WO2011113621A1 - Vorrichtung und verfahren zum formen und/oder härten von blechbauteilen - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zum formen und/oder härten von blechbauteilen Download PDF

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WO2011113621A1
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Andreas Sommer
Reiner Kelsch
Dieter Hartmann
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Voestalpine Automotive Gmbh
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    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62—Quenching devices
    • C21D1/673—Quenching devices for die quenching

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for molding and / or hardening of sheet metal components.
  • the object of the invention is to provide a device for forming and / or hardening of sheet metal components, which makes it possible in a simple and effective manner to produce undercuts, indentations or indentations, which are also subject to curing in these areas.
  • the slides which are responsible for the molding of undercuts, indentations or enforcements, formed water-cooled, so that even in the region of undercuts indentations or indentations reliably hardening is achieved by the cooling.
  • the invention is exemplified erläu ⁇ tert reference to a drawing, showing in this case:
  • FIG. 1 shows highly schematically a wedge drive having a slider ⁇ berwerkmaschine, which is water cooled;
  • Fig. 2 a forming tool with tool top part and the tool lower part and ⁇ a filling and a working shift ⁇ bers in cross section.
  • wedge drives ⁇ In order to produce depressions, indentations, undercuts and the like, it is known to USAGE so-called wedge drives ⁇ , wherein a wedge drive 1 comprises a shifter base 2 and a slider shell. 3 Slider upper part and Sliderun ⁇ terteil can slide on one another here on an inclined wedge surface, wherein the slider upper part 3 is moved along the arrow 6 by the sliding movement on the inclined surface. This makes it possible to carry out an impression to a metal sheet to be formed.
  • wedge drives are arranged in forming tools and are operated via an actuating surface 5 of a tool upper part is actuated by the fact that the upper part of the tool presses on the actuating surface 5 and there ⁇ makes by the displacement in the direction 6.
  • Such a slide upper part has a component-side mounting surface 7 for receiving a slide tool 8, wherein the slide tool 8 itself is responsible for the forming, indenting, undercut or hole punching.
  • the slide tool 8 can also have a central inlet bore and a central drainage bore or a plurality of inlet bores or a plurality of drainage bores, which supply the cooling liquid to the nozzle Slider tool 8 arranged cooling holes or cooling channels leads.
  • cooling channels or cooling grooves can between the
  • Slider tool 8 and the surface 7 of the upper slide part 3 may be arranged a seal.
  • FIG. 2 The interaction of a working slide 8a with a filling ⁇ slider 8b is shown in Fig. 2.
  • an environmental mold 14 having a movable tool upper part 14a and a preferably rigid bottom part 14b, in which there is a re-shaped steel sheet 15b is (in the figure already at ⁇ molded), wherein in a region in which an undercut 16 is performed , a filling slide 8b and a working slide are provided.
  • the filling slide 8b offers quasi the Wiederla ⁇ ger for the slide 8a and the slide tool 8a. In this way, the undercut 16 can be generated, wherein both slides are moved back against the arrow directions before molding and thus allow a shaping of the component 15 upwards.
  • the slide molds not only the tools of the work shift ⁇ bers can all be cooled.
  • the parts carrying the coolant there are not designed as grooves but as channels or bores introduced into the slide tool 8a, 8b.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Formen und/oder Härten von Blechbauteilen, wobei die Vorrichtung über ein zu einem umzuformenden Blech hin verschiebbares Schieberwerkzeug 8, 8a, 8b verfügt, wobei das Schieberwerkzeug 8, 8a, 8b an einem beweglichen Keiltriebteil 3 angeordnet ist, wobei in dem Schieberwerkzeug 8, 8a, 8b Bohrungen (9, 10) und/oder Kanäle und/oder Nuten (13) vorhanden sind zur Aufnahme und Durchleitung von Kühlflüssigkeit sowie ein Verfahren zum Formen und/oder Härten von Blechbauteilen, wobei zur Erzeugung von Hinterschnitten in einem umzuformenden Blech mit einem Schieberwerkzeug (8, 8a, 8b) auf das Blech eingewirkt wird und das Blech (9, 10) eingeformt wird, wobei das Schieberwerkzeug (8, 8a, 8b) mittels Bohrungen (9, 10) und/oder Kanälen und/oder Nuten (13) während des Umformens oder vor oder nach dem Umformen mittels Kühlflüssigkeit gekühlt wird.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Formen und/oder Härten von
Blechbauteilen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Formen und/oder Härten von Blechbauteilen.
Es ist bekannt Blechbauteile aus einem härtbaren Stahlblech herzustellen, wobei zunächst aus einem härtbaren Blech eine Platine geschnitten würde, diese Platine anschließend aufge¬ heizt wird und nach dem Aufheizen in einem Umformwerkzeug um¬ geformt und gleichzeitig gekühlt wird. Hierzu werden üblicher¬ weise mit Wasser gekühlte Umformvorrichtungen verwendet, so dass sicher gestellt ist, dass das Blech beim Umformen gleichzeitig mit einer über der kritischen Härtegeschwindigkeit lie¬ genden Geschwindigkeit so abgekühlt wird, dass das Blechbau¬ teil gehärtet wird.
