WO2006122855A1 - Method for deep-drawing a flat sheet metal blank using a deep-draw device - Google Patents

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WO2006122855A1
WO2006122855A1 PCT/EP2006/061482 EP2006061482W WO2006122855A1 WO 2006122855 A1 WO2006122855 A1 WO 2006122855A1 EP 2006061482 W EP2006061482 W EP 2006061482W WO 2006122855 A1 WO2006122855 A1 WO 2006122855A1
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oil
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Hans Gebauer
Alfred Spring
Erik Genath
Karl Starrock
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BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
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Definitions

  • the invention relates to a method for deep drawing a flat sheet metal blank in a thermoforming tool with a drawing punch and a drawing die to a semifinished product, in particular for household appliances, eg. As a dishwasher or a washing machine and a thermoforming tool with a drawing punch and a drawing die for deep drawing a flat sheet metal blank to a semifinished product.
  • FoNe thermoforming foil
  • thermoforming sheet has a thickness of about 60 microns.
  • Thermoforming film lowers the coefficient of friction during the deep-drawing process to ⁇ ⁇ 0.1 and prevents contact of the surface of the sheet metal blank and the drawing punch of
  • thermoforming film in a manufacturing process Since the application and removal of thermoforming film in a manufacturing process is associated with high costs, there is a need to be able to dispense with such a deep drawing aid in a deep drawing process. Another, also the
  • thermoforming tool compared to a method that dispenses with the thermoforming, is lower.
  • US 6,655,181 B2 a method and a device is known in which the drawing die is provided with a coating of chromium carbide.
  • the method described there does not relate to deep drawing with tools, but to a method using active energy in the form of a gas. Such a method is not suitable, for example, for the production of interior doors for a dishwasher due to the large area to be deformed.
  • the object of the present invention is to provide a method and a deep-drawing tool for deep drawing a flat sheet metal blank with a thermoforming tool, with a high surface quality without the use of a thermoforming sheet is possible.
  • a lubricant is applied to the sheet metal blank for deep drawing, wherein the lubricant is a drawing oil, which is applied directly at least partially on the surface of the sheet metal blank.
  • the semi-finished product has a high surface quality after deep drawing without the use of a thermoforming film.
  • the drawing oil thus has properties, ie is designed such that a high surface quality can be achieved without the use of a thermoforming sheet.
  • the drawing oil can also be applied only partially (at least partially) to the surface of the sheet metal blank in which large deformations occur. As a result, drawing oil can be saved and the effort to remove the drawing oil after deep drawing can be reduced.
  • a further advantage is that the fine film particles resulting from the use of a thermoforming foil, which lead to a heavy contamination of the thermoforming tool and other processing machines, are not incurred, as a result of which the otherwise necessary high maintenance costs can be avoided.
  • the drawing oil has solid particles with a very small particle size, preferably between 0.1 and 10 microns, especially in the range of about 1 micron, to avoid direct contact between the surface of the blank and the surface of the drawing die.
  • the solid particles prevent the direct contact between the sheet surface of the sheet blank and the surface of the drawing die, among other reasons, because a Abroll bin between the punch and the blank occurs, ie a small coefficient of friction ⁇ is present, so that a high surface quality of the semifinished product can be achieved can.
  • the lubricant is a drawing oil and has a high adhesive strength to the sheet metal blank so that the sheet surface of the sheet metal blank does not experience direct contact with the surface of the drawing die during deep drawing.
  • the material properties of the drawing oil are thus such that no signs of wear on the drawing punch occur.
  • the required high surface quality can be maintained over a large number of deep drawing cycles.
  • the life of the thermoforming tool can be extended compared to a conventional deep drawing process using a thermoforming sheet thereby.
  • the drawing oil has a cleaning effect for the thermoforming tool, i. H. attached metal atoms on the drawing punch and / or the
  • Drawing dies especially at the drawing edge, are chemically bound and broken down.
  • the cleaning effect of the drawing oil is effected by chlorine compounds.
  • the drawing oil is applied by spraying
  • the draw oil is a hydrocarbon compound, preferably at least partially with fluoro compounds, e.g. As a mixture with portions of polyethylene and polytetrafluoroethylene.
  • the drawing oil is diluted with demineralized water prior to application to the sheet surface of the sheet metal blank, - A -
  • the demineralized water and drawing oil is homogenized by ultrasound in order to achieve the full effect of the drawing oil.
  • the mixture of pure drawing oil (hydrocarbon compound) and demineralized water is also referred to as drawing oil.
  • the drawing oil is also applied to the surface of the drawing die and / or the drawing die.
  • the drawing oil is removed from the semifinished product after deep-drawing, and optionally further forming or processing steps.
  • the surface of the semi-finished product is not affected by drawing oil.
  • the removal of the drawing oil from the surface of the semifinished product by a washing process for.
  • a washing process for.
  • a slightly alkaline detergent pH about 7 to 8
  • a two-component detergent for example a two-component detergent
  • ultrasound d. H. Ultrasound is applied to the surface of the semifinished product.
  • the drawing oil is removed during the test of a dishwasher in the manufacturing process by a brief trial commissioning, preferably using a commercially available dishwashing detergent.
  • a brief trial commissioning preferably using a commercially available dishwashing detergent.
  • the dishwasher is briefly put into operation for testing purposes using a dishwashing detergent.
  • the rinsing container is composed of semi-finished products produced by the method according to the invention.
  • no additional cleaning effort for the removal of the drawing oil is required because the trial commissioning takes place anyway and thus all visible surfaces are cleaned inside the washing container.
