EP3229990A1 - Werkzeug zum umformen und / oder partiellen presshärten eines werkstücks und verfahren zum umformen und / oder partiellen presshärten eines werkstücks - Google Patents

Werkzeug zum umformen und / oder partiellen presshärten eines werkstücks und verfahren zum umformen und / oder partiellen presshärten eines werkstücks

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EP3229990A1
EP3229990A1 EP15790076.2A EP15790076A EP3229990A1 EP 3229990 A1 EP3229990 A1 EP 3229990A1 EP 15790076 A EP15790076 A EP 15790076A EP 3229990 A1 EP3229990 A1 EP 3229990A1
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EP
European Patent Office
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tool
heat
workpiece
conduction system
heat conduction
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15790076.2A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Sascha Sikora
Stéphane GRAFF
Janko Banik
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG, ThyssenKrupp AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Publication of EP3229990A1 publication Critical patent/EP3229990A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/022—Stamping using rigid devices or tools by heating the blank or stamping associated with heat treatment
    • 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
    • B21D22/06—Stamping using rigid devices or tools having relatively-movable die parts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/208—Deep-drawing by heating the blank or deep-drawing associated with heat treatment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00—Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/001—Shaping combined with punching, e.g. stamping and perforating
    • 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
    • C21D1/06—Surface hardening
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/673—Quenching devices for die quenching

Definitions

  • the present invention relates to a tool for forming and / or partial press hardening of a workpiece and to a method for forming and / or partial press hardening of a workpiece.
  • tempered tools are used to locally reduce the cooling rate. Due to the reduced cooling rate, an improved ductility is set locally on the workpiece treated in this way.
  • local tool surface temperatures of more than 400 ° C, preferably between 500 ° C and 550 ° C, sought.
  • Even light metals, such as aluminum and magnesium, are formed in tempered tools at temperatures of more than 150 ° C.
  • electrically operated heating cartridges are used for local temperature control of the tools, which emit their heat energy directly into the tool steel.
  • high temperature differences of more than 200 ° C along the surface can arise, which are contrary to the general interest in homogeneous heating of the surface.
  • the different temperatures lead to different cooling rates in the material of the workpiece and thus to different strengths in the finished workpiece.
  • maintenance on the tool at regular intervals require that the heating cartridges are replaced.
  • the heating cartridges are inserted with fit into the tool, frequently occur due to the high temperatures cohesive connections between the heating element and the tool, whereby a detachment of the heating element from the tool is difficult.
  • the present object is achieved by a tool for forming and / or partial press hardening of a workpiece, wherein the tool comprises at least in the tempered region a base body with a surface and a heat conduction with a liquid thermal medium, wherein the heat conduction is integrated into the tool such that for heating the surface, a heat emanating from a heat source is conducted via the heat conduction system to the surface of the base body, characterized in that the heat conduction system comprises a thermal oil or a melt as the thermal medium.
  • the tool according to the invention has the advantage of the thermal oil or the melt, for example molten salt or a zinc-containing melt, for. B. fine zinc melt (Zamak), which is arranged in the heat conduction system or is in a closed system.
  • the thermal oil or the melt By the use of the thermal oil or the melt, a uniform heat distribution within the liquid thermal medium can be achieved, whereby this uniform heat distribution in the liquid thermal medium advantageously ensures that the heat conduction system uniformly warms the surface (closed system).
  • the banksleitsys- tem ensures that the positioning of the heat source can be advantageously made more flexible, since it is no longer absolutely necessary to position the heat source immediately in the vicinity of the surface.
  • the forming is preferably a hot forming and / or partial press hardening and the heated surface is intended for forming and for partially setting a higher ductility in the workpiece.
  • the surface has an operating temperature of at least 400 ° C, preferably an operating temperature between 500 ° C and 550 ° C, on.
  • the tool is preferably used in "tailored tempering" in order to provide different tool segments, each with a homogeneous heat distribution, the different tool segments differing in their respective temperatures, thereby advantageously further improving the quality of the finished workpieces
  • the heating source is a heating cartridge, which is preferably in direct or indirect contact with the heat conduction system,
  • the heating source is arranged in the tool without contact to the main body.
  • the heated surface of the tool has an operating temperature of more than 150 ° C., in particular more than 200 ° C.
  • the heating source is arranged within the heat conduction system.
  • the heat source is surrounded or lapped by the thermal oil or the melt.
  • the heated surface faces the workpiece during forming of the workpiece.
