EP3439807A1 - Verfahren und vorrichtung zum umformen eines halbzeugs - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum umformen eines halbzeugs

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Publication number
EP3439807A1
EP3439807A1 EP17714440.9A EP17714440A EP3439807A1 EP 3439807 A1 EP3439807 A1 EP 3439807A1 EP 17714440 A EP17714440 A EP 17714440A EP 3439807 A1 EP3439807 A1 EP 3439807A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
semifinished product
molding
forming
fixing
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP17714440.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michael BRÜGGENBROCK
Thomas Flehmig
Lothar HÖMIG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG, ThyssenKrupp AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Publication of EP3439807A1 publication Critical patent/EP3439807A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/12—Edge-curling
    • B21D19/14—Reinforcing edges, e.g. armouring same
    • 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
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/22—Deep-drawing with devices for holding the edge of the blanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/26—Deep-drawing for making peculiarly, e.g. irregularly, shaped articles

Definitions

  • the present invention is based on a method for forming a semifinished product, wherein in a provisioning step, the semifinished product is provided and subsequently formed.
  • DE 698 06 887 T2 discloses a method for forming a semifinished product, wherein the semifinished product is reshaped such that a thickness of the deformed semifinished product first decreases abruptly toward an edge of the semifinished product and then increases suddenly.
  • DE 39 91 692 T1 and DE 10 2006 005 964 B3 each disclose a method for forming a semifinished product, wherein the semifinished product is reshaped such that a thickness of the deformed semifinished product increases abruptly towards an edge of the semifinished product.
  • DE 199 57 076 B4 discloses a method for punching and forming a semifinished product, wherein the semifinished product is perforated and reshaped in a method step such that a thickness of the perforated and deformed semifinished product increases abruptly towards an edge of the semifinished product.
  • the cold and hot forming of ultra-high strength steels is a major contribution to lightweight steel construction.
  • the process chain usually also includes a component trimming and a punching, which is carried out in the case of high material strengths with special tools or in a laser cell.
  • a component trimming and a punching which is carried out in the case of high material strengths with special tools or in a laser cell.
  • mechanical trimming or perforations not infrequently the cut quality with respect to the cut surface is low. Cuts and perforations known from the prior art usually have the disadvantage that edges of the cuts and perforations are susceptible to cracks or have a low resistance to crack formation and crack propagation. This is explained, for example, by the fact that the edges of the cuts have microscopically small notches.
  • This object is achieved in that in a solid forming step, a molding region of the semifinished product is reshaped such that a thickness of the deformed molding region steadily increases towards an edge of the semifinished product.
  • the method according to the invention for forming a semifinished product has the advantage over the prior art that the mechanical properties of the formed semifinished product can be adjusted in a particularly targeted manner by means of the thickness of the deformed molding area, which increases steadily to the edge of the semifinished product.
  • the method according to the invention it is advantageously possible with the method according to the invention to increase the carrying capacity of the formed semi-finished product compared to the prior art. This is achieved, in particular, by the method according to the invention being able to selectively adjust the thickness of the semifinished product in the area of the deformed molding area. In this way, it is particularly advantageously possible to match the thickness of the deformed molding region or a thickness profile of the deformed molding region substantially parallel to a main plane of extension of the semifinished product to the stress distribution which is likely to occur in the region of the edge during operation of a component produced by means of the present invention.
  • edge geometry and edge formation can be designed so that the edge crack sensitivity is reduced and the load capacity is increased with the inventive method by using material-inherent material in perforations, notches and / or edges of components or boards.
  • the method according to the invention can be increased during the production of a component at the desired locations by local accumulation of material on the outer or inner edges (recesses and / or holes) of the component or its board, the sheet thickness of said edges.
  • the spatial extent of the thickening is directly dependent on the provided material surplus and the shaping method.
  • a further advantage of the method according to the invention is that a calibration of the component produced by the method according to the invention is made possible with the aid of the specifically shaped forming area.
  • the semifinished product preferably consists of a high-strength steel, particularly preferably of a high-strength lightweight structural steel.
  • the molding region comprises a subregion of the semifinished product, preferably an edge region of the semifinished product.
  • the deformed molding region preferably comprises the molding region formed by plastic deformation (massive molding).
  • the thickness is preferably an extension of the semifinished product substantially perpendicular to a main extension plane of the semifinished product.
  • the thickness of the semi-finished product provided is preferably substantially constant.
  • the thickness of an integrally formed semifinished product is substantially constant, in which case the thickness is preferably an expansion of the semifinished product substantially perpendicular to a main extension surface.
  • the main extension surface extends in the semi-finished product provided along the main extension plane and in the molded and formed semi-finished product at least partially outside the main extension plane.
  • the edge is preferably an interface, particularly preferably an edge, of the formed semifinished product.
  • the edge in the main plane of extension is rectilinear, convex and / or concavely curved.
  • the process according to the invention is preferably carried out within a process for the production of very high-strength structural components with edge and / or hole reinforcements.
  • the semifinished product in a fixing step, is fixed.
  • the semifinished product does not slip in a method step following the fixing step and, if necessary, at the same time enables the semifinished product to be formed only outside a fixing region of the semifinished product during a subsequent molding of the molding region of the semifinished product.
  • the fixing step is carried out at least partially after the provisioning step, wherein the solid forming step is carried out at least partially after the fixing step.
  • the fixing step and the massive forming step are carried out at least partially simultaneously. This advantageously makes it possible for the semifinished product to be essentially fixed and reshaped within a method step. This allows a reduction in the production time in comparison to a successive performing the fixing and massive forming step and thus enables a particularly cost-saving process.
  • the semifinished product in a molding step, is formed.
  • the semifinished product is formed in a molding step.
  • the molding step is carried out at least partially in time after the provisioning step, wherein the solid molding step is carried out at least partially in time after the molding step.
  • the molding step is carried out at least partially in time after the fixing step, wherein the solid molding step is carried out at least partially in time after the molding step.
  • the fixing step and the molding step are carried out at least partially simultaneously.
  • the semifinished product preferably a fixing region of the molded semifinished product
  • the renewed fi xier suits time after the Anform suits and temporally before the massive forming step is performed.
  • the semifinished product is advantageously possible for the semifinished product to be at least partially fixed for the massive forming step, and thus only the molding region of the semifinished product to be formed in the massive forming step.
  • a plastic deformation of the molding area is made possible, without resulting in the fixing region of the semifinished product to a plastic deformation of the fixing region leading mechanical stresses during the solid forming step or introduced into the fixing.
  • the inventive method is particularly advantageous over known from the prior art multi-stage manufacturing process of randberoughELI components in which a minimal form board is provided, which contains a material reserve by additional length portions in all cross-sectional areas and is subjected to a compressive stress over the entire board, which a small material thickening leads to the flat areas of the component thus produced.
  • a compressive stress overlay generated in the massive forming step is used for calibrating the deformed semifinished product and the springback of the component is minimized.
  • the molding region of the semifinished product in the solid forming step is reshaped such that the center of mass of the molding region after the massive forming step is arranged further in the direction of the edge than before the massive forming step.
  • the molding region of the semifinished product in the solid-forming step is reshaped such that the center of mass of the molding region is arranged further in the direction of the edge before the massive molding step than after the massive molding step.
  • a redistribution of material of the semifinished product from a cutting edge or from a waste area and in the direction of the interior of the semifinished product is thus made possible.
  • the massive forming step comprises a cold forming step, a warm forging step or a hot working step.
  • the hot-forming step comprises a tailored tempering step.
  • the massive forming step comprises a recrystallization annealing step, wherein the semifinished product, preferably the deformed molding region, is at least partially recrystallization annealed.
  • the molded semi-finished product is removed from the device, preferably in time after the molding step.
  • the shaped semi-finished product is removed from the device, preferably after the massive forming step.
  • Another object of the present invention is a device for forming a semifinished product, in particular according to a method according to the invention, wherein the device comprises a mold, wherein the mold is formed such that a Anform Scheme the semifinished product is deformable such that a thickness of the deformed Anform Schemes to steadily increasing towards one edge of the semifinished product.
  • the advantages of the method according to the invention also apply correspondingly to the device according to the invention.
  • the mold comprises a first mold punch and a second mold punch.
  • the first die punch and the second punch die are formed such that the geometric shape or a spatial extent of the deformed Anform Schemes can be determined.
  • the first die punch and the second punch die are formed such that the spatial arrangement of the deformed Anform Schemes relative to a non-deformed region of the semifinished product can be determined.
  • the thickening side can be selected by the design of the molding tools (inside / outside / center).
  • the device comprises a fixing tool, wherein the fixing tool is designed such that the semifinished product is fixable.
  • a further advantage of the method according to the invention and of the device according to the invention is that the rigidity of the component produced from the semifinished product and in particular, of course, the edge itself increases.
  • Another advantage is that the targeted reshaped molding area or thickening, the application of further shaping methods, such as. the thread forming or edge widening allow. Additional positive effects also result from the reduction in edge crack susceptibility. As a result, for example, both the fatigue strength of the component is increased and increases the drawability of Grenz sectionen thermoforming components.
  • the rim or edge is formed on hardened and preferably polished tool geometries, thereby reducing the micro-notches and enabling higher (smoother and defined) loads.
  • the targeted adjustment of the deformed Anform Schemes or by the concentrated at the edge or at outer edges thickening to increase the rigidity of the component produced by the method according to the invention and thus for example to reduce the length of flanges or this whole omit.
  • space can be gained and allow a particularly weight-saving design method.
  • the method according to the invention to partially avoid inner measures on measures such as the use of washers or the welding of thickening areas.
  • the solid forming step or the thickening either before the molding of the component (for example on a circuit board) or before the molding, i. time before the molding step, during the molding of the component or during the molding, i. temporally during the molding step, or after the molding of the component or after molding, i. time after the Anform suits, is performed.
  • FIG. 1 shows a flow chart according to an exemplary method of the present invention.
  • Figure 2 to Figure 7 are schematic views according to an exemplary embodiment and their production of another object of the present invention.