  • a surface of the drawing punch and / or the drawing die is used with a steel surface formed according to the DIN standard 1.2379 with a micro surface area of Ra ⁇ 1.0 ⁇ m.
  • the surface of the drawing punch and / or the drawing die has a minimum hardness of 2500 HV 0.01.
  • the surface of the drawing die and / or the drawing die has a multilayer (several layers one above the other) of a chromium matrix, i. H. a skeleton made of chrome carbide and other elements.
  • a chromium matrix i. H. a skeleton made of chrome carbide and other elements.
  • the Mulitlayer has a good tendency to stick to the drawing oil, in particular by chemical and physical processes, eg. B. by means of different polarity between Mulitlayer, in particular the upper layers of the Mulitlayers, and proportions of the drawing oil.
  • a direct contact between the surface of the drawing die and / or the drawing die and the sheet metal blank can be avoided, so that a high surface quality of the semifinished product can be achieved.
  • sheet metal according to one of the DIN standards 1.4301 (chrome-nickel steel), 1.4303 (chrome-nickel steel) or 1.4016 (chrome steel) is selected as the material of the sheet metal blank. These materials are used for example for the production of washing containers in dishwashers.
  • a deep-drawing tool with a drawing punch and a drawing die for deep drawing a flat sheet metal blank to a semi-finished product means are available to apply a drawing oil for deep drawing directly at least partially on the surface of the sheet metal blank can.
  • the means are spray nozzles, pumping and control devices.
  • a flat sheet metal blank 10 to be processed is provided with a drawing oil 11, preferably before the introduction of the sheet metal blank 10 into the deep-drawing tool 11 (FIG. 1 a).
  • the sheet metal blank 10 is inserted into a deep-drawing tool 1 such that the surface provided with the drawing oil 11 faces a drawing punch 2 (FIG. 1b).
  • the deep-drawing tool 1 has the drawing punch 2, drawing dies 3 and 6, a hold-down 4 and a receptacle 5, in which the sheet metal blank 10 is inserted.
  • the drawing punch 2 may be provided with a coating 7 which has a good adhesion tendency to the drawing oil 11.
  • the coating ideally has a hardness greater than 2500 HV 0.01. The adhesion tendency is promoted by a specially set polarity of the upper atomic layers of the coating.
  • the coating is preferably a multilayer (several layers one above the other) of a chromium matrix, i. H. a skeleton made of chrome carbide and other elements.
  • the drawing punch 2 is for example made of a steel according to DIN standard 1.2379 or other high-speed steel, such. B. according to DIN standard 1.3343, or another Kaltarbeitsstahlgüte manufactured.
  • the drawing process takes place in a manner known per se by depressing the drawing punch 2 in the direction of the drawing dies 3, 6, as shown in FIGS. 1b) to 1d).
  • the semifinished product produced in FIG. 1d) can be subjected to further processing steps, such as punching or further deep-drawing operations, before the semi-finished product is freed from the drawing oil in a last method step (FIG. 1e).
  • This is preferably done in a washing process, in which the semifinished product 12 is immersed in a suitable treatment liquid. This process can advantageously be carried out automatically.

Abstract

The invention relates to a method for deep-drawing a flat sheet metal blank (10) in a deep-draw device (1) using a draw punch (2) and a draw die (3) to give a semi-finished product (12), especially for domestic appliances, e.g. a dishwasher or a washing machine. The invention is characterized by directly applying at least to part of the sheet surface of the sheet metal blank (10) a drawing oil (11) especially before the sheet metal blank (10) is inserted into the deep-draw device (1).

Description

Verfahren zum Tiefziehen eines flächigen Blechzuschnitts mit einem Tiefziehwerkzeug Method for deep drawing a flat sheet metal blank with a thermoforming tool
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Tiefziehen eines flächigen Blechzuschnitts in einem Tiefziehwerkzeug mit einem Ziehstempel und einer Ziehmatrize zu einem Halbzeug, insbesondere für Haushaltsgeräte, z. B. eine Geschirrspülmaschine oder eine Waschmaschine und ein Tiefziehwerkzeug mit einem Ziehstempel und einer Ziehmatrize zum Tiefziehen eines flächigen Blechzuschnitts zu einem Halbzeug.The invention relates to a method for deep drawing a flat sheet metal blank in a thermoforming tool with a drawing punch and a drawing die to a semifinished product, in particular for household appliances, eg. As a dishwasher or a washing machine and a thermoforming tool with a drawing punch and a drawing die for deep drawing a flat sheet metal blank to a semifinished product.
