Verfahrung und Stauchwerkzeug zum Herstellen von
hochmaßhaltigen Halbschalen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hoch maßhaltigen, tiefgezogenen Halbschalen mit einem
Bodenbereich, einer Zarge und optional mit einem Flansch, wobei eine aus einer Platine vorgeformte Halbschale zu einer fertigen Halbschale umgeformt wird, wobei die vorgeformte Halbschale aufgrund ihrer geometrischen Form überschüssiges Platinenmaterial aufweist und wobei aufgrund des
überschüssigen Platinenmaterials während des Umformens der vorgeformten Halbschale in ihre Endform durch mindestens einen Pressvorgang die Haibschaie in einem Stauchwerkzeug zur endgeformten Haibschaie gestaucht wird. Daneben betrifft die Erfindung ein Stauchwerkzeug zur Herstellung einer hoch maßhaltigen tiefgezogenen Halbschale mit mindestens einer ersten und einer zweiten Werkzeughälfte, wobei die erste Werkzeughälfte einen Stauchstempel aufweist, dessen Form der Innenkontur der endgeformten Halbschale entspricht, und die zweite Werkzeughälfte ein Gesenk aufweist. , das Gesenk einen Bodenbereich aufweist, dessen Form im Wesentlichen dem
Bodenbereich und optional dem Übergangsbereich zur Zarge der endgeformten Halbschale entspricht.
Im Kraftfahrzeugbau werden zunehmend geschlossene Hohlprofile eingesetzt, welche speziell an den Anwendungsfall angepasste Querschnitte und Materialdicken aufweisen. Es ist bekannt ein geschlossenes Hohlprofil aus zwei tiefgezogenen Halbschalen herzustellen. Hierzu werden die Haibschalen, wie
beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift
DE 41 20 404 A1 beschrieben, zunächst vorgeformt und
anschließend in einem Nachformschritt kalibriert.
Problematisch bei der Herstellung eines Hohlprofiis auf diese Weise ist , dass während des Tiefziehens Spannungen in die Platine eingebracht werden, welche zu einem Rückfedern der Halbschalen führen . Das Rückfedern der Halbschalen erschwert beispielsweise die genaue Positionierung der Halbschalen in einem Gesenk zum Verschweißen der Halbschalen zu einem geschlossenen Hohlprofil. Darüber hinaus sind Halbschalen mit starker Rückfederung aufgrund der mangelnden Maßhaltigkeit nicht ohne Nacharbeit einsetzbar. Aus dem Stand der Technik sind nun verschiedene Maßnahmen bekannt , um einen
Rückfederungseffekt nach dem Tiefziehen zu vermeiden. Den aus dem Stand der Technik bekannten Maßnahmen, wie Abstrecken des Bauteils, Vorsehen von Bremssicken, partielle
Niederhaltersteuerung, Werkzeuganpassungsmaßnahmen oder
Schmierung des Bauteils ist gemeinsam, dass zum einen
komplizierte Werkzeuge und Ziehoperat ioner. ei ngesetzt werden und zum anderen die genannten Maßnahmen nur mäßigen Erfolg zeigen. Aus den Druckschriften DE 10 2007 059 251 A1 und DE 10 2008 037 612 A1 sind Verfahren zur Herstellung von
rückfederungsarmen Halbschalen bekannt, wobei die vorgeformte Halbschale überschüssiges Material aufweist , so dass während der Umformung der vorgeformten Halbschale in ihre Endform durch einen Pressvorgang der Querschnitt zur fertigen
Halbschale gestaucht wird. Die durch das Tiefziehen
eingebrachten Spannungen im Platinenmaterial werden auf diese Weise ausgerichtet, um so den unkontrollierten Rückfedern entgegen zu wirken. In der Praxis weisen die
Platinenzuschnitte jedoch nicht immer eine homogene Dicke auf , wodurch die Materialdicke einer Halbschale nach dem Tiefziehen zumindest im Zargenbereich gewissen Toleranzen
unterliegt. Mit dem zuvor beschriebenen Verfahren können Halbschalen, die die genannten Toleranzen aufweisen jedoch nicht vollständig entlang ihres Umfangs kalibriert werden . Insbesondere im Bereich des Flansches, sofern dieser
vorhanden ist, und im Bereich der Zarge kommt es während des Stauchens zu einer unerwünschten Wellenbildung im gestauchten Material, die einerseits die Optik der Halbschale
verschlechtert und andererseits die lokale Maßhaltigkeit vermindert. Probleme bei der Verarbeitung zu
rückfederungsarmen Halbschalen können sich zudem auch
aufgrund der Rückfederung der vorgeformten Halbschalen und der damit einhergehenden geringeren Maßhaltigkeit der
vorgeformten Halbschalen ergeben. Unter der Maßhaltigkeit eines Bauteils wird im Sinne dieser Anmeldung eine reduzierte Toleranz gegenüber dem konventionellen Tiefziehen verstanden.