  • Figures 8 to 10 are schematic views according to another exemplary embodiment and their production of the further subject of the present invention.
  • Figures 11 to 13 are schematic views according to a third exemplary embodiment and their production of the further subject of the present invention.
  • FIGS. 14 to 19 are schematic views according to a fourth exemplary embodiment and their production of the further subject matter of the present invention.
  • Figures 20 to 24 are schematic views according to a fifth exemplary embodiment and their production of the further subject of the present invention.
  • FIGS. 25 to 31 are schematic views according to a sixth exemplary embodiment and their production of the further subject matter of the present invention.
  • FIG. 1 there is shown a flow chart according to an example method of the present invention.
  • a provisioning step 101 and a massif Form step 102 shown.
  • the semifinished product 1 is provided in the provisioning step 101.
  • a molding region 5 of the semifinished product 1 is shaped such that a thickness 3 of the deformed molding region 5 increases steadily towards an edge 7 of the semifinished product 1.
  • the semifinished product 1 is additionally fixed in a fixing step. Furthermore, it is also provided, for example, that the semifinished product 1 is formed in a molding step.
  • FIGS. 2 to 7 show schematic views according to an exemplary embodiment and procedures of a further subject matter of the present invention.
  • FIGS. 8 to 10 show another exemplary embodiment and procedures
  • FIGS. 11 to 13 show a third exemplary embodiment and procedures
  • FIGS. 14 to 19 show a fourth exemplary embodiment and procedures
  • FIGS. 20 to 24 show a fifth exemplary embodiment and procedures
  • FIGS Fig. 25 to Fig. 31 show a sixth exemplary embodiment and procedures of another object of the present invention.
  • FIGS. 2 to 31 Exemplary embodiments and procedures of a device 200 for forming a semifinished product 1 are shown in FIGS. 2 to 31, wherein the device 200 comprises a molding tool 201 and a fixing tool 203, preferably a holding-down device.
  • the molding tool 201 is designed, for example, such that the molding region 5 of the semifinished product 1 can be deformed in such a way that a thickness 3 of the deformed molding region 5 continuously increases towards an edge 7 of the semifinished product 1.
  • the semifinished product 1 preferably comprises a main extension plane 100, wherein the main extension plane 100 in the provided semifinished product 1, as illustrated, for example, in FIG. 2, comprises a main extension surface or a main extension surface.
  • the main extension surface of the molded and formed semifinished product 1 is at least partially disposed outside the main extension plane 100. It is preferably provided that the main extension surface extends along a surface of the formed and formed semifinished product 1.
  • the mold 201 preferably comprises a first mold punch 205 and a second mold punch 207.
  • the first mold tool punch 205 and the second mold punch 207 formed against each other movable.
  • the first die punch 205 and the second die punch 207 are formed such that the molded molding portion 5 is at least partially receivable by the first die punch 205 and the second die punch 207.
  • the invention provides that the fixing tool 203 is designed such that the semifinished product 1 is fixable.
  • the fixing tool 203 preferably comprises a first Fixierwerkmaschinestempel 209 and a second Fixierwerkmaschinestempel 21 1.
  • the first Fixierwerkdusstempel 209 and the second Fixierwerkmaschinestempel 21 1 are mutually movable.
  • the first Fixierwerkmaschinestempel 209 and the second Fixierwerkmaschinestkov 21 1 are formed such that the semifinished product 1 at least partially between the first Fixierwerkmaschinemaschineschwmaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinemaschinestempel 21 1 can be accommodated.
  • FIG. 2 to FIG. 7 show, by way of example, times of a method for shaping thickened outer edges on a printed circuit board.
  • FIG. 2 shows the provisioning step 101, wherein the semifinished product 1, preferably a circuit board, is provided.
  • the semifinished product 1 is placed in the fixing tool 203 or in a receptacle of the fixing tool 203 or on the second Fixierwerkmaschinestempel 21 1.
  • the second Fixierwerkmaschinestempel 21 1 and the receptacle comprises a recess 215, preferably in the form of a notch.
  • FIG. 3 shows the device 200 including semifinished product 1 after the fixing step, wherein the semifinished product 1 shown in FIG. 3 is arranged fixed in the device 200.
  • the first fixing tool punch 209 has been moved in the direction of the second fixing tool punch 21 1.
  • the fixing tool 203 is closed in such a way that the semifinished product 1 is fixed only with a fixing region of the semifinished product 1, wherein the application region 5 is not fixed.
  • a chamfering area of the semifinished product 1 is not covered.
  • FIG. 4 shows the device 200 including semifinished product 1 after the molding step, wherein the semifinished product 1 shown in FIG. 4 is formed by means of the device 200.
  • the device 200 comprises a molding tool 213 for molding the semifinished product 1, preferably the molding region 5 of the semifinished product 1, wherein the molding tool 213 comprises a molding tool.
  • stamp for example, the Anformwerkmaschineschwtempel opposite the second Fixierwerkmaschineschwtkov 21 1 is designed to be movable.
  • the Anformtechnikmaschineschwstkov is preferably designed as a V-punch.
  • the forming die is moved in the direction of the second fixing tool punch 21 1 and in the direction of the recess 215, so that a pre-beveling with a fold or a rounding or rounding off of the semifinished product 1 is carried out.
  • the semifinished product 1 formed in the molding step is removed from a first device unit of the device 200 shown in FIG. 4 and inserted into a second device unit of the device 200 shown in FIG.
  • the integrally formed semifinished product 1 or the beveled or beveled board lies on a base of the molding tool 201.
  • the molding area 5 projects beyond the base of the molding tool 201 in the direction of the second molding die 207.
  • the beveled or beveled board rests freely on the base of the molding tool 201 with one edge.
  • the semifinished product 1 between the first mold punch 205 and the base of the mold 201 is fixed.
  • FIG. 6 shows the device 200 or the second device unit of the device 200, including the semi-finished product 1 formed after a renewed fixing step.
  • the first forming die 205 preferably at least partially a further holding-down device, holds the non-molded-on region or the remaining region of the semifinished product 1 flat.
  • FIG. 7 shows the device 200 including semifinished product 1 after the massive forming step 102.
  • the second molding tool 207 preferably an edge molding die, is preferably moved in the direction of the first molding tool 205.
  • the formed molding region 5 or the pre-bent region of the semifinished product 1 is deformed or bent in the direction of the first molding tool 205 and a reshaped molding region 5 or a thickening is produced by plastic deformation or by material flow.
  • a thickening of the semifinished product 1 or the board is advantageously possible because the semifinished product 1 is pressed by the first mold die 205 to the pad of the mold 201 such that the semifinished product 1 during the massive forming step 102 can not slip.
  • the length of the main extension surface of the integrally formed semifinished product 1 is longer in the image plane than the spatial extent of the deformed forming region 5 as shown in FIG.
  • the bevel or bevel of the board is longer than the thickened area. This ensures that the excess material flows into the thickness 3.
  • Characteristic of the thickening is that the thickness 3 at the outer edge is the largest and decreases toward the inside of the board.
  • the device 200 is designed as a combination tool and comprises the first device unit and the second device unit.
  • the thickening can be made in a combination tool.
  • the method according to the invention is carried out in a device 200 or in a tool together with a semifinished product or blank cut (for the bevel, however, elsewhere).
  • the semifinished product cut is performed on a side of the semifinished product 1 facing away from the edge 7.
  • FIG. 8 to FIG. 10 show, by way of example, times of a method for shaping thickened outer edges of a nearly finished component with a flange.
  • FIG. 8 shows the provisioning step 101, wherein the semifinished product 1, preferably a virtually finished component, is provided.
  • the semifinished product 1 comprises an already pre-cut and / or formed flange.
  • the flange is formed in a first region at least partially substantially at right angles to the main extension planes 100 and in a second region at least partially substantially away from an orientation of the first region and toward an orientation of the main extension plane 100.
  • the device 200 is designed such that the semifinished product 1 can be received by the device 200.
  • the receptacle of the device 200 has the shape of the deformed semifinished product 1 or component with a region that can accommodate the deformed molding region 5 or the thickening.
  • the forming of the semifinished product 1 or the thickening of the outer edge of the component takes place substantially analogously to the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 2 to 7.
  • the semifinished product 1 is clamped between the first fixing tool punch 209 and the second fixing tool punch 21 1.
  • the flange of the semifinished product 1 or the bevelled part of the semifinished product 1 is left free.
  • the first die punch 205 preferably a thickening punch
  • the second region of the flange or the longer, oblique flange is pressed into the shorter, even-lying form of a receptacle of the second mold punch 207 and thereby plastically deformed into the deformed molding region 5.
  • the second Fixierwerkmaschinestempel 21 1 and the second mold punch 207 are shown formed as a tool punch.
  • the second Fixierwerkmaschineschwmaschinestempel 21 1 and the second mold die 207 are two separate tool punches.
  • FIGS. 11 to 13 show by way of example times of a method for shaping thickened outer edges of a virtually finished component without a flange.
  • the semifinished product 1 preferably a virtually finished component without a flange, comprises a frame, wherein the frame is already pre-cut and / or formed.
  • the frame is preferably designed with a length excess, wherein the length excess is greater than a normal compression dimension, preferably greater than an upsetting dimension used in the prior art.
  • the device 200 comprises a die 207, 21 1, wherein the die preferably comprises the functions of the second die punch 207 and the second fixing tool punch 21 1.
  • the device 200 comprises an upsetting die 205, 209, wherein the upsetting die essentially comprises the functions of the first forming die 205 and the first fixing tool punch 209.
  • the die is formed such that the die has substantially the shape of the component or the semifinished product 1.
  • the die comprises a frame area for receiving the deformed forming area 5 or the thickening after the massive forming step 102. As shown in FIG.
  • the semifinished product 1 or the component is inserted in the die 207, 21 1 and then as in FIG Figure 13 shown in the massive forming step 102 with the upsetting punch 205, 209 thickened the outer edges of the frame.
