WO2015197485A1 - Verfahren zur herstellung einer profilschiene - Google Patents

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WO2015197485A1
WO2015197485A1 PCT/EP2015/063805 EP2015063805W WO2015197485A1 WO 2015197485 A1 WO2015197485 A1 WO 2015197485A1 EP 2015063805 W EP2015063805 W EP 2015063805W WO 2015197485 A1 WO2015197485 A1 WO 2015197485A1
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WO
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forming
component
heated
machined
heating
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/063805
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Erik Sprenger
Andreas Dannheisig
Original Assignee
Johnson Controls Gmbh
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 Johnson Controls Gmbh filed Critical Johnson Controls Gmbh
Publication of WO2015197485A1 publication Critical patent/WO2015197485A1/de

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Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0294—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips involving a localised treatment

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a component, in particular a rail profile for an adjustment system, in particular for a Weglksverstellsystem. Furthermore, the invention relates to a
  • Base material of the rail profiles limited by the formability during production.
  • DE 10 2010 01 1 368 A1 discloses a process for the production of press-hardened molded components from a blank of uncured, hot-workable steel sheet.
  • the board is thermoformed and press-cured in a die to form the die, partially heat-treating portions of the die after press-hardening.
  • the partial heat treatment takes place along a line-shaped area on Mold component. After the heat treatment, the molding member is reshaped or cut along the line-shaped portion.
  • the board is molded into a molded part by molding technology. Subsequently, partial areas of the mold component are heat-treated and tempered in a press tool.
  • Object of the present invention is a particularly simple
  • the object is achieved by a method for
  • Component material or material is provided and the component to be machined is partially heated in at least one forming area with a predetermined heating width to a predetermined forming temperature before forming such that a material structure of the component to be machined is maintained and the partially heated component in this
  • Forming in at least one forming process is transformed.
  • Forming range the strength is reduced only in this area and increases the ductility for a forming process even in this area.
  • Such local heating of large components has the advantage that a warm-up time and a cooling time are significantly reduced.
  • these are in the millisecond or second range of, for example, 0.3 s to 4 s, in particular from 0.5 s to 2.5 s, preferably from 0.5 s to 2 s.
  • the heating of the forming zone or the forming area can also be carried out beyond the normal recrystallization temperature. Due to the rapid heat flow from the partial forming or heating zone in the entire workpiece or component and the tool contact to the cold forming tool, the cooling of the material is so fast that the material due to the incubation of the recrystallization not or only to a lesser extent recrystallized and the crystalline
  • the forming time may be smaller than the warm-up time, or vice versa.
  • the warm-up time about 1 s and the
  • the invention provides that the component to be machined is partially heated to the forming temperature only in at least one deformation area in such a way that a material structure of the component to be processed is maintained.
  • the component to be machined is partially heated in this way only in the forming area to a forming temperature which is below the recrystallization temperature of the component material or material.
  • the component to be processed can be partially heated in such a way only in at least one forming area to a forming temperature, which is above the recrystallization temperature of the component material or material.
  • the component to be machined is partially heated in the at least one deformation region in relation to the remaining component region and thus locally to a deformation temperature above the recrystallization temperature of the material and in such a time-dependent manner that the incubation time of the recrystallization of the material remains at least below.
  • the heat dissipates so quickly over the larger non-heated component area and contact with the cold forming tool that no or only a small structural transformation of the material and thus no or only a smaller Recrystallization takes place.
  • the recrystallization temperature in a partial heating of the material above the recrystallization temperature and / or the incubation of the
  • Recrystallization may occur in the forming area to a small change in the material structure, in particular crystalline slip planes, whereby the strength of the component is permanently reduced in this area.
  • This can be used in particular in forming areas with complex Umformgeometrien to improve the formability.
  • special component materials in particular steel materials, the
  • Heating the forming areas are used for simultaneous annealing of the material.
  • a steel or a steel alloy with low yield strengths (A80) in the range of 1% to 10% and a yield strength RP 0.2 to 2,000 N / mm 2 or as soon as available also is used as the component material.
  • the component is in particular a sheet metal part, preferably a steel sheet with a thickness of 0.5 mm to 2.5 mm, preferably from 1 mm to 2 mm.
