WO2016087014A1 - Verfahren und werkzeugsystem zur herstellung eines wenigstens eine markante blechformteilkante aufweisenden blechformteils - Google Patents

Verfahren und werkzeugsystem zur herstellung eines wenigstens eine markante blechformteilkante aufweisenden blechformteils Download PDF

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WO2016087014A1
WO2016087014A1 PCT/EP2015/002190 EP2015002190W WO2016087014A1 WO 2016087014 A1 WO2016087014 A1 WO 2016087014A1 EP 2015002190 W EP2015002190 W EP 2015002190W WO 2016087014 A1 WO2016087014 A1 WO 2016087014A1
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WO
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tool
edge
sheet
sheet metal
molding
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/002190
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Harald Cacek
Steffen Schulte
Wilfried VETTE
Anton Schneider
Original Assignee
Audi Ag
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards

Definitions

  • the invention relates to a method and a tool system for producing a sheet metal part by multi-stage forming a sheet material, wherein the sheet metal part to be produced should have at least one sharp-edged sheet metal part edge.
  • the sheet metal part to be produced is preferably a body component for a motor vehicle and in particular a body shell part.
  • a sharp-edged sheet metal part edge is formed in the sheet material edge with a small edge radius as possible, along which two adjacent surface areas and in particular freeform surface areas of the sheet metal part collide.
  • the radius of curvature at the curvature outside of such a sheet metal molding edge is preferably less than 4.0 times, more preferably less than 3 times and in particular less than 2.5 times the sheet thickness of the sheet material.
  • such a shaped sheet metal edge extends with respect to the installation situation in a visible sheet-metal shaped part.
  • Such sheet metal part edges can have both technical and aesthetic functions.
  • the invention is intended to show ways in which at least one disadvantage associated with the prior art can be avoided or at least reduced.
  • the method according to the invention for producing a sheet-metal shaped part having at least one sharp-edged sheet-metal shaped part edge by multi-stage forming of a sheet metal material comprises:
  • the sheet metal workpiece is in particular automatically transported from one mold to the next mold on.
  • a press-bound forming tool has a tool lower part and a tool upper part, between which the sheet metal material to be processed or sheet metal workpiece is positioned and reshaped by press-operated closing of the mold, whereby also cutting operations can be performed.
  • a molding tool, and in particular the first molding tool is in particular a deep-drawing tool which has a punch, a die and a hold-down (or blank holder).
  • the second mold may also be a so-called postforming tool or a combined postforming trimming tool.
  • the sheet metal material used is in particular an aluminum or steel sheet material with a preferred sheet thickness of 0.65 mm to 2.0 mm.
  • the shaped sheet metal part edge to be produced is preformed with an enlarged edge radius and an elevation.
  • the sheet material is in this case formed locally in the region of the sheet metal part edge to be produced in such a way that a curvature is produced which has a significantly greater radius of curvature and which is higher or lower than the sheet metal part edge to be produced.
  • An elevation can therefore be understood to mean a cupola-like bulge or bulge formed into the sheet material in a positionally accurate manner, which is higher or lower and also larger in radius with respect to the sheet metal part edge to be produced.
  • a second press-bonded forming tool which may be the first mold immediately following step or another subsequent step, the elevation again reduced or reshaped while the sheet metal part edge finished, ie with final edge radius, is formed. Due to the inventive , Hentig a very distinctive sheet metal molding edge can be generated, while largely avoiding sheet thinning and trailing edges.
  • At least approximately sufficient sheet material is accumulated or bulged during preforming of the sheet metal molding edge in the elevation, so that subsequent shaping or finish molding of the sheet metal molding edge can be carried out without appreciable thinning of the sheet material and / or without pulling or pulling sheet material from the adjacent areas.
  • preforming therefore, a sufficient amount of sheet material is already drawn in, so that no material migration in the molding tool occurs locally during the subsequent shaping of the sheet metal molded part edge.