Ausgehend von dem zuvor genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine
Vorrichtung anzugeben, durch welches bzw. durch welche die Prozesssicherheit während der Herstellung einer Halbschale erhöht werden kann.
Gemäß einer ersten Lehre der Erfindung wird diese Aufgabe durch das eingangs genannte Verfahren dadurch gelöst, dass die Größe des Stauchspaltes während des Schließens des
Stauchwerkzeugs auf die Ist-Wandstärke der Zarge der
vorgeformten Halbschale verringert wird. Es wurde erkannt, dass durch die Einstellung der Größe des Stauchspaltes auf das Ist-Maß der Zarge der vorgeformten Halbschale auch rückgefederte, weniger maßhaltige Halbschalen endgeformt werden können. Vorzugsweise wird die Größe des Stauchspaltes während des Stauchvorgangs konstant gehalten. So kann
überschüssiges Material insbesondere während der Stauchung aus dem Bodenbereich in die Zarge fließen und dadurch die in die Vorform eingebrachten Spannungen kompensieren. Die
Anforderung an die Vorformung der Halbschalen kann durch das erfindungsgemäße Verfahren erheblich reduziert werden. In der Folge kann der Ausschuss an vorgeformten Halbschalen
reduziert werden, so dass insgesamt die Prozesssicherheit des Herstellungsprozesses von hoch maßhaltigen Halbschalen erhöht werden kann.
Gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens weist das Stauchwerkzeug einen Stauchstempel und eine Matrize auf, wobei verschiebbare Seitenwände vorgesehen sind, über welche der Stauchspalt eingestellt wird. Die
Einstellung des Stauchspaltes kann so besonders einfach erfolgen. Zur Vorbereitung des Stauchvorganges wird die vorgeformte Halbschale in der Matrize positioniert. Daneben ist es auch denkbar, dass die vorgeformte Halbschale vor dem Stauchvorgang auf dem Stauchstempel aufliegt. Während des Stauchvergangs wird der Stauchstempel in der Matrize
versenkt. Die Form der Matrize entspricht der Außenform der endgeformten Halbschale. In vorteilhafter Weise sind die Seitenwände des Stauchwerkzeugs zu Beginn des Stauchens einer vorgeformten Halbschale zueinander in einer geöffneten
Position angeordnet, d.h. sie weisen zueinander einen
maximalen Abstand auf. Während des Zusammenführens bewegen sich die Seitenwände aufeinander zu, wodurch sich der
Stauchspalt zwischen dem Stauchstempel und den Seitenwänden verengt. Gleichzeitig wird die Zarge der Halbschale so in ihre endgültige Form gebracht. Vorzugsweise wird, in dem Fall in dem die vorgeformte Halbschale in der Matrize angeordnet ist, der Stauchstempel gleichzeitig mit der Bewegung der
Seitenwände in die Innenform der vorgeformten Halbschale hineinbewegt. Dabei entspricht die Form des Stauchstempels der Innenkontur der endgeformten Halbschale. Der
Stauchstempel kann aber auch vor oder nach dem Schließen der Seitenwände in das Innere der Halbschale bewegt werden.
Gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Verfahrens wird die vorgeformte Halbschale vor dem Umformen im Stauchwerkzeug unter Verwendung von
Zentrier- und/oder Fixiermitteln ausgerichtet. Zur
Positionierung der Halbschale eignet sich besonders die
Anwendung eines Referenzpunktsystems (RPS) , wodurch eine eindeutige und reproduzierbare Anordnung der Halbschale in dem Stauchwerkzeug erreicht werden kann. Hierzu können sogenannte Referenzpunkte vorgesehen sein, die eine genaue Positionierung sowie eine Stabilisierung der Lage der
Halbschale in der Matrize oder auf dem Stauchstempel
garantieren. Vorzugsweise erfolgt die Ausrichtung der Halbschale unter Verwendung von mindestens einem Zentrierstift, wobei die vorgeformte Halbschale mindestens eine entsprechende
Zentrieröffnung aufweist. Der mindestens eine Zentrierstift kann in der Matrize oder auch im Stauchstempel angeordnet sein. Vorzugsweise weist das jeweilige Werkzeugteil, welches nicht den Zentrierstift aufweist, eine Öffnung zur Aufnahme des Zentrierstiftes während des Stauchvorganges auf. Zudem weist auch die vorgeformte Halbschale eine entsprechende Öffnung zur Durchführung mindestens eines Zentrierstiftes auf, so dass die Halbschale so im Werkzeug positioniert werden kann, dass ein Verschieben aus der Solllage in eine Undefinierte Lage verhindert wird. Im Ergebnis kann durch die
genaue Positionierung der vorgeformten Halbschale die
Prozesssicherheit des Stauchvorgangs weiter verbessert werden . Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Stauchwerkzeug mindestens zwei Zentriermittel, vorzugsweise zwei Zentrierstifte und zwei entsprechende Zentrieröffnungen, auf. In diesem Fall weist die vorgeformte Halbschale
ebenfalls zwei Zentrieröffnungen zur Durchführung der
Zentrierstifte auf, so dass die Stabilisierung der Lage der Halbschale weiter verbessert werden kann. Denkbar ist es, beide Zentrierstifte im Stauchstempel oder in der Matrize anzuordnen oder jeweils einen Zentrierstift in einem
Werkzeugteil anzuordnen. Es ist weiterhin von Vorteil, wenn das Stauchwerkzeug zur Stabilisierung der Lage der
vorgeformten Halbschale mehr als zwei Zentriermittel
aufweist. Neben der Ausbildung als Zentrierstift können die Zentriermittel alternat iv oder zusätzlich beispie] sweise auch als Erhöhung, beispielsweise in Form eines Kegels, im Gesenk oder im Stauchstempel ausgebildet sein. Dann weist die vorgeformte Halbschale eine Vertiefung zur Aufnahme der genannten Erhöhung auf, wodurch die Lage der Halbschale ebenfalls stabilisiert werden kann . In diesem Fall kann eine genaue Positionierung der Lage der vorgeformten Haibschaie in dem Stauchwerkzeug erreicht werden, wobei auf das
Vorhandensein einer Zentrieröffnung zur Aufnahme des
Zentriermittels im Stauchwerkzeug verzichtet werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Stauchspalt im Zargenbereich zumindest am Ende des Stauchvorgangs geringfügig reduziert. Unter einer geringfügigen Reduzierung wird im vorliegenden Fall eine
Reduzierung um maximal 5 % der Ist-Wandstärke der Zarge verstanden. In dieser Position sind die unterschiedlichen Wandstärken im Zargenbereich im Wesentlichen ausgeglichen. Das überschüssige Material wird im Wesentlichen in der
Blcchebene eingestaucht . Neben der Erhöhung der Maßhaltigkeit der endgeformten Halbschale wird hierdurch auch eine
Verbesserung der Optik der fertigen Bauteile erreicht, so dass der Anwendungsbereich der fertiger. Halbschalen und/oder Hohlprofile erheblich erweitert werden kann .