  • the component is subjected to at least one forming step, in particular several forming steps in the forming area.
  • the component is in
  • Forming area pressed, bent, rolled or pressure-formed.
  • the tool can be shaped accordingly for forming
  • the tool may be a roller or a correspondingly curved tool.
  • Rail profile in the region of a connection have a different strength than in the rest of the rail area.
  • At least one forming area is heated on one or both sides.
  • different heating geometries for example 1-line or 2-line forming areas, can be provided, which are heated on one or both sides.
  • the at least one or more forming regions is or are heated to a forming temperature in the range of 450 ° C to 1 .000 ° C, in particular in the range of 500 ° C to 850 ° C, preferably from 550 ° C to 750 ° C.
  • the temperature range is particularly dependent on
  • Component material / material and may vary.
  • the at least one deformation region is formed by induction, contact heat transfer, direct or indirect
  • the or the forming regions or in the tool or by means of several tools can be heated or formed simultaneously or sequentially.
  • a rail profile with curvatures, bends and / or bends can be produced in particular as a component.
  • the bends may have a small or large angle.
  • One Such rail profile is used in particular in an adjustment system for a seat, such as a Leksverstellsystem.
  • Elongation preferably made of steel or aluminum or a metal alloy, is made possible in a forming process with local heating by simple pressing.
  • Fig. 1 shows schematically the sequence of a method for producing a
  • Fig. 3 shows schematically an embodiment of an inserted in an adjustment system manufactured component
  • Fig. 4 shows schematically in plan view an embodiment of a
  • a component 1 shows schematically the sequence of a method for producing a component 1, in particular a rail profile, for an adjustment system.
  • a component 1 is in particular a so-called Semi-finished profile, in particular a profiled half rail of a
  • Adjustment system made for a seat As Bauteilmatehal or material for the component 1 is in particular aluminum or steel or a
  • the deformation region B has in particular a line shape, wherein a heating width b can be predetermined.
  • the heating width b is, for example, depending on the degree of curvature or bending to be achieved in the
  • Forming region B and / or specified by the component material may vary and is for example for a linear
  • Forming area B 7 mm The heating width b can be in a range of 3 mm to 10 mm, in particular 5 mm to 7 mm, in particular in the case of a linear forming region B.
  • a second step S2 the partially heated material P is fed to a first forming tool 2, in particular a press, where it is partially reshaped.
  • a first forming tool 2 in particular a press
  • the partial heating of the forming area B can also take place in the forming tool 2 itself.
  • the already partially formed material P can be supplied to a further forming tool 2 'in a third step S3 and further formed, in particular pressed, bent, pressure-formed.
  • the material P for example, a metal plate or sheet, whose strength is temporarily or temporarily reduced and the Elongation increased.
  • the material P is partially heated in the area to be formed, in particular in the region to be bent or pressed.
  • the partial heating or preheating of the material P can be done shortly before or in one of the forming stages and thus only in step S1 or only in step S2 or S3 or before and in a forming stage and thus both in step S1 also occur in step S2, S3.
  • the deformation region B a so-called bending region, with different heating geometries (1 line, 2 lines at a distance, etc.) can be heated by one or both sides of the material P.
  • the material P can be specifically reduced permanently in strength. This can be used in special forming areas B to the
  • the heating can also be used for simultaneous annealing of the material P, wherein the material P is heated, reshaped and optionally cooled in a fourth step S4, for example air cooled, or in a cooling medium, for example water or oil, is cooled, and is reimbursed during cooling.
  • a fourth step S4 for example air cooled, or in a cooling medium, for example water or oil, is cooled, and is reimbursed during cooling.
  • the reduced strength of the material P reduces the forming forces and the springback. Due to the reduced forming forces can be used with smaller presses, so that costs are saved and the tool wear decreases. Due to the reduced springback, the tolerances also decrease, whereby the quality of the component 1 to be produced increases.
  • Figure 2 shows the machined material P partially formed, for example, after a first deformation in the forming area B.