  • the recess 215 in the device 200 is replaced by plastic deformation. mung of the semifinished product 1 filled.
  • the deformed semifinished product 1 is removed, for example, from the device 200.
  • the semifinished product 1 is fixed temporally parallel to the massive forming step 102 in the fixing step.
  • FIG. 14 through FIG. 19 show, by way of example, times of a method for shaping thickened outer edges of a component with a flange during part forming.
  • the semifinished product 1 preferably an already predetermined minimum-form-printed circuit board.
  • the semi-finished product 1 is first fixed between the first Fixierwerkmaschinestempel 209 and the second Fixierwerkmaschinestempel 21 1.
  • the semifinished product 1 is at least partially on the second mold ram 207.
  • the forming tool 213, preferably a distanced holding-down device, is moved in the direction of the semifinished product 1 to a position spaced from the semifinished product 1 shown in FIG.
  • the semifinished product 1 can move in the region of the molding tool 213 essentially in a direction parallel to the main extension plane 100 and in the image plane.
  • the device 200 and the semifinished product 1 are embodied such that a flange region of the semifinished product 1 after the molding comprises a border region folded in the direction of the first molding die 205.
  • the main extension surface of the semifinished product 1 in the region of the recess 215 is longer than the one extent of the recess 215 substantially parallel to the main extension plane 100.
  • the flange region of the semifinished product 1 or the part of the semifinished product 1, during the shaping shortly before a bottom dead center (the first fixing tool punch 209 and the second fixing tool punch 21 1) shown in FIG. 19 provides a flange with the edge region folded over, is longer than the space provided for this purpose in the tool. This causes the flange to thicken from its edge at bottom dead center.
  • FIG. 20 to FIG. 24 show, by way of example, times of a method for shaping thickened outer edges of a component without a flange during part forming.
  • the semifinished product preferably an already predetermined minimum-form-printed circuit board
  • the device 200 comprises a two-part first forming die 205, preferably an upsetting die.
  • a first partial punch of the first punch 205 facing the semifinished product 1 in FIG. 20 is connected to a second punch of the first punch 205 facing away from the semifinished product 1 in FIG.
  • FIGS. 25 to 31 show, by way of example, times of a method for shaping thickened inner edges.
  • FIG. 25 shows by way of example that the semifinished product 1, preferably a circuit board, is provided and is fixed between the first fixing tool punch 209 and the second fixing tool punch 21 1. Subsequently, the semifinished product 1 as shown in FIG 26 is then at least partially formed and punched simultaneously. Subsequently, the semifinished product 1 is further formed in time after punching. This is shown by way of example in FIG. 27. Here, the perforation is widened to a collar or a deep sinking. The clear dimension of the expansion determines the size of the later hole shown in FIG.
  • the molded semi-finished product 1 is formed.
  • first of all the molded semifinished product 1 is fixed and then, as illustrated in FIG. 30, it is reshaped using the first forming die 205, preferably an upsetting die, and the second forming die 207.
  • an upsetting punch compresses the collar or the depression so that a thickened region with a desired opening dimension is created.
  • FIG. 25 to FIG. 31 show that the method according to the invention is carried out in two stages.
  • FIG. 25 to FIG. 27 show a first device unit of the device 200 and FIG. 28 to FIG. 31 a second device unit of the device 200.
  • the method is implemented in two stages, each with a combination tool for punching and collar molding and a tool for collar diving carried out.
  • the punching of the semifinished product 1 is carried out in a third device unit of the device 200
  • the molding of the semifinished product 1 is carried out in a fourth device unit of the device 200 and the forming of the semifinished product 1 in a fifth device unit Device 200 is performed.
  • each operation is performed in a single tool.
  • the device 200 is integrated in a complex, press-bound tool.
  • the inventive method is carried out in the complex, press-bonded tool, with the complex, press-bound tool further forming steps for further forming the semifinished product 1 are performed.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Forging (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren sowie eine Vorrichtung (200) zum Umformen eines Halbzeugs (1) vorgeschlagen, wobei in einem Bereitstellungsschritt (101) das Halbzeug (1) bereitgestellt wird, wobei in einem Massivformschritt (102) ein Anformbereich (5) des Halbzeugs (1) derart umgeformt wird, dass eine Dicke (3) des umgeformten Anformbereichs (5) zu einem Rand (7) des Halbzeugs (1) hin stetig zunimmt.

Description

BESCHREIBUNG
Titel
Verfahren und Vorrichtung zum Umformen eines Halbzeugs Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Verfahren zum Umformen eines Halbzeugs, wobei in einem Bereitstellungsschritt das Halbzeug bereitgestellt wird und anschließend umgeformt wird.
Ein solches Verfahren ist aus dem Stand der Technik bekannt.
Beispielsweise offenbart DE 698 06 887 T2 ein Verfahren zum Umformen eines Halbzeugs, wobei das Halbzeug derart umgeformt wird, dass eine Dicke des umgeformten Halbzeugs zu einem Rand des Halbzeugs hin zuerst sprunghaft abnimmt und anschließend sprunghaft zunimmt.
Außerdem offenbaren DE 39 91 692 T1 und DE 10 2006 005 964 B3 jeweils ein Verfahren zum Umformen eines Halbzeugs, wobei das Halbzeug derart umgeformt wird, dass eine Dicke des umgeformten Halbzeugs zu einem Rand des Halbzeugs hin sprunghaft zunimmt.
Des Weiteren offenbart DE 199 57 076 B4 ein Verfahren zum Lochen und Umformen eines Halbzeugs, wobei das Halbzeug in einem Verfahrensschritt derart gelocht und umgeformt wird, dass eine Dicke des gelochten und umgeformten Halbzeugs zu einem Rand des Halbzeugs hin sprunghaft zunimmt.
Die Kalt- und Warmformgebung von höchstfesten Stählen ist ein wesentlicher Beitrag zum Stahlleichtbau. Die Prozesskette beinhaltet neben dem eigentlichen Kalt- oder Warm umformen bzw. Presshärten des Bauteils auch meistens einen Bauteilbeschnitt und ein Lochen, welches im Falle hoher Werkstofffestigkeiten mit Spezialwerkzeugen oder in einer Laserzelle durchgeführt wird. Bei mechanischen Beschnitten oder Lochungen ist nicht selten die Schnittqualität in Bezug auf die Schnittfläche gering. Aus dem Stand der Technik bekannte Beschnitte und Lochungen haben üblicherweise den Nachteil, dass Kanten der Beschnitte und Lochungen rissempfindlich sind bzw. einen geringen Widerstand gegenüber Rissbildung und Rissausbreitung aufweisen. Dies wird beispielsweise dadurch erklärt, dass die Kanten der Schnitte mikroskopisch kleine Kerben aufweisen. Hierbei ist es insbesondere nachteilig, dass die Dauerfestigkeit von Bauteilen mit mikroskopisch kleinen Kerben bei schwingender Beanspruchung relativ gering ist. Außerdem ist es bei aus dem Stand der Technik bekannten Beschnitten und Lochungen nachteilig, dass aufgrund einer begrenzten Blechdicke Schrauben- oder Nietverbindungen aufgrund von Lochungen einen stark begrenzten Widerstand gegen Ausreißen aufweisen. Somit können auf Anbauteile lediglich geringe Kräfte übertragen werden.
Auch bei aus dem Stand der Technik bekannten mehrstufigen Umformprozessen treten Probleme von Kantenrissen auf, insbesondere dann, wenn zwischenbeschnitten wird. Mit einem mehrstufigen (z.B. zweistufigen) Beschnitt lassen sich zwar bessere Kantenqualitäten erzeugen, dennoch kann sich die Vorverfestigung an sich schon negativ auf die Dauerfestigkeit der Kanten auswirken.
Offenbarung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Umformen eines Halbzeugs bereitzustellen, wobei das umgeformte Halbzeug gegenüber dem Stand der Technik verbesserte mechanische Eigenschaften aufweist.
Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, dass in einem Massivformschritt ein Anformbereich des Halbzeugs derart umgeformt wird, dass eine Dicke des umgeformten Anformbereichs zu einem Rand des Halbzeugs hin stetig zunimmt.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Umformen eines Halbzeugs hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass mithilfe der zu dem Rand des Halbzeugs stetig zunehmenden Dicke des umgeformten Anformbereichs die mechanischen Eigenschaften des umgeformten Halbzeugs besonders gezielt einstellbar sind. Insbesondere ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft möglich die Kantenrissempfindlichkeit des umgeformten Halbzeugs gegenüber dem Stand der Technik zu reduzieren bzw. den Widerstand gegenüber Rissbildung und Rissausbreitung des Halbzeugs gegenüber dem Stand der Technik zu erhöhen. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass in dem Massivformschritt der Anformbereich des Halbzeugs umgeformt wird, sodass an dem Rand eine Schnittfläche bzw. eine aufgrund einer Lochung entstandenen Fläche vermieden wird.
Außerdem ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorteilhaft möglich die Tragfähigkeit des umgeformten Halbzeugs gegenüber dem Stand der Technik zu erhöhen. Dies wird insbesondere dadurch erreicht, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren die Dicke des Halbzeugs im Bereich des umgeformten Anformbereichs gezielt einstellbar ist. Hierdurch ist es insbesondere vorteilhaft möglich, die Dicke des umgeformten Anformbereichs bzw. einen Dickenverlauf des umgeformten Anformbereichs im Wesentlichen parallel zu einer Haupter- streckungsebene des Halbzeugs auf die voraussichtlich im Betrieb eines mithilfe der vorliegenden Erfindung hergestellten Bauteils im Bereich des Rands auftretende Spannungsverteilung abzustimmen.