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Spalt im Bodenbereich bzw. auch in weiteren Bereichen des endgeformten Bauteils mit waagerechten Anteilen am Ende des Stauchvorgangs durch geeignete Mittel geringfügig reduziert. Dadurch können im Boden und optional im Flanschbereich Blechdickenschwankungen kompensiert werden.
Besonders bevorzugt ist es, wenn der Stauchspalt der Zarge durch die verschiebbaren Seitenwände des Stauchwerkzeugs an unterschiedliche Wanddicken der Zarge angepasst wird.
Vorzugsweise erfolgt die Anpassung automatisch durch Ausübung einer Kraft auf die Seitenwände in Richtung der Zarge der Halbschale. So kann beim Vorhandensein von
Blechdickenschwankungen die Bildung oder Vergrößerung eines Stauchspaltes zwischen dem Stauchwerkzeug und der Zarge der Halbschale verhindert werden. Das Verfahren ist gemäß dieser Ausgestaltung selbstregulierend, da Blechdickenschwankungen automatisch ausgeglichen werden können. Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Verfahrens wird die vorgeformte Halbschale axial durch an den axialen Enden angeordnete
Begrenzungsmittel begrenzt. Besonders bevorzugt sind die Begrenzungsmittel als Schieber ausgebildet, die vorzugsweise bereits zu Beginn des Stauchprozesses ihre Endlage erreichen. Denkbar ist aber auch, dass die Schieber während des
Stauchprozesses in ihre Endlage gebracht werden. So kann eine Längung der Halbschale in axialer Richtung während des
Stauchens verhindert werden. Im Ergebnis trägt das
Vorhandensein der axialen Begrenzungsmittel zur Erhöhung der Maßhaltigkeit in axialer Richtung bei.
Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe durch ein Stauchwerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Dadurch dass die Matrize des Stauchwerkzeugs Seitenwände aufweist, die
senkrecht oder schräg zur Bewegungsrichtung des
Stauchstempels verschiebbar sind, kann die Größe des
Stauchspaltes während des Schließens des Stauchwerkzeugs auf die Ist-Wandstärke der Zarge der vorgeformten Halbschale besonders einfach verringert werden. Erfolgt die Bewegung der Seitenwände schräg zur Bewegungsrichtung des Stauchstempels, so weist die Bewegung vorzugsweise eine Komponente in
Richtung parallel zur Bewegungsrichtung des Stauchstempels und eine Komponente senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stauchstempels auf. Die Anpassung des Stauchspaltes hat den zuvor bereits genannten Vorteil, dass auch nichtmaßhaltige
Halbschalen endgeformt werden können, wodurch im Ergebnis die Prozesssicherheit des Herstellungsprozesses von hoch
maßhaltigen Halbschalen erhöht werden kann. Gemäß einer ersten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Stauchwerkzeugs sind die Seitenwände in der ersten oder in der zweiten Werkzeughälfte vorgesehen. Die verschiebbaren
Seitenwände können so besonders einfach mit dem
Stauchwerkzeug verbunden werden . Denkbar ist aber auch, dass die verschiebbaren Seitenwände weder mit der ersten noch mit der zweiten Werkzeughälfte verbunden sind.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Seitenwände als
Schieber ausgebildet sind , welche während des Stauchens oder nach dem Stauchen einer Halbschale in Richtung der Zarge der Halbschale bewegbar sind. So kann auf besonders einfache Weise die Größe des Stauchspaltes eingestellt werden,
Vorzugsweise sind aktive Mittel vorgesehen, durch welche die Seitenwände bewegbar sind. Denkbar ist, beispielweise die Seitenwände unter Verwendung eines elektrischen,
pneumatischen oder hydraulischen Antriebs zu bewegen.
Alternativ können auch passive Mittel eingesetzt werden, durch welche eine Bewegung der Seitenwände erzwungen wird.