  • the component 1 is at least partially heated in predetermined forming areas B with a predetermined heating width b and reshaped by the material to be processed P of the component 1 due to the fast process cycle and above its recrystallization, without or with little structural change, heated and subsequently profiled at least partially or completely in at least one pressing operation.
  • FIG. 3 shows an exemplary embodiment of a rail system made up of a plurality of converted components 1 with a top rail 1 .1 and a bottom rail 1 .2 and by way of example a drawn bending line L for one of the formed forming passes to achieve the respective rail profile of the top and bottom rails 1 .1 , 1 .2.
  • FIG. 4 shows a plan view of an exemplary embodiment of a material P of a component 1 to be reshaped prior to the forming process, wherein the material P has a plurality of linear deformation regions B1 to Bn, which are heated prior to the forming process in a predeterminable heating width b1 to bn, as described above. It can the
  • Heating width b1 to bn vary.
  • the local or partial heating width b1 to bn can be selected such that at least one
  • Forming B1 to Bn or several forming areas B1 and B2 or B3 and Bn are heated simultaneously.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (1), insbesondere eines Schienenprofils (1.1, 1.2), für ein Verstellsystem, bei welchem ein zu bearbeitendes Bauteil (1) aus einem Werkstoff (P) bereitgestellt wird und das zu bearbeitende Bauteil (1) partiell in mindestens einem Umformbereich (B, B1 bis Bn) mit einer vorgebbaren Aufheizbreite (b1 bis bn) bis zu einer vorgebbaren Umformtemperatur vor einem Umformen derart aufgeheizt wird, dass ein Materialgefüge des zu bearbeitenden Bauteils (1) erhalten bleibt und das partiell aufgeheizte Bauteil (1) in diesem Umformbereich (B, B1 bis Bn) in mindestens einem Umformvorgang umgeformt wird.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER PROFILSCHIENE
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Schienenprofils für ein Verstellsystem, insbesondere für ein Sitzlängsverstellsystem. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein
Schienenprofil.
Bei herkömmlichen Sitzlängsversteilsystemen ist die Festigkeit des
Grundwerkstoffs der Schienenprofile durch die Umformbarkeit bei der Herstellung begrenzt. Im Stand der Technik werden Werkstoffe mit einer Dehngrenze von Rp=o,2 im Bereich von 800N/mm2 bis 1 .000 N/mm2 verwendet. Bedingt durch die hohen Zugfestigkeiten und der geringeren Dehngrenzen kommt es in der Fertigung zu Rückfederungen in den
Biegungen der Schienenprofile. Auch die Herstellbarkeit von jeder Art Verprägung und Umformung im Schienenprofil ist durch die geringe
Bruchdehnung des Werkstoffes mit hoher Festigkeit begrenzt.
Aus der WO 2012/059233 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Profils durch Rollformen bekannt, bei dem die Umformbarkeit durch eine
Wärmeunterstützung verbessert wird.
Aus der DE 10 2010 01 1 368 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von pressgehärteten Formbauteilen aus einer Platine aus ungehärtetem, warm umformbaren Stahlblech offenbart. Die Platine wird in einem Presswerkzeug zum Formbauteil warm umgeformt und pressgehärtet, wobei partiell Bereiche des Formbauteils nach dem Presshärten wärmebehandelt werden. Die partielle Wärmebehandlung erfolgt entlang eines linienformigen Bereichs am Formbauteil. Nach der Wärmebehandlung wird entlang des linienförmigen Bereichs das Formbauteil umgeformt oder geschnitten.
Durch die DE 197 43 802 C2 ist ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Formbauteils offenbart, bei dem eine Platine aus einer
Stahllegierung bereitgestellt wird. Die Platine wird pressformtechnisch zu einem Formbauteil geformt. Anschließend werden partielle Bereiche des Formbauteils wärmebehandelt und in einem Presswerkzeug vergütet.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein besonders einfaches
Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines
Schienenprofils, anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit einem Verfahren zur
Herstellung eines Bauteils, insbesondere eines Schienenprofils, für ein Verstellsystem, bei welchem ein zu bearbeitendes Bauteil aus einem
Bauteilmaterial oder Werkstoff bereitgestellt wird und das zu bearbeitende Bauteil partiell in mindestens einem Umformbereich mit einer vorgebbaren Aufheizbreite auf eine vorgebbare Umformtemperatur vor einem Umformen derart aufgeheizt wird, dass ein Materialgefüge des zu bearbeitenden Bauteils erhalten bleibt und das partiell aufgeheizte Bauteil in diesem
Umformbereich in mindestens einem Umformvorgang umgeformt wird.