Um Halbzeuge aus Stahl in einer hohen Oberflächengüte ohne mechanische Oberflächenbeschädigungen (Spurrillen, Kratzer) in der Oberflächengüte 2R (glänzend) oder 2B (matt), insbesondere für Haushaltsgeräte, z. B. eine Geschirrspülmaschine oder eine Waschmaschine, herstellen zu können, wird als Tiefziehhilfe und Oberflächenschutz für den zu verformenden Blechzuschnitt eine auf diese aufgewalzte Polyethylen (PE)-To steel semi-finished products in a high surface quality without mechanical surface damage (ruts, scratches) in the surface finish 2R (glossy) or 2B (matt), especially for household appliances, such. As a dishwashing machine or a washing machine to produce, as a thermoforming aid and surface protection for the sheet metal blank to be formed on this rolled-on polyethylene (PE) -
FoNe (Tiefziehfolie) verwendet. Zusätzlich wird ein Schmiermittel aufgebracht, jedoch nicht unmittelbar auf den Blechzuschnitt, weil die Oberfläche des Blechzuschnittes von derFoNe (thermoforming foil) used. In addition, a lubricant is applied, but not directly on the sheet metal blank, because the surface of the sheet metal blank of the
Tiefziehfolie bedeckt ist. Die Tiefziehfolie weist eine Stärke von ca. 60 μm auf. DieThermoforming film is covered. The thermoforming sheet has a thickness of about 60 microns. The
Tiefziehfolie senkt den Reibwert während des Tiefziehvorganges auf μ<0,1 und verhindert eine Berührung der Oberfläche des Blechzuschnitts und des Ziehstempels desThermoforming film lowers the coefficient of friction during the deep-drawing process to μ <0.1 and prevents contact of the surface of the sheet metal blank and the drawing punch of
Ziehwerkzeuges. Dadurch wird die hochwertige Oberfläche des zu verformenden Blechzuschnitts nicht durch Verschleiß geschädigt, was bei der gefordertenDrawing tool. As a result, the high-quality surface of the sheet metal blank to be deformed is not damaged by wear, which in the required
Oberflächengüte ansonsten zu einer manuellen Nacharbeit oder zu einem Ausschuss des bearbeiteten Teils führen würde.Otherwise, surface finish would result in manual rework or scrap of the machined part.
Da das Aufbringen und Abziehen der Tiefziehfolie in einem Fertigungsprozess mit hohen Kosten verbunden ist, besteht das Bedürfnis, im Rahmen eines Tiefziehverfahrens auf eine derartige Tiefziehhilfe verzichten zu können. Ein weiterer, ebenfalls dieSince the application and removal of thermoforming film in a manufacturing process is associated with high costs, there is a need to be able to dispense with such a deep drawing aid in a deep drawing process. Another, also the
Herstellungskosten erhöhender Faktor ist der Umstand, dass die Standzeit desProduction cost increasing factor is the fact that the service life of the
Tiefziehwerkzeugs gegenüber einem Verfahren, das auf die Tiefziehhilfe verzichtet, geringer ist. Außerdem fallen für die Anschaffung der nicht wiederverwendbaren Tiefziehfolie erhebliche Kosten an. Aus der US 6,655,181 B2 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei der die Ziehmatrize mit einer Beschichtung aus Chromcarbid versehen ist. Das dort beschriebene Verfahren betrifft jedoch nicht ein Tiefziehen mit Werkzeugen, sondern ein Verfahren, das Wirkenergie in Form eines Gases verwendet. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise für die Herstellung von Innentüren für eine Geschirrspülmaschine auf Grund der großen zu verformenden Fläche nicht geeignet.Thermoforming tool compared to a method that dispenses with the thermoforming, is lower. In addition, there are significant costs for the purchase of non-reusable thermoforming sheet. From US 6,655,181 B2 a method and a device is known in which the drawing die is provided with a coating of chromium carbide. However, the method described there does not relate to deep drawing with tools, but to a method using active energy in the form of a gas. Such a method is not suitable, for example, for the production of interior doors for a dishwasher due to the large area to be deformed.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und ein Tiefziehwerkzeug zum Tiefziehen eines flächigen Blechzuschnitts mit einem Tiefziehwerkzeug anzugeben, mit dem eine hohe Oberflächengüte ohne Verwendung einer Tiefziehfolie möglich ist.The object of the present invention is to provide a method and a deep-drawing tool for deep drawing a flat sheet metal blank with a thermoforming tool, with a high surface quality without the use of a thermoforming sheet is possible.
Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ein Tiefziehwerkzeug gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 20 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen.This object is achieved by the method according to the features of claim 1 and a thermoforming tool according to the features of claim 20. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.
In einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Tiefziehen eines flächigen Blechzuschnitts in einem Tiefziehwerkzeug mit einem Ziehstempel und einer Ziehmatrize zu einem Halbzeug, insbesondere für Haushaltsgeräte, z. B. eine Geschirrspülmaschine oder eine Waschmaschine, wird zum Tiefziehen ein Schmiermittel auf den Blechzuschnitt aufgebracht, wobei das Schmiermittel ein Ziehöl ist, welches unmittelbar wenigstens teilweise auf die Oberfläche des Blechzuschnittes aufgebracht wird. Durch die Verwendung eines Ziehöls verfügt das Halbzeug nach dem Tiefziehen über eine hohe Oberflächengüte ohne Verwendung einer Tiefziehfolie. Das Ziehöl verfügt somit über Eigenschaften, d. h. ist derart ausgestaltet, dass eine hohe Oberflächengüte ohne Verwendung einer Tiefziehfolie erreicht werden kann. Das Ziehöl kann auch nur partiell (wenigstens teilweise) auf die Oberfläche des Blechzuschnittes aufgebracht werden, in denen große Verformungen auftreten. Dadurch kann Ziehöl eingespart werden und der Aufwand zum Entfernen des Ziehöls nach dem Tiefziehen reduziert werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die bei der Verwendung einer Tiefziehfolie entstehenden feinen Folienpartikel, die zu einer starken Verunreinigung des Tiefziehwerkzeugs und anderer Bearbeitungsmaschinen führen, nicht anfallen, wodurch die ansonsten notwendigen hohen Instandhaltungskosten