Somit kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durch Nutzung von arteigenem Material bei Lochungen, Ausklinkungen und/oder Rändern von Bauteilen oder Platinen die Kantengeometrie und Kantenausbildung so gestaltet werden, dass die Kantenrissempfindlichkeit vermindert und die Tragfähigkeit erhöht wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren kann während der Fertigung eines Bauteils an den gewünschten Stellen durch lokale Materialanhäufung an den Außen- oder Innenkanten (Ausnehmungen und/oder Löcher) des Bauteils oder dessen Platine die Blechdicke besagter Kanten erhöht werden. Hierbei ist die räumliche Erstreckung der Aufdickung direkt vom bereitgestellten Materialüberschuss und der Formgebungsmethode abhängig.
Insbesondere wird ein allmählicher Abbau von an dem Rand im Betrieb des Bauteils erzeugter Spannungen ermöglicht, indem die Materialanhäufung bzw. die Aufdickung bzw. der umgeformte Anformbereich fortlaufend in die Bauteilfläche hinein bzw. von dem Rand weg und in Richtung des Massenmittelpunkts des Halbzeugs hin reduziert ausgebildet wird.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, dass mithilfe des gezielt umgeformten Anformbereichs eine Kalibrierung des mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bauteils ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß bevorzugt besteht das Halbzeug aus einem hochfesten Stahl, besonders bevorzugt aus einem hochfesten Leichtbaustahl. Bevorzugt umfasst der Anformbereich einen Teilbereich des Halbzeugs, bevorzugt einen Randbereich des Halbzeugs. Außerdem umfasst der umgeformte Anformbereich bevorzugt den durch plastische Umformung (Massivformung) umgeformten Anformbereich.
Des Weiteren ist die Dicke bevorzugt eine Ausdehnung des Halbzeugs im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Halbzeugs. Ferner ist die Dicke des bereitgestellten Halbzeugs bevorzugt im Wesentlichen konstant. Außerdem ist die Dicke eines angeformten Halbzeugs im Wesentlichen konstant, wobei hierbei die Dicke bevorzugt eine Ausdehnung des Halbzeugs im Wesentlichen senkrecht zu eine Haupterstreckungsflache ist. Hierbei verläuft die Haupterstreckungsflache in dem bereitgestellten Halbzeug entlang der Haupterstreckungsebene und in dem angeformten und umgeformten Halbzeug zumindest teilweise außerhalb der Haupterstreckungsebene.
Außerdem ist der Rand bevorzugt eine Grenzfläche, besonders bevorzugt eine Kante, des umgeformten Halbzeugs. Bevorzugt ist der Rand in der Haupterstreckungsebene geradlinig, konvex und/oder konkav gekrümmt ausgebildet.
Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren innerhalb eines Verfahrens zur Fertigung von höchstfesten Strukturbauteilen mit Rand- und/oder Lochverstärkungen durchgeführt.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass in einem Fixierschritt das Halbzeug fixiert wird. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass das Halbzeug bei einem auf den Fixierschritt folgenden Verfahrensschritt nicht verrutscht und bei Bedarf gleichzeitig ermöglicht wird, dass bei einem anschließenden Anformen des Anformbereichs des Halbzeugs das Halbzeug lediglich außerhalb eines Fixierbereichs des Halbzeugs angeformt wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Fixierschritt zumindest teilweise zeitlich nach dem Bereitstellungsschritt durchgeführt wird, wobei der Massivformschritt zumindest teilweise zeitlich nach dem Fixierschritt durchgeführt wird. Somit wird vorteilhaft möglich, dass das Halbzeug zuerst angeformt und anschließend umgeformt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Fixierschritt und der Massivformschritt zumindest teilweise gleichzeitig durchgeführt werden. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass das Halbzeug im Wesentlichen innerhalb eines Verfahrensschritts fixiert und umgeformt werden kann. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Fertigungszeit im Vergleich zu einem sukzessiven Durchführen des Fixier- und Massivformschritts und ermöglicht somit ein besonders kostensparendes Verfahren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass in einem Anformschritt das Halbzeug angeformt wird. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich das Halbzeug vor dem Umformen anzuformen und somit komplizierte geometrische Formen eines umgeformten Halbzeugs zu erreichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Anformschritt zumindest teilweise zeitlich nach dem Bereitstellungsschritt durchgeführt wird, wobei der Massivformschritt zumindest teilweise zeitlich nach dem Anformschritt durchgeführt wird. Hierdurch wird vorteilhaft ein Anformen und anschließend ein Umformen des bereitgestellten Halbzeugs ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Anformschritt zumindest teilweise zeitlich nach dem Fixierschritt durchgeführt wird, wobei der Massivformschritt zumindest teilweise zeitlich nach dem Anformschritt durchgeführt wird. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass das Halbzeug zuerst fixiert wird, anschließend angeformt wird und nach dem Anformen direkt umgeformt wird. Hierdurch wird vorteilhaft ein weiterer Verfahrensschritt bzw. ein erneutes Fixieren (erneuter Fixierschritt) des angeformten Halbzeugs vermieden und somit Zeit im Fertigungsprozess gespart.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Fixierschritt und der Anformschritt zumindest teilweise gleichzeitig durchgeführt werden. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass das Halbzeug im Wesentlichen innerhalb eines Verfahrensschritts fixiert und angeformt werden kann. Dies ermöglicht eine Reduzierung der Fertigungszeit im Vergleich zu einem sukzessiven Durchführen des Fixier- und An- formschritts und ermöglicht somit ein besonders kostensparendes Verfahren.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass in einem erneuten Fixierschritt das Halbzeug, bevorzugt ein Fixierbereich des angeformten Halbzeugs, fixiert wird. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der erneute Fi- xierschritt zeitlich nach dem Anformschritt und zeitlich vor dem Massivformschritt durchgeführt wird. Mithilfe des erneuten Fixierschritts wird vorteilhaft ermöglicht, dass das Halbzeug für den Massivformschritt zumindest teilweise fixiert wird und somit in dem Massivformschritt lediglich der Anformbereich des Halbzeugs umgeformt wird. Hierdurch wird eine plastische Umformung des Anformbereichs ermöglicht, ohne, dass in dem Fixierbereich des Halbzeugs zu einer plastischen Verformung des Fixierbereichs führende mechanische Spannungen während des Massivformschritts entstehen bzw. in den Fixierbereich eingeleitet werden. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren insbesondere gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten mehrstufigen Fertigungsverfahren von randbeschnittfreien Bauteilen vorteilhaft, bei denen eine Minimalformplatine bereitgestellt wird, welche durch zusätzliche Längenanteile in allen Querschnittsbereichen eine Materialreserve beinhaltet und mit einer Druckspannung über die gesamte Platine beaufschlagt wird, die zu einer geringen Materialaufdickung an den flächigen Bereichen des so hergestellten Bauteils führt.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass eine im Massivformschritt erzeugte Druckspannungsüberlagerung zur Kalibrierung des umgeformten Halbzeugs genutzt wird und die Rückfederung des Bauteils minimiert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Anformbereich des Halbzeugs in dem Massivformschritt derart umgeformt wird, dass der Massenmittelpunkt des Anformbereichs nach dem Massivformschritt weiter in Richtung des Randes angeordnet ist als vor dem Massivformschritt. Hierdurch wird vorteilhaft eine Umverteilung von Material des Halbzeugs vom Inneren des Halbzeugs her und in Richtung des Rands bzw. der Kante ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Anformbereich des Halbzeugs in dem Massivformschritt derart umgeformt wird, dass der Massenmittelpunkt des Anformbereichs vor dem Massivformschritt weiter in Richtung des Randes angeordnet ist als nach dem Massivformschritt. Auf vorteilhafte Weise wird somit eine Umverteilung von Material des Halbzeugs von einer Schnittkante bzw. von einem Abfallbereich her und in Richtung des Inneren des Halbzeugs ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Massivformschritt einen Kaltumformschritt, einen Halbwarmumformschritt oder einen Warmumformschritt umfasst. Hierdurch wird vorteilhaft ermöglicht, dass das Halbzeug mittels Kaltumformung, Halbwarmumformung oder Warmumformung umformbar ist und so- mit die mechanischen Eigenschaften eines aus dem Halbzeug gefertigten Bauteils gezielt beeinflussbar sind. Hierbei zeigt im Besonderen bei der Warmumformung das Fließen des Materials vor dem Aushärten eine höhere innere Homogenität, da der das erfindungsgemäße Verfahren zumindest partiell ein Massivumformen beinhaltet. Bevorzugt ist auch vorgesehen, dass der Warmumformschritt einen Tailored Tempering Schritt umfasst. Durch die Kombination aus Warmumformung und Tailored Tempering wird vorteilhaft ermöglicht, dass das massivumgeformte Material an der Kante bzw. am Rand nicht primär gehärtet, sondern re- kristallisations- geglüht werden kann. Somit ist beispielsweise auch vorgesehen, dass der Massivformschritt einen Rekristallisationsglühschritt umfasst, wobei das Halbzeug, bevorzugt der umgeformte Anformbereich, zumindest teilweise rekristallisationsgeglüht wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das angeformte Halbzeug aus der Vorrichtung, bevorzugt zeitlich nach dem Anform- schritt, entnommen wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das umgeformte Halbzeug aus der Vorrichtung, bevorzugt zeitlich nach dem Massivformschritt, entnommen wird.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Umformen eines Halbzeugs, insbesondere nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, wobei die Vorrichtung ein Formwerkzeug umfasst, wobei das Formwerkzeug derart ausgebildet ist, dass ein Anformbereich des Halbzeugs derart umformbar ist, dass eine Dicke des umgeformten Anformbereichs zu einem Rand des Halbzeugs hin stetig zunimmt. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Vorrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Formwerkzeug einen ersten Formwerkzeugstempel und einen zweiten Formwerkzeugstempel umfasst. Bevorzugt sind der erste Formwerkzeugstempel und der zweite Formwerkzeugstempel derart ausgebildet, dass die geometrische Form bzw. eine räumliche Ausdehnung des umgeformten Anformbereichs bestimmbar ist. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Formwerkzeugstempel und der zweite Formwerkzeugstempel derart ausgebildet sind, dass die räumliche Anordnung des umgeformten Anformbereichs relativ zu einem nicht-umgeformten Bereich des Halbzeugs bestimmbar ist. Mit anderen Worten, bevorzugt ist es vorgesehen, dass die Aufdickungsseite durch die Gestaltung der Formwerkzeuge wählbar ist (innen/außen/mittig). Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung ein Fixierwerkzeug umfasst, wobei das Fixierwerkzeug derart ausgebildet ist, dass das Halbzeug fixierbar ist.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind, dass sich die Steifigkeit des aus dem Halbzeug gefertigten Bauteils und im Besonderen natürlich der Kante selbst erhöht. Ein weiterer Vorteil ist, dass der gezielt umgeformte Anformbereich bzw. die Aufdickung die Anwendung weiterer formgebender Verfahren, wie z.B. dem Gewindeformen oder der Randaufweitung, ermöglichen. Zusätzliche positive Effekte ergeben sich zudem durch die Verminderung der Kantenrissanfälligkeit. Hierdurch wird beispielsweise sowohl die Dauerfestigkeit des Bauteils erhöht sowie die Ziehfähigkeit von grenzwertigen Tiefziehbauteilen erhöht. Außerdem wird der Rand bzw. die Kante an gehärteten und bevorzugt polierten Werkzeug-Geometrien ausgeformt, wodurch sich die Mikrokerben verringern und (glattere und definierte) höhere Belastungen ermöglicht werden.