  • the second molding tool preferably has a tool edge which forms the sheet metal molding part edge, wherein it is provided in particular that the sheet material does not initially rest on this tool edge (after inserting the sheet metal workpiece) due to the previously formed elevation, but only when the second molding tool is closed due to local deformation the Matterhöhnung successively applies to this edge of the tool (and thereby the sharp-edged sheet metal molding edge is finished formed), without causing a relative movement between the sheet material and edge of the tool or its flanks. A so-called riding the sheet material on the edge of the tool is thus prevented.
  • the tool system according to the invention for producing a sheet metal part having at least one sharp-edged sheet metal part edge, in particular special according to a method according to the invention, by multi-stage forming a sheet material comprises:
  • a first press-bonded forming tool which is designed so that the sheet-metal shaped part edge to be produced can be preformed with an increased edge radius and with an elevation;
  • a second press-bonded mold which is adapted to that in the first mold preformed elevation reduced and the sheet metal molding edge can be fully formed.
  • the second molding tool preferably has (at least) a tool edge forming or completely shaping the sheet metal molding edge and a notch-like counter contour section corresponding to this tool edge.
  • the tool edge can be arranged in the lower tool part and / or in the upper tool part and forms part of the tool effective surface.
  • the opposite tool-acting surface of the other tool part is formed with the notch-like mating contour portion.
  • the tool edge can be formed with a projection (or an edge cant). This is understood to mean that the tool edge is formed at its apex with an allowance, whereby the sheet material is pressed against the corresponding tool effective surface of the other tool part reinforced or pressed into the mating contour portion during molding of the sheet metal molding part edge of the tool edge.
  • the tool edge and / or the notch-like mating contour section can be formed at least in sections with offset areas (or area measurement areas).
  • the offset regions preferably extend in a band-like manner along the edge of the tool and / or along the notch-like counter-contour section and form so-called printing tapes, with which the surface pressures acting locally on the sheet material are purposefully increased, thereby favoring the formation of a sharp-edged sheet-metal molded part edge (similar to a stamping process)
  • the notch-like mating contour section is preferably formed on a shaping jaw arranged so as to be movable relative to the second forming tool. D. h. That second mold has at least one of the edge of the tool opposite and relatively movably arranged mold jaw with which (when closing the second mold) previously pressed with an elevation sheet metal material pressed against the edge of the tool and thereby the sheet metal molding edge is formed.
  • the first molding tool and the second molding tool are preferably following tools for a press line or step press, in particular a large-section press, which preferably form directly successive stages (press steps).
  • these are non-identical follow-on tools, which, apart from the differences according to the invention, are conventionally constructed (ie the first molding tool is, for example, a conventional thermoforming tool and the second molding tool is, for example, a conventional postforming tool or combined postforming trimming tool) that the number of stages required by the measures according to the invention is not increased, or the previous number of stages (typically six levels) is maintained.
  • Fig. 1 shows a sectional view of a sharp-edged sheet metal molding edge and illustrates the increase in the production thereof.
  • Fig. 2 illustrates in a sectional view of tool elements of a second mold for molding or finish molding of the sheet metal molding part edge shown in Fig. 1.
  • Fig. 3 illustrates a preferred tool edge contour and a corresponding mating contour portion for molding or finish molding of the sheet metal shaped part edge shown in Fig. 1 by means of the tool elements shown in Fig. 2.
  • the sheet material M is first formed in a first press-bonded mold, wherein the sheet metal forming edge to be generated with a precise position (with respect to the final Edge radius R) enlarged edge radius R 'and is preformed with an elevation H, as illustrated by dashed contour lines.
  • the illustrated flattening on the outside of the curvature can result from a slight change in sheet thickness.
  • the sheet material M is further formed in a second press-bonded molding tool, wherein the preformed bead-like elevation H and the enlarged edge radius R 'are reduced or formed back and thereby the sheet metal molding edge 210 is finished with final sharp-edged edge radius R (target radius).
  • the flattening has no adverse effects.
  • the sheet material M is made suitable for the subsequent finishing molding for sharpening the edge radius R, so to speak.
  • the first mold and the second mold or their tool effective surfaces are formed accordingly; that is, the first die is adapted to that for generating sheet metal part edge 210 may be pre ⁇ formed with an enlarged edge radius R 'and an elevation H and the second press-bound form tool is arranged such that the pre-formed in the first mold superelevation H and also the reduced edge radius R 'reduced and the sheet metal molding edge 210 can be fully formed.