vermieden werden können. Vorzugsweise verfügt das Ziehöl über Feststoffpartikel mit einer sehr kleinen Partikelgröße, vorzugsweise zwischen 0,1 und 10 μm, insbesondere im Bereich von ungefähr 1 μm, um einen unmittelbaren Kontakt zwischen der Oberfläche des Blechzuschnittes und der Oberfläche des Ziehstempels zu vermeiden. Die Feststoff partikel verhindern den unmittelbaren Kontakt zwischen der Blechoberfläche des Blechzuschnittes und der Oberfläche des Ziehstempels unter anderen auch deshalb, weil ein Abrolleffekt zwischen dem Ziehstempel und dem Blechzuschnitt eintritt, d. h. ein kleiner Reibwert μ ist vorhanden, so dass eine hohe Oberflächengüte des Halbzeuges erreicht werden kann.In a method according to the invention for deep drawing a flat sheet metal blank in a thermoforming tool with a drawing punch and a drawing die to a semifinished product, in particular for household appliances, eg. As a dishwasher or a washing machine, a lubricant is applied to the sheet metal blank for deep drawing, wherein the lubricant is a drawing oil, which is applied directly at least partially on the surface of the sheet metal blank. By using a drawing oil, the semi-finished product has a high surface quality after deep drawing without the use of a thermoforming film. The drawing oil thus has properties, ie is designed such that a high surface quality can be achieved without the use of a thermoforming sheet. The drawing oil can also be applied only partially (at least partially) to the surface of the sheet metal blank in which large deformations occur. As a result, drawing oil can be saved and the effort to remove the drawing oil after deep drawing can be reduced. A further advantage is that the fine film particles resulting from the use of a thermoforming foil, which lead to a heavy contamination of the thermoforming tool and other processing machines, are not incurred, as a result of which the otherwise necessary high maintenance costs can be avoided. Preferably, the drawing oil has solid particles with a very small particle size, preferably between 0.1 and 10 microns, especially in the range of about 1 micron, to avoid direct contact between the surface of the blank and the surface of the drawing die. The solid particles prevent the direct contact between the sheet surface of the sheet blank and the surface of the drawing die, among other reasons, because a Abrolleffekt between the punch and the blank occurs, ie a small coefficient of friction μ is present, so that a high surface quality of the semifinished product can be achieved can.
In einer weiteren Ausführungsform ist das Schmiermittel ein Ziehöl und weist eine hohe Haftfestigkeit zum Blechzuschnitt auf, so dass die Blechoberfläche des Blechzuschnittes beim Tiefziehen keinen unmittelbaren Kontakt mit der Oberfläche des Ziehstempels erfährt. Die Materialeigenschaften des Ziehöls sind somit derart beschaffen, dass keine Verschleißspuren an dem Ziehstempel auftreten. Hierdurch kann die geforderte hohe Oberflächenqualität auch über eine große Anzahl an Tiefziehzyklen aufrechterhalten werden. Die Standzeit des Tiefziehwerkzeugs kann gegenüber einem konventionellen Tiefziehvorgang unter Verwendung einer Tiefziehfolie dadurch verlängert werden.In a further embodiment, the lubricant is a drawing oil and has a high adhesive strength to the sheet metal blank so that the sheet surface of the sheet metal blank does not experience direct contact with the surface of the drawing die during deep drawing. The material properties of the drawing oil are thus such that no signs of wear on the drawing punch occur. As a result, the required high surface quality can be maintained over a large number of deep drawing cycles. The life of the thermoforming tool can be extended compared to a conventional deep drawing process using a thermoforming sheet thereby.
In einer ergänzenden Ausführungsform verfügt das Ziehöl über einen Putzeffekt für das Tiefziehwerkzeug, d. h. angelagerte Metallatome an dem Ziehstempel und/oder derIn a supplementary embodiment, the drawing oil has a cleaning effect for the thermoforming tool, i. H. attached metal atoms on the drawing punch and / or the
Ziehmatrize, insbesondere an der Ziehkante, werden chemisch gebunden und abgebaut.Drawing dies, especially at the drawing edge, are chemically bound and broken down.
Hierdurch können sich keine größeren Teilchen an der Oberfläche desAs a result, no larger particles on the surface of the
Tiefziehwerkzeuges aufbauen, wodurch die Oberflächenqualität positiv beeinflussbar ist.Build thermoforming tool, whereby the surface quality can be positively influenced.
Vorzugsweise wird der Putzeffekt des Ziehöls durch Chlorverbindungen bewirkt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird das Ziehöl durch Sprühen aufPreferably, the cleaning effect of the drawing oil is effected by chlorine compounds. In a preferred embodiment, the drawing oil is applied by spraying
Blechoberfläche des Blechzuschnittes aufgebracht.Sheet metal surface of the sheet metal blank applied.
In einer ergänzenden Ausführungsform ist das Ziehöl eine Kohlenwasserstoffverbindung, vorzugsweise wenigstens teilweise mit Fluorverbindungen, z. B. eine Mischung mit Anteilen aus Polyethylen und Polytetrafluorethylen.In a supplementary embodiment, the draw oil is a hydrocarbon compound, preferably at least partially with fluoro compounds, e.g. As a mixture with portions of polyethylene and polytetrafluoroethylene.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Ziehöl vor dem Aufbringen auf die Blechoberfläche des Blechzuschnittes mit demineralisierten Wasser verdünnt, - A -In a further embodiment, the drawing oil is diluted with demineralized water prior to application to the sheet surface of the sheet metal blank, - A -
vorzugsweise in einem Verhältnis von 1 :1. Dadurch kann eine gleichmäßige Beschichtung mit ungefähr konstanter Schichtdicke des Ziehöls auf dem Blechzuschnitt einfach erreicht werden, wodurch eine hohe Oberflächengüte des Blechzuschnittes möglich ist.preferably in a ratio of 1: 1. Thereby, a uniform coating with approximately constant layer thickness of the drawing oil on the sheet metal blank can be easily achieved, whereby a high surface quality of the sheet metal blank is possible.