Durch eine derart lokale Aufheizung des Bauteilwerkstoffs nur im
Umformbereich wird die Festigkeit nur in diesem Bereich reduziert und die Dehnbarkeit für einen Umformprozess auch nur in diesem Bereich erhöht.
Eine solche lokale Erwärmung großer Bauteile hat den Vorteil, dass eine Aufwärmzeit und eine Abkühlzeit deutlich reduziert sind. Insbesondere liegen diese im Millisekunden- oder Sekundenbereich von beispielsweise 0,3 s bis 4 s, insbesondere von 0,5 s bis 2,5 s, bevorzugt von 0,5 s bis 2 s. Hierbei kann die Aufheizung der Umformzone oder des Umformbereichs auch über die normale Rekristallisationstemperatur hinaus erfolgen. Bedingt durch den schnellen Wärmeabfluss aus der partiellen Umform- oder Erwärmungszone in das gesamte Werkstück oder Bauteil sowie den Werkzeugkontakt zum kalten Umformwerkzeug erfolgt die Abkühlung des Werkstoffes so schnell, dass der Werkstoff aufgrund der Inkubationszeit der Rekristallisation nicht oder nur in geringerem Umfang rekristallisiert und die kristalline
Werkstoffstruktur sowie die Werkstoffeigenschaften erhalten bleiben oder nur gering umgewandelt wird.
In einer Ausführungsform kann die Umformzeit gegenüber der Aufwärmzeit kleiner sein oder umgekehrt. So kann beispielweise in Abhängigkeit vom verwendeten Bauteilmaterial die Aufwärmzeit ca. 1 s und die
Umformzeit 0,5 s betragen.
Bedingt durch den im Verhältnis zum übrigen großen Bauteil sehr kleinen Umformbereich wird zum Aufheizen deutlich weniger Energie benötigt, da die Umformtemperatur sehr schnell erreicht wird, wobei das Beenden des Aufheizens zu einem schnellen Abkühlen im Millisekunden- oder
Sekundenbereich führt, da die Wärme in den übrigen nicht aufgeheizten großen Bereich des Bauteils übertragen wird. Auf eine aufwendige
zusätzliche Kühlung, insbesondere eine Öl- oder Wasserkühlung kann somit verzichtet werden.
Durch eine derart kurze und schnelle Aufheiz-/Aufwärmzeit bleibt das
Materialgefüge, insbesondere Schiebungen längs kristalliner Gleitebenen des Bauteilmaterials, selbst bei relativ hohen Aufheiztemperaturen von größer 500°C bis hin zu 1 .000 C weitgehend erhalten, ohne dass der Stoff-/ Materialzusammenhang zerstört wird. Ein solches Verfahren ist materialsparend. Zudem kann durch die reduzierte Festigkeit des Bauteilmaterials oder Werkstoffs im Umformbereich die Umformkraft und eine Rückfederung reduziert werden. Daraus resultierend können kleinere Umformwerkzeuge, wie Umformpressen verwendet werden. Zudem sinkt der Werkzeugverschleiß. Durch die reduzierte Rückfederung sinken wiederum Toleranzen, insbesondere Bauteiltoleranzen,
Fertigungstoleranzen, und die Qualität des fertigen Bauteils ist erhöht.
Die Erfindung sieht vor, dass das zu bearbeitende Bauteil partiell nur in mindestens einem Umformbereich auf die Umformtemperatur derart aufgeheizt wird, dass ein Materialgefüge des zu bearbeitenden Bauteils erhalten bleibt. Dazu wird das zu bearbeitende Bauteil derart partiell nur im Umformbereich auf eine Umformtemperatur aufgeheizt, die unterhalb der Rekristallisationstemperatur des Bauteilmaterials oder Werkstoffs liegt.
