist, eine durch das Herstellen des Vorsprungs bewirkte Reduzierung der Wanddicke des Flachmaterials auf weniger als die Hälfte der Wanddicke, die das Flachmaterial vor dem Herstellen des Vorsprungs aufweist, unterbleibt. Somit unterbleibt eine übermäßige Wanddickenreduzierung des Flachmaterials beziehungsweise des fertig hergestellten Bauelements, sodass dieses in seinem fertig hergestellten Zustand eine besonders hohe Festigkeit beziehungsweise Stabilität aufweist und somit auch hohe Belastungen ertragen kann, ohne dass es zu einer Zerstörung oder Verformung des Bauelements kommt.
  • Eine übermäßige Wanddickenreduzierung des Flachmaterials und somit eine unerwünscht geringe Wanddicke des fertig hergestellten Bauelements können insbesondere auch dadurch vermieden werden, dass der Vorsprung nicht nur aus metallischem Werkstoff aus dem ersten Teilbereich, sondern auch aus metallischem Werkstoff aus dem sich an den ersten Teilbereich anschließenden, zweiten Teilbereich hergestellt wird. In dem ersten Teilbereich wird der Vorsprung hergestellt beziehungsweise der Vorsprung befindet sich im fertig hergestellten Zustand des Bauelements genau in dem ersten Teilbereich. Dabei ist der erste Teilbereich beispielsweise genau in Überdeckung mit der Ausnehmung, in welche der metallische Werkstoff fließt, angeordnet.
  • Der zweite Teilbereich hingegen grenzt beziehungsweise schließt sich an den ersten Teilbereich an, sodass der zweite Teilbereich beim Herstellen des Vorsprungs überdeckungsfrei zu der Ausnehmung, das heißt nicht in Überdeckung mit der Ausnehmung sondern beispielsweise neben der Ausnehmung angeordnet ist. Beispielsweise bildet der zweite Teilbereich den sich unmittelbar an den Vorsprung anschließenden, zuvor genannten Wandungsbereich. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens fließt somit der metallische Werkstoff des Flachmaterials nicht nur aus dem ersten Teilbereich, sondern zumindest auch aus dem zweiten Teilbereich in die Ausnehmung, sodass der in die Ausnehmung fließende Werkstoff, aus welchem der Vorsprung hergestellt wird, nicht nur aus dem ersten Teilbereich, sondern auch aus dem zweiten Teilbereich stammt.
  • Dies bedeutet, dass, insbesondere mittels der Fließbarriere, ein großflächiges Fließen des metallischen Werkstoffs des Flachmaterials bewirkt wird, sodass der Vorsprung auch mit einer besonders großen Erstreckung hergestellt werden kann, wobei gleichzeitig eine übermäßige Wanddickenreduzierung des Flachmaterials unterbleibt. Das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Bauelement ist beispielsweise als Teil, insbesondere Scharnierteil, eines Scharniers ausgebildet und kann somit auch besonders hohe Kräfte, welche beispielsweise von einer Tür oder Klappe auf das Scharnier übertragen werden, schadfrei abstützen und ertragen. Gleichzeitig kann das Bauelement mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders einfach und somit zeit- und kostengünstig hergestellt werden, da das Bauelement nicht etwa aus zwei separaten Teilen, welche miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt, werden müssen, hergestellt wird, sondern das Bauelement kann einstückig beziehungsweise als einstückige Komponente hergestellt werden. Herkömmliche derartige Scharnierteile werden beispielsweise aus wenigstens zwei Teilen zusammengebaut. Ein erstes dieser Teile ist ein Flachmaterial, wobei ein zweites der Teile den Vorsprung bildet. Die Teile werden bereitgestellt, woraufhin der Vorsprung mit dem Flachmaterial verschweißt wird. Dieses zeit- und kostenaufwendige Vorgehen kann mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens vermieden werden, da der Vorsprung aus dem einstückigen Flachmaterial hergestellt wird, indem ein gezieltes Fließen des metallischen Werkstoffs des Flachmaterials in die Ausnehmung bewirkt wird.
  • Das gezielte Fließen des metallischen Werkstoffs wird dabei zumindest mittels der Fließbarriere bewirkt. Mittels der Fließbarriere wird ein unerwünschtes Fließen des metallischen Werkstoffs des Flachmaterials unterbunden oder zumindest in Grenzen gehalten, sodass der metallische Werkstoff nicht oder nicht übermäßig von der Ausnehmung weg- sondern in Richtung der Ausnehmung und in die Ausnehmung hineinfließt. Dieses gezielte Fließen des metallischen Werkstoffs wird dabei mittels der Fließbarriere sowie dadurch bewirkt, dass das Flachmaterial mittels der Werkzeugteile verpresst wird. Dadurch wird eine Materialverdrängung, das heißt eine Verdrängung von zumindest einem Teil des metallischen Werkstoffs, bewirkt. Der verdrängte metallische Werkstoff kann - da ein unerwünschtes Fließen des metallischen Werkstoffs mittels der Fließbarriere unterbunden oder zumindest gering gehalten wird - lediglich oder zumindest überwiegend in die Ausnehmung ausweichen, indem der metallische Werkstoff in die Ausnehmung fließt. Hierdurch wird der Vorsprung hergestellt, ohne dass es zu einer übermäßigen Wanddickenreduzierung des Flachmaterials und somit des fertig hergestellten Bauelements kommt.
