WO2019076575A1 - Verfahren zum herstellen eines bauteils - Google Patents

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WO2019076575A1
WO2019076575A1 PCT/EP2018/075579 EP2018075579W WO2019076575A1 WO 2019076575 A1 WO2019076575 A1 WO 2019076575A1 EP 2018075579 W EP2018075579 W EP 2018075579W WO 2019076575 A1 WO2019076575 A1 WO 2019076575A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
punching
support element
component
area
support
Prior art date
Application number
PCT/EP2018/075579
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Schmolke
Markus Speiseder
Herbert Wagner
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft filed Critical Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Publication of WO2019076575A1 publication Critical patent/WO2019076575A1/de

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Classifications

    • 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
    • B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/28—Perforating, i.e. punching holes in tubes or other hollow bodies

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a component, in particular for punching hollow bodies, as well as a punching tool.
  • a method for producing a component comprises the steps:
  • the component may be a component or a component of a metal, such as aluminum and / or steel, according to one embodiment, for.
  • a welded construction or an IHU component internal high pressure formed
  • the component is a hollow body or a component which comprises a hollow body or has a hollow portion or the like.
  • the hollow body is designed such that it has at least one or two openings / accesses, which allow access into the interior of the hollow body.
  • at least one of these approaches is now used to support the punching area from the inside, to stiffen and / or to clamp etc.
  • a punching operation in the punching area can be advantageously carried out without a pressing or buckling of the component or a Material of the component takes place.
  • the stiffening or bracing or bracing takes place radially, preferably fully, within the punching area.
  • the method comprises the step:
  • a support member for stiffening or supporting etc In particular allows or causes the support medium stiffening or supporting or bracing the punching area from the inside.
  • the support element is designed or formed such that it is at all suitable for arrangement in the punching area. This is made possible with advantage in that the support element, for example, appropriately sized, soft, flexible, compliant and / or compressible or generally in size is variable.
  • the method comprises the step: - Applying pressure by the support member and / or hardening of the support member for supporting etc.
  • a compressive force is transmitted from the inside to the punching area, which in particular preferably radially outwards or radially, in particular fully radially acts, and a possible impressions of the component in the punching area when performing the
  • the support element after placement in the punching area also only, in particular form-fitting, placed inside the punching area and cured or hardened or fixed in this state, which can also be effected that a depression of the component in the punching area is prevented during punching.
  • a widening or generally an increase in volume follows, in particular until the support element engages in a form-fitting manner at least partially against the punching area in such a way that it is possible to prevent it from being pressed in, etc.
  • the method comprises the step:
  • a medium in particular a fluid, such as a liquid or a gas
  • the pressure can also be built up by compressing the support element, the support element preferably being formed from a corresponding material, for example a suitable elastomer.
  • the compression is in a first step z. B. required that the support element can be arranged at all in the punching area. It must therefore be compressed or reduced to the arrangement.
  • this "compression" automatically causes a distortion or stiffening of the punching area, Alternatively or additionally, however, a pressure introduction may also take place.
  • the degree of stiffening or bracing etc. fundamentally depends on the type of material of the component used but also on the material thicknesses to be processed , so that in terms of any pressure forces, etc. no more accurate information can be given here.
  • the introduction of the support device is carried out with a movable auxiliary element, in particular a mandrel.
  • this is also used for removing, in particular for pulling out of the support element.
  • the method comprises the step:
  • the method can also be performed so that the support element is destroyed when performing the punching operation or when removing it from the punching area.
  • the support element is designed as a type of foam, which is injected into the stamping area and hardens there.
  • a very simple way can be created to stiffen the punching area from the inside.
  • the method comprises the step:
  • the support element is designed such that it absorbs the or the punched slugs during or after the punching operation, in other words quasi stored intermediately, so that they can be easily removed after performing the one or more punching operations.
  • the support element according to a preferred Embodiment is designed as a die or at least includes a die.
  • the method expediently comprises the step:
  • the die is provided on the outside of the component or on the punching area and it is arranged inside a suitably configured punch.
  • the movement of the punch can be done to the outside by the same pressure force or force, which is also used to actuate the support member.