Alternativ oder zusätzlich kann das zu bearbeitende Bauteil derart partiell nur in mindestens einem Umformbereich auf eine Umformtemperatur aufgeheizt werden, die oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Bauteilmaterials oder Werkstoffs liegt. Beispielsweise wird das zu bearbeitende Bauteil derart partiell in dem mindestens einen Umformbereich im Verhältnis zu dem übrigen Bauteilbereich und somit lokal auf eine Umformtemperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Werkstoffs und derart zeitabhängig aufgeheizt, dass die Inkubationszeit der Rekristallisation des Werkstoffs zumindest unterschritten bleibt. Dabei wird aufgrund des geringeren aufzuheizenden Bauteilbereiches im Vergleich zum größeren nicht aufgeheizten Bauteilbereich die Wärme so schnell über den größeren nicht aufgeheizten Bauteilbereich und einen Kontakt zum kalten Umform Werkzeug abgeführt, dass keine oder nur eine geringe Strukturumwandlung des Werkstoffs und somit keine bzw. nur eine geringere Rekristallisation erfolgt. Mit anderen Worten: Bei einem partiellen Aufheizen des Werkstoffs oberhalb der Rekristallisationstemperatur und/oder der Inkubationszeit der
Rekristallisation kann es im Umformbereich zu einer geringen Änderung des Materialgefüges, insbesondere kristalliner Gleitebenen kommen, wodurch die Festigkeit des Bauteils in diesem Bereich dauerhaft reduziert ist. Dies kann insbesondere in Umformbereichen mit komplexen Umformgeometrien benutzt werden, um die Umformbarkeit zu verbessern. Darüber hinaus kann bei speziellen Bauteilmaterialien, insbesondere Stahlwerkstoffen, die
Aufheizung der Umformbereiche zum gleichzeitigen Vergüten des Werkstoffs verwendet werden. Als Bauteilmaterial wird insbesondere ein Stahl oder eine Stahllegierung mit geringen Dehngrenzen (A80) im Bereich von 1 % bis 10 % und einer Dehngrenze RP=O,2 bis zu 2.000 N/mm2 oder sobald verfügbar auch darüber verwendet.
Das Bauteil ist insbesondere ein Blechteil, bevorzugt ein Stahlblech mit einer Dicke von 0,5 mm bis 2,5 mm, bevorzugt von 1 mm bis 2 mm. Das Bauteil wird im Umformbereich mindestens einem Umformschritt, insbesondere mehreren Umformschritten unterzogen. Dabei wird das Bauteil im
Umformbereich gepresst, gebogen, gewalzt oder druckumgeformt werden.
Hierzu kann das Werkzeug zum Umformen entsprechend geformt
ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Werkzeug eine Rolle oder ein entsprechend gekrümmtes Werkzeug sein.
Eine mögliche Ausführungsform sieht vor, dass das Bauteil mehrere
Umformbereiche umfasst, welche gleichzeitig mit einer vorgebbaren
Aufheizbreite und/oder Aufheizgeometrie, insbesondere Abmessungen, und/oder einer vorgebbaren Umformtemperatur aufgeheizt und umgeformt werden. In einer weiteren Ausführungsform werden mehrere Umformbereiche des Bauteils auf unterschiedliche Umformtemperaturen aufgeheizt. Hierdurch weist das umgeformte Bauteil entsprechend spezifische Eigenschaften in unterschiedlichen Bereichen auf. Beispielsweise kann hierdurch ein
Schienenprofil im Bereich einer Anbindung eine andere Festigkeit aufweisen als im restlichen Schienenbereich.
Darüber hinaus ist vorgesehen, dass zumindest der eine Umformbereich ein- oder beidseitig aufgeheizt wird. Darüber hinaus können unterschiedliche Aufheizgeometrien, beispielsweise 1 -linienförmige oder 2-linienförmige Umformbereiche, vorgesehen sein, die ein- oder beidseitig aufheizt werden.
Der zumindest eine oder die mehreren Umformbereiche wird bzw. werden auf eine Umformtemperatur im Bereich von 450°C bis 1 .000°C, insbesondere im Bereich von 500°C bis 850°C, bevorzugt von 550°C bis 750°C aufgeheizt. Der Temperaturbereich ist dabei insbesondere abhängig vom
Bauteilmatehal/-werkstoff sowie von der Verformbarkeit des
Bauteilmatehals/-werkstoffs und kann variieren.