  • Da der Vorsprung jedoch aus dem metallischen Werkstoff des Flachmaterials hergestellt wird, kommt es zu einer Wanddickenreduzierung des Flachmaterials, sodass das Bauelement beziehungsweise das Flachmaterial nach dem Herstellen des Vorsprungs beispielsweise zumindest im zweiten Teilbereich eine geringere Wanddicke als vor dem Herstellen des Vorsprungs aufweist. Diese Wanddicke ist jedoch größer oder gleich der Hälfte der Wanddicke, die das Flachmaterial vor dem Herstellen des Vorsprungs aufweist. Durch die Forderung, dass das Bauelement nach dem Herstellen des Bauelements in allen Wandungsbereichen, deren Abstand zu dem Vorsprung kleiner oder gleich der Erstreckung des Vorsprungs ist, eine Wanddicke aufweist, welche größer oder gleich der Hälfte der Wanddicke des Flachmaterials vor der Herstellung des Vorsprungs ist, kann eine übermäßige Wanddickenreduzierung beziehungsweise eine unerwünscht geringe Wanddicke, die besonders nahe an dem Vorsprung angeordnet ist, vermieden werden.
  • Dabei liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dass, insbesondere bei dem zuvor genannten Scharnier beziehungsweise bei der Verwendung des Bauelements als Scharnierteil, üblicherweise über den Vorsprung hohe Kräfte beziehungsweise Belastungen in das Bauelement eingeleitet werden. Diese über den Vorsprung des Bauelements eingeleiteten Kräfte beziehungsweise Belastungen verteilen sich üblicherweise ausgehend von dem Vorsprung beziehungsweise dem ersten Teilbereich in andere Teilbereiche beziehungsweise Wandungsbereiche des fertig hergestellten Bauelements. Wäre nun eine übermäßige Wanddickenreduzierung, das heißt beispielsweise eine Wanddicke, welche nach dem Herstellen des Vorsprungs geringer als die Hälfte der Wanddicke des Flachmaterials vor dem Herstellen des Vorsprungs wäre, besonders nahe an dem Vorsprung angeordnet, so könnte es im Bereich dieser übermäßigen Wanddickenreduzierung zu einem Versagen oder zu einem Verformen des Bauelements kommen. Diese Probleme können durch das erfindungsgemäße Verfahren vermieden werden, da eine übermäßig nahe Anordnung von Wandungsbereichen, deren jeweilige Wanddicke geringer als die Hälfte der Wanddicke des Flachmaterials vor dem Herstellen des Vorsprungs ist, an dem Vorsprung vermieden werden kann. Hierdurch weist das Bauelement besonders vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere besonders vorteilhafte mechanische Eigenschaften, auf, sodass das Bauelement auch hohe Belastungen beziehungsweise Kräfte schadfrei abstützen oder tragen kann.
  • Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung weist auch das dem zumindest einen Werkzeugteil gegenüber angeordnete andere Werkzeugteil auf einer dem Flachmaterial zugewandten Seite wenigstens eine zweite Fließbarriere auf, welche eine sich an die zweite Fließbarriere anschließende zweite Oberfläche des anderen Werkzeugteils überragt. Dadurch kann der Werkstoff des Flachmaterials besonders effektiv daran gehindert werden, in unerwünschte Bereiche und beispielsweise von der Ausnehmung weg zu fließen, sodass ein besonders vorteilhaftes und gezieltes Fließen des metallischen Werkstoffs realisiert werden kann. Insbesondere durch den Einsatz der zweiten Fließbarriere können übermäßige Wanddickenreduzierungen des Flachmaterials, insbesondere in allen Wandungsbereichen, deren Abstand zu dem Vorsprung kleiner oder gleich der Erstreckung des Vorsprungs ist, vermieden werden. In der Folge können besonders vorteilhafte Eigenschaften des Bauelements dargestellt werden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird der Vorsprung mit einem in Längserstreckungsrichtung des Vorsprungs variierenden Querschnitt hergestellt. Hierdurch kann auch der Querschnitt selbst stabil ausgestaltet werden, sodass sich besonders vorteilhafte Eigenschaften des Bauelements realisieren lassen. Ferner ist es denkbar, dass der Vorsprung mit einem in Längserstreckungsrichtung des Vorsprungs konstanten Querschnitt hergestellt wird.
  • Unter dem variierenden Vorsprung ist beispielsweise zu verstehen, dass der Vorsprung in einem ersten Längenbereich einen Querschnitt mit einer ersten Größe und/oder einer ersten Form aufweist, wobei der Vorsprung in einem von dem ersten Längenbereich unterschiedlichen, zweiten Längenbereich einen Querschnitt mit einer gegenüber der ersten Form unterschiedlichen zweiten Form und/oder gegenüber der ersten Größe unterschiedlichen, zweiten Größe aufweist.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die durch das Verpressen hergestellte Erstreckung des Vorsprungs größer als die Wanddicke ist, die das Flachmaterial vor dem Herstellen des Vorsprungs zumindest in dem ersten Teilbereich, in welchem der Vorsprung hergestellt wird, aufweist. Dadurch, dass - wie zuvor beschrieben - der Werkstoff zum Herstellen des Vorsprungs nicht nur aus dem ersten Teilbereich, sondern auch aus dem zweiten Teilbereich stammt, kann der Vorsprung mit einer besonders großen Erstreckung ausgestaltet werden, welche größer als die Wanddicke ist, die das Flachmaterial zumindest in dem ersten Teilbereich vor der Herstellung des Vorsprungs aufweist. Dadurch können besonders vorteilhafte Eigenschaften des Bauelements realisiert werden. Insbesondere ist es möglich, das Bauelement besonders vorteilhaft an anderweitige Bauelemente wie beispielsweise eine Tür oder Klappe eines Haushaltsgeräts anzubinden.
  • In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist der zweite Teilbereich größer als der erste Teilbereich. Hierdurch kann eine besonders hohe Menge an Werkstoff des Flachmaterials verwendet werden, um den Vorsprung herzustellen, wobei gleichzeitig übermäßige Wanddickenreduzierungen des Flachmaterials verhindert werden können. Beispielsweise kommt es zumindest in dem zweiten Teilbereich zu einer Wanddickenreduzierung des Flachmaterials, wobei diese Wanddickendreduzierung aus der Herstellung des Vorsprungs resultiert, jedoch kann eine übermäßige Wanddickenreduzierung insbesondere in den zuvor genannten Wandungsbereichen sicher vermieden werden. Da dabei der zweite Teilbereich größer als der erste Teilbereich ist, kann der Vorsprung mit einer besonders großen Erstreckung, insbesondere mit einer besonders großen Dicke, hergestellt werden. Dadurch kann eine besonders hohe Stabilität des Vorsprungs und somit des Bauelements insgesamt geschaffen werden.
  • Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Fließbarriere, das heißt die erste Fließbarriere und/oder die zweite Fließbarriere, in das Flachmaterial eingepresst wird. Hierdurch kann ein unerwünschtes Fließen des metallischen Werkstoffs besonders gering gehalten oder vermieden werden, sodass ein gezieltes Fließen des Werkstoffs in den Vorsprung bewirkt werden kann.
  • Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn durch das Einpressen der Fließbarriere eine weitere Ausnehmung des Bauelements hergestellt wird. Dies bedeutet beispielsweise, dass das Bauelement nach dem Einpressen der Fließbarriere in das Flachmaterial im Bereich der Ausnehmung eine geringere Wanddicke als das Flachmaterial vor dem Einpressen aufweist, wobei die Ausnehmung beispielsweise eine von einer Durchgangsöffnung unterschiedliche Wandung ist, sodass das Bauelement im Bereich der Ausnehmung eine Wanddicke und nicht etwa eine Durchgangsöffnung aufweist. Bei dieser Ausführungsform ist beispielsweise eine Funktionsintegration geschaffen, da im Rahmen des Verfahrens nicht nur der Vorsprung, sondern auch die Ausnehmung hergestellt wird. Hierdurch können besonders vorteilhafte Eigenschaften des Bauelements bedarfsgerecht eingestellt werden.
  • Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass das Bauelement nach dem Verpressen im Bereich beziehungsweise entlang der weiteren Ausnehmung durch Stanzen bearbeitet wird. Die weitere Ausnehmung dient beispielsweise als Stanzprägung beziehungsweise als Vorprägung, um das Bauelement nach dem Herstellen der Ausnehmung auf besonders einfache und somit zeit- und kostengünstige Weise durch Stanzen bearbeiten zu können. Hierdurch kann das Bauelement insgesamt besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden.
  • Um ein gezieltes Fließen des metallischen Werkstoffs, insbesondere in die Ausnehmung, zu bewirken und ein unerwünschtes Fließen des metallischen Werkstoffs zu vermeiden, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Fließbarriere einen bogenförmigen Verlauf aufweist. Mit anderen Worten wird beispielsweise als die erste Fließbarriere und/oder als die zweite Fließbarriere eine Fließbarriere mit einem zumindest teilweise bogenförmigen Verlauf verwendet.
  • Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Fließbarriere einen ersten Längenbereich mit einer ersten Krümmung und einen sich an den ersten Längenbereich anschließenden, zweiten Längenbereich aufweist, welcher eine von der ersten Krümmung unterschiedliche, zweite Krümmung aufweist oder gerade verläuft. Mit anderen Worten kann vorgesehen sein, dass beide Längenbereiche gekrümmt sind und somit einen von einem geraden Verlauf unterschiedlichen Verlauf aufweisen, wobei jedoch die Längenbereiche unterschiedlich stark gekrümmt sind beziehungsweise unterschiedliche Krümmungen aufweisen. Alternativ ist es denkbar, dass einer der Längenbereiche gekrümmt ausgebildet ist, wobei der andere Längenbereich einen zumindest im Wesentlichen geraden Verlauf aufweist. Dadurch ist es insbesondere denkbar, die zuvor genannte weitere Ausnehmung besonders vorteilhaft hinsichtlich ihrer Form ausgestalten zu können.
  • Um schließlich eine besonders einfache und zeit- und kostengünstige Herstellung des Bauelements zu realisieren, ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass der Vorsprung in einem einzigen Hub der Werkzeugteile hergestellt wird. Im Rahmen des einzigen Hubs werden die Werkzeugteile beispielsweise aufeinander zu bewegt und gegeneinander gepresst und daraufhin auseinander bewegt, wobei nach dem Auseinanderbewegen der Vorsprung bereits hergestellt ist, ohne dass die Werkzeugteile zum Herstellen des Vorsprungs wieder aufeinander zu bewegt werden müssten.
  • Die Werkzeugteile werden beispielsweise mittels einer Presse, insbesondere mittels einer Exzenterpresse, aufeinander zu bewegt und gegeneinander beziehungsweise aufeinander zu gepresst, um das Flachmaterial zu verpressen. Beispielsweise sind die Werkzeugteile Bestandteile eines Stanzwerkzeugs, insbesondere eines Folgestanzwerkzeugs. Mit anderen Worten können die Werkzeugteile in ein Stanzwerkezug integriert sein. Das Stanzwerkzeug wird beispielsweise mittels der Presse betätigt beziehungsweise in einer solchen Pressen eingesetzt wird. Die Presse ist beispielsweise als eine Exzenterpresse oder eine hydraulische Presse oder aber als andere Presse ausgebildet.
  • Das zuvor genannte Stanzen kann ferner in der Presse erfolgen, insbesondere mittels des Stanzwerkzeugs. Ferner ist es denkbar, mittels der Presse den Vorsprung herzustellen und nach dem Herstellen des Vorsprungs das Flachmaterial beziehungsweise das Bauelement in einem Stanzwerkzeug, insbesondere in einem Folgestanzwerkzeug, zu stanzen. Insbesondere ist es möglich, dass der Vorsprung in einem einzigen Hub hergestellt wird. Durch diesen Hub oder durch wenigstens einen darauf folgenden, weiteren Hub kann das Flachmaterial beziehungsweise das Bauelement beispielsweise, insbesondere im Bereich der weiteren Ausnehmung, gestanzt werden. Insbesondere ist es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich, den Vorsprung ohne Erwärmung des Flachmaterials herzustellen. Somit ist es vorzugsweise vorgesehen, dass ein mittels einer Heizeinrichtung bewirktes, gezieltes Erwärmen des Flachmaterials unterbleibt. Es wurde gefunden, dass das beschriebene, gezielte Fließen des metallischen Werkstoffs ohne eine solche zusätzliche Erwärmung des Flachmaterials und lediglich durch den Einsatz der wenigstens einen Fließbarriere und durch das Verpressen des Flachmaterials mittels der Werkzeugteile bewirkt werden kann.