  • not only indentation but also bulging or the like can be advantageously prevented by the bracing, stiffening or supporting the punching area.
  • the invention is further directed to a punching tool, comprising a support element, wherein the support element has at least two states, wherein the support element is designed in a first state for placement in a punching area, wherein the punching area is a hollow body or a hollow portion of a component, and wherein the support member is configured in a second state to stiffen and / or to clamp the punching area from the inside for performing a punching operation.
  • the support element also has a third state in which it is designed to be removed again from the punching area. It is advantageously possible with such a punching tool to punch, for example, also formed hollow body, where currently the introduction of a stable die is not possible.
  • the support element is formed from or comprises a flexible, elastic, compressible and / or curable material.
  • the support element is designed, for example, as a cushion, in particular as a hollow cushion, comprising a flexible outer wall or outer wall.
  • the support element is formed from a solid material which is correspondingly flexible or elastic, so that an arrangement can be made possible even in hard-to-reach punching areas.
  • the material or certain portions of the support member may be formed or manufactured so that a hardening of the support member is made possible, whereby a support or stiffening or clamping is made possible in the punching area.
  • the aforementioned embodiments are not meant to be exhaustive. It is crucial that the support element is designed or designed such that it has the at least two, in particular three, the aforementioned states, which in particular allow the arrangement in the punching area and its support or stiffening or bracing etc.
  • the support element is designed for positive engagement in and / or on the punching area. This is made possible in particular by the aforementioned flexible, elastic and / or compressible etc. materials. In particular, a possible full and closed supporting the punching area is made possible with advantage.
  • the punching tool comprises means for pressure build-up in the support element, whereby the bearing of the support element and / or a shape retention of the support element can be effected.
  • the means for pressure build-up with a medium, such as a fluid, such as a liquid or a gas, which is directed into the support member or can be such that an increase in volume or in the consequence of the system of the support element or the Support can be effected.
  • the pressure build-up can also only be used to hold a shape of the support element, which already rests on the punching area as positively as possible.
  • the support element comprises at least one tensioning element and a kinematics which is designed to displace or displace the at least one tensioning element for abutment in and / or on the punching area.
  • this embodiment is a mechanical solution which comprises a kinematics which enables the stiffening region to be stiffened or braced.
  • the support element is a flexible plastic element, for example made of an elastomer. More preferably, the flexible plastic element is also designed as a kind of cushion or cushion element, which in particular can be applied as form-fitting as possible from the inside to the punching area.
  • the support element is formed as a die or comprises a die.
  • the die is an additional element or an insert which is arranged or can be arranged in the support element.
  • this insert or the additional element is designed to be interchangeable, whereby different punch geometries can be provided.
  • the additional element or the insert may differ with respect to the material from the support element and is for example made of a metal material.
  • the support element may also have an integrated die or act as such as a die, which means that the punch penetrates, for example, in the support element during punching and this possibly deformed without destroying it.
  • the punch in the support element for this purpose is performed or held and can also use its kinematics or its principles of action regarding the displacement or stiffening with.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a component for visualizing a punching area
  • Fig. 2 three views showing a sequence of a punching operation and the operation of a support element.
  • FIG. 1 shows a component 10, which is, for example, a chassis or frame component of a chassis of a motor vehicle, for example a passenger car.
  • a sectional plane is sketched, which is arranged in a punching region 12 of the component 10 and extends through it.
  • the punching area 12 is that area in which at least one punching operation is to be carried out.
  • FIG. 2 shows, in a left-hand view, the component 10 known from FIG. 1 and its punching region 12.
  • a support element 20 is arranged within which a die 22 designed as insert or as additional element has.
  • the reference numeral 24 denotes a cutting element or a cutting part 24.
  • the support element is very small, whereby it can be easily arranged through the component 10 and in the punching area 12.
  • the support element 20 is enlarged such that it, in particular full-circumference or radial, the punching area 12 fills, whereby a supporting, bracing or stiffening of the punching area 12 can be effected.
  • the component 10 during penetration of the punch 24 see. the right view, not dented or damaged.