Bevorzugt weist die erste oder die zweite Werkzeughälfte Mittel zur Zwangsführung der Seitenwände als passive Mittel auf. Gemäß dieser Ausführungsform kann auf den zuvor
genannten elektrischen, pneumatischen oder hydraulischen Antrieb der Seitenwände verzichtet werden, wobei auch eine Kombination eines oder mehrere der genannten Antriebe und einer Zwangsführung zur Bewegung der Seitenwände denkbar ist. Die Mittel zur Zwangsführung der Seitenwände können
beispielsweise als keilförmige Gleitfläche an der oberen und/oder der unteren Werkzeughälfte und/oder den Seitenwänden ausgebildet sein . Dabei sind die keilförmigen Flächen derart angeordnet, dass die Seitenwände durch das Aufeinandertreffen der keilförmigen Flächen der Seitenwände und der oberen oder unteren Werkzeughälfte beispielsweise während des Schließens
des Stauchwerkzeugs die Seitenwände in Richtung der Zarge der Halbschale bewegt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind Mittel,
insbesondere Rückholfedern vorgesehen, durch welche die
Seitenwände nach dem Stauchvorgang wieder in ihre
Ausgangsposition bewegt werden können. Dies vereinfacht die Entnahme der fertigen Halbschale nach dem Stauchen. Zudem steht das Stauchwerkzeug für den nachfolgenden Stauchprozess unmittelbar zu Verfügung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des
erfindungsgemäßen Stauchwerkzeugs weist der Bodenbereich des Stauchgesenks und/oder der Stauchstempel Mittel zur
Ausrichtung der vorgeformten Halbschale, insbesondere
mindestens einen Zentrierstift, auf. Sowohl der Bodenbereich des Stauchgesenks oder der Stauchstempel, sofern er keinen Zentrierstift aufweist, als auch die vorgeformte Halbschale weisen eine Zentrieröffnung auf, so dass unter Verwendung des Referenzpunktsystems (RPS) eine eindeutige und
reproduzierbare Positionierung sowie eine Stabilisierung der Lage der Halbschale in der Matrize erreicht werden kann .
Vorzugsweise sind mindestens zwei Zentriermittel,
insbesondere zwei Zentrierstifte zur Ausrichtung der
vorgeformten Halbschale vorgesehen.
Des Weiteren können Mittel zur Begrenzung der axialen Enden der Halbschale vorgesehen sein. In bevorzugter Weise sind diese Mittel als Schieber ausgebildet, welche vorzugsweise bereits zu Beginn des Stauchprozesses ihre Endposition einnehmen. Denkbar ist aber auch, dass die Begrenzungsmittel während des Stauchprozesses in ihre Endlage gebracht werden.
Durch diese Begrenzungsmittel wird eine Längung der
Halbschale in axialer Richtung während des Stauchprozesses verhindert . Zur Gewährleistung der notwendigen Festigkeit ist es
vorteilhaft, wenn, die Platine aus der die vorgeformte
Halbschale gefertigt wird aus Stahl oder einer Stahllegierung besteht. Gleichzeitig weist die Halbschale gute
Umformeigenschaften auf. Schließlich ist es denkbar, die vorgeformte Halbschale vor der Endformung zu erwärmen.
Im Weiteren soll die Erfindung anhand von
Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in
Fig. 1a bis c ein erstes Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens und des
erfindungsgemäßen Stauchwerkzeugs in
schematischer Schnittansicht,
Fig. 2a bis 2d ein zweites Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens und des
erfindungsgemäßen Stauchwerkzeugs in
schematischer Schnittansicht,
Fig. 3 ein drittes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Stauchwerkzeugs in
schematischer Ansicht.