In einer möglichen Ausführungsform wird der zumindest eine Umformbereich durch Induktion, Kontaktwärmeübertragung, direkte oder indirekte
Widerstandsheizung, Wärmestrahlung, insbesondere durch Infrarotstrahlung, Laserstrahlung und/oder Mikrowellenstrahlung, aufgeheizt. Dabei kann bzw. können der oder die Umformbereiche im Werkzeug oder mittels mehrerer Werkzeuge gleichzeitig oder nacheinander aufgeheizt und umgeformt werden.
Mittels des Verfahrens ist insbesondere als Bauteil ein Schienenprofil mit Krümmungen, Abwinkelungen und/oder Abkantungen herstellbar. Dabei können die Krümmungen einen geringen oder großen Winkel aufweisen. Ein solches Schienenprofil wird insbesondere bei einem Verstellsystem für einen Sitz, wie ein Längsverstellsystem, eingesetzt.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass ein Einbringen von Profilen in ein Bauteil und somit ein profiliertes Bauteil, wie ein Schienenprofil aus einem hochfesten Werkstoff mit geringer
Dehnung, bevorzugt aus Stahl oder Aluminium oder einer Metalllegierung, in einem Umformprozess mit lokaler Aufheizung durch einfaches Pressen ermöglicht ist.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 schematisch den Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung eines
Bauteils,
Fig. 2 schematisch ein Ausführungsbeispiel für ein partiell umgeformtes und gefertigtes Bauteil,
Fig. 3 schematisch ein Ausführungsbeispiel für ein in einem Verstellsystem eingesetztes gefertigtes Bauteil und
Fig. 4 schematisch in Draufsicht ein Ausführungsbeispiel für ein
umzuformendes Bauteil vor dem Umformprozess.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen
Bezugszeichen versehen.
Dabei zeigt die Figur 1 schematisch den Ablauf eines Verfahrens zur Herstellung eines Bauteils 1 , insbesondere eines Schienenprofils, für ein Verstellsystem. Als Bauteil 1 wird insbesondere ein so genanntes Profilhalbzeug, insbesondere eine profilierte Halbschiene eines
Verstellsystems für einen Sitz hergestellt. Als Bauteilmatehal oder Werkstoff für das Bauteil 1 wird insbesondere Aluminium oder Stahl oder eine
Metalllegierung verwendet.
Dabei wird in einem ersten Schritt S1 als ein Werkstoff P beispielsweise eine ebene Metallplatte oder eine Materialbahn aus dem Bauteilmaterial oder - Werkstoff für das herzustellende Bauteil 1 bereit gestellt und partiell in einem Umformbereich B (= Umformbereich) mit einer vorgebbaren Aufheizbreite b aufgeheizt.
Der Umformbereich B weist insbesondere eine Linienform auf, wobei eine Aufheizbreite b vorgebbar ist. Die Aufheizbreite b wird beispielsweise in Abhängigkeit vom zu erzielenden Krümmungs- oder Biegungsgrad im
Umformbereich B und/oder vom Bauteilmaterial vorgegeben und kann variieren und beträgt beispielsweise für einen linienförmigen
Umformbereich B 7 mm. Die Aufheizbreite b kann insbesondere bei einem linienförmigen Umformbereich B in einem Bereich von 3 mm bis 10 mm, insbesondere 5 mm bis 7 mm liegen.
Anschließend wird in einem zweiten Schritt S2 der partiell aufgeheizte Werkstoff P einem ersten Umform Werkzeug 2, insbesondere eine Presse, zugeführt und dort partiell umgeformt. Alternativ kann die partielle Aufheizung des Umformbereichs B auch im Umform Werkzeug 2 selbst erfolgen.
Optional kann der bereits teilumgeformte Werkstoff P in einem dritten Schritt S3 einem weiteren Umform Werkzeug 2' zugeführt werden und weiter umgeformt, insbesondere gepresst, gebogen, druckumgeformt werden.