Des Weiteren ist es durch die gezielte Einstellung des umgeformten Anformbereichs bzw. durch die an dem Rand bzw. an Außenkanten konzentrierte Aufdickung möglich, die Steifigkeit des mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellten Bauteils zu erhöhen und somit beispielsweise die Länge von Flanschen zu reduzieren bzw. diese ganz wegzulassen. Hierdurch lässt sich Bauraum gewinnen sowie eine besonders gewichtssparende Konstruktionsweise ermöglichen. Des Weiteren ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich an Innenkanten teilweise auf Maßnahmen wie das Verwenden von Unterlegscheiben oder das Einschweißen von verdickenden Bereichen zu vermeiden. Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass der Massivformschritt bzw. das Aufdicken entweder vor dem Ausformen des Bauteils (z.B. an einer Platine) bzw. vor dem Anformen, d.h. zeitlich vor dem Anformschritt, während des Ausformens des Bauteils bzw. während dem Anformen, d.h. zeitlich während dem Anformschritt, oder nach dem Ausformen des Bauteils bzw. nach dem Anformen, d.h. zeitlich nach dem Anformschritt, durchgeführt wird.
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
Figur 1 zeigt ein Flussdiagram gemäß einem beispielhaften Verfahren der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 bis Figur 7 zeigen schematische Ansichten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform und deren Erzeugung eines weiteren Gegenstands der vorliegenden Erfindung.
Figur 8 bis Figur 10 zeigen schematische Ansichten gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform und deren Erzeugung des weiteren Gegenstands der vorliegenden Erfindung.
Figur 11 bis Figur 13 zeigen schematische Ansichten gemäß einer dritten beispielhaften Ausführungsform und deren Erzeugung des weiteren Gegenstands der vorliegenden Erfindung.
Figur 14 bis Figur 19 zeigen schematische Ansichten gemäß einer vierten beispielhaften Ausführungsform und deren Erzeugung des weiteren Gegenstands der vorliegenden Erfindung.
Figur 20 bis Figur 24 zeigen schematische Ansichten gemäß einer fünften beispielhaften Ausführungsform und deren Erzeugung des weiteren Gegenstands der vorliegenden Erfindung.
Figur 25 bis Figur 31 zeigen schematische Ansichten gemäß einer sechsten beispielhaften Ausführungsform und deren Erzeugung des weiteren Gegenstands 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 Flussdiagram gemäß einem beispielhaften Verfahren der vorliegenden Erfindung dargestellt. Hierbei sind beispielhaft ein Bereitstellungsschritt 101 und ein Massiv- formschritt 102 dargestellt. Bei dem in Figur 1 dargestellten Verfahren zum Umformen eines Halbzeugs 1 wird in dem Bereitstellungsschritt 101 das Halbzeug 1 bereitgestellt. In dem Massivformschritt 102 wird ein Anformbereich 5 des Halbzeugs 1 derart umgeformt, dass eine Dicke 3 des umgeformten Anformbereichs 5 zu einem Rand 7 des Halbzeugs 1 hin stetig zunimmt.
Zusätzlich zu den in Figur 1 dargestellten Verfahrensschritten sind beispielhaft weitere Verfahrensschritte vorgesehen. Beispielsweise wird zusätzlich in einem Fixierschritt das Halbzeug 1 fixiert. Des Weiteren ist beispielsweise auch vorgesehen, dass in einem Anformschritt das Halbzeug 1 angeformt wird.
In Figur 2 bis Figur 7 sind schematische Ansichten gemäß einer beispielhaften Ausführungsform und Vorgehensweisen eines weiteren Gegenstands der vorliegenden Erfindung dargestellt. Außerdem zeigen Figur 8 bis Figur 10 eine weitere beispielhafte Ausführungsform und Vorgehensweisen, Figur 11 bis Figur 13 eine dritte beispielhafte Ausführungsform und Vorgehensweisen, Figur 14 bis Figur 19 eine vierte beispielhafte Ausführungsform und Vorgehensweisen, Figur 20 bis Figur 24 eine fünfte beispielhafte Ausführungsform und Vorgehensweisen und Figur 25 bis Figur 31 eine sechste beispielhafte Ausführungsform und Vorgehensweisen eines weiteren Gegenstands der vorliegenden Erfindung.
In Figur 2 bis Figur 31 sind beispielhafte Ausführungsformen und Vorgehensweisen einer Vorrichtung 200 zum Umformen eines Halbzeugs 1 dargestellt, wobei die Vorrichtung 200 ein Formwerkzeug 201 und ein Fixierwerkzeug 203, bevorzugt einen Niederhalter, umfasst. Hierbei ist das Formwerkzeug 201 beispielsweise derart ausgebildet, dass der Anformbereich 5 des Halbzeugs 1 derart umformbar ist, dass eine Dicke 3 des umgeformten Anformbereichs 5 zu einem Rand 7 des Halbzeugs 1 hin stetig zunimmt. Bevorzugt umfasst das Halbzeug 1 eine Haupterstreckungsebene 100, wobei die Haupterstreckungsebene 100 in dem bereitgestellten Halbzeug 1 wie beispielsweise in Figur 2 dargestellt eine Haupterstre- ckungsfläche bzw. eine Haupterstreckungsoberfläche umfasst. Außerdem ist bevorzugt vorgesehen, dass die Haupterstreckungsfläche des angeformten und umgeformten Halbzeugs 1 zumindest teilweise außerhalb der Haupterstreckungsebene 100 angeordnet ist. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Haupterstreckungsfläche entlang einer Oberfläche des angeformten und umgeformten Halbzeugs 1 verläuft.
Erfindungsgemäß bevorzugt umfasst das Formwerkzeug 201 einen ersten Formwerkzeugstempel 205 und einen zweiten Formwerkzeugstempel 207. Hierbei sind der erste Form- werkzeugstempel 205 und der zweite Formwerkzeugstempel 207 gegeneinander beweglich ausgebildet. Außerdem sind der erste Formwerkzeugstempel 205 und der zweite Formwerkzeugstempel 207 derart ausgebildet, dass der angeformte Anformbereich 5 zumindest teilweise von dem ersten Formwerkzeugstempel 205 und von dem zweiten Formwerkzeugstempel 207 aufnehmbar ist.
Beispielsweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Fixierwerkzeug 203 derart ausgebildet ist, dass das Halbzeug 1 fixierbar ist. Hierbei umfasst das Fixierwerkzeug 203 bevorzugt einen ersten Fixierwerkzeugstempel 209 und einen zweiten Fixierwerkzeugstempel 21 1. Hierbei sind der erste Fixierwerkzeugstempel 209 und der zweite Fixierwerkzeugstempel 21 1 gegeneinander beweglich ausgebildet. Des Weiteren sind der erste Fixierwerkzeugstempel 209 und der zweite Fixierwerkzeugstempel 21 1 derart ausgebildet, dass das Halbzeug 1 zumindest teilweise zwischen dem ersten Fixierwerkzeugstempel 209 und dem zweiten Fixierwerkzeugstempel 21 1 aufnehmbar ist.
Im Folgenden wird beispielhaft ein erfindungsgemäßes Verfahren anhand der Figur 2 bis Figur 7 beschrieben. Hierbei zeigen Figur 2 bis Figur 7 beispielhaft Zeitpunkte eines Verfahrens zum Ausgestalten von verdickten Außenkanten an einer Platine. Figur 2 zeigt den Bereitstellungsschritt 101 , wobei das Halbzeug 1 , bevorzugt eine Platine, bereitgestellt wird. Hierbei wird das Halbzeug 1 in das Fixierwerkzeug 203 bzw. in eine Aufnahme des Fixierwerkzeugs 203 bzw. auf den zweiten Fixierwerkzeugstempel 21 1 gelegt. Hierbei umfasst der zweite Fixierwerkzeugstempel 21 1 bzw. die Aufnahme eine Ausnehmung 215, bevorzugt in Form einer Kerbe.
Figur 3 zeigt die Vorrichtung 200 inklusive Halbzeug 1 nach dem Fixierschritt, wobei das in Figur 3 dargestellte Halbzeug 1 in der Vorrichtung 200 fixiert angeordnet ist. Hierfür wurde in dem Fixierschritt der erste Fixierwerkzeugstempel 209 in Richtung des zweiten Fixierwerkzeugstempels 21 1 bewegt. Mit anderen Worten wird in dem Fixierschritt das Fixierwerkzeug 203 derart geschlossen, dass das Halbzeug 1 lediglich mit einem Fixierbereich des Halbzeugs 1 fixiert wird, wobei der Anformbereich 5 nicht fixiert wird. Mit anderen Worten wird in dem Fixierschritt ein Abschrägungsbereich des Halbzeugs 1 nicht überdeckt.