In den Fig. 1a bis c ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von hoch maßhaltigen, tiefgezogenen Halbschalen 2 dargestellt, wobei
das Verfahren unter Verwendung eines ersten
Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Stauchwerkzeugs 4 durchgeführt wird. In dem Stauchwerkzeug 4 ist eine vorgeformte Halbschale 2 angeordnet, welche einen
Bodenbereich 3 und eine Zarge 5 aufweist. Des Weiteren weist die vorgeformte Halbschale 2 aufgrund ihrer geometrischen Form überschüssiges Platinenmaterial auf, durch das während des Umformens die vorgeformte Halbschale in ihre Endform durch einen in den Fig. 1b und 1c dargestellten Pressvorgang gestaucht wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Halbschale 2 ist das überschüssige Platinenmaterial im
Wesentlichen im Bodenbereich der vorgeformten Halbschale angeordnet . Hierzu ist der Bodenbereich der vorgeformten Halbschale leicht gewölbt. Das Stauchwerkzeug 4 weist eine erste Werkzeughälfte 6 und eine zweite Werkzeughälfte 8 auf , wobei die erste Werkzeughälfte 6 einen Stauchstempel 10 aufweist, dessen Form der Innenkontur der endgeformten
Halbschale entspricht. Die zweite Werkzeughälfte 8 weist ein Gesenk 12 auf, wobei das Gesenk 12 einen Bodenbereich 14 aufweist, dessen Form im Wesentlichen dem Bodenbereich und dem Übergangsbereich zur Zarge der endgeformten Halbschale ent spricht . Während des Stauchprozesses wird der
Stauchstempel 10, wie durch den Pfeil 11 angedeutet, in das Gesenk 12 hineinbewegt.
Darüber hinaus sind an der ersten Werkzeughälfte 6
Seitenwände 18, 20 vorgesehen, die im geschlossenen Zustand des Stauchwerkzeugs eine Matrize mit dem Bodenbereich des Gesenks 12 der zweiten Werkzeughälfte 8 bilden. Die
Seitenwände 18, 20 sind senkrecht zur Bewegungsrichtung des Stauchstempels 10 verschiebbar. Alternativ und hier nicht dargestellt können die Seitenwände auch schräg zustellbar
ausgeführt werden. Auf diese Weise kann die Größe des
Stauchspaltes 38 besonders einfach eingestellt werden. Die Anpassung des Stauchspaltes hat den bereits genannten Effekt, dass auch nicht maßhaltige Halbschalen endgeformt werden können.
Die Seitenwände 13, 20 sind im dargestellten
Ausführungsbeispiel als Schieber ausgebildet, welche während des Stauchens in Richtung der Zarge 5 der Halbschale 2 bewegt werden. Zudem sind an den Seitenwänden 18, 20 Rückholfedern 22, 24 angeordnet, durch welche die Seitenwände 18, 20 nach dem Stauchvorgang wieder in ihre Ausgangsposition bewegt werden. Die Rückholfedern 22, 24 sind in der in Fig. 1a gezeigten geöffneten Position des Stauchwerkzeugs entspannt. Durch den in den Fig. 1b und 1c gezeigten Stauchprozess , wobei die Seitenwände 18, 20 in Richtung der Zarge 5 der Halbschale 2 bewegt werden, werden die Rückholfedern
gestaucht und ermöglichen eine Bewegung der Seitenwände 18, 20 in ihre Ausgangsposition.
Die Bewegung der Seitenwände 18, 20 erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stauchwerkzeugs 2 über eine Zwangs führung. Hierzu weisen sowohl die Seitenwände 18, 20 als auch die zweite Werkzeughälfte 8 keilförmige Flanken 26, 28 , 30, 32 auf, die beim Schließen des
Stauchstempels 10 eine Bewegung der Seitenwände 18, 20 in Richtung der Zarge 5 der Halbschale 2 bewirken.
Schließlich weist das Gesenk 12 einen Zentrierstift 34 auf, durch den die Halbschale 2 eindeutig und reproduzierbar in dem Gesenk 12 positioniert werden kann, sofern die Halbschale 2 eine entsprechende Zentrieröffnung aufweist. Zudem weist
der Stauchstempel 10 eine Zentrieröffnung 36 zur Aufnahme des Zentrierstiftes auf. Die Positionierung der Halbschale 2 in dem Gesenk 12 kann durch das Vorhandensein des
Zentrierstiftes erheblich verbessert werden, wodurch im
Ergebnis die Prozesssicherheit des Herstellungsverfahrens einer hoch maßhaltigen Halbschale weiter erhöht werden kann.