Durch ein Erwärmen des Werkstoffes P, beispielsweise einer Metallplatte oder -bahn, wird deren Festigkeit kurzzeitig oder zeitweise reduziert und die Dehnung erhöht. Um die Grundfestigkeit des Werkstoffes P und das
Materialgefüge beim Umformen zu erhalten, wird dieser bis unterhalb der Rekristallisationstemperatur oder Rekristallisationsgrenze des Werkstoffes P oder des Bauteilmaterials aufgeheizt.
Bevorzug wird der Werkstoff P partiell im umzuformenden, insbesondere im zu biegenden oder zu pressenden, Bereich aufgeheizt. Je nach Art der Umformanlage kann das partielle Auf- oder Vorheizen des Werkstoffs P kurz vor oder in einer der Umformstufen erfolgen und somit nur im Schritt S1 oder nur im Schritt S2 oder S3 oder auch vor und in einer Umformstufe und somit sowohl im Schritt S1 als auch im Schritt S2, S3 erfolgen.
Das Aufheizen des Werkstoffs P im Schritt S1 und/oder S2/S3 kann beispielsweise durch Laserbestrahlung, Induktion oder
Kontaktwärmeübertrag erfolgen. Dabei kann bei einem partiellen Aufheizen des Werkstoffs P, zum Beispiel der Metallplatte, der Umformbereich B, ein sogenannter Biegebereich, mit unterschiedlichen Aufheizgeometrien (1 Linie, 2 Linien mit Abstand, etc.) von einer oder beiden Seiten des Werkstoffs P erwärmt werden.
Dies ermöglicht den Einsatz von Werkstoffen P, insbesondere Aluminium, Aluminiumlegierungen, Stahl oder Stahllegierungen, mit sehr geringen Dehngrenzen auch unterhalb von A80=2% und einer Dehngrenze von Rp=o,2 bis zu 2.000 N/mm2 oder sobald verfügbar auch darüber.
Alternativ kann durch eine Aufheizung oberhalb der Rekristallisationsgrenze der Werkstoff P gezielt dauerhaft in der Festigkeit reduziert werden. Dies kann in speziellen Umformbereichen B genutzt werden, um die
Umformbarkeit weiter zu steigern. Bei speziellen Stahlwerkstoffen kann die Aufheizung auch zum gleichzeitigen Vergüten des Werkstoffes P verwendet werden, wobei der Werkstoff P aufgeheizt, umgeformt und optional in einem vierten Schritt S4 gekühlt, beispielsweise Luft gekühlt, oder in einem Kühlmedium, beispielsweise Wasser oder Öl, gekühlt wird, und bei der Abkühlung vergütet wird.
Die reduzierte Festigkeit des Werkstoffes P reduziert die Umformkräfte und die Rückfederung. Durch die reduzierten Umformkräfte kann mit kleineren Pressen gearbeitet werden, so dass Kosten eingespart werden und der Werkzeugverschleiß sinkt. Durch die reduzierte Rückfederung sinken zudem die Toleranzen, wobei die Qualität des herzustellenden Bauteils 1 steigt.
Figur 2 zeigt den bearbeiteten Werkstoff P teilumgeformt beispielsweise nach einer ersten Umformung im Umformbereich B. Zum weiteren Einbringen von Profilabschnitten wird der bearbeitete Werkstoff P in weiteren
Umformschritten umgeformt und profiliert bis das zu fertigende Bauteil 1 hergestellt ist.
Zusammenfassend wird das Bauteil 1 zumindest teilweise partiell in vorgebbaren Umformbereichen B mit einer vorgebbaren Aufheizbreite b aufgeheizt und umgeformt, indem der zu bearbeitende Werkstoff P des Bauteils 1 bedingt durch den schnellen Prozesszyklus auch oberhalb seiner Rekristallisationsgrenze, ohne bzw. mit geringer Gefügeveränderung, aufgeheizt wird und anschließend in mindestens einem Pressvorgang zumindest partiell oder vollständig profiliert wird.