  • the surface comes into contact with the workpiece during forming.
  • the surface forms part of a die or a stamp and / or has a surface profile.
  • the heat conduction system comprises a main channel, wherein the main channel extends substantially parallel to the surface.
  • the main channel extends substantially flat immediately below the surface.
  • the main channel preferably follows the course of the surface profile.
  • the distance of the heat conduction system to the main channel is substantially constant.
  • the heat conduction system comprises a plurality of supply channels, which are in fluid communication with the main channel. It is preferably provided that a plurality of heat sources are arranged in the supply channels. In particular, it is provided that at least one heating source is provided for each supply channel. Furthermore, the supply channels are preferably arranged at regular intervals from one another.
  • the main channels and / or supply channels are designed as recesses in the main body. For example, one of these recesses is formed by a bore and / or a milled groove.
  • the thermal medium is arranged statically in the heat conduction system or the thermal conduction system is flowed through by the thermal medium.
  • the tool comprises a base plate, wherein a gap between the base plate and the base plate body forms the heat conduction system.
  • a heating source is arranged on the base plate.
  • the plurality of heat sources is arranged on the base plate such that the individual heat sources protrude into the supply channels. For example, the multiplicity of heat sources can then be removed from the tool without great effort by detaching the base plate with the multiplicity of heat sources from the base body. This further facilitates the performance of the maintenance work.
  • Another object of the present invention is a method for forming and / or partial press hardening of a workpiece with a tool according to the invention.
  • Another object of the present invention is a method for exchanging a heat source from a tool according to the invention.
  • FIG. 1 shows a tool according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • the tool 1 shows a tool 1 according to an exemplary embodiment of the present invention. It is preferably provided that it is a tool 1 for forming, in particular hot forming and / or partial press hardening.
  • the tool 1 workpieces (not shown here) made of a manganese-boron steel or a composite material, in particular TriBond shaped.
  • the tool 1 comprises a base body 2, on whose side facing a workpiece a surface 6 can be found, which comes into contact with the workpiece during forming. It is further provided that this surface 6 of the tool 1 an operating temperature of more than 400 ° C, in particular an operating temperature between see 500 ° C and 550 ° C, when the workpiece is deformed or formed by the tool 1.
  • the tool next to the main body 2 has a base plate 5 and formed by the arrangement of the base plate 5 and the base body 2, a gap.
  • the preferred filling of this gap with a thermal oil or a melt (molten salt) gives the intermediate space the functionality of a heat conducting system 3, which conducts a heat emanating from a heat source 4 to the surface 6.
  • the heat conduction system 3 comprises a main channel 7, which extends substantially parallel to the surface 6 of the base body 2, in particular flat, and particularly preferably extends directly below the surface 6.
  • the distance of the main channel from the surface 6 is preferably less than 6 cm, preferably less than 4 cm and particularly preferably less than 2 cm.
  • the heat conduction system 3 is designed like a rib.
  • the heat conduction system 3 comprises a plurality of supply channels 8, which are each in fluid communication with the main channel 7.
  • the heat sources 4 are arranged within the supply channels 8.
  • the heat sources 4 are mounted directly on the base plate 5 and / or the heat sources 4 of the thermal oil or the melt (molten salt) directly surrounded, in particular lapped are (closed system).
  • the heat source 4 is preferably arranged contactlessly relative to the base body 2 on the tool 1.
  • the base plate 5 is detached from the base body 2.
  • the base plate 5 is detachably attached to the base body 2.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung schlägt ein Werkzeug zum Umformen und/oder partiellen Presshärten eines Werkstücks vor, wobei das Werkzeug einen Grundkörper mit einer Oberfläche und ein Wärmeleitsystem mit einem Thermalmedium umfasst, wobei das Wärmeleitsystem derart in das Werkzeug integriert ist, dass zum Heizen der Oberfläche eine von einer Heizquelle ausgehende Wärme über das Wärmeleitsystem zur Oberfläche des Grundkörpers geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitsystem als Thermalmedium ein Thermalöl oder eine Schmelze umfasst.

Description

BESCHREIBUNG
Titel Werkzeug zum Umformen und/oder partiellen Presshärten eines Werkstücks und Verfahren zum Umformen und/oder partiellen Presshärten eines Werkstücks
Stand der Technik Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Umformen und/oder partiellen Presshärten eines Werkstücks und ein Verfahren zum Umformen und/oder partiellen Presshärten eines Werkstücks.