In den Fig . la bis 1c ist nun der Vorgang des Stauchens der Halbschale dargestellt. Während der Bewegung des
Stauchstempels 10 in die Matrize werden die Seitenwände 18, 20 durch die Zwangsführung der zweiten Werkzeughälfte 8 in Richtung der Zarge 5 der Halbschale 2 bewegt . Hierdurch verengt sich der Stauchspalt 38 auf die Ist-Wandstärke der Zarge 5 der Halbschale 2. Fig. lb zeigt eine Zwischenposition des Stauchwerkzeugs vor dem endgültigen Stauchen der
Halbschale, wobei der Stauchstempel 10 fast vollständig in der Matrize versenkt ist. In Fig. 1c ist nun der
Stauchstempel 10 vollständig in der Matrize versenkt, wodurch das überschüssige Platinenmaterial der Halbschale gestaucht wird und so die endgültige Form der Halbschale erzeugt wird. Während des Stauchvorgangs wird der Stauchspalt 38
vorzugsweise konstant gehalten. Am Ende des Stauchvorgangs kann der Stauchspalt 38 optional geringfügig reduziert werden, um eventuelle Blechdickenschwankungen in der Zarge 5 zu kompensieren. Über hier nicht dargestellte Mittel kann sogar der Spalt im Bodenbereich geringfügig reduziert werden, um auch in diesem Bereich Blechdickenschwankungen
auszugleichen . In den Fig. 2a bis 2d ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des erfindungsgemäßen Stauchwerkzeugs 40 zusammen mit einer vorgeformten Halbschale
42 dargestellt. Im Unterscheid zu der in den Fig. 1a bis 1c gezeigten Halbschale weist die Halbschale 42 einen
Flanschbereich 44 auf. Das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stauchwerkzeugs 40 weist eine erste
Werkzeughälfte 46 und eine zweite Werkzeughälfte 48 auf, wobei die erste Werkzeughälfte 46 einen Stauchstempel 50 aufweist, dessen Form der Innenkontur der endgeformten
Halbschale entspricht. Die zweite Werkzeughälfte 48 weist ein Gesenk 52 auf, wobei das Gesenk 52 einen Bodenbereich 54 aufweist, dessen Form im Wesentlichen dem Bodenbereich und dem Übergangsbereich zur Zarge der endgeformten Halbschale ent spricht . Während des Stauchprozesses wird der
Stauchstempel 50, wie durch den Pfeil 56 angedeutet und wie bereits zuvor beschrieben, in das Gesenk 52 hineinbewegt.
Darüber hinaus sind an der zweiten Werkzeughälfte 48
Seitenwände 56, 58 vorgesehen , die im geschlossenen Zustand des Stauchwerkzeugs eine Matrize mit dem Bodenbereich des Gesenks 52 der zweiten Werkzeughälfte 48 bilden. Die
Seitenwände 56, 58 sind senkrecht oder schräg (hier nicht dargestellt) zur Bewegungsrichtung des Stauchstempels 50 verschiebbar. Folglich kann während des Stauchvorganges der Spalt auf das Ist-Maß der Zarge der Halbschale verringert werden, so dass auch nichtmaßhaltige Halbschalen endgeformt werden können. Darüber hinaus können Dickenschwankungen der Zarge durch die Bewegung der Seitenwände 56,58 vorzugsweise nach dem Stauchprozess ausgeglichen werden. Im Ergebnis wird eine Wellenbildung des gestauchten Materials effektiv vermieden, so dass insgesamt die Prozesssicherheit des
Herstellungsprozesses erhöht werden kann.
Die Seitenwände 56, 58 sind im dargestellten.