Figur 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für ein aus mehreren umgeformten Bauteilen 1 hergestelltes Schienensystem mit einer Oberschiene 1 .1 und einer Unterschiene 1 .2 und beispielhaft einer eingezeichneten Biegelinie L für eine der durchgeführten Umformgänge zur Erzielung des jeweiligen Schienenprofils der Ober- und Unterschienen 1 .1 , 1 .2. Figur 4 zeigt in Draufsicht ein Ausführungsbeispiel für einen Werkstoff P eines umzuformenden Bauteils 1 vor dem Umformprozess, wobei der Werkstoff P mehrere linienförmige Umformbereiche B1 bis Bn aufweist, welche vor dem Umformvorgang in einer vorgebbaren Aufheizbreite b1 bis bn aufgeheizt werden, wie oben beschrieben. Dabei kann die
Aufheizbreite b1 bis bn variieren. Insbesondere kann die lokale oder partielle Aufheizbreite b1 bis bn derart gewählt werden, dass mindestens ein
Umformbereich B1 bis Bn oder mehrere Umformbereiche B1 und B2 oder B3 und Bn gleichzeitig aufgeheizt werden.
Bezugszeichenliste
1 Bauteil
1 .1 Oberschiene
1 .2 Unterschiene
2, 2' Umformwerkzeug
B, B1 ... Bn Umformbereich b, b1 ...bn Aufheizbreite
L Biegelinie
P Werkstoff
S1 bis S4 Schritte

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines Bauteils (1 ), insbesondere eines
Schienenprofils (1 .1 , 1 .2), für ein Verstellsystem, bei welchem
- ein zu bearbeitendes Bauteil (1 ) aus einem Werkstoff (P) bereitgestellt wird und
- das zu bearbeitende Bauteil (1 ) partiell in mindestens einem
Umformbereich (B, B1 bis Bn) mit einer vorgebbaren Aufheizbreite (b1 bis bn) bis zu einer vorgebbaren Umformtemperatur vor einem
Umformen derart aufgeheizt wird, dass ein Materialgefüge des zu bearbeitenden Bauteils (1 ) erhalten bleibt und
- das partiell aufgeheizte Bauteil (1 ) in diesem Umformbereich (B, B1 bis Bn) in mindestens einem Umformvorgang umgeformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das zu bearbeitende Bauteil (1 ) derart partiell nur in mindestens einem Umformbereich (B, B1 bis Bn) auf eine Umformtemperatur aufgeheizt wird, die unterhalb oder oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Werkstoffs (P) liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das zu bearbeitende Bauteil (1 ) derart partiell in dem mindestens einen Umformbereich (B, B1 bis Bn) im
Verhältnis zu dem übrigen Bauteilbereich auf eine Umformtemperatur oberhalb der der Rekristallisationstemperatur des Werkstoffs (P) und derart zeitabhängig aufgeheizt wird, dass die Inkubationszeit der
Rekristallisation des Werkstoffs (P) unterschritten bleibt.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das
Bauteil (1 ) mehrere Umformbereiche (B, B1 bis Bn) umfasst, welche gleichzeitig mit einer vorgebbaren Aufheizbreite (b1 bis bn) und/oder Aufheizgeometrie und/oder einer vorgebbaren Umformtemperatur und/oder für eine vorgebbare Heizzeit aufgeheizt und umgeformt werden.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei mehrere Umformbereiche (B, B1 bis Bn) des Bauteils (1 ) auf unterschiedliche Umformtemperaturen
aufgeheizt werden.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
zumindest eine Umformbereich (B, B1 bis Bn) ein- oder beidseitig aufgeheizt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
zumindest eine Umformbereich (B, B1 bis Bn) auf eine
Umformtemperatur im Bereich von 450°C bis 1 .000°C, insbesondere im Bereich von 500°C bis 850°C, bevorzugt von 550°C bis 750°C aufgeheizt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der
zumindest eine Umformbereich (B, B1 bis Bn) durch Induktion,
Kontaktwärmeübertragung, direkte oder indirekte Widerstandsheizung, Wärmestrahlung, insbesondere durch Infrarotstrahlung, Laserstrahlung und/oder Mikrowellenstrahlung, aufgeheizt wird.
9. Schienenprofil (1 .1 , 1 .2) für ein Verstellsystem hergestellt nach einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
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