Bei der Warmumformung bzw. beim Presshärten von Mangan-Bor-Stählen und möglichen Verbundwerkstoffen, wie z. B. TriBond®, werden zur lokalen Reduzierung der Abkühlgeschwindigkeit tempe- rierte Werkzeuge eingesetzt. Durch die reduzierte Abkühlgeschwindigkeit wird an dem so behandelten Werkstück lokal eine verbesserte Duktilität eingestellt. Dabei werden lokal Werkzeugoberflächentemperaturen von mehr als 400 °C, vorzugsweise zwischen 500 °C und 550 °C, angestrebt. Auch Leichtmetalle, wie beispielsweise Aluminium und Magnesium, werden in temperierten Werkzeugen bei Temperaturen von mehr als 150 °C umgeformt.
In der Regel werden zum lokalen Temperieren der Werkzeuge elektrisch betriebene Heizpatronen verwendet, die direkt ihre Wärmeenergie in den Werkzeugstahl abgeben . Infolgedessen können hohe Temperaturunterschiede von mehr als 200 °C entlang der Oberfläche entstehen, die dem allgemeinen Interesse an einem homogenen Erwärmen der Oberfläche entgegenstehen. Schließlich führen die unterschiedlichen Temperaturen zu unterschiedliche Abkühlgeschwindigkeiten im Werkstoff des Werkstücks und somit zu unterschiedlichen Festigkeiten im gefertigten Werkstück. Zudem ist es oftmals aus konstruktiven Gründen nicht möglich, die Heizpatrone so anzuordnen, dass eine gewünschte Heizleistung an eine bestimmte Stelle gelangt. Außerdem erfordern Wartungsarbeiten am Werkzeug in regelmäßigen Abständen, dass die Heizpatronen ausgetauscht werden. Da die Heizpatronen allerdings mit Passung in das Werkzeug eingebracht sind, treten häufig durch die hohen Temperaturen stoffschlüssige Verbindungen zwischen der Heizpatrone und dem Werkzeug auf, wodurch ein Herauslösen der Heizpatrone aus dem Werkzeug erschwert wird.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug zum Umformen und/oder partiellen Presshärten zur Verfügung zu stellen, mit dem in Hinblick auf die Temperaturverteilung ein möglichst homogener Bereich an der Werkzeugoberfläche bereitgestellt wird . Weiterhin wäre es wünschenswert, mögliche Wartungsarbeiten im Vergleich zum Stand der Technik zu vereinfachen bzw. die Handhabe der Wartungsarbeiten zu erleichtern . Die vorliegende Aufgabe wird gelöst durch ein Werkzeug zum Umformen und/oder partiellen Presshärten eines Werkstücks, wobei das Werkzeug zumindest im temperierten Bereich einen Grundkörper mit einer Oberfläche und ein Wärmeleitsystem mit einem flüssigen Thermalmedium umfasst, wobei das Wärmeleitsystem derart in das Werkzeug integriert ist, dass zum Heizen der Oberfläche eine von einer Heizquelle ausgehende Wärme über das Wärmeleitsystem zur Oberfläche des Grundkörpers geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitsystem als Thermalmedium ein Thermalöl oder eine Schmelze umfasst.
Gegenüber dem Stand der Technik hat das erfindungsgemäße Werkzeug den Vorteil des Thermalöls oder der Schmelze, beispielsweise Salzschmelze oder einer zinkhaltigen Schmelze, z. B. Feinzink- schmelze (Zamak), die im Wärmeleitsystem angeordnet ist respektive sich in einem geschlossenen System befindet. Durch die Verwendung des Thermalöls oder der Schmelze ist eine gleichmäßige Wärmeverteilung innerhalb des flüssigen Thermalmediums erreichbar, wodurch diese gleichmäßige Wärmeverteilung im flüssigen Thermalmedium in vorteilhafter Weise dafür sorgt, dass das Wärmeleitsystem die Oberfläche gleichmäßig wärmt (geschlossenes System). Weiterhin sorgt das Wärmeleitsys- tem dafür, dass die Positionierung der Heizquelle in vorteilhafter Weise flexibler gestaltet werden kann, da es nicht länger zwingend erforderlich ist, die Heizquelle unmittelbar in der Nähe der Oberfläche zu positionieren.