  • Ferner hat es sich gezeigt, dass das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Bauelement besonders gut als Beschlag, Fahrwerksteil, Kinematikkomponente oder als Gehäuse beziehungsweise Gehäusekomponente mit integrierten Zusatzfunktionen verwendet werden kann. Insbesondere kann das Bauelement als Funktionsteil im Automobilbereich verwendet werden. Bei dem metallischen Werkstoff handelt es sich vorzugsweise um einen Stahl. Ferner ist es denkbar, dass es sich bei dem metallischen Werkstoff um ein Leichtmetall wie beispielsweise Aluminium beziehungsweise eine Leichtmetalllegierung wie beispielsweise eine Aluminiumlegierung handelt. Weiterhin möglich ist es, dass es sich bei dem metallischen Werkstoff, aus welchem das Flachmaterial gebildet ist, um Edelstahl handelt.
  • Vereinfacht ausgedrückt wird der metallische Werkstoff im Rahmen des Verfahrens mittels der Fließbarriere zumindest teilweise eingeschlossen, sodass mittels der Fließbarriere eine gewünschte Kontur in Form des Vorsprungs des Bauelements ausgetrieben wird. Hierdurch kann der Vorsprung im ersten Teilbereich hergestellt werden, ohne dass auf einer dem Vorsprung abgewandten Seite in dem ersten Teilbereich ein Stempel oder dergleichen Vorsprung in das Flachmaterial eingepresst beziehungsweise eingetrieben werden muss. Der Vorsprung kann somit durch Bewirken des genannten Fließens des genannten Werkstoffs hergestellt werden, wobei übermäßige Wanddickenreduzierungen sicher vermieden werden können. Dabei kann eine Schwächung einer dem Vorsprung abgewandten Rückseite ebenso vermieden werden wie eine punktuelle Vertiefung auf der Rückseite. Ferner ist es möglich, die beispielsweise als Prägehöhe ausgebildete Erstreckung des Vorsprungs größer auszugestalten als die Materialstärke, das heißt als die Wanddicke des Flachmaterials im ersten Teilbereich vor dem Herstellen des Vorsprungs. Insgesamt können durch das erfindungsgemäße Verfahren und durch die einstückige Ausgestaltung des Bauelements, das heißt des Vorsprungs mit dem sich daran anschließenden Wandungsbereich, eine besonders hohe Stabilität und Festigkeit des Bauelements geschaffen werden.
  • Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
  • Die Zeichnung zeigt in:
    • Fig. 1
    eine schematische Perspektivansicht eines wenigstens einen Vorsprung aufweisenden Bauelements in einem noch nicht fertig hergestellten Zustand;
    Fig. 2
    ausschnittsweise eine schematische Seitenansicht des Bauelements;
    Fig. 3
    eine schematische Perspektivansicht eines Flachmaterials, aus welchem das Bauelement hergestellt wird;
    Fig. 4
    ausschnittsweise eine schematische Schnittansicht zweier Werkzeugteile, mittels welchen das Bauelement aus dem zwischen den Werkzeugteilen angeordneten Flachmaterial hergestellt wird;
    Fig. 5
    ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines die Werkzeugteile umfassenden Werkzeugs zum Herstellen des Bauelements;
    Fig. 6
    ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht der Werkzeugteile;
    Fig.7
    ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht der Werkzeugteile; und
    Fig.8
    ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht eines der Werkzeugteile.
  • In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Fig. 1 zeigt in einer schematischen Perspektivansicht ein im Ganzen mit 10 bezeichnetes Bauelement in einem Zustand, in welchem das Bauelement noch nicht vollständig hergestellt ist. In dem in Fig. 1 veranschaulichten Zustand stellt das Bauelement 10 beispielsweise ein Halbzeug dar, welches weiterbearbeitet wird, um das Bauelement 10 aus dem Halbzeug endgültig herzustellen. Der in Fig. 1 gezeigte Zustand des Bauelements 10 kann ein Zwischenzustand beziehungsweise ein Zwischenstadium sein, den das Bauelement beispielsweise in einem Folgeverbundwerkzeug, insbesondere zwischen zwei Werkzeugen des Folgeverbundwerkzeugs, einnimmt.
  • Wie im Folgenden noch genauer erläutert wird, wird das Bauelement 10 aus einem in Fig. 3 dargestellten Flachmaterial 12 hergestellt, wobei das Flachmaterial 12 aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist und wenigstens eine Wanddicke t aufweist. Vorliegend ist die Wanddicke t zumindest im Wesentlichen konstant und in allen Wandungsbereichen des Flachmaterials 12 vorgesehen. Bei dem metallischen Werkstoff handelt es sich beispielsweise um einen Stahl oder aber um ein Leichtmetall wie beispielsweise Aluminium. Ferner kann es sich bei dem metallischen Werkstoff um einen Edelstahl handeln.
  • Besonders gut aus Fig. 1 und 2 ist erkennbar, dass das Bauelement 10 einen Vorsprung 14 aufweist, welcher vorliegend als Stift beziehungsweise Stiftelement ausgebildet ist und beispielsweise als Zapfen verwendet werden kann, um das Bauelement 10 über den Vorsprung 14 mit wenigstens einem weiteren, in den Fig. nicht dargestellten Bauelement, insbesondere gelenkig, zu verbinden. Beispielsweise wird das Bauelement 10 als Teil eines Scharniers genutzt, wobei das Bauelement 10 in vollständig hergestelltem Zustand des Scharniers über den beispielsweise als Gelenkzapfen ausgebildeten Vorsprung 14 gelenkig mit einem weiteren Teil des Scharniers verbunden ist. Insbesondere kann das Bauelement 10 über den Vorsprung 14 gelenkig mit einer Tür oder einer Klappe eines Geräts, insbesondere eines Haushaltsgeräts, verbunden werden.