  • FIG. 2 shows a detail of a second molding tool 100 which has a tool edge 1 10 forming an edge contour 1 15 and a tool edge 1 10 corresponding notch-like mating contour portion 125 in the lower tool part, wherein the mating contour portion 125 on a or is formed in a mold jaw 120 movably mounted in the upper tool.
  • the mold jaw 120 When closing the second mold 100 can be accomplished with the mold jaw 120, a leading shaping or finish molding of the sheet metal molding edge 210, wherein the sheet material due to the elevation H initially not rests on the tool edge 1 10, but when closing the second mold 100 successively to this Tool edge 1 10 and whose flanks applies and then remains clamped until reaching bottom dead center (UT) of the jaw 120.
  • the forming jaw 120 is, for example, supported on gas pressure springs or the like, not shown.
  • gas pressure springs or the like not shown.
  • FIG. 3 shows schematically and only partially a preferred embodiment of the tool edge contour 115 and of the corresponding counter contour section 125 on the forming jaw 120.
  • the tool edge contour 15 and the mating contour section 125 are located between the tool edge contour 15 Tool gap 130 for the sheet material M.
  • the tool edge 110 is formed at its vertex with a projection U and the negative or Gegenkonturab- section 125 is formed with offset areas 01 and 02.
  • the offset region 02 is formed in the transition region of the left-hand flank.
  • Comparable offset ranges can also be provided on the tool edge 110 or its flanks.
  • a sheet-metal shaped part 200 with a sharp-edged or distinctive shaped sheet metal edge 210 can be produced under press shop conditions .
  • the invention is particularly suitable for the continuous serial production of such sheet metal parts 200.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines wenigstens eine scharfkantige Blechformteilkante (210) aufweisenden Blechformteils (200) durch mehrstufiges Umformen eines Blechmaterials (M), umfassend: - Umformen des Blechmaterials (M) in einem ersten pressengebundenen Formwerkzeug, wobei die zu erzeugende Blechformteilkante (210) mit einem vergrößerten Kantenradius (R') und mit einer Überhöhung (H) vorgeformt wird; und - weiteres Umformen des Blechmaterials (M) in einem zweiten pressengebundenen Formwerkzeug, wobei die vorgeformte Überhöhung (H) reduziert und die Blechformteilkante (210) fertig ausgeformt wird. Die Erfindung betrifft ferner ein Werkzeug System mit einem entsprechend ausgebildeten ersten pressengebundenen Formwerkzeug und einem entsprechend ausgebildeten zweiten pressengebundenen Formwerkzeug.

Description

Verfahren und Werkzeugsvstem zur Herstellung eines wenigstens eine markante Blechformteilkante aufweisenden Blechformteils
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Werkzeugsystem zur Herstellung eines Blechformteils durch mehrstufiges Umformen eines Blechmaterials, wobei das herzustellende Blechformteil wenigstens eine scharfkantige Blechformteilkante aufweisen soll.
Bei dem herzustellenden Blechformteil handelt es sich vorzugsweise um ein Karosseriebauteil für ein Kraftfahrzeug und insbesondere um ein Karosserie- Außenhautteil.
Unter einer scharfkantigen Blechformteilkante wird eine in das Blechmaterial eingeformte Kante mit einem möglichst kleinen Kantenradius verstanden, entlang derer zwei benachbarte Flächenbereiche und insbesondere Freiform- flächenbereiche des Blechformteils zusammenstoßen. Der Krümmungsradius an der Krümmungsaußenseite einer solchen Blechformteilkante beträgt bevorzugt weniger als 4,0-fache, besonders bevorzugt weniger als das 3- fache und insbesondere weniger als 2,5-fache der Blechdicke des Blechmaterials. Bevorzugt verläuft eine solche Blechformteilkante bezüglich der Einbausituation in einem sichtbaren Blechformteilereich. Solche Blechformteilkanten können sowohl technische als auch ästhetische Funktionen haben.