Figur 4 zeigt die Vorrichtung 200 inklusive Halbzeug 1 nach dem Anformschritt, wobei das in Figur 4 dargestellte Halbzeug 1 mithilfe der Vorrichtung 200 angeformt ist. Hierfür umfasst die Vorrichtung 200 ein Anformwerkzeug 213 zum Anformen des Halbzeugs 1 , bevorzugt des Anformbereichs 5 des Halbzeugs 1 , wobei das Anformwerkzeug 213 einen Anformwerk- zeugstempel umfasst. Beispielsweise ist der Anformwerkzeugstempel gegenüber dem zweiten Fixierwerkzeugstempel 21 1 beweglich ausgebildet. Außerdem ist der Anformwerkzeugstempel bevorzugt als V-Stempel ausgebildet. Besonders bevorzugt wird in dem Anform- schritt der Anformwerkzeugstempel in Richtung des zweiten Fixierwerkzeugstempels 21 1 und in Richtung der Ausnehmung 215 bewegt, sodass eine Vorabschrägung mit einer Abkantung oder eine Anrundung bzw. Abrundung des Halbzeugs 1 vorgenommen wird.
Beispielsweise ist vorgesehen, dass das in dem Anformschritt angeformte Halbzeug 1 aus einer in Figur 4 dargestellten ersten Vorrichtungseinheit der Vorrichtung 200 entnommen wird und in eine in Figur 5 dargestellte zweite Vorrichtungseinheit der Vorrichtung 200 eingelegt wird. Wie in Figur 5 dargestellt liegt das angeformte Halbzeug 1 bzw. die angeschrägte bzw. abgeschrägte Platine auf einer Unterlage des Formwerkzeugs 201 auf. Hierbei steht der Anformbereich 5 über die Unterlage des Formwerkzeugs 201 in Richtung des zweiten Formwerkzeugstempels 207 über. Mit anderen Worten liegt die angeschrägte bzw. abgeschrägte Platine mit einer Kante frei auf der Unterlage des Formwerkzeugs 201 auf.
Als nächstes wird nun beispielsweise in einem erneuten Fixierschritt das Halbzeug 1 zwischen dem ersten Formwerkzeugstempel 205 und der Unterlage des Formwerkzeugs 201 fixiert.
In Figur 6 ist die Vorrichtung 200 bzw. die zweite Vorrichtungseinheit der Vorrichtung 200 inklusive angeformten Halbzeug 1 nach einem erneuten Fixierschritt dargestellt. Wie in Figur 6 dargestellt, hält der erste Formwerkzeugstempel 205, bevorzugt zumindest teilweise ein weiterer Niederhalter, den nicht angeformten Bereich bzw. den übrigen Bereich des Halbzeugs 1 flächig fest.
Schließlich ist in Figur 7 die Vorrichtung 200 inklusive Halbzeug 1 nach dem Massivformschritt 102 dargestellt. Bevorzugt wird zum Umformen des Anformbereichs 5 des Halbzeugs 1 der zweite Formwerkzeugstempel 207, bevorzugt ein Kanten-Anformstempel, in Richtung des ersten Formwerkzeugstempels 205 gefahren. Hierdurch wird in Figur 7 beispielhaft dargestellt, dass der angeformte Anformbereich 5 bzw. der vorgebogene Bereich des Halbzeugs 1 in Richtung des ersten Formwerkzeugstempels 205 umgeformt bzw. gebogen und ein umgeformter Anformbereich 5 bzw. eine Aufdickung durch plastische Umformung bzw. durch Materialfließen erzeugt wird. Hierbei ist ein Aufdicken des Halbzeugs 1 bzw. der Platine vorteilhaft möglich, da das Halbzeug 1 von dem ersten Formwerkzeugstempel 205 an die Unterlage des Formwerkzeugs 201 derart gedrückt wird, dass das Halbzeug 1 während dem Massivformschritt 102 nicht verrutschen kann.
Wie in Figur 6 und Figur 7 beispielhaft dargestellt, ist die Länge der Haupterstreckungsflä- che des angeformten Halbzeugs 1 wie in Figur 6 dargestellt in der Bildebene länger als die räumliche Erstreckung des umgeformten Anformbereichs 5 wie in Figur 7 dargestellt. Mit anderen Worten ist die Anschrägung bzw. Abschrägung der Platine länger, als der aufgedickte Bereich. Hierdurch wird erreicht, dass das überschüssige Material in die Dicke 3 fließt. Charakteristisch für das Aufdicken ist, dass die Dicke 3 an der Außenkante am größten ist und zum Platinen-Inneren hin abnimmt.
Beispielsweise ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Vorrichtung 200 als Kombinationswerkzeug ausgebildet ist und die erste Vorrichtungseinheit und die zweite Vorrichtungseinheit umfasst. Somit ist es vorteilhaft möglich, dass die Aufdickung in einem Kombinationswerkzeug vorgenommen werden kann. Des Weiteren ist es bevorzugt vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren in einer Vorrichtung 200 bzw. in einem Werkzeug gemeinsam mit einem Halbzeugschnitt bzw. Platinenschnitt (für die Anschrägung aber an anderer Stelle) durchgeführt wird. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass der Halbzeugschnitt auf einer dem Rand 7 abgewandten Seite des Halbzeugs 1 durchgeführt wird.
Im Folgenden wird beispielhaft ein erfindungsgemäßes Verfahren anhand der Figur 8 bis Figur 10 beschrieben. Hierbei zeigen Figur 8 bis Figur 10 beispielhaft Zeitpunkte eines Verfahrens zum Ausgestalten von verdickten Außenkanten eines nahezu fertigen Bauteils mit Flansch. Figur 8 zeigt den Bereitstellungschritt 101 , wobei das Halbzeug 1 , bevorzugt ein nahezu fertiges Bauteil, bereitgestellt wird. Hierbei umfasst das Halbzeug 1 einen bereits vorbeschnittenen und/oder ausgeformten Flansch. Wie in Figur 8 beispielhaft dargestellt ist der Flansch in einem ersten Bereich zumindest teilweise im Wesentlichen rechtwinklig zu der Haupterstreckungsebenen 100 und in einem zweiten Bereich zumindest teilweise im Wesentlichen von einer Orientierung des ersten Bereichs weg und in Richtung einer Orientierung der Haupterstreckungsebene 100 hin ausgebildet. Hierbei ist die Vorrichtung 200 derart ausgebildet, dass das Halbzeug 1 von der Vorrichtung 200 aufnehmbar ist. Mit anderen Worten besitzt die Aufnahme der Vorrichtung 200 die Form des umgeformten Halbzeugs 1 bzw. Bauteils mit einem Bereich, der den umgeformten Anformbereich 5 bzw. die Aufdickung aufnehmen kann. Bei dem in Figur 8 bis Figur 10 dargestellten Ausführungsbeispiel der vorlie- genden Erfindung erfolgt das Umformen des Halbzeugs 1 bzw. die Aufdickung der Außenkante des Bauteils im Wesentlichen analog zu dem in Figur 2 bis Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiel. Wie in Figur 9 dargestellt wird hierbei das Halbzeug 1 zwischen dem ersten Fixierwerkzeugstempel 209 und dem zweiten Fixierwerkzeugstempel 21 1 geklemmt. Dabei wird der Flansch des Halbzeugs 1 bzw. der angeschrägte Teil des Halbzeugs 1 frei gelassen. Als nächstes wird der erste Formwerkzeugstempel 205, bevorzugt ein Aufdickungs- Stempel, in Richtung des zweiten Formwerkzeugstempels 207 gefahren. Hierdurch wird wie in Figur 10 dargestellt der zweite Bereich des Flansches bzw. der längere, schräge Flansch in die kürzere, eben liegende Form einer Aufnahme des zweiten Formwerkzeugstempels 207 gedrückt und hierdurch plastisch in den umgeformten Anformbereich 5 umgeformt. Bei dem in Figur 8 bis Figur 10 dargestellten Ausführungsbeispiel sind der zweite Fixierwerkzeugstempel 21 1 und der zweite Formwerkzeugstempel 207 als ein Werkzeugstempel ausgebildet dargestellt. Beispielsweise ist jedoch auch vorgesehen, dass der zweite Fixierwerkzeugstempel 21 1 und der zweite Formwerkzeugstempel 207 zwei voneinander getrennte Werkzeugstempel sind.
Im Folgenden wird beispielhaft ein erfindungsgemäßes Verfahren anhand der Figur 11 bis Figur 13 beschrieben. Hierbei zeigen Figur 11 bis Figur 13 beispielhaft Zeitpunkte eines Verfahrens zum Ausgestalten von verdickten Außenkanten eines nahezu fertigen Bauteils ohne Flansch. Hierbei umfasst das Halbzeug 1 , bevorzugt ein nahezu fertiges Bauteil ohne Flansch, eine Zarge, wobei die Zarge bereits vorbeschnitten und/oder ausgeformt ist. Bevorzugt ist hierbei die Zarge mit einem Längenüberschuss ausgebildet, wobei der Längenüber- schuss größer als ein normales Stauchmaß ist, bevorzugt größer als ein im Stand der Technik verwendetes Stauchmaß ist. Wie in Figur 11 bis Figur 13 dargestellt, umfasst die Vorrichtung 200 ein Gesenk 207, 21 1 , wobei das Gesenk bevorzugt die Funktionen des zweiten Formwerkzeugstempels 207 und des zweiten Fixierwerkzeugstempels 21 1 umfasst. Außerdem umfasst die Vorrichtung 200 einen Stauchstempel 205, 209, wobei der Stauchstempel im Wesentlichen die Funktionen des ersten Formwerkzeugstempels 205 und des ersten Fixierwerkzeugstempels 209 umfasst. Hierbei ist das Gesenk derart ausgebildet, dass das Gesenk im Wesentlichen die Form des Bauteils bzw. des Halbzeugs 1 aufweist. Hierbei umfasst das Gesenk einen Zargenbereich zum Aufnehmen des umgeformten Anformbereichs 5 bzw. der Aufdickung nach dem Massivformschritt 102. Wie in Figur 11 dargestellt wird in dem Bereitstellungsschritt 101 das Halbzeug 1 bzw. das Bauteil in dem Gesenk 207, 21 1 eingelegt und anschließend wie in Figur 13 dargestellt in dem Massivformschritt 102 mit dem Stauchstempel 205, 209 die Außenkanten der Zarge aufgedickt. Hierbei wird in dem Massivformschritt 102 die Ausnehmung 215 in der Vorrichtung 200 durch plastische Verfor- mung des Halbzeugs 1 gefüllt. Anschließend wird das umgeformte Halbzeug 1 beispielsweise aus der Vorrichtung 200 entnommen. Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, dass zeitlich parallel zu dem Massivformschritt 102 in dem Fixierschritt das Halbzeug 1 fixiert wird.