  • Aus Fig. 3 ist erkennbar, dass unter dem Flachmaterial 12 zu verstehen ist, dass das Flachmaterial 12 eine Breite B und eine Länge L aufweist, welche wesentlich größer als die auch als Dicke bezeichnete Wanddicke t ist. Dabei spannen die Breite B und die Länge L eine gedachte Ebene auf, zu welcher die Wanddicke t beziehungsweise deren Erstreckung senkrecht verläuft. Das Flachmaterial 12 ist vorliegend zumindest im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet und weist demzufolge sechs Seiten 16a-f auf, wobei die Seiten 16a und 16b Breitseiten und die Seiten 16c-f Schmalseiten des Flachmaterials 12 sind. Dabei sind die Seiten 16a und 16b einander gegenüberliegend beziehungsweise voneinander abgewandt angeordnet und erstrecken sich beispielsweise zumindest im Wesentlichen parallel zur genannten Ebene.
  • Im Folgenden wird ein Verfahren zum Herstellen des Bauelements 10 beschrieben, welches im Rahmen des Verfahrens aus dem Flachmaterial 12 hergestellt wird. Dabei zeigt Fig. 5 ausschnittsweise ein im Ganzen mit 18 bezeichnetes Werkzeug, mittels welchem das Bauelement 10 aus dem Flachmaterial 12 hergestellt wird. Hierzu umfasst das Werkzeug 18 Werkzeugteile 20 und 22, welche im Rahmen des Verfahrens gegenüberliegend angeordnet sind.
  • In Zusammenschau mit Fig. 4 ist erkennbar, dass zum Herstellen des Bauelements 10 das Flachmaterial 12 zunächst zwischen den Werkzeugteilen 20 und 22 angeordnet wird. Dabei ist beispielsweise die Seite 16a dem Werkzeugteil 22 zugewandt, während die Seite 16b dem Werkzeugteil 20 zugewandt ist. Das Werkzeugteil 22 weist wenigstens eine Ausnehmung 24 auf, mittels welcher der Vorsprung 14 hergestellt wird. Ferner weisen die Werkzeugteile 20 und 22 - wie in Zusammenschau mit Fig. 6 bis 8 erkennbar ist-jeweilige Fließbarrieren 26 und 28 auf. Im Rahmen des Verfahrens und insbesondere während des Herstellens des Vorsprungs 14 ist die Fließbarriere 28 des Werkzeugteils 22 beispielsweise der Fließbarriere 28 des Werkzeugteils 20 gegenüberliegend angeordnet, wobei auch die Fließbarriere 26 des Werkzeugteils 22 gegenüber der Fließbarriere 26 des Werkzeugteils 20 angeordnet ist.
  • Die jeweilige Fließbarriere 26 beziehungsweise 28 überragt eine jeweilige, sich an die jeweilige Fließbarriere 26 beziehungsweise 28 anschließende Oberfläche 30, 32 beziehungsweise 34 des jeweiligen Werkzeugteils 20 beziehungsweise 22. Aus Fig. 5 ist dabei erkennbar, dass die Fließbarriere 28 die Oberflächen 30 und 32 vollständig umlaufend umschließt, sodass die Oberflächen 30 und 32 innerhalb der Fließbarriere 28 und die Oberfläche 34 außerhalb der Fließbarriere 28 angeordnet ist. Dabei überragt die Oberfläche 32 die Oberfläche 30 beziehungsweise ist die Oberfläche 32 gegenüber der Oberfläche 30 erhaben. Ferner umgibt beziehungsweise umschließt die Fließbarriere 28 auch die Fließbarriere 26 vollständig umlaufend, sodass auch die Fließbarriere 26 innerhalb der Fließbarriere 28 angeordnet ist. Dabei ist die Fließbarriere 26 gegenüber den Oberflächen 30 und 32 erhaben.
  • Bei dem Verfahren wird das zwischen den Werkzeugteilen 20 und 22 angeordnete Flachmaterial 12 mittels der Werkzeugteile 20 und 22 verpresst. Hierzu werden die Werkzeugteile 20 und 22 beispielsweise aufeinander zu gefahren, wie es in Fig. 5 durch Pfeile 36 veranschaulicht ist. Ferner werden die Werkzeugteile 20 und 22 gegeneinander beziehungsweise aufeinander zu gepresst beziehungsweise gedrückt, sodass das Flachmaterial 12 mittels der Werkzeugteile 20 und 22 verpresst wird. Während des Verpressens des Flachmaterials 12 ist die Fließbarriere 28 des Werkzeugteils 22 gegenüber der Fließbarriere 28 des Werkzeugteils 20 angeordnet. Ferner ist die Fließbarriere 26 des Werkzeugteils 22 gegenüber der Fließbarriere 26 des Werkzeugteils 20 angeordnet. Ferner ist die Oberfläche 30 des Werkzeugteils 22 gegenüber der Oberfläche 30 des Werkzeugteils 20 angeordnet, und die Oberfläche 32 des Werkzeugteils 22 ist gegenüber der Oberfläche 32 des Werkzeugteils 20 angeordnet. Aufgrund der beschriebenen Größenverhältnisse der Fließbarrieren 26 und 28 und der Oberflächen 30 und 32 ist ein erster Spalt, welcher während des Verpressens des Flachmaterials 12 durch die Oberfläche 32 des Werkzeugteils 22 und die Oberfläche 32 des Werkzeugteils 20 gebildet wird, schmaler als ein zweiter Spalt, welcher durch die Oberfläche 30 des Werkzeugteils 22 und die Oberfläche 30 des Werkzeugteils 20 während des Verpressens des Flachmaterials 12 begrenzt wird. Ferner ist ein dritter Spalt, welcher durch die Fließbarriere 26 des Werkzeugteils 22 und durch die Fließbarriere 26 des Werkzeugteils 20 während des Verpressens des Flachmaterials 12 gebildet beziehungsweise begrenzt wird, schmaler als der zweite Spalt. Dabei ist es im Rahmen des in den Fig. veranschaulichten Ausführungsbeispiels vorgesehen, dass die Fließbarrieren 26 und 28 in das Flachmaterial 12 eingepresst, insbesondere eingeprägt, werden.