Bevorzugt wird das demineralisierte Wasser und Ziehöl durch Ultraschall homogenisiert, um die volle Wirkung des Ziehöls zu erreichen. Das Gemisch aus reinem Ziehöl (Kohlenwasserstoffverbindung) und demineralisierten Wasser wird auch als Ziehöl bezeichnet.Preferably, the demineralized water and drawing oil is homogenized by ultrasound in order to achieve the full effect of the drawing oil. The mixture of pure drawing oil (hydrocarbon compound) and demineralized water is also referred to as drawing oil.
In einer ergänzenden Ausführungsform wird das Ziehöl auch auf die Oberfläche des Ziehstempels und/oder der Ziehmatrize aufgebracht.In a supplementary embodiment, the drawing oil is also applied to the surface of the drawing die and / or the drawing die.
Vorteilhafterweise wird das Ziehöl nach dem Tiefziehen, und optional weiteren Umformoder Bearbeitungsschritten, von dem Halbzeug entfernt. Dadurch ist die Oberfläche des Halbzeuges nicht mit Ziehöl behaftet.Advantageously, the drawing oil is removed from the semifinished product after deep-drawing, and optionally further forming or processing steps. As a result, the surface of the semi-finished product is not affected by drawing oil.
In einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Entfernen des Ziehöls von der Oberfläche des Halbzeuges durch einen Waschvorgang, z. B. mit einem vorzugsweise leicht alkalischen Reinigungsmittel (pH-Wert ungefähr 7 bis 8), beispielsweise ein Zweikomponentenreinigungsmittel, wobei vorzugsweise der Reinigungsvorgang von Ultraschall unterstützt wird, d. h. Ultraschall auf die Oberfläche des Halbzeuges aufgebracht wird.In a further embodiment, the removal of the drawing oil from the surface of the semifinished product by a washing process, for. Example, with a preferably slightly alkaline detergent (pH about 7 to 8), for example a two-component detergent, wherein preferably the cleaning process is supported by ultrasound, d. H. Ultrasound is applied to the surface of the semifinished product.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Ziehöl während der Prüfung einer Geschirrspülmaschine im Herstellungsvorgang durch eine kurzzeitige probeweise Inbetriebnahme, vorzugsweise unter Verwendung eines handelsüblichen Geschirrspülmittels, entfernt. Bei der Herstellung einer Geschirrspülmaschine wird für Prüfzwecke die Geschirrspülmaschine unter Verwendung eines Geschirrspülmittels kurzzeitig in Betrieb genommen. Der Spülbehälter ist aus Halbzeugen, hergestellt durch das erfindungsgemäße Verfahren, zusammengesetzt. Dadurch ist kein zusätzlicher Reinigungsaufwand für das Entfernen des Ziehöls erforderlich, weil die probeweise Inbetriebnahme ohnehin erfolgt und somit alle sichtbaren Oberflächen im Inneren des Spülbehälters gereinigt werden. Vorzugsweise wird eine Oberfläche des Ziehstempels und/oder der Ziehmatrize mit einer gemäß der DIN-Norm 1.2379 ausgebildeten Stahloberfläche mit einer Mikrooberfläche von Ra < 1,0 μm verwendet.In a further embodiment, the drawing oil is removed during the test of a dishwasher in the manufacturing process by a brief trial commissioning, preferably using a commercially available dishwashing detergent. In the manufacture of a dishwasher, the dishwasher is briefly put into operation for testing purposes using a dishwashing detergent. The rinsing container is composed of semi-finished products produced by the method according to the invention. As a result, no additional cleaning effort for the removal of the drawing oil is required because the trial commissioning takes place anyway and thus all visible surfaces are cleaned inside the washing container. Preferably, a surface of the drawing punch and / or the drawing die is used with a steel surface formed according to the DIN standard 1.2379 with a micro surface area of Ra <1.0 μm.
Vorteilhafterweise verfügt die Oberfläche des Ziehstempels und/oder der Ziehmatrize über eine Mindesthärte von 2500 HV 0,01.Advantageously, the surface of the drawing punch and / or the drawing die has a minimum hardness of 2500 HV 0.01.
In einer bevorzugten Ausführungsform verfügt die Oberfläche des Ziehstempels und/oder der Ziehmatrize über einen Multilayer (mehrere Schichten übereinander) aus einer Chrommatrix, d. h. ein Grundgerüst aus Chromkarbid und anderen Elemente. Mit diesem Oberflächenmaterial kann eine hohe Oberflächengüte, d. h. z. B. keine sichtbaren Rillen oder Kratzspuren, des Halbzeuges erreicht werden.In a preferred embodiment, the surface of the drawing die and / or the drawing die has a multilayer (several layers one above the other) of a chromium matrix, i. H. a skeleton made of chrome carbide and other elements. With this surface material, a high surface quality, d. H. z. B. no visible grooves or scratch marks, the semifinished product can be achieved.