  • the support element 20 can be reduced in size again and be removed from the component 10 together with the die 22 or also a punched slug 14 created during the punching operation.
  • a medium such as a fluid, for example a liquid or a gas
  • the support element 20 can also be designed such that the spreading, widening or reducing takes place mechanically, for example by providing a corresponding kinematics.
  • a material of the support member 20 may be selected such that the arrangement, the support or the removal can be carried out of the component 10, for example by the support member is at least partially made of a corresponding elastomer.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Punching Or Piercing (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere zum Stanzen von Hohlkörpern, umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines Bauteils, umfassend einen Stanzbereich, wobei der Stanzbereich ein Hohlkörper oder ein hohler Abschnitt des Bauteils ist, in welchem eine Stanzoperation durchgeführt werden soll; - Aussteifen oder Abstützen des Stanzbereichs von innen; - Durchführen zumindest einer Stanzoperation in dem Stanzbereich.

Description

Verfahren zum Herstellen eines Bauteils
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere zum Stanzen von Hohlkörpern, sowie ein Stanzwerkzeug.
Beim Stanzen von Durchbrüchen oder Löchern auf der dem Stanzstempel gegenüberliegenden Seite wird in der Regel eine Matrize benötigt. Dadurch wird ein„Eindrücken" des Materials beim Eindringen des Stanzstempels verhindert. Speziell bei Hohlkörpern oder Schweißkonstruktionen, bei denen das Einbringen einer Matrize auf der Gegenseite aufgrund von geometrischen Randbedingungen (z. B. Umformungen oder Querschnittsveränderungen) nicht möglich ist, stoßen gewöhnliche Stanzverfahren allerdings an ihre Grenzen. Meist werden dann alternative Verfahren eingesetzt, wie z. B. Lasern, Brennschneiden oder Wasserstrahlen. Diese gehen allerdings mit sehr hohen Kosten, insbesondere mit sehr hohen Investitionskosten, einher.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere zum Stanzen, sowie ein Stanzwerkzeug anzugeben, welche kostengünstige und schnelle Stanzoperationen ermöglichen, insbesondere in Hohlkörpern.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie durch ein Stanzwerkzeug gemäß Anspruch 8 gelöst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, insbesondere zum Stanzen von Hohlkörpern, die Schritte:
- Bereitstellen eines Bauteils, umfassend einen Stanzbereich, wobei der Stanzbereich ein Hohlkörper oder ein hohler Abschnitt des Bauteils ist, in welchem eine Stanzoperation durchgeführt werden soll; - Zumindest bereichsweise Aussteifen, Verspannen und/oder Abstützen des Stanzbereichs von innen;
- Durchführen zumindest einer Stanzoperation in dem Stanzbereich. Bei dem Bauteil kann es sich um ein Bauteil oder eine Komponente aus einem Metall, wie Aluminium und/oder Stahl, handeln, gemäß einer Ausführungsform z. B. um eine Schweißkonstruktion oder ein IHU-Bauteil (innen- hochdruckumgeformt). Insbesondere handelt es sich bei dem Bauteil um einen Hohlkörper bzw. um ein Bauteil, das einen Hohlkörper umfasst bzw. einen hohlen Abschnitt oder dergleichen aufweist. Hinsichtlich der Form des hohlen Abschnitts bzw. des Hohlkörpers sind vorliegend keine Grenzen gesetzt. In der Regel ist der Hohlkörper derart ausgebildet, dass er zumindest eine oder zwei Öffnungen/Zugänge aufweist, welche einen Zugang in das Innere des Hohlkörpers ermöglichen. Mit Vorteil wird nun zumindest einer dieser Zugänge dazu genutzt, den Stanzbereich von innen abzustützen, zu versteifen und/oder zu verspannen etc. In der Folge kann vorteilhafterweise eine Stanzoperation in dem Stanzbereich durchgeführt werden, ohne dass ein Eindrücken oder Einknicken des Bauteils bzw. eines Materials des Bauteils erfolgt. Insbesondere erfolgt das Aussteifen oder Abstützen bzw. Verspannen radial, bevorzugt vollumfänglich, innerhalb des Stanzbereichs.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- Einbringen eines Stützelements zum Aussteifen oder Abstützen etc. Insbesondere ermöglicht bzw. bewirkt das Stützmedium das Aussteifen oder Abstützen bzw. Verspannen des Stanzbereichs von innen. Dabei ist das Stützelement derart ausgelegt bzw. ausgebildet, dass es zur Anordnung in dem Stanzbereich überhaupt geeignet ist. Ermöglicht wird dies mit Vorteil dadurch, dass das Stützelement beispielsweise entsprechend dimensioniert, weich, flexibel, nachgiebig und/oder komprimierbar bzw. allgemein in seiner Größe veränderbar ist.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt: - Aufbringen von Druck durch das Stützelement und/oder Verhärten des Stützelements zum Abstützen etc.