Ausführungsbeispiel als Schieber ausgebildet, welche während des Stauchens in Richtung der Zarge der Halbschale 42 bewegt werden. Zudem sind an den Seitenwänden 56, 58 Rückholfedern 60, 62 angeordnet, durch welche die Seitenwände 56, 58 nach dem Stauchvorgang wieder in ihre Ausgangsposition bewegt werden .
Die Bewegung der Seitenwände 56, 58 erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stauchwerkzeugs 40 über eine Zwangsführung. Hierzu weisen sowohl die Seitenwände 56, 58 als auch die erste Werkzeughälfte 46 keilförmige
Flanken 64, 66, 68, 70 auf, die beim Schließen des
Stauchstempels 50 zu einer Bewegung der Seitenwände 56, 58 in Richtung der Zarge der Halbschale 42 führen.
Schließlich weist das Gesenk 52 einen Zentrierstift 72 auf, durch den die Halbschale 42 eindeutig und reproduzierbar in dem Gesenk 52 positioniert werden kann, sofern die Halbschale 42 eine entsprechende Zentrieröffnung aufweist. Zudem weist der Stauchstempel 50 eine Zentrieröffnung 74 zur Aufnahme des Zentrierstiftes 72 auf, wobei die Position der
Zentrieröffnung 74 der Lage des Zentrierstiftes 72 angepasst ist. Wie bereits dargestellt, kann durch das Vorhandensein des Zentrierstiftes die Prozesssicherheit der Herstellung von hoch maßhaltigen Halbschalen erhöht werden.
Die Fig. 2a bis 2d zeigen nun den Vorgang des Stauchens bzw. der Endformung der Halbschale 42, Während der Bewegung des Stauchstempels 50 in die Matrize werden die Seitenwände 56, 58 analog zu dem in den Fig. 1a bis 1c dargestellten
Ausführungsbeispiel durch die Zwangsführung der ersten
Werkzeughälfte 46 in Richtung der Zarge der Halbschale 42 bewegt. Hierdurch verengt sich der Stauchspalt 76 auf das Ist-Maß der Zarge der Halbschale 42. Die Fig. 2b und 2c zeigen Zwischenpositionen des Stauchwerkzeugs vor dem
endgültigen Stauchen, wobei der Stauchstempel 50 vorzugsweise unter Konstanthaltung des Ziehspalts in der Matrize versenkt wird. In Fig. 2d ist nun der Stauchstempel 10 vollständig in der Matrize versenkt. Durch eine Flanschabbremsung wird das überschüssige Platinenmaterial der Halbschale gestaucht wodurch die endgültige Form der Halbschale 42 erzeugt wird.
Fig. 3 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel eines
erfindungsgemäßen Stauchwerkzeugs 77 in schematischer
Draufsicht. Das gezeigte Ausführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Stauchwerkzeugs 77 weist eine erste
Werkzeughälfte und eine zweite Werkzeughälfte 78 auf, wobei die erste Werkzeughälfte nicht dargestellt ist. An der zweiten Werkzeughälfte 78 sind entsprechend dem zweiten
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stauchwerkzeugs Seitenwände 80, 82 angeordnet, die als Schieber ausgebildet sind. Darüber hinaus sind Rückholfedern 81, 83 vorgesehen, welche die Seitenwände 80, 82 nach dem Stauchen in ihre
Ausgangsposition bewegen können. Darüber hinaus weist das dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Stauchwerkzeugs Mittel zur axialen
Begrenzung der Halbschale 84 auf. Diese Mittel sind als
Schieber 86, 88 ausgebildet, die vorzugsweise bereits zu Beginn des Stauchens ihre Endposition erreichen. Durch diese Begrenzungsmittel wird eine Längung der Halbschale in axialer Richtung während des Stauchprozesses verhindert, wodurch die Maßhaltigkeit der endgeformten Halbschalen weiter verbessert
werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Begrenzungsmittel 86, 88 ebenfalls durch Rückholfedern 90, 92 nach dem Stauchen in ihre Ausgangslage gebracht.