Vorteilhafterweise verfügt der Mulitlayer über eine gute Haftneigung zu dem Ziehöl, insbesondere durch chemische und physikalische Vorgänge, z. B. mit Hilfe unterschiedlicher Polarität zwischen Mulitlayer, insbesondere den oberen Schichten des Mulitlayers, und Anteilen des Ziehöls. Dadurch kann ein unmittelbarer Kontakt zwischen der Oberfläche des Ziehstempels und/oder der Ziehmatrize und dem Blechzuschnitt vermieden werden, so dass eine hohe Oberflächengüte des Halbzeuges erreicht werden kann.Advantageously, the Mulitlayer has a good tendency to stick to the drawing oil, in particular by chemical and physical processes, eg. B. by means of different polarity between Mulitlayer, in particular the upper layers of the Mulitlayers, and proportions of the drawing oil. Thereby, a direct contact between the surface of the drawing die and / or the drawing die and the sheet metal blank can be avoided, so that a high surface quality of the semifinished product can be achieved.
In einer weiteren Ausgestaltung wird als Material des Blechzuschnitts Blech gemäß einer der DIN-Normen 1.4301 (Chrom-Nickel-Stahl), 1.4303 (Chrom-Nickel-Stahl) oder 1.4016 (Chrom-Stahl) gewählt. Diese Materialien werden beispielsweise zur Herstellung von Spülbehältern in Geschirrspülmaschinen verwendet.In another embodiment, sheet metal according to one of the DIN standards 1.4301 (chrome-nickel steel), 1.4303 (chrome-nickel steel) or 1.4016 (chrome steel) is selected as the material of the sheet metal blank. These materials are used for example for the production of washing containers in dishwashers.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug über eine glänzende Oberfläche (Oberflächengüte 2R) oder über eine matte Oberfläche (Oberflächengüte 2B) verfügt.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the semi-finished product has a glossy surface (surface quality 2R) or a matte surface (surface quality 2B).
In einem erfindungsgemäßen Tiefziehwerkzeug mit einem Ziehstempel und einer Ziehmatrize zum Tiefziehen eines flächigen Blechzuschnitts zu einem Halbzeug sind Mittel vorhanden sind, um ein Ziehöl zum Tiefziehen unmittelbar wenigstens teilweise auf die Oberfläche des Blechzuschnittes aufbringen zu können. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Mittel Sprühdüsen, Pump- und Steuerungseinrichtungen.In a deep-drawing tool according to the invention with a drawing punch and a drawing die for deep drawing a flat sheet metal blank to a semi-finished product means are available to apply a drawing oil for deep drawing directly at least partially on the surface of the sheet metal blank can. In a preferred embodiment, the means are spray nozzles, pumping and control devices.
Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 sind fünf verschiedene Verfahrensschritte a) bis e) dargestellt. In einem ersten Verfahrensschritt wird ein zu bearbeitender flächiger Blechzuschnitt 10 mit einem Ziehöl 11, vorzugsweise vor dem Einbringen des Blechzuschnitts 10 in das Tiefziehwerkzeug 11 , versehen (Figur 1a). Der Blechzuschnitt 10 wird derart in ein Tiefziehwerkzeug 1 eingelegt, dass die mit dem Ziehöl 11 versehene Oberfläche einem Ziehstempel 2 zugewandt ist (Figur 1b).In the embodiment of Figure 1 five different process steps a) to e) are shown. In a first method step, a flat sheet metal blank 10 to be processed is provided with a drawing oil 11, preferably before the introduction of the sheet metal blank 10 into the deep-drawing tool 11 (FIG. 1 a). The sheet metal blank 10 is inserted into a deep-drawing tool 1 such that the surface provided with the drawing oil 11 faces a drawing punch 2 (FIG. 1b).
Das Tiefziehwerkzeug 1 weist den Ziehstempel 2, Ziehmatrizen 3 und 6, einen Niederhalter 4 sowie eine Aufnahme 5 auf, in welche der Blechzuschnitt 10 eingelegt ist. Optional kann der Ziehstempel 2 mit einer Beschichtung 7 versehen sein, welche eine gute Haftungsneigung zu dem Ziehöl 11 aufweist. Die Beschichtung weist idealerweise eine Härte größer als 2500 HV 0,01 auf. Die Haftungsneigung wird durch eine besonders eingestellte Polarität der oberen Atomlagen der Beschichtung gefördert. Die Beschichtung ist vorzugsweise ein Multilayer (mehrere Schichten übereinander) aus einer Chrommatrix, d. h. ein Grundgerüst aus Chromkarbid und anderen Elementen. Der Ziehstempel 2 ist beispielsweise aus einem Stahl gemäß der DIN-Norm 1.2379 oder einem anderen Schnellarbeitsstahl, wie z. B. gemäß DIN-Norm 1.3343, oder einer anderen Kaltarbeitsstahlgüte gefertigt.The deep-drawing tool 1 has the drawing punch 2, drawing dies 3 and 6, a hold-down 4 and a receptacle 5, in which the sheet metal blank 10 is inserted. Optionally, the drawing punch 2 may be provided with a coating 7 which has a good adhesion tendency to the drawing oil 11. The coating ideally has a hardness greater than 2500 HV 0.01. The adhesion tendency is promoted by a specially set polarity of the upper atomic layers of the coating. The coating is preferably a multilayer (several layers one above the other) of a chromium matrix, i. H. a skeleton made of chrome carbide and other elements. The drawing punch 2 is for example made of a steel according to DIN standard 1.2379 or other high-speed steel, such. B. according to DIN standard 1.3343, or another Kaltarbeitsstahlgüte manufactured.