  • Im Rahmen des Verfahrens wird das Flachmaterial 12 derart verpresst, dass ein Teil des metallischen Werkstoffes des Flachmaterials 12 aus einem ersten Teilbereich 38, in welchem der Vorsprung 14 hergestellt wird, und aus wenigstens einem an den ersten Teilbereich 38 angrenzenden und beim Verpressen zwischen den Fließbarrieren 26 und 28 und der Ausnehmung 24 angeordneten zweiten Teilbereich 40 des Flachmaterials 12 mittels der Fließbarrieren 26 und 28 an einem Fließen von der Ausnehmung 24 weg gehindert wird und in die Ausnehmung 24 fließt, wodurch der Vorsprung 14 hergestellt wird. Dabei wird der Vorsprung 14 derart hergestellt, dass das Bauelement 10 nach dem Herstellen des Vorsprungs 14 in allen Wandungsbereichen, deren Abstand zu dem Vorsprung 14 kleiner oder gleich der besonders gut in Fig. 2 erkennbaren Erstreckung s des Vorsprungs 14 ist, eine Wanddicke t2 aufweist, welcher größer oder gleich der Hälfte der Wanddicke t des Flachmaterials 12 vor der Herstellung des Vorsprungs 14 ist. Die zuvor beschriebenen Wandungsbereiche, deren Abstand zu dem Vorsprung 14 kleiner oder gleich der Erstreckung s des Vorsprungs 14 ist, werden im Folgenden der Einfachheit und der begrifflichen Abgrenzung wegen auch als Wanddickenwandungsbereiche bezeichnet. Unter diesen Wanddickenwandungsbereichen sind Wandungsbereiche im eigentlichen Sinne, das heißt solche Wandungsbereiche zu verstehen, in denen metallischer Werkstoff des Flachmaterials 12 beziehungsweise des Bauelements 10 vorhanden ist. Die Wanddickenwandungsbereiche sind somit von einer Durchgangsöffnung unterschiedliche Wandungsbereiche, in denen keine Durchgangsöffnung hergestellt ist und in denen demzufolge noch metallischer Werkstoff des Flachmaterials 12 vorhanden ist.
  • Dadurch, dass in allen Wanddickenwandungsbereichen die Wanddicke t2 vorgesehen ist, welche größer oder gleich der Hälfte der Wanddicke t, jedoch geringer als die Wanddicke t ist, können übermäßige, durch die Herstellung des Vorsprungs 14 bewirkte Wanddickenreduzierungen und somit übermäßige Schwächungen des Flachmaterials 12 beziehungsweise des Bauelements 10 vermieden werden, sodass das Bauelement 10 auch nach beziehungsweise trotz der Herstellung des Vorsprungs 14 besonders vorteilhafte Eigenschaften, insbesondere mechanische Eigenschaften, aufweist. Mit anderen Worten weist das Bauelement 10 auch nach der Herstellung des Vorsprungs 14 noch eine hinreichende Wanddicke auf, sodass eine besonders vorteilhafte Festigkeit beziehungsweise Stabilität des Bauelements 10 realisiert werden kann. Dadurch können beispielsweise über den Vorsprung 14 auch besonders hohe Kräfte beziehungsweise Lasten in das Bauelement 10 eingeleitet werden, ohne dass es zu einem Versagen oder zu einer Verformung des Bauelements 10 kommt.
  • In Fig. 4 ist durch gestrichelte Linien das ursprüngliche Flachmaterial 12 veranschaulicht. Anhand der gestrichelten Linien ist besonders gut erkennbar, dass es beispielsweise in den Teilbereichen 38 und 40 zwar zu einer Wanddickenreduzierung kommt, sodass die Wanddicke t2 geringer als die Wanddicke t ist, jedoch ist die Wanddicke t2 größer oder gleich der Hälfte der Wanddicke t, sodass besonders vorteilhafte Eigenschaften den Bauelements 10 realisiert werden können. Ferner ist erkennbar, dass durch das Verpressen des Flachmaterials 12 metallischer Werkstoff des Flachmaterials 12 nicht nur aus dem ersten Teilbereich 38, sondern insbesondere auch aus dem zweiten Teilbereich 40 in die Ausnehmung 24 fließt, um dadurch den Vorsprung 14 herzustellen. Dadurch kommt es sowohl im Teilbereich 38 als auch im Teilbereich 40 zu einer Wanddickenreduzierung des Flachmaterials 12 im Vergleich zur Wanddicke t, jedoch bleibt diese Wanddickenreduzierung gering, da der Werkstoff, aus welchem der Vorsprung 14 hergestellt wird, nicht nur aus dem Teilbereich 38, sondern auch aus dem Teilbereich 40 stammt. Ferner kann mittels der Fließbarrieren 26 und 28 ein unerwünschtes Fließen des metallischen Werkstoffs des Flachmaterials 12 von der Ausnehmung 24 weg vermieden oder zumindest gering gehalten werden, sodass metallischer Werkstoff sowohl aus dem Teilbereich 38 als auch aus dem Teilbereich 40 gezielt in die Ausnehmung 24 fließt. Dadurch ist es möglich, dass die Erstreckung s des Vorsprungs 14 größer als die ursprüngliche Wanddicke t ist, wobei die resultierende Wanddicke t2 immer noch größer oder gleich der Hälfte der ursprünglichen Wanddicke t ist.