Insbesondere in der Serienproduktion unter Presswerksbedingungen erweist sich die Herstellung von Blechformteilen, die wenigstens eine solche scharfkantige bzw. markante Blechformteilkante aufweisen, als schwierig, da bspw. Risse im Blechmaterial auftreten und/oder so genannte Nachlaufkanten entstehen. Im Stand der Technik sind bereits verschiedene Möglichkeiten zur Erzeugung scharfkantiger Blechformteilkanten beschrieben, wozu auf die Patentschriften DE 10 201 1 1 15 219 A1 und DE 10 2013 007 352 A1 dersel¬ ben Anmelderin hingewiesen wird.
Die Erfindung soll Möglichkeiten aufzeigen, wie wenigstens ein mit dem Stand der Technik einhergehender Nachteil vermeidbar oder zumindest verringerbar ist.
Dies gelingt mit einem erfindungsgemäßen Verfahren entsprechend den Merkmalen des Hauptanspruchs und mit einem erfindungsgemäßen Werkzeugsystem entsprechend den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Ansprüchen und auch aus den nachfolgenden Erläuterungen.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines wenigstens eine scharfkantige Blechformteilkante aufweisenden Blechformteils durch mehrstufiges Umformen eines Blechmaterials umfasst:
- ein Umformen des Blechmaterials in einem ersten pressengebundenen Formwerkzeug, wobei die zu erzeugende Blechformteilkante mit einem vergrößerten Kantenradius und mit einer Überhöhung vorgeformt wird; und
- ein weiteres Umformen des Blechmaterials in einem zweiten pressengebundenen Formwerkzeug, wobei die vorgeformte Überhöhung reduziert und die Blechformteilkante nachgeformt und dabei fertig ausgeformt wird.
Unter einem mehrstufigen Umformen wird das Umformen des Blechmaterials in mehreren aufeinander folgenden Formwerkzeugen (so genannte Stufen) verstanden, wobei das Blechwerkstück insbesondere automatisiert von einem Formwerkzeug zum nächsten Formwerkzeug weiter transportiert wird.
Ein pressengebundenes Formwerkzeug weist ein Werkzeugunterteil und ein Werkzeugoberteil auf, zwischen denen das zu bearbeitende Blechmaterial bzw. Blechwerkstück positioniert und durch pressenbetätigtes Schließen des Formwerkzeugs umgeformt wird, wobei auch Schnittoperationen durchgeführt werden können. Bei einem Formwerkzeug und insbesondere bei dem ersten Formwerkzeug handelt es sich insbesondere um ein Tiefziehwerkzeug, das einen Stempel, eine Matrize und einen Niederhalter (bzw. Blechhalter) aufweist. Bei dem zweiten Formwerkzeug kann es sich auch um ein so genanntes Nachformwerkzeug oder kombiniertes Nachform- Beschneidewerkzeug handeln.
Bei dem verwendeten Blechmaterial handelt es sich insbesondere um ein Aluminium- oder Stahlblechmaterial mit einer bevorzugten Blechdicke von 0,65 mm bis 2,0 mm.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass beim Umformen des Blechmaterials in einem ersten pressengebundenen Formwerkzeug, wobei es sich insbesondere auch um die erste Stufe handelt, die zu erzeugende Blechformteilkante mit einem vergrößerten Kantenradius und mit einer Überhöhung vorgeformt wird. Das Blechmaterial wird hierbei lokal im Bereich der zu erzeugenden Blechformteilkante so geformt, dass eine Wölbung entsteht, die einen deutlich größeren Krümmungsradius aufweist und die höher bzw. tiefer ist als die zu erzeugende Blechformteilkante. Unter einer Überhöhung kann demnach eine in das Blechmaterial positionsgenau eingeformte kuppelartige Wölbung bzw. Ausbauchung verstanden werden, die bezüglich der zu erzeugenden Blechformteilkante höher bzw. tiefer und auch radiusgrößer ist.
Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass beim weiteren Umformen des Blechmaterials in einem zweiten pressengebundenen Formwerkzeug, wobei es sich um die dem ersten Formwerkzeug unmittelbar folgende Stufe oder eine sonstige nachfolgende Stufe handeln kann, die Überhöhung wieder reduziert bzw. rückgeformt und dabei die Blechformteilkante fertig, d. h. mit finalem Kantenradius, ausgeformt wird. Durch die erfindungsgemäße Vorge- , hensweise kann eine sehr markante Blechformteilkante erzeugt werden, unter weitgehender Vermeidung von Blechausdünnungen und Nachlaufkanten.