Der Ziehvorgang findet in an sich bekannter Weise durch Niederdrücken des Ziehstempels 2 in Richtung der Ziehmatrizen 3, 6 statt, wie dies in den Figuren 1b) bis 1d) dargestellt ist. Das in Figur 1d) erzeugte Halbzeug kann weiteren Verarbeitungsschritten, wie z.B. Stanzungen oder weiteren Tiefziehvorgängen, unterworfen werden, bevor das Halbzeug in einem letzten Verfahrensschritt von dem Ziehöl befreit wird (Figur 1e). Dies erfolgt bevorzugt in einem Waschvorgang, in dem das Halbzeug 12 in eine geeignete Behandlungsflüssigkeit eingetaucht wird. Dieser Vorgang kann vorteilhafterweise automatisiert vorgenommen werden. BezugszeichenlisteThe drawing process takes place in a manner known per se by depressing the drawing punch 2 in the direction of the drawing dies 3, 6, as shown in FIGS. 1b) to 1d). The semifinished product produced in FIG. 1d) can be subjected to further processing steps, such as punching or further deep-drawing operations, before the semi-finished product is freed from the drawing oil in a last method step (FIG. 1e). This is preferably done in a washing process, in which the semifinished product 12 is immersed in a suitable treatment liquid. This process can advantageously be carried out automatically. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Tiefziehwerkzeug1 thermoforming tool
2 Ziehstempel2 drawing punches
3 Ziehmatrize3 drawing die
4 Niederhalter4 hold downs
5 Aufnahme5 recording
6 Ziehmatrize6 drawing die
7 Beschichtung7 coating
10 Blechzuschnitt10 sheet metal cutting
11 Ziehöl11 drawing oil
12 Halbzeug12 semi-finished products
F Kraft F force

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Verfahren zum Tiefziehen eines flächigen Blechzuschnitts (10) in einem Tiefziehwerkzeug (1) mit einem Ziehstempel (2) und einer Ziehmatrize (3, 6) zu einem Halbzeug (12), insbesondere für Haushaltsgeräte, z. B. eine Geschirrspülmaschine oder eine Waschmaschine, wird zum Tiefziehen ein1. Method for deep drawing a flat sheet metal blank (10) in a deep drawing tool (1) with a drawing punch (2) and a drawing die (3, 6) to form a semi-finished product (12), in particular for household appliances, e.g. B. a dishwasher or a washing machine is used for deep drawing
Schmiermittel auf den Blechzuschnitt (10) aufgebracht, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel ein Ziehöl (11) ist, welches unmittelbar wenigstens teilweise auf die Oberfläche des Blechzuschnittes (10) aufgebracht wird.Lubricant is applied to the sheet metal blank (10), characterized in that the lubricant is a drawing oil (11) which is applied directly at least partially to the surface of the sheet metal blank (10).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehöl (11) über Feststoffpartikel mit einer sehr kleinen Partikelgröße verfügt, vorzugsweise zwischen 0,1 und 10 μm, insbesondere im Bereich von ungefähr 1 μm, um einen unmittelbaren Kontakt zwischen der Oberfläche des Blechzuschnittes (10) und der Oberfläche des Ziehstempels (2) zu vermeiden.2. The method according to claim 1, characterized in that the drawing oil (11) has solid particles with a very small particle size, preferably between 0.1 and 10 μm, in particular in the range of approximately 1 μm, in order to ensure direct contact between the surface of the Sheet metal blank (10) and the surface of the drawing punch (2) should be avoided.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehöl (11) über eine hohe Haftfestigkeit zum Blechzuschnitt (10) aufweist, so dass die Blechoberfläche des Blechzuschnittes (10) beim Tiefziehen keinen unmittelbaren Kontakt mit der Oberfläche des Ziehstempels (2) erfährt.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the drawing oil (11) has a high adhesive strength to the sheet metal blank (10), so that the sheet metal surface of the sheet metal blank (10) does not come into direct contact with the surface of the drawing punch (2) during deep drawing ) learns.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehöl (11) über einen Putzeffekt für das Tiefziehwerkzeug (1) verfügt, d. h. angelagerte Metallatome an dem Ziehstempel (2) und/oder der Ziehmatrize (3, 6), insbesondere an der Ziehkante, werden chemisch gebunden und abgebaut.4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the drawing oil (11) has a cleaning effect for the deep-drawing tool (1), i.e. H. Metal atoms attached to the drawing punch (2) and/or the drawing die (3, 6), in particular on the drawing edge, are chemically bound and broken down.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Putzeffekt des Ziehöls (11) durch Chlorverbindungen bewirkt wird.5. The method according to claim 4, characterized in that the cleaning effect of the drawing oil (11) is caused by chlorine compounds.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehöl (11) durch Sprühen auf die Blechoberfläche des Blechzuschnittes6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the drawing oil (11) is sprayed onto the sheet metal surface of the sheet metal blank
(10) aufgebracht wird. (10) is applied.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehöl (11) eine Kohlenwasserstoffverbindung, vorzugsweise wenigstens teilweise mit Fluorverbindungen, ist, z. B. eine Mischung mit Anteilen aus Polyethylen und Polytetrafluorethylen.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the drawing oil (11) is a hydrocarbon compound, preferably at least partially with fluorine compounds, e.g. B. a mixture with proportions of polyethylene and polytetrafluoroethylene.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehöl (11) vor dem Aufbringen auf die Blechoberfläche des Blechzuschnittes (10) mit demineralisierten Wasser verdünnt wird, vorzugsweise in einem Verhältnis von 1 :1.8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the drawing oil (11) is diluted with demineralized water before being applied to the sheet metal surface of the sheet metal blank (10), preferably in a ratio of 1:1.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Gemisch aus demineralisierten Wasser und Ziehöl (11) durch Ultraschall homogenisiert wird.9. The method according to claim 8, characterized in that the mixture of demineralized water and drawing oil (11) is homogenized by ultrasound.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehöl (11) auf die Oberfläche des Ziehstempels (2) und/oder der Ziehmatrize (3, 6) aufgebracht wird.10. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the drawing oil (11) is applied to the surface of the drawing punch (2) and/or the drawing die (3, 6).