  • Wie aus Fig. 2 besonders gut erkennbar ist, verläuft die Erstreckung s des Vorsprungs 14 von dessen freien Ende 42 beispielsweise zumindest im Wesentlichen senkrecht zur zuvor genannten gedachten Ebene zu einem sich unmittelbar an den Vorsprung 14 anschließenden Wandungsbereich 44 des Bauelements 10, wobei dieser Wandungsbereich 44 beispielsweise in der genannten, gedachten Ebene angeordnet ist und somit zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Erstreckungsrichtung, insbesondere zur Längserstreckungsrichtung, des Vorsprungs 14 verläuft. Beispielsweise ist der Wandungsbereich 44 durch den zweiten Teilbereich 40 gebildet.
  • Besonders gut aus Fig. 4 ist erkennbar, dass der zweite Teilbereich 40 größer als der erste Teilbereich 38 ausgebildet ist, sodass eine besonders große Menge an metallischem Werkstoff des Flachmaterials 12 verwendet werden kann, um den Vorsprung 14 herzustellen. Dadurch kann eine besonders große Erstreckung s des Vorsprungs 14 realisiert werden, wobei gleichzeitig eine übermäßige Wanddickenreduktion des Bauelements 10 sicher vermieden werden kann.
  • Besonders gut aus Fig. 1 ist erkennbar, dass durch das Einpressen der jeweiligen Fließbarriere 26 beziehungsweise 28 in das Flachmaterial 12 jeweilige Ausnehmungen 46 und 48 des Flachmaterials 12 beziehungsweise des Bauelements 10 hergestellt werden. Dabei wird die Ausnehmung 46 mittels der Fließbarriere 26 hergestellt, wobei die Ausnehmung 48 mittels der Fließbarriere 28 hergestellt wird. Dabei kann vorgesehen sein, dass das Bauelement 10 entlang beziehungsweise im Bereich der Ausnehmung 48 ausgestanzt wird, um dadurch das Bauelement 10 an sich vom übrigen Flachmaterial 12 zu trennen. Die Ausnehmung 48 kann somit eine mögliche Kontur, insbesondere Endkontur, des Bauelements 10 darstellen, sodass das Bauelement 10 entlang dieser Endkontur ausgestanzt wird und schließlich, insbesondere außenumfangsseitig, die Endkontur aufweist.
  • Wird das Bauelement 10, insbesondere nach dem Verpressen des Flachmaterials 12, entlang der weiteren Ausnehmung 46 durch Stanzen bearbeitet, wird beispielsweise im Bereich der Ausnehmung 46 eine Durchgangsöffnung des Bauelements 10 hergestellt, wobei diese Durchgangsöffnung nicht mehr zu den zuvor genannten Wanddickenwandungsbereichen gehört, da dann im Bereich der Durchgangsöffnung keine Wanddicke beziehungsweise kein Werkstoff des Flachmaterials 12 mehr vorhanden ist. Die durch Stanzen hergestellte Durchgangsöffnung kann dann beispielsweise als Führungskurve oder Führungsbahn beziehungsweise Führungskulisse fungieren, entlang welcher beispielsweise wenigstens ein weiteres Bauelement, insbesondere ein weiteres Teil des Scharniers, geführt werden kann, wenn das weitere Teil relativ zu dem Bauelement 10 bewegt wird. Durch das Herstellen der Ausnehmung 46 kann das Bauelement 10 somit vorgeprägt werden, um die Führungskulisse besonders zeit- und kostengünstig herstellen zu können. Insgesamt kann das Bauelement 10 besonders zeit- und kostengünstig hergestellt werden, da das Bauelement 10 einstückig ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass der Vorsprung 14 beziehungsweise das den Vorsprung 14 aufweisende Bauelement 10 aus dem einstückigen Flachmaterial 12 hergestellt wird, sodass zusätzliche Fügeoperationen, in deren Rahmen zwei separat voneinander ausgebildete Teile miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt, werden, nicht vorgesehen und nicht erforderlich sind. Insbesondere ist es nicht vorgesehen und nicht erforderlich, ein den Vorsprung 14 bildendes erstes Teil mit einem separat davon ausgebildeten zweiten Teil, welches beispielsweise als Flachmaterial ausgebildet ist, zu verbinden, insbesondere zu verschweißen, denn das Bauelement 10 kann einstückig aus dem einstückigen Flachmaterial 12 auf die beschriebene Weise hergestellt werden, indem das Flachmaterial 12 mittels der Werkzeugteile 20 und 22 verpresst wird.
  • Besonders gut aus Fig. 6 ist erkennbar, dass die Oberfläche 32 zumindest teilweise, insbesondere zumindest überwiegend, zwischen einem ersten Längenbereich der Fließbarriere 28 und der Fließbarriere 26 angeordnet ist. Insbesondere ist es möglich, dass das Bauelement 10 in dem in Fig. 1 veranschaulichten Zustand, in dem das Bauelement 10 noch nicht durch Stanzen entlang der Ausnehmungen 46 und 48 bearbeitet ist, auch in den Bereichen der Ausnehmungen 46 und 48 die Wanddicke t2 oder eine weitere Wanddicke aufweist, welche größer oder gleich der Hälfte der Wanddicke t ist, aufweist.
  • Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist, dass - wie besonders gut aus Fig. 4 erkennbar ist - im Vergleich zu durchgeprägten Konturen keine Kerbwirkung entsteht. Ferner kann eine Materialverdichtung bewirkt werden, sodass das Bauelement 10 besonders gute Eigenschaften aufweist. Darüber hinaus bleibt die Oberfläche des beispielsweise als geprägtes Element ausgebildeten Bauelements 10 zumindest im Wesentlichen glatt.