Bevorzug wird beim Vorformen der Blechformteilkante in der Überhöhung zumindest näherungsweise ausreichend Blechmaterial angesammelt bzw. aufgewölbt, so dass das nachfolgende Ausformen bzw. Fertigformen der Blechformteilkante ohne nennenswerte Ausdünnung des Blechmaterials und/oder ohne Beiziehen bzw. Heranziehen von Blechmaterial aus den benachbarten Bereichen erfolgen kann. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass beim Vorformen der Blechformteilkante in der Überhöhung zumindest näherungsweise und im Wesentlichen exakt so viel Blechmaterial angesammelt bzw. aufgewölbt wird, wie für das nachfolgende Ausformen der Blechformteilkante ohne Ausdünnung des Blechmaterials und/oder ohne lokale Relativbewegung des Blechmaterials (relativ zu den Werkzeugwirkflächen) erforderlich ist. Beim Vorformen wird also bereits ausreichend viel Blechmaterial herbeigezogen, so dass beim nachfolgenden Ausformen der Blechformteilkante lokal keine Materialwanderung im Formwerkzeug mehr auftritt.
Bevorzugt weist das zweite Formwerkzeug eine die Blechformteilkante ausformende Werkzeugkante auf, wobei insbesondere vorgesehen ist, dass das Blechmaterial (nach dem Einlegen des Blechwerkstücks) aufgrund der zuvor eingeformten Überhöhung zunächst nicht auf dieser Werkzeugkante aufliegt, sondern sich erst beim Schließen des zweiten Formwerkzeugs durch lokale Umformung der Überhöhnung sukzessive an diese Werkzeugkante anlegt (und dabei die scharfkantige Blechformteilkante fertig geformt wird), ohne dass es zu einer Relativbewegung zwischen Blechmaterial und Werkzeugkante bzw. deren Flanken kommt. Ein so genanntes Reiten des Blechmaterials auf der Werkzeugkante wird also verhindert.
Das erfindungsgemäße Werkzeugsystem zur Herstellung eines wenigstens eine scharfkantige Blechformteilkante aufweisenden Blechformteils, insbe- sondere nach einem erfindungsgemäßen Verfahren, durch mehrstufiges Umformen eines Blechmaterials umfasst:
- ein erstes pressengebundenes Formwerkzeug, welches dazu ausgebildet ist, dass die zu erzeugende Blechformteilkante mit einem vergrößerten Kantenradius und mit einer Überhöhung vorgeformt werden kann; und
- ein zweites pressengebundenes Formwerkzeug, welches dazu ausgebildet ist, dass die im ersten Formwerkzeug vorgeformte Überhöhung reduziert und die Blechformteilkante fertig ausgeformt werden kann.
Das zweite Formwerkzeug weist bevorzugt (wenigstens) eine die Blechformteilkante ausformende bzw. fertigformende Werkzeugkante und einen mit dieser Werkzeugkante korrespondierenden kerbenartigen Gegenkonturab- schnitt auf. Die Werkzeugkante kann im Werkzeugunterteil und/oder im Werkzeugoberteil angeordnet sein und bildet einen Teil der Werkzeugwirkfläche. Die gegenüberliegende Werkzeugwirkfläche des anderen Werkzeugteils ist mit dem kerbenartigen Gegenkonturabschnitt ausgebildet.
Die Werkzeugkante kann mit einem Überstand (bzw. einer Kantenüberhöhung) ausgebildet sein. Hierunter wird verstanden, dass die Werkzeugkante an ihrem Scheitel mit einem Aufmaß ausgebildet ist, wodurch das Blechmaterial beim Ausformen der Blechformteilkante von der Werkzeugkante verstärkt gegen die korrespondierende Werkzeugwirkfläche des anderen Werkzeugteils gepresst bzw. in den Gegenkonturabschnitt hineingepresst wird.