Darüber hinaus ist es bekannt, gehärtete Blechbauteile dadurch herzustellen, dass zunächst aus dem härtbaren Blech eine Platine geschnitten wird, diese Platine dann im herkömmlichen Umformverfahren zu dem Blechbauteil umgeformt wird und anschlie¬ ßend das Blechbauteil auf die zum Härten notwendige Temperatur erhitzt wird und anschließend in eine Form eingelegt wird, in der das Werkzeug allseitig an dem Blechbauteil anliegt und das Blechbauteil abkühlt. Auch hierzu können wassergekühlte oder sonst wie gekühlte Werkzeuge verwendet werden. Bei dem Verfahren, bei dem warm umgeformt und gleichzeitig ge¬ kühlt wird, ist von Nachteil, dass komplexe Formen des Bau¬ teils nicht erzielt werden können. Komplexe Bauteile werden beim Umformen kalter Bleche dadurch erzielt, dass eine Platine üblicherweise in einer Pressenstraße in einem beispielsweise fünfstufigen Prozess bis zur Endgeometrie gefertigt wird. Der¬ art komplexe Formen sind mit einem einstufigen Verfahren nicht darstellbar .
Bei beiden Verfahren wurde bislang darauf verzichtet Hinterschnitte herzustellen, da das Herstellen von Hinterschnitten sogenannte Schieber erfordert, insbesondere eine Kombination aus einem sogenannten Füllschieber und einem Arbeitsschieber, wobei diese Schieber in nachteiliger Weise nicht über ein ausreichendes Wärmeabfuhrvermögen verfügen, da ihre Wärmekapazität auf Grund der geringeren Baugröße (gegenüber der gesamten Form) dies nicht zulässt.
Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung zum Formen und/oder Härten von Blechbauteilen zu schaffen, welche es ermöglicht in einfacher und effektiver Weise, Hinterschnitte, Einprägungen oder Einformungen zu erzeugen, die ebenfalls in diesen Bereichen einer Härtung unterliegen.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in Unteransprüchen gekennzeichnet .
Es ist eine weitere Aufgabe ein Verfahren zum Formen und/oder Härten von Blechbauteilen zu schaffen mit welchem es gelingt in einfacher und effektiver Weise Hinterschnitte, Einprägungen oder Einformungen zu erzeugen, die ebenfalls in diesen Bereichen einer Härtung unterliegen.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den hiervon abhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.
Erfindungsgemäß werden die Schieber, die für das Einformen von Hinterschnitten, Einformungen oder Durchsetzungen verantwortlicht sind, wassergekühlt ausgebildet, so dass auch im Bereich von Hinterschnitten Einprägungen oder Einformungen zuverlässig durch die Kühlung eine Härtung erzielt wird.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläu¬ tert, hierbei zeige:
Fig. 1: stark schematisiert einen Keiltrieb mit einem Schie¬ berwerkzeug, welches wassergekühlt ist;
Fig. 2: ein Umformwerkzeug mit Werkzeugoberteil und Werkzeug¬ unterteil sowie einem Füll- und einem Arbeitsschie¬ bers im Querschnitt.
Um Einformungen, Einprägungen, Hinterschnitte und dergleichen zu erzeugen, ist es bekannt sogenannte Keiltriebe zu verwen¬ den, wobei ein Keiltrieb 1 ein Schieberunterteil 2 und ein Schieberoberteil 3 umfasst. Schieberoberteil und Schieberun¬ terteil können auf einer schrägen Keilfläche hier aufeinander gleiten, wobei durch die Gleitbewegung auf der schrägen Fläche das Schieberoberteil 3 entlang der Pfeilrichtung 6 bewegt wird. Hierdurch ist es möglich einer Einprägung zu einem umzuformenden Blech hin auszuführen. Derartige Keiltriebe sind in Umformwerkzeugen angeordnet und werden über eine Betätigungs- fläche 5 von einem Werkzeugoberteil dadurch betätigt, dass das Werkzeugoberteil auf die Betätigungsfläche 5 drückt und da¬ durch die Verschiebung in die Richtung 6 vornimmt.
Ein derartiges Schieberoberteil besitzt eine bauteilseitige Anbaufläche 7 zur Aufnahme eines Schieberwerkzeugs 8, wobei das Schieberwerkzeug 8 selber für die Umformung, Einformung, Hinterschneidung oder auch Lochstanzung zuständig ist.