Vorzugsweise handelt es sich beim Umformen um ein Warmumformen und/oder partielles Presshärten und die aufgewärmte Oberfläche ist zum Umformen und zum partiellen Einstellen einer höheren Dukti- lität im Werkstück vorgesehen. Dabei weist die Oberfläche eine Betriebstemperatur von wenigstens 400 °C, vorzugsweise eine Betriebstemperatur zwischen 500 °C und 550 °C, auf. Insbesondere ist es vorstellbar, dass das Werkzeug bevorzugt beim„tailored tempering " verwendet wird, um unterschiedliche Werkzeugsegmente jeweils mit einer homogenen Wärmeverteilung bereitzustellen, wobei sich die unterschiedlichen Werkzeugsegmente in ihrer Temperatur jeweils unterscheiden . Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise die Qualität der gefertigten Werkstücke weiter verbessern, die beim "tailored tempering " entstehen. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Heizquelle eine Heizpatrone ist, die vorzugsweise mittelbar oder unmittelbar mit dem Wärmeleitsystem in Kontakt steht. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Heizquelle im Werkzeug kontaktlos zum Grundkörper angeordnet ist. Bei der Warmum- formung von beispielsweise Leichtmetallen, wie Aluminium und Magnesium, weist die aufgewärmte Oberfläche des Werkzeugs eine Betriebstemperatur von mehr als 150 °C, insbesondere mehr als 200 °C auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Heiz- quelle innerhalb des Wärmeleitsystems angeordnet ist. Insbesondere wird die Heizquelle von dem Thermalöl oder der Schmelze umgeben bzw. umspült. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise eine stoffschlüssige Verbindung, beispielsweise in Form einer Verschweißung, zwischen dem Grundkörper und der Heizquelle vermeiden . Infolgedessen kann die Heizquelle ohne großen Aufwand, beispielsweise bei Wartungsarbeiten, aus dem Werkzeug herausgelöst werden .
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die beheizte Oberfläche beim Umformen des Werkstücks dem Werkstück zugewandt ist. Insbesondere tritt die Oberfläche mit dem Werkstück beim Umformen in Kontakt. Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Oberfläche einen Teil einer Matrize oder eines Stempels bildet und/oder ein Oberflächenprofil aufweist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Wärmeleitsystem einen Hauptkanal umfasst, wobei der Hauptkanal sich im Wesentlichen parallel zur Oberfläche erstreckt. Insbesondere erstreckt sich der Hauptkanal im Wesentlichen flächig unmittelbar unterhalb der Oberfläche. Dabei folgt der Hauptkanal vorzugsweise dem Verlauf des Oberflächenprofils. Insbesondere ist der Abstand des Wärmeleitsystems zum Hauptkanal im Wesentlichen konstant.
Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise eine Gleichverteilung der Temperatur entlang der Oberfläche weiter verbessern.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass das Wärmeleitsystem eine Vielzahl an Versorgungskanälen, die mit dem Hauptkanal in Fluidverbindung stehen, umfasst. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass mehrere Heizquellen in den Versorgungskanälen angeordnet sind. Insbesondere ist es vorgesehen, dass für jeden Versorgungskanal zumindest eine Heizquelle vorgesehen ist. Weiterhin sind die Versorgungskanäle bevorzugt in regelmäßigen Abständen zueinander angeordnet. Insbesondere sind die Hauptkanäle und/oder Versorgungskanäle als Aussparungen im Grundkör- per ausgestaltet. Beispielsweise wird eine dieser Aussparungen durch eine Bohrung und/oder eine gefräste Nut gebildet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Thermalmedium statisch in dem Wärmeleitsystem angeordnet ist oder das Wärmeleitsystem vom Thermalmedium durchströmt ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Werkzeug eine Grundplatte umfasst, wobei ein Zwischenraum zwischen der Grundplatte und dem Grund- körper das Wärmeleitsystem bildet. Insbesondere ist es vorgesehen, dass eine Heizquelle an der Grundplatte angeordnet ist. Weiterhin ist es vorstellbar, dass die Vielzahl an Heizquellen derart an der Grundplatte angeordnet ist, dass die einzelnen Heizquellen in die Versorgungskanäle hineinragen. Beispielsweise lässt sich dann die Vielzahl an Heizquellen ohne großen Aufwand vom Werkzeug ent- fernen, in dem man die Grundplatte mit der Vielzahl an Heizquellen vom Grundköper löst. Dadurch wird das Durchführen der Wartungsarbeiten weiter erleichtert.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Umformen und/oder partiellen Presshärten eines Werkstücks mit einem erfindungsgemäßen Werkzeug.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Austauschen einer Heizquelle aus einem erfindungsgemäßen Werkzeug .