Die Werkzeugkante und/oder der kerbenartige Gegenkonturabschnitt können zumindest abschnittsweise mit Offsetbereichen (bzw. Flächenaufmassberei- chen) ausgebildet sein. Die Offsetbereiche verlaufen bevorzugt bandartig entlang der Werkzeugkante und/oder entlang des kerbenartigen Gegenkon- turabschnitts und bilden so genannte Druckbänder, mit denen die auf das Blechmaterial lokal einwirkenden Flächenpressungen gezielt erhöht werden, um dadurch (ähnlich einem Prägeprozess) die Ausbildung einer scharfkantigen Blechformteilkante zu begünstigen. Der kerbenartige Gegenkonturabschnitt ist bevorzugt an einer relativbeweglich im zweiten Formwerkzeug angeordneten Formbacke ausgebildet. D. h., dass zweite Formwerkzeug weist wenigstens eine der Werkzeugkante gegenüberliegende und relativbeweglich angeordnete Formbacke auf, mit der (beim Schließen des zweiten Formwerkzeugs) das zuvor mit einer Überhöhung vorgeformte Blechmaterial gegen die Werkzeugkante gedrückt und dadurch die Blechformteilkante ausgeformt wird.
Bevorzugt handelt es sich bei dem ersten Formwerkzeug und bei dem zweiten Formwerkzeug um Folgewerkzeuge für eine Pressenstraße oder Stufenpresse, insbesondere Großteilstufenpresse, die vorzugsweise direkt aufeinander folgende Stufen (Pressenstufen) bilden. Bevorzugt handelt es sich um nicht-identische Folgewerkzeuge, die, bis auf die erfindungsgemäßen Unterschiede, konventionell aufgebaut sind (d. h. das erste Formwerkzeug ist bspw. ein konventionelles Tiefziehwerkzeug und das zweite Formwerkzeug ist bspw. ein konventionelles Nachformwerkzeug oder kombiniertes Nachform-Beschneidewerkzeug), so dass die Anzahl der erforderlichen Stufen durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen nicht erhöht wird, bzw. die bisherige Stufenanzahl (typischerweise sechs Stufen) erhalten bleibt.
Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft und in nicht einschränkender Weise anhand der schematischen Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können einzeln oder in Kombination, auch unabhängig von gezeigten Merkmalskombinationen, die Erfindung weiterbilden.
Fig. 1 zeigt in einer Schnittdarstellung eine scharfkantige Blechformteilkante und veranschaulicht die Überhöhung bei deren Herstellung. Fig. 2 veranschaulicht in einer Schnittdarstellung Werkzeugelemente eines zweiten Formwerkzeugs zum Ausformen bzw. Fertigformen der in Fig. 1 gezeigten Blechformteilkante.
Fig. 3 veranschaulicht eine bevorzugte Werkzeugkantenkontur und einen korrespondierenden Gegenkonturabschnitt zum Ausformen bzw. Fertigformen der in Fig. 1 gezeigten Blechformteilkante mit Hilfe der in Fig. 2 gezeigten Werkzeugelemente.
Fig. 1 zeigt eine im Sinne der Erfindung scharfkantige Blechformteilkante 210 an einem nur ausschnittsweise dargestellten Blechformteil 200. Zur Erzeugung der Blechformteilkante 210 wird das Blechmaterial M zunächst in einem ersten pressengebundenen Formwerkzeug umgeformt, wobei die zu erzeugende Blechformteilkante positionsgenau mit einem (bzgl. des finalen Kantenradius R) vergrößerten Kantenradius R' und mit einer Überhöhung H vorgeformt wird, wie mit strichlinierten Konturlinien veranschaulicht. Die dargestellte Abflachung an der Krümmungsaußenseite kann sich durch eine geringfügige Blechdickenänderung ergeben. Anschließend wird das Blechmaterial M in einem zweiten pressengebundenen Formwerkzeug weiter umgeformt, wobei die vorgeformte wulstartige Überhöhung H und auch der vergrößerte Kantenradius R' reduziert bzw. zurückgeformt werden und dabei die Blechformteilkante 210 mit finalem scharfkantigen Kantenradius R (Sollradius) fertig ausgeformt wird. Die Abflachung hat keine nachteiligen Effekte.