  • Mittels der Fließbarrieren 26 und 28 wird der metallische Werkstoff eingeschlossen beziehungsweise festgehalten, um ein gezieltes Fließen des metallischen Werkstoffs zu realisieren. Dabei wird durch das Verpressen des Flachmaterials 12 ein zumindest im Wesentlichen flächiger Druck sowohl von Seiten des Werkzeugteils 20 als auch von Seiten des Werkzeugteils 22 auf das Flachmaterial 12 ausgeübt, um dadurch das beschriebene Fließen des metallischen Werkstoffs in die Ausnehmung 24 gezielt zu bewirken. Mittels des Verfahrens können auch besonders komplexe Bauteile in einem Folgeverbund hergestellt werden, wobei eine Herstellung solcher Bauteile von einem Coil ohne weiteres möglich ist. Das Verfahren eignet sich somit besonders vorteilhaft zur Realisierung einer zeit- und kostengünstigen Großserienproduktion. Insbesondere ist es möglich, das Bauelement 10 in einem einzigen Hub herzustellen beziehungsweise zu erzeugen, wobei eine gezielte, mittels einer Heizeinrichtung bewirkte Erwärmung des Flachmaterials 12 unterbleiben kann.
  • Das Werkzeug 18 wird beispielsweise mittels einer Presse betätigt, wobei die Werkzeugteile 20 und 22 mittels der Presse aufeinander zu bewegt und gegeneinander beziehungsweise aufeinander zu gepresst werden. Das Werkzeug 18, insbesondere die Werkzeugteile 20 und 22 können in ein Stanzwerkzeug, insbesondere in ein Folgestanzwerkzeug integriert sein, um das Bauelement 10 mittels des Stanzwerkezgus durch Stanzen zu bearbeiten. Das Stanzwerkzeug kommt beispielsweise in der Presse zum Einsatz, Somit können sowohl die Herstellung des Vorsprungs 14 als auch die beschriebene stanzende Bearbeitung des Bauelements 10 beziehungsweise des Flachmaterials 12 auf einfache, zeit- und kostengünstige Weise, insbesondere mittels der Exzenterpresse, durchgeführt werden.

Claims (11)

  1. Verfahren zum Herstellen eines wenigstens einen Vorsprung (14) aufweisenden Bauelements (10) aus einem aus einem metallischen Werkstoff gebildeten und wenigstens eine Wanddicke (t) aufweisenden Flachmaterial (12), mit den Schritten:
    - Anordnen des Flachmaterials (12) zwischen einem ersten Werkzeugteil (20) und einem gegenüber dem ersten Werkzeugteil (20) angeordneten zweiten Werkzeugteil (22), wobei das erste Werkzeugteil (20) auf einer dem Flachmaterial (12) zugewandten Seite wenigstens eine Ausnehmung (24) zum Herstellen des Vorsprungs (14) aufweist, und wobei zumindest eines der Werkzeugteile (20, 22) wenigstens eine Fließbarriere (26, 28) aufweist, welche eine sich an die Fließbarriere (26, 28) anschließende Oberfläche (30, 32, 34) des zumindest einen Werkzeugteils (20, 22) überragt, und
    - Verpressen des zwischen den Werkzeugteilen (20, 22) angeordneten Flachmaterials (12) mittels der Werkzeugteile (20, 22),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Flachmaterial (12) derart verpresst wird, dass ein Teil des metallischen Werkstoffes aus einem ersten Teilbereich (38), in welchem der Vorsprung (14) hergestellt wird, und aus wenigstens einem an den ersten Teilbereich (38) angrenzenden und beim Verpressen zwischen der Fließbarriere (26, 28) und der Ausnehmung (24) angeordneten, zweiten Teilbereich (40) des Flachmaterials (12) mittels der Fließbarriere (26, 28) an einem Fließen von der Ausnehmung (24) weg gehindert wird und in die Ausnehmung (24) fließt, wodurch der Vorsprung (14) derart hergestellt wird, dass das Bauelement (10) nach dem Herstellen des Vorsprungs (14) in allen Wandungsbereichen, deren Abstand zu dem Vorsprung (14) kleiner oder gleich der Erstreckung (s) des Vorsprungs (14) ist, eine Wanddicke (t2) aufweist, welche größer oder gleich der Hälfte der Wanddicke (t) des Flachmaterials (12) vor der Herstellung des Vorsprungs (14) ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    auch das dem zumindest einen Werkzeugteil (20) gegenüber angeordnete andere Werkzeugteil (22) auf einer dem Flachmaterial (12) zugewandten Seite wenigstens eine zweite Fließbarriere (26, 28) aufweist, welche eine sich an die zweite Fließbarriere (26, 28) anschließende zweite Oberfläche (30, 32, 34) des anderen Werkzeugteils (20, 22) überragt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Vorsprung (14) mit einem in Längserstreckungsrichtung des Vorsprungs (14) variierenden oder konstanten Querschnitt hergestellt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die durch das Verpressen hergestellte Erstreckung (s) des Vorsprungs (14) größer als die Wanddicke (t) ist, die das Flachmaterial vor dem Herstellen des Vorsprungs (14) zumindest in dem ersten Teilbereich (38), in welchem der Vorsprung (14) hergestellt wird, aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zweite Teilbereich (40) größer als der erste Teilbereich (38) ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Fließbarriere (26, 28) in das Flachmaterial eingepresst wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    durch das Einpressen der Fließbarriere (26, 28) wenigstens eine weitere Ausnehmung (46, 48) des Bauelements (10) hergestellt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Bauelement (10) nach dem Verpressen im Bereich der weiteren Ausnehmung (46, 48) durch Stanzen bearbeitet wird.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Fließbarriere (26, 28) einen bogenförmigen Verlauf aufweist.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Fließbarriere (26, 28) einen ersten Längenbereich mit einer ersten Krümmung und einen sich an den ersten Längenbereich anschließenden, zweiten Längenbereich aufweist, welcher eine von der ersten Krümmung unterschiedliche, zweite Krümmung aufweist oder gerade verläuft.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Vorsprung (14) in einem einzigen Hub der Werkzeugteile (20, 22) hergestellt wird.
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