Im Folgenden wird beispielhaft ein erfindungsgemäßes Verfahren anhand der Figur 14 bis Figur 19 beschrieben. Hierbei zeigen Figur 14 bis Figur 19 beispielhaft Zeitpunkte eines Verfahrens zum Ausgestalten von verdickten Außenkanten eines Bauteils mit Flansch während der Teileformung. Hierbei wird wie in Figur 14 dargestellt in dem Bereitstellungsschritt 101 das Halbzeug 1 , bevorzugt eine bereits vorermittelte Minimalformplatine, bereitgestellt. Hierbei wird das Halbzeug 1 zuerst zwischen dem erster Fixierwerkzeugstempel 209 und dem zweiter Fixierwerkzeugstempel 21 1 fixiert. Hierbei liegt das Halbzeug 1 zumindest teilweise auf dem zweiten Formwerkzeugstempel 207 auf. Als nächstes wird das Anformwerk- zeug 213, bevorzugt ein distanzierter Niederhalter, in Richtung des Halbzeugs 1 bis zu einer in Figur 15 dargestellten von dem Halbzeug 1 beabstandeten Position bewegt. Hierdurch ist es vorteilhaft möglich, dass der Bewegungsfreiraum des Halbzeugs 1 zwar eingeschränkt wird, das Halbzeug 1 sich aber im Bereich des Anformwerkzeugs 213 im Wesentlichen in eine Richtung parallel zu der Haupterstreckungsebene 100 und in der Bildebene bewegen kann. Das Anformen und Umformen des Halbzeugs 1 wird nun wie in Figur 16 bis Figur 19 dargestellten relativen Bewegung des ersten Fixierwerkzeugstempels 209 und des zweiten Fixierwerkzeugstempels 21 1 zu dem zweiten Formwerkzeugstempel 207 ermöglicht. In Figur 18 ist dargestellt, dass die Vorrichtung 200 und das Halbzeug 1 derart ausgebildet sind, dass ein Flanschbereich des Halbzeugs 1 nach dem Anformen einen in Richtung des ersten Formwerkzeugstempels 205 geklappten Randbereich umfasst. Hierbei ist die Haupterstre- ckungsfläche des Halbzeugs 1 im Bereich der Ausnehmung 215 länger als die eine Erstre- ckung der Ausnehmung 215 im Wesentlichen parallel zu der Haupterstreckungsebene 100. Mit anderen Worten ist der Flanschbereich des Halbzeugs 1 bzw. des Teils des Halbzeugs 1 , das während der Ausformung kurz vor einem in Figur 19 dargestellten unteren Totpunkt (des ersten Fixierwerkzeugstempels 209 und des zweiten Fixierwerkzeugstempels 21 1 ) einen Flansch mit umgeklapptem Randbereich liefert, ist länger, als der dafür vorgesehene Platz im Werkzeug. Das führt dazu, dass im unteren Totpunkt der Flansch von seiner Kante her aufdickt.
Somit ist es mit dem in der Figur 14 bis Figur 19 dargestellten Ausführungsbeispiel möglich, ein Bauteil herzustellen, wobei Außenkanten des Bauteils aufgedickt ausgebildet sind und eine Vorgehensweise analog zu den in den Publikationen, wie z. B. DE 10 2007 059 251 A1 , DE 10 2008 037 612 B4, DE 10 2009 059 197 A1 , DE 10 2013 103 612 A1 und DE 10 2013 103 751 A1 , der Anmelderin offenbarten Verfahren durchführbar ist. Hierdurch ist ein Bauteil mit Flansch mit distanziertem Niederhalter oder ohne Niederhalter und mit angehobenem Bodenbereich wählbar.
Im Folgenden wird beispielhaft ein erfindungsgemäßes Verfahren anhand der Figur 20 bis Figur 24 beschrieben. Hierbei zeigen Figur 20 bis Figur 24 beispielhaft Zeitpunkte eines Verfahrens zum Ausgestalten von verdickten Außenkanten eines Bauteils ohne Flansch während der Teileformung. Hierbei wird wie in Figur 20 dargestellt in dem Bereitstellungsschritt 101 das Halbzeug 1 , bevorzugt eine bereits vorermittelte Minimalformplatine, bereitgestellt. In dem in Figur 20 bis Figur 24 dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 200 einen zweiteiligen ersten Formwerkzeugstempel 205, bevorzugt ein Stauchstempel. Hierbei ist ein in Figur 20 dem Halbzeug 1 zugewandter erster Teilstempel des ersten Formwerkzeugstempels 205 mit einem in Figur 20 dem Halbzeug 1 abgewandten zweiten Teilstempel des ersten Formwerkzeugstempels 205 verbunden und in Figur 20 voneinander beabstandet angeordnet. Während der Anformung des Halbzeugs 1 bzw. während der Teile- ausformung sind der erste Teilstempel und der zweite Teilstempel voneinander distanziert angeordnet. Das Anformen des Halbzeugs 1 wird nun wie in Figur 22 bis Figur 23 dargestellten relativen Bewegung des ersten Fixierwerkzeugstempels 209 und des zweiten Fixierwerkzeugstempels 21 1 zu dem zweiten Formwerkzeugstempel 207 ermöglicht. Hierdurch wird ein angeformtes Halbzeug 1 wie in Figur 23 dargestellt hergestellt, wobei das angeformte Halbzeug 1 eine flanschlose Zarge bzw. Bauteilzarge umfasst, wobei die Zarge länger ausgebildet ist, als eine Zarge für ein Bauteil ohne umgeformten Anformbereich 5 bzw. Aufdickung vorgesehen ist. Erst kurz vor dem unteren Totpunkt, d.h. zeitlich zwischen Figur 23 und Figur 24, wird eine Verriegelung gelöst und die Distanz zwischen dem ersten Teilstempel und dem zweiten Teilstempel wird reduziert bis sich der erste Teilstempel und der zweite Teilstempel wie in Figur 24 dargestellt berühren. Mit andere Worten wird die Distanz zwischen dem ersten Teilstempel und dem zweiten Teilstempel bzw. beider Stempelteile auf null gesetzt. Der Stauchvorgang des Stempels, der im unteren Totpunkt endet, staucht die überschüssige Länge weg und dickt damit den Randbereich wie in Figur 24 gezeigt auf. Hierdurch wird eine weitere Möglichkeit bereitgestellt, Außenkanten eines Bauteils ohne Flansch während der Teileformung bzw. während der Anformung aufzudicken. Auf vorteilhafte Weise wird somit durch die vorliegende Erfindung eine Vorgehensweise analog zu den in den Publikationen, wie z. B. DE 10 2007 059 251 A1 , DE 10 2008 037 612 B4, DE 10 2009 059 197 A1 , DE 10 2013 103 612 A1 und DE 10 2013 103 751 A1 , der Anmelderin offenbarten Verfahren ohne Flansch wählbar. Im Folgenden wird beispielhaft ein erfindungsgemäßes Verfahren anhand der Figur 25 bis Figur 31 beschrieben. Hierbei zeigen Figur 25 bis Figur 31 beispielhaft Zeitpunkte eines Verfahrens zum Ausgestalten von verdickten Innenkanten.
In Figur 25 ist beispielhaft dargestellt, dass das Halbzeug 1 , bevorzugt eine Platine, bereitgestellt wird und zwischen dem ersten Fixierwerkzeugstempel 209 und dem zweiten Fixierwerkzeugstempel 21 1 fixiert wird. Anschließend wird das Halbzeug 1 wie Figur 26 dargestellt anschließend zumindest teilweise gleichzeitig angeformt und gelocht. Anschließend wird das Halbzeug 1 zeitlich nach dem Lochen weiter angeformt. Dies ist beispielhaft in Figur 27 dargestellt. Hierbei wird die Lochung zu einem Kragen oder einer tiefen Einsen- kung aufgeweitet. Dabei bestimmt das lichte Maß der Aufweitung die Größe des in Figur 31 dargestellten späteren Loches.
Schließlich wird wie in Figur 28 bis Figur 31 dargestellt das angeformte Halbzeug 1 umgeformt. Hierbei wird zunächst wie in Figur 29 dargestellt das angeformte Halbzeug 1 fixiert und anschließend wie in Figur 30 dargestellt mithilfe des ersten Formwerkzeugstempels 205, bevorzugt ein Stauchstempel, und dem zweiten Formwerkzeugstempel 207 umgeformt. Mit anderen Worten ist in Figur 29 dargestellt, dass ein Stauchstempel den Kragen oder die Einsenkung in sich zusammen staucht, sodass ein verdickter Bereich mit einem gewünschten Öffnungsmaß entsteht.