Nach dem Vorformen im ersten Formwerkzeug befindet sich in der Überhöhung H genügend Blechmaterial, so dass das nachfolgende Ausformen der Blechformteilkante 210 im Wesentlichen ohne Ausdünnung des Blechmaterials und/oder ohne Heranziehen von Blechmaterial aus den benachbarten Bereichen erfolgen kann. Durch das Vorformen und Erzeugen der Überhöhung H wird das Blechmaterial M sozusagen für das nachfolgende Fertigformen zur Schärfung des Kantenradius R tauglich gemacht. Das erste Formwerkzeug und das zweite Formwerkzeug bzw. deren Werkzeugwirkflächen sind entsprechend ausgebildet; d. h. das erste Formwerkzeug ist dazu ausgebildet, dass die zu erzeugende Blechformteilkante 210 mit einem vergrößerten Kantenradius R' und mit einer Überhöhung H vorge¬ formt werden kann und das zweite pressengebundene Formwerkzeug ist dazu ausgebildet, dass die im ersten Formwerkzeug vorgeformte Überhöhung H und auch der vergrößerte Kantenradius R' reduziert und die Blechformteilkante 210 fertig ausgeformt werden kann.
Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einem zweiten Formwerkzeug 100, das im Werkzeugunterteil eine die Blechformteilkante 210 ausformende bzw. fertigformende Werkzeugkante 1 10 mit einer Kantenkontur 1 15 und einen mit der Werkzeugkante 1 10 korrespondierenden kerbenartigen Gegenkonturabschnitt 125 aufweist, wobei der Gegenkonturabschnitt 125 an einer bzw. in einer im Werkzeugoberteil relativbeweglich gelagerten Formbacke 120 ausgebildet ist.
Beim Schließen des zweiten Formwerkzeugs 100 kann mit der Formbacke 120 eine vorauseilende Ausformung bzw. Fertigformung der Blechformteilkante 210 bewerkstelligt werden, wobei das Blechmaterial aufgrund der Überhöhung H zunächst nicht auf der Werkzeugkante 1 10 aufliegt, sondern sich beim Schließen des zweiten Formwerkzeugs 100 sukzessive an diese Werkzeugkante 1 10 bzw. deren Flanken anlegt und dann bis zum Erreichen des unteren Totpunkts (UT) noch von der Formbacke 120 eingeklemmt bleibt. Die Formbacke 120 ist hierzu bspw. auf nicht gezeigten Gasdruckfedern oder dergleichen abgestützt. Ebenso ist die Verwendung einer mehrfachwirkenden Presse denkbar.
Fig. 3 zeigt schematisch und nur ausschnittsweise eine bevorzugte Ausge- staltung der Werkzeugkantenkontur 115 und des korrespondierenden Ge- genkonturabschnitts 125 an der Formbacke 120. Zwischen der Werkzeugkantenkontur 1 15 und dem Gegenkonturabschnitt 125 befindet sich der Werkzeugspalt 130 für das Blechmaterial M. Bezüglich der strichliniert dargestellten Regelverläufe ist die Werkzeugkante 110 an ihrem Scheitelpunkt mit einem Überstand U ausgebildet und der Negativ- bzw. Gegenkonturab- schnitt 125 ist mit Offsetbereichen 01 und 02 ausgebildet. Der Offsetbereich
01 befindet sich direkt gegenüber des Scheitels der Werkzeugkante 110 und erstreckt sich symmetrisch oder auch unsymmetrisch in beide Flanken. Der Offsetbereich 02 ist im Übergangsbereich der linksseitigen Flanke ausgebildet. Der Überstand U und die Flächenoffsets in den Offsetbereichen 01 und
02 betragen nur wenige Zehntel Millimeter (bspw. 0,1 mm bis 0,2 mm). Zur Wirkweise des Überstands U und der Offsetbereiche 01 und 02 wird auf die obenstehenden Erläuterungen verwiesen. Vergleichbare Offsetbereiche können auch an der Werkzeugkante 1 10 bzw. deren Flanken vorgesehen sein.