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehöl (11) nach dem Tiefziehen, und optional weiteren Umform- oder Bearbeitungsschritten, von dem Halbzeug (12) entfernt wird.11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the drawing oil (11) is removed from the semi-finished product (12) after deep drawing, and optionally further forming or processing steps.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Entfernen des Ziehöls (11) von Oberfläche des Halbzeuges (12) durch einen Waschvorgang erfolgt, z. B. mit einem vorzugsweise leicht alkalischen Reinigungsmittel (pH-Wert ungefähr 7 bis 8), beispielsweise ein Zweikomponentenreinigungsmittel, wobei vorzugsweise der Reinigungsvorgang von Ultraschall unterstützt wird, d. h.12. The method according to claim 11, characterized in that the drawing oil (11) is removed from the surface of the semi-finished product (12) by a washing process, e.g. B. with a preferably slightly alkaline cleaning agent (pH value approximately 7 to 8), for example a two-component cleaning agent, the cleaning process preferably being supported by ultrasound, i.e. H.
Ultraschall auf die Oberfläche des Halbzeuges (12) aufgebracht wird.Ultrasound is applied to the surface of the semi-finished product (12).
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Ziehöl (11) während der Prüfung einer Geschirrspülmaschine im Herstellungsvorgang durch eine kurzzeitige probeweise Inbetriebnahme, vorzugsweise unter13. The method according to claim 11 or 12, characterized in that the drawing oil (11) during the testing of a dishwasher in the manufacturing process by a short-term trial start-up, preferably under
Verwendung eines handelsüblichen Geschirrspülmittels, entfernt wird. Using a commercially available dishwashing detergent is removed.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Ziehstempels (2) und/oder der Ziehmatrize (3, 6) mit einer gemäß der DIN-Norm 1.2379 ausgebildeten Stahloberfläche mit einer Mikrooberfläche von Ra < 1,0 μm verwendet wird.14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the surface of the drawing punch (2) and / or the drawing die (3, 6) with a steel surface designed according to DIN standard 1.2379 with a microsurface of Ra <1.0 μm is used.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Ziehstempels (2) und/oder der Ziehmatrize (3, 6) über eine Mindesthärte von 2500 HV 0,01 verfügt.15. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the surface of the drawing punch (2) and/or the drawing die (3, 6) has a minimum hardness of 2500 HV 0.01.
16. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche des Ziehstempels (2) und/oder der Ziehmatrize (3, 6) über einen Multilayer (mehrere Schichten übereinander) aus einer Chrommatrix, d. h. ein Grundgerüst aus Chromkarbid und anderen Elementen, verfügt.16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the surface of the drawing punch (2) and / or the drawing die (3, 6) is made of a chromium matrix via a multilayer (several layers on top of each other), i.e. H. a basic structure made of chromium carbide and other elements.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Mulitlayer über eine gute Haftneigung zu dem Ziehöl (11) verfügt, insbesondere durch chemische und physikalische Vorgänge, z. B. mit Hilfe unterschiedlicher Polarität zwischen Mulitlayer und Anteilen des Ziehöls (11).17. The method according to claim 16, characterized in that the multilayer has a good adhesion to the drawing oil (11), in particular through chemical and physical processes, e.g. B. with the help of different polarity between the multilayer and proportions of the drawing oil (11).
18. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Material des Blechzuschnitts (10) Blech gemäß einer der DIN-Normen18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the material of the sheet metal blank (10) is sheet metal according to one of the DIN standards
1.4301 (Chrom-Nickel-Stahl), 1.4303 (Chrom-Nickel-Stahl) oder 1.4016 (Chrom- Stahl) gewählt wird.1.4301 (chromium-nickel steel), 1.4303 (chromium-nickel steel) or 1.4016 (chromium steel) is selected.
19. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Halbzeug über eine glänzende Oberfläche (Oberflächengüte 2R) oder über eine matte Oberfläche (Oberflächengüte 2B) verfügt.19. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the semi-finished product has a shiny surface (surface quality 2R) or a matt surface (surface quality 2B).
20. Tiefziehwerkzeug (1) mit einem Ziehstempel (2) und einer Ziehmatrize (3, 6), zum Tiefziehen eines flächigen Blechzuschnitts (10) zu einem Halbzeug (12), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden20. Deep-drawing tool (1) with a drawing punch (2) and a drawing die (3, 6), for deep-drawing a flat sheet metal blank (10) into a semi-finished product (12), in particular for carrying out a method according to one of the preceding
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel vorhanden sind, um ein Ziehöl (11) zum Tiefziehen unmittelbar wenigstens teilweise auf die Oberfläche des Blechzuschnittes (10) aufbringen zu können. Claims, characterized in that means are available to be able to apply a drawing oil (11) for deep drawing directly at least partially to the surface of the sheet metal blank (10).
21. Tiefziehwerkzeug nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel Sprühdüsen, Pump- und Steuerungseinrichtungen sind.21. Deep-drawing tool according to claim 20, characterized in that the means are spray nozzles, pumping and control devices.
22. Tiefziehwerkzeug nach Anspruch 20 oder 21 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 19 ausführbar ist. 22. Deep-drawing tool according to claim 20 or 21, characterized in that a method according to one or more of claims 1 to 19 can be carried out.
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