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Figur 1 zeigt ein Werkzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung .
Ausführungsformen der Erfindung
In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.
In Figur 1 ist ein Werkzeug 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass es sich um ein Werkzeug 1 zum Umformen, insbesondere Warmumformen und/oder partiellen Presshärten handelt. Beispielsweise werden mit dem Werkzeug 1 Werkstücke (hier nicht dargestellt) aus einem Mangan-Bor-Stahl oder aus einem Verbundstoff, insbesondere TriBond, geformt. Dazu umfasst das Werkzeug 1 einen Grundkörper 2, an dessen zu einem Werkstück gewandten Seite eine Oberfläche 6 zu finden ist, die beim Umformen mit dem Werkstück in Kontakt tritt. Dabei ist es weiterhin vorgesehen, dass diese Oberfläche 6 des Werkzeugs 1 eine Betriebstemperatur von mehr als 400 °C, insbesondere eine Betriebstemperatur zwi- sehen 500°C und 550°C, aufweist, wenn das Werkstück durch das Werkzeug 1 verformt bzw. umgeformt wird. Weiterhin ist es vorzugsweise vorgesehen, dass das Werkzeug neben dem Grundkörper 2 eine Grundplatte 5 aufweist und sich durch die Anordnung von Grundplatte 5 und Grundkörper 2 ein Zwischenraum ausbildet. Durch das bevorzugte Auffüllen dieses Zwischenraums mit einem Thermalöl oder einer Schmelze (Salzschmelze) erhält der Zwischenraum die Funktionalität eines Wärmeleitsystems 3, das eine von einer Heizquelle 4 ausgehende Wärme zu der Oberfläche 6 leitet. Für eine möglichst gleichmäßige Verteilung umfasst das Wärmeleitsystem 3 einen Hauptkanal 7, der sich im Wesentlichen parallel zur Oberfläche 6 des Grundkörpers 2, insbesondere flächig , erstreckt und besonders bevorzugt unmittelbar unterhalb der Oberfläche 6 verläuft. Insbesondere beträgt der Abstand des Hauptkanals von der Oberfläche 6 vorzugsweise weniger als 6 cm, bevorzugt weniger 4 cm und besonders bevorzugt weniger als 2 cm. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das Wärmeleitsystem 3 rippenartig ausgestaltet ist. Dabei umfasst das Wärmeleitsystem 3 eine Mehrzahl an Versorgungskanälen 8, die jeweils mit dem Hauptkanal 7 in Fluidverbindung stehen. Insbesondere sind die Heizquellen 4 innerhalb der Versorgungskanäle 8 angeordnet. Denkbar ist dabei, dass die Heizquellen 4 direkt an der Grundplatte 5 montiert sind und/oder die Heizquellen 4 von dem Thermalöl oder der Schmelze (Salzschmelze) unmittelbar umgeben, insbesondere umspült sind (geschlossenes System). Dabei ist die Heizquelle 4 vorzugsweise kontaktlos zum Grundkörper 2 am Werkzeug 1 angeordnet. Insbesondere ist es vorstellbar, dass für Wartungsarbeiten an den Heizquellen 4, insbesondere Heizpatronen, die Grundplatte 5 vom Grundkörper 2 gelöst wird . Dafür ist es vorgesehen, dass die Grundplatte 5 lösbar an dem Grundkörper 2 angebracht ist.
Bezugszeichenliste
1 Werkzeug
2 Grundkörper
3 Wärmeleitsystem
4 Heizquelle
5 Grundplatte
6 Oberfläche
7 Hauptkanal
8 Versorgungskanal

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Werkzeug (1) zum Umformen und/oder partiellen Presshärten eines Werkstücks, wobei das Werkzeug (1) einen Grundkörper (2) mit einer Oberfläche (6) und ein Wärmeleitsystem (3) mit einem Thermalmedium umfasst, wobei das Wärmeleitsystem (3) derart in das Werkzeug (1) integriert ist, dass zum Heizen der Oberfläche (6) eine von einer Heizquelle (4) ausgehende Wärme über das Wärmeleitsystem (3) zur Oberfläche (6) des Grundkörpers (2) geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmeleitsystem (3) als Thermalmedium ein Thermalöl oder eine Schmelze umfasst.