Durch das erfindungsgemäße Vorformen (mit Überhöhung H) und das nachfolgende Fertigformen kann, insbesondere in Summe mit weiteren Maßnahmen (voreilende Formbacke 120, Überstand U sowie Offsetbereiche 01 und 02), unter Presswerksbedingungen ein Blechformteil 200 mit einer scharfkantigen bzw. markanten Blechformteilkante 210 hergestellt werden. Die Erfindung ist insbesondere auch für die fortlaufende Serienherstellung solcher Blechformteile 200 geeignet.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines wenigstens eine scharfkantige Blechformteilkante (210) aufweisenden Blechformteils (200) durch mehrstufiges Umformen eines Blechmaterials (M), umfassend:
- Umformen des Blechmaterials (M) in einem ersten pressengebundenen Formwerkzeug, wobei die zu erzeugende Blechformteilkante (210) mit einem vergrößerten Kantenradius (R') und mit einer Überhöhung (H) vorgeformt wird; und
- weiteres Umformen des Blechmaterials (M) in einem zweiten pressengebundenen Formwerkzeug (100), wobei die vorgeformte Überhöhung (H) reduziert und die Blechformteilkante (210) fertig ausgeformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
beim Vorformen der Blechformteilkante in der Überhöhung (H) ausreichend Blechmaterial angesammelt wird, so dass das nachfolgende Ausformen der Blechformteilkante (210) ohne Ausdünnung des Blechmaterials (M) und/oder ohne Heranziehen von Blechmaterial (M) aus den benachbarten Bereichen erfolgen kann.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Formwerkzeug (100) eine die Blechformteilkante ausformende Werkzeugkante (1 10, 1 15) aufweist, wobei das Blechmaterial (M) aufgrund der Überhöhung (H) zunächst nicht auf dieser Werkzeugkante (1 10, 115) aufliegt, sondern sich beim Schließen des zweiten Formwerkzeugs (100) sukzessive an diese Werkzeugkante (110, 1 15) anlegt.
4. Werkzeug System zur Herstellung eines wenigstens eine scharfkantige Blechformteilkante (210) aufweisenden Blechformteils (200), insbesondere nach einem Verfahren gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche, durch mehrstufiges Umformen eines Blechmaterials (M), umfassend:
- ein erstes pressengebundenes Formwerkzeug, welches dazu ausgebildet ist, dass die zu erzeugende Blechformteilkante (210) mit einem vergrößerten Kantenradius (R') und mit einer Überhöhung (H) vorgeformt werden kann; und
- ein zweites pressengebundenes Formwerkzeug (100), welches dazu ausgebildet ist, dass die im ersten Formwerkzeug vorgeformte Überhöhung (H) reduziert und die Blechformteilkante (210) fertig ausgeformt werden kann.
5. Werkzeugsystem nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
das zweite Formwerkzeug (100) eine die Blechformteilkante (210) ausformende Werkzeugkante (1 10, 1 15) und einen mit der Werkzeugkante (1 10, 1 15) korrespondierenden kerbenartigen Gegenkonturabschnitt (125) aufweist.
6. Werkzeugsystem nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Werkzeugkante (1 10, 1 15) mit einem Überstand (U) ausgebildet ist.
7. Werkzeugsystem nach Anspruch 5 oder 6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugkante (1 10, 1 15) und/oder der kerbenartige Gegenkonturabschnitt (125) zumindest abschnittsweise mit Offsetbereichen (01 , 02) ausgebildet sind.
8. Werkzeugsystem nach Anspruch 5, 6 oder 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
der kerbenartige Gegenkonturabschnitt (125) an einer relativbeweglich im zweiten Formwerkzeug (100) angeordneten Formbacke (120) ausgebildet ist.
9. Werkzeugsystem nach einem der vorausgehenden Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass
es sich bei dem ersten Formwerkzeug und bei dem zweiten Formwerkzeug (100) um Folgewerkzeug für eine Pressenstraße oder Stufenpresse handelt.
10. Werkzeugsystem nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
es sich bei dem ersten Formwerkzeug und bei dem zweiten Formwerkzeug (100) um gewöhnliche, nicht-identische Folgewerkzeuge handelt.
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