In Figur 25 bis Figur 31 ist dargestellt, dass das erfindungsgemäße Verfahren in zwei Stufen durchgeführt wird. Hierbei zeigt Figur 25 bis Figur 27 eine erste Vorrichtungseinheit der Vorrichtung 200 und Figur 28 bis Figur 31 eine zweite Vorrichtungseinheit der Vorrichtung 200. Mit anderen Worten wird das Verfahren in zwei Stufen mit je einem Kombinationswerkzeug für das Lochen und Kragenformen sowie einem Werkzeug für das Kragenstauchen durchgeführt. Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform ist jedoch auch vorgesehen, dass das Lochen des Halbzeugs 1 in einer dritten Vorrichtungseinheit der Vorrichtung 200 durchgeführt wird, das Anformen des Halbzeugs 1 in einer vierten Vorrichtungseinheit der Vorrichtung 200 durchgeführt wird und das Umformen des Halbzeugs 1 in einer fünften Vorrichtungseinheit der Vorrichtung 200 durchgeführt wird. Mit anderen Worten ist beispielsweise vorgesehen, dass jede Operation in einem Einzelwerkzeug durchgeführt wird. Bevorzugt ist außerdem vorgesehen, dass die Vorrichtung 200 in ein komplexes, pressengebundenes Werkzeug eingebunden ist. Hierbei ist bevorzugt vorgesehen, dass das erfindungsgemäße Verfahren in dem komplexen, pressengebundenen Werkzeug ausgeführt wird, wobei mit dem komplexen, pressengebundenen Werkzeug weitere Umformschritte zum weiteren Umformen des Halbzeugs 1 ausgeführt werden.
Bezugszeichenliste
1 Halbzeug
3 Dicke
5 Anformbereich
7 Rand
100 Haupterstreckungsebene
101 Bereitstellungsschritt
02 Massivformschritt
200 Vorrichtung
201 Formwerkzeug
203 Fixierwerkzeug
205 erster Formwerkzeugstempel
207 zweiter Formwerkzeugstempel
209 erster Fixierwerkzeugstempel
21 1 zweiter Fixierwerkzeugstempel
213 Anformwerkzeug
215 Ausnehmung

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Umformen eines Halbzeugs (1 ), wobei in einem Bereitstellungsschritt
(101 ) das Halbzeug (1 ) bereitgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Massivformschritt (102) ein Anformbereich (5) des Halbzeugs (1 ) derart umgeformt wird, dass eine Dicke (3) des umgeformten Anformbereichs (5) zu einem Rand (7) des Halbzeugs (1 ) hin stetig zunimmt.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei in einem Fixierschritt das Halbzeug (1 ) fixiert wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Fixierschritt zumindest teilweise zeitlich nach dem Bereitstellungsschritt (101 ) durchgeführt wird, wobei der Massivformschritt (102) zumindest teilweise zeitlich nach dem Fixierschritt durchgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Massivformschritt
(102) und der Fixierschritt zumindest teilweise gleichzeitig durchgeführt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem Anformschritt das Halbzeug (1 ) angeformt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei der Anformschritt zumindest teilweise zeitlich nach dem Bereitstellungsschritt (101 ) durchgeführt wird, wobei der Massivformschritt (102) zumindest teilweise zeitlich nach dem Anformschritt durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, wobei der Anformschritt zumindest teilweise zeitlich nach dem Fixierschritt durchgeführt wird, wobei der Massivformschritt (102) zumindest teilweise zeitlich nach dem Anformschritt durchgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Fixierschritt und der Anformschritt zumindest teilweise gleichzeitig durchgeführt werden.
9. Vorrichtung (200) zum Umformen eines Halbzeugs (1 ), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung (200) ein Formwerkzeug (201 ) umfasst, wobei das Formwerkzeug (201 ) derart ausgebildet ist, dass ein Anformbereich (5) des Halbzeugs (1 ) derart umformbar ist, dass eine Dicke (3) des umgeform- ten Anformbereichs (5) zu einem Rand (7) des Halbzeugs (1 ) hin stetig zunimmt.
10. Vorrichtung (200) nach Anspruch 9, wobei die Vorrichtung (200) ein Fixierwerkzeug (203) umfasst, wobei das Fixierwerkzeug (203) derart ausgebildet ist, dass das Halbzeug (1 ) fixierbar ist.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102020202004A1 (de) * 2020-02-18 2021-08-19 Thyssenkrupp Ag Verfahren zum Herstellen von umgeformten Blechteilen und Vorrichtung
JP7757055B2 (ja) * 2021-06-02 2025-10-21 東プレ株式会社 熱間プレス製品の製造方法、及び熱間プレス成形装置
CN114904949B (zh) * 2022-05-09 2022-11-08 中天华南建设投资集团有限公司 一种带排水槽集装箱房顶用封边装置及其使用方法

Family Cites Families (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US515403A (en) * 1894-02-27 Die for shaping spinning-rings from sheet metal
US1944527A (en) * 1930-07-15 1934-01-23 Pfaendler Emil Process of manufacturing vessels and the apparatus used
US2958115A (en) * 1953-12-09 1960-11-01 Lyon George Albert Method for making bomb heads or the like
US3173192A (en) * 1962-12-05 1965-03-16 Mcgill Mfg Company Inc Method for fabricating roller bearing retainers
FR2255976A1 (en) * 1973-12-27 1975-07-25 Daiwa Can Co Ltd High speed mfr.of metal cans - with very thin wall, thickened at top to permit ejection without distortion
IT1193561B (it) * 1980-11-28 1988-07-08 Ligure Tubettificio Processo per la fabbricazione di corpi metallici cavi monoblocco a pareti sottili,per contenitori a pressione
JPS59225830A (ja) * 1983-06-07 1984-12-18 Seiko Epson Corp 絞りフランジ部のダレ抑制加工
JPH07106394B2 (ja) 1989-05-17 1995-11-15 東洋製罐株式会社 絞りしごき缶の製造方法
DE3991692T1 (de) 1989-06-28 1991-07-18 Kanemitsu Akashi Kk Verfahren zur fertigung einer mehrfach-keilriemenscheibe aus blech und die entsprechenden erzeugnisse
JP3579936B2 (ja) 1994-11-21 2004-10-20 トヨタ自動車株式会社 有底筒状製品の成形方法
DE19545890C2 (de) * 1995-12-08 1998-12-17 Leifeld Gmbh & Co Verfahren zur Herstellung eines Werkstücks mit Nabe und Drück- oder Drückwalzmaschine
US5951422A (en) * 1996-06-24 1999-09-14 The Gates Corporation Hub and pulley with radially inward annular collar
IT1297735B1 (it) 1997-11-28 1999-12-20 Attrezzeria Mv & C Snc Stampo di imbutitura e coniatura per la fabbricazione di recipienti metallici e simili
DE19915027A1 (de) * 1999-04-01 2000-01-20 Leico Werkzeugmaschb Gmbh & Co Getriebeteil und Verfahren zum Formen eines Getriebeteils
JP3594845B2 (ja) * 1999-08-10 2004-12-02 株式会社不二越 増肉プレス加工法
DE19957076B4 (de) 1999-11-26 2006-10-19 Vaw Aluminium Ag Verfahren und Vorrichtung zum Lochen von Blechformteilen aus einem Aluminiumwerkstoff
US6609286B2 (en) * 2000-05-10 2003-08-26 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Process for manufacturing a part of a metal matrix composite material
US6931906B2 (en) * 2002-03-28 2005-08-23 Eugene Angelo Sorgi Method and apparatus for cold forging a trailer hitch receiving housing
DE10303184B3 (de) * 2003-01-28 2004-04-08 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von einer in ihrer Dicke mindestens in einem Bereich variierenden Platine
US7797976B2 (en) * 2003-11-17 2010-09-21 Wf-Maschinenbau Und Blechformtechnik Gmbh & Co. Kg Method for the production of a flange on a metal blank, and transmission part
CN1784278A (zh) * 2004-04-16 2006-06-07 株式会社博世汽车系统 锻造成形方法以及容器成形方法
JP4476913B2 (ja) 2004-12-13 2010-06-09 ジヤトコ株式会社 カップ状部材の成形方法及びその装置
DE102006005964B3 (de) 2006-02-08 2007-07-19 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Struktur- oder Fahrwerkbauteils für Kraftfahrzeuge und Struktur- oder Fahrwerkbauteil
CN1817553A (zh) 2006-03-14 2006-08-16 广东工业大学 金属薄板局部管状凸台壁部增厚成形工艺及模具
DE102007059251A1 (de) 2007-12-07 2009-06-10 Thyssenkrupp Steel Ag Herstellverfahren hoch maßhaltiger Halbschalen
DE102008037612B4 (de) 2008-11-28 2014-01-23 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren und Werkzeugsatz zur Herstellung von flanschbehafteten, hoch maßhaltigen und tiefgezogenen Halbschalen
JP5237179B2 (ja) 2009-04-17 2013-07-17 株式会社ユタカ技研 プレス製ワークの部分増肉方法及びその増肉装置
DE102009059197A1 (de) 2009-12-17 2011-06-22 ThyssenKrupp Steel Europe AG, 47166 Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Halbschalenteils
ES2532217T3 (es) * 2012-04-20 2015-03-25 Leifeld Metal Spinning Ag Procedimiento y dispositivo para la conformación de una pieza de trabajo
JP5500326B1 (ja) * 2012-06-07 2014-05-21 東洋製罐株式会社 深絞り成形方法
CN102729013B (zh) 2012-07-05 2015-03-25 德清县天创五金制品有限公司 C型钢热挤压生产工艺
MX354007B (es) 2012-11-09 2018-02-08 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp Método de moldeo a presión.
DE102013103612B8 (de) 2013-04-10 2023-12-28 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren und Stauchwerkzeug zur Herstellung von hoch maßhaltigen Halbschalen
DE102013103751B4 (de) 2013-04-15 2025-03-27 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur Herstellung von hochmaßhaltigen Halbschalen und Vorrichtung zur Herstellung einer Halbschale
TW201600310A (zh) * 2014-06-17 2016-01-01 Univ Nat Kaohsiung 1St Univ Sc 具傾斜夾料面的引伸模具

Also Published As

Publication number Publication date
US11192162B2 (en) 2021-12-07
WO2017174425A1 (de) 2017-10-12
US20190105696A1 (en) 2019-04-11
DE102016205492A1 (de) 2017-10-05
CN109070171A (zh) 2018-12-21

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