2. Werkzeug (1) gemäß Anspruch 1 , wobei die Heizquelle (4) innerhalb des Wärmeleitsystems (3) angeordnet ist.
3. Werkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche , wobei die beheizte Oberfläche (6) beim Umformen und/oder partiellen Presshärten des Werkstücks dem Werkstück zugewandt ist.
4. Werkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Wärmeleitsystem (1) einen Hauptkanal (7) umfasst, wobei der Hauptkanal (7) sich im Wesentlichen parallel zur Oberfläche (6) erstreckt.
5. Werkzeug (1) gemäß Anspruch 4, wobei das Wärmeleitsystem (3) eine Vielzahl an Versorgungskanälen (8), die mit dem Hauptkanal (7) in Fluidverbindung stehen, umfasst.
6. Werkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Thermalmedium statisch in dem Wärmeleitsystem (3) angeordnet ist oder das Wärmeleitsystem (3) vom Thermalmedium durchströmt ist.
7. Werkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Werkzeug (1) eine Grundplatte (5) umfasst, wobei ein Zwischenraum zwischen der Grundplatte (5) und dem Grundkörper (2) Teil des Wärmeleitsystems (3) ist.
8. Verfahren zum Umformen und/oder partiellen Presshärten eines Werkstücks mit einem Werkzeug (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
9. Verfahren zum Austauschen einer Heizquelle aus einem Werkzeug (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7.
EP15790076.2A 2014-12-11 2015-10-29 Werkzeug zum umformen und / oder partiellen presshärten eines werkstücks und verfahren zum umformen und / oder partiellen presshärten eines werkstücks Withdrawn EP3229990A1 (de)

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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102014118416B4 (de) * 2014-12-11 2017-02-23 Thyssenkrupp Ag Werkzeug zum Umformen und/oder partiellen Presshärten eines Werkstücks

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US81047A (en) * 1868-08-11 Caleb whitmorb
JP2549625B2 (ja) 1986-05-19 1996-10-30 株式会社東芝 カラ−受像管用シヤドウマスクの温間成形装置
FR2842753B1 (fr) 2002-07-26 2005-03-11 Financ D Etudes Et De Dev Ind Procede de realisation d'un outil destine au formage d'une matiere et outil susceptible d'etre realise par ce procede
US7159437B2 (en) 2004-10-07 2007-01-09 General Motors Corporation Heated die for hot forming
DE102005018240B4 (de) 2005-04-19 2010-11-18 Benteler Automobiltechnik Gmbh Vorrichtung zum Umformen von Metallblechen
JP2007190563A (ja) * 2006-01-17 2007-08-02 Atsuta Seiki Kk 金型
DE102008035023A1 (de) * 2008-07-25 2010-02-18 Creative Balloons Maschinenbau Gmbh & Co. Kg Formwerkzeug zur Herstellung von Ballon- oder Hohlkörpern aus einem schlauchförmigen Rohling oder Extrudat durch Blasformung
DE102009045597B3 (de) * 2009-10-12 2011-01-27 Voestalpine Automotive Gmbh Vorrichtung zum Herstellen gehärteter Stahlbauteile
DE102010027554A1 (de) * 2010-07-19 2012-01-19 Thyssenkrupp Umformtechnik Gmbh Umformwerkzeug und Verfahren zum Warmumformen und partiellen Presshärten eines Werkstückes aus Stahlblech
CN103597107B (zh) * 2011-06-10 2016-06-22 株式会社神户制钢所 热压成形品、其制造方法和热压成形用薄钢板
CN202336541U (zh) 2011-11-28 2012-07-18 古河奇宏电子（苏州）有限公司 导热管用成型模具
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
CN203304430U (zh) 2013-05-27 2013-11-27 沈阳鑫科能源技术有限公司 一种热压模具的加热设备
CN105899306B (zh) * 2014-02-24 2018-09-07 宝马股份公司 用于对工件进行造型加工的成形模具以及用于在成形模具上设置调温装置的方法
DE102014221997A1 (de) * 2014-10-29 2016-05-04 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Formwerkzeug zur Herstellung von warmumgeformten Bauteilen
DE102014118416B4 (de) * 2014-12-11 2017-02-23 Thyssenkrupp Ag Werkzeug zum Umformen und/oder partiellen Presshärten eines Werkstücks
EP3072980B1 (de) * 2015-03-26 2018-02-14 weba Werkzeugbau Betriebs GmbH Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines partiell gehärteten formteils

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