Erfindungsgemäß sind durch das Schieberoberteil zuführende Bohrungen 9 geführt, welche an der Fläche 7 münden und abführende Bohrungen 10 vorhanden, welche von der Fläche 7 in das Schieberoberteil geführt sind. Durch die Bohrungen 9 kann Kühlflüssigkeit zur Fläche 7 geführt werden und durch die Boh¬ rungen 10 abgeführt werden. Um das Schieberwerkzeug 8 zu küh¬ len, besitzt das Schieberwerkzeug 8 in einer Fläche 12, die in montiertem Zustand der Fläche 7 zugewandt ist, rückwärtig ein¬ gefräste Kanälen oder Nuten 13, welche zumindest teilbereichs¬ weise mit den Bohrungen 9, 10 derart fluchten bzw. zusammen wirken, dass durch die Bohrungen 9 Kühlflüssigkeit in die Nu¬ ten oder Kanäle 13 führbar ist und entsprechend durch die Boh¬ rungen 10 aus den Nuten 13 abgeführt werden kann. Hierdurch kann eine Kühlung des Schieberwerkzeugs 8 herbeigeführt wer¬ den. Bei einem unten stehenden Schieber, bei dem wird das Schieberoberteil durch das Werkzeugoberteil betätigt, bei ei¬ nem hängenden Schieber ist dies umgekehrt der Fall. In jedem Fall wird das Schieberbauteil, welches das Schieberwerkzeug trägt entsprechend mit der Wasserkühlung ausgestattet.
Anstelle von Kanälen oder Nuten 13 kann das Schieberwerkzeug 8 auch über eine zentrale Zulaufbohrung und eine zentrale Ab- laufbohrung oder mehrere Zulaufbohrungen oder mehrere Abiaufbohrungen verfügen, welche die Kühlflüssigkeit zu in dem Schieberwerkzeug 8 angeordneten Kühlbohrungen oder Kühlkanälen führt .
Im Falle der Kühlkanäle oder Kühlnuten kann zwischen dem
Schieberwerkzeug 8 und der Fläche 7 des Schieberoberteils 3 eine Dichtung angeordnet sein.
Das Zusammenwirken eines Arbeitsschiebers 8a mit einem Füll¬ schieber 8b ist in Fig. 2 gezeigt. Man erkennt dort ein Um- formwerkzeug 14 mit einem beweglichen Werkzeugoberteil 14a und einem vorzugsweise starren Unterteil 14b, in welchem sich ein umzuformendes Stahlblech 15b findet (in der Figur bereits um¬ geformt) , wobei in einem Bereich, in dem ein Hinterschnitt 16 ausgeführt wird, ein Füllschieber 8b und ein Arbeitsschieber vorhanden sind. Der Füllschieber 8b bietet quasi das Wiederla¬ ger für den Schieber 8a bzw. das Schieberwerkzeug 8a. Hierdurch kann der Hinterschnitt 16 erzeugt werden, wobei vor dem Ausformen beide Schieber gegen die Pfeilrichtungen zurückgefahren werden und so ein Ausformen des Bauteils 15 nach oben ermöglichen .
Wie dies dort dargestellt ist, können die Schieberwerkzeuge alle gekühlt werden, nicht nur die Werkzeuge des Arbeitsschie¬ bers .
Wie darüber hinaus aus Fig. 2 ersichtlich ist, sind dort die Kühlungsmittel führenden Teile nicht als Nuten, sondern als in das Schieberwerkzeug 8a, 8b eingebrachte Kanäle bzw. Bohrungen ausgeführt .
Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass in einfacher und effektiver Weise sowohl bei einem Verfahren, bei dem eine Platine warm umgeformt und gehärtet wird, aber auch bei dem ein um¬ geformtes Bauteil aufgeheizt und durch Anlegen der Form ge- kühlt wird auch Hinterschneidungen, Einprägungen und Einfor- mungen durchführbar sind und auch in diesen Bereichen eine zuverlässige Härtung erreicht wird.

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung zum Formen und/oder Härten von Blechbauteilen, wobei die Vorrichtung über ein zu einem umzuformenden Blech hin verschiebbares Schieberwerkzeug (8, 8a, 8b) ver¬ fügt, wobei das Schieberwerkzeug (8, 8a, 8b) an einem be¬ weglichen Keiltriebteil (3) angeordnet ist, wobei in dem Schieberwerkzeug (8, 8a, 8b) Bohrungen und/oder Kanäle und/oder Nuten vorhanden sind zur Aufnahme und Durchleitung von Kühlflüssigkeit.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen und/oder Kanäle und/oder Nuten (13) im
Schieberwerkzeug (8, 8a, 8b) in Verbindung mit zuführenden Bohrungen (9) und abführenden Bohrungen (10) eines beweglichen Schieberteils (3) sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrungen, Kanäle oder Nuten (13) des Schieberwerkzeugs (8, 8a, 8b) mit Zuleitungen und/oder Ableitungen verbunden sind, welche Kühlflüssigkeit in die Bohrungen, Kanäle oder Nuten (13) zuführen und abführen.
4. Verfahren zum Formen und/oder Härten von Blechbauteilen, insbesondere Verfahren unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zur Erzeugung von Hinterschnitten in einem umzuformenden Blech mit einem Schieberwerkzeug auf das Blech eingewirkt wird und das Blech eingeformt wird, wobei das Schieberwerkzeug mit tels Bohrungen und/oder Kanälen und/oder Nuten während de Umformens oder vor oder nach dem Umformen mittels Kühlflüssigkeit gekühlt wird.
Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, und insbesondere eines gekühlten Schieberwerkzeugs zum Formen und/oder Härten von Blechbauteilen und insbesondere Verwendung in einem Verfahren nach Anspruch 4.
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