Mit anderen Worten wird durch das Stützelement eine Druckkraft von innen auf den Stanzbereich übertragen, welche insbesondere bevorzugt nach außen bzw. radial, insbesondere vollumfänglich radial, wirkt und einem etwaigen Eindrücken des Bauteils im Stanzbereich beim Durchführen der
Stanzoperationen entgegenwirkt bzw. das Bauteil derart vorspannt, dass etwaige ungewollte Umformungen beim Stanzen verhindert werden. Alternativ wird das Stützelement nach der Anordnung im Stanzbereich auch lediglich, insbesondere formschlüssig, innen am Stanzbereich angelegt und ausgehärtet oder verhärtet bzw. in diesem Zustand fixiert, wodurch ebenfalls bewirkt werden kann, dass ein Eindrücken des Bauteils im Stanzbereich beim Stanzen verhindert wird. In beiden Fällen folgt nach dem Anordnen des Stützelements im Stanzbereich ein Aufweiten bzw. allgemein eine Volumenvergrößerung, insbesondere derart, bis das Stützelement zumindest bereichsweise formschlüssig am Stanzbereich derart anliegt, dass ein Eindrücken etc. verhindert werden kann.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- Aufbringen des Drucks durch Komprimieren des Stützelements
und/oder Einbringen eines Mediums in das Stützelement.
Insbesondere kann das Aufspreizen bzw. die Volumenvergrößerung im Stanzbereich z. B. durch ein Medium, insbesondere ein Fluid, wie eine Flüssigkeit oder ein Gas, erfolgen. Der Druckaufbau kann aber auch durch ein Komprimieren des Stützelements erfolgen, wobei das Stützelement hierbei bevorzugt aus einem entsprechenden Material, beispielsweise einem geeigneten Elastomer, gebildet ist. Das Komprimieren ist in einem ersten Schritt z. B. dazu nötig, dass das Stützelement überhaupt im Stanzbereich angeordnet werden kann. Es muss also zur Anordnung zusammengedrückt bzw. verkleinert werden. Im Stanzbereich erfolgt nun durch dieses„Zusammendrücken" automatisch ein Verspannen bzw. Aussteifen des Stanzbereichs. Alternativ oder zusätzlich kann ggf. aber ebenfalls eine Druckeinleitung erfol- gen bzw. ein weiteres Aushärten des Materials, beispielsweise durch eine Temperatureinleitung oder auch von selbst etc. An dieser Stelle sei erwähnt, dass das Maß der Aussteifung bzw. des Verspannens etc. grundsätzlich vom verwendeten Materialtyp des Bauteils aber auch von den zu bearbeitenden Materialstärken abhängt, sodass bezüglich etwaiger Druckkräfte etc. vorliegend keine genaueren Angaben erfolgen können.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgt das Einbringen der Stützvorrichtung mit einem beweglichen Hilfselement, insbesondere einem Gliederdorn.
Zweckmäßigerweise wird dieser auch zum Entfernen, insbesondere zum Herausziehen des Stützelements, verwendet.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- Entfernen des Stützelements aus dem Stanzbereich nach dem Durchführen der zumindest einen Stanzoperation.
Insbesondere erfolgt ein zerstörungsfreies Entfernen bzw. Herausziehen des Stützelements aus dem Stanzbereich. Alternativ kann das Verfahren aber auch so geführt werden, dass das Stützelement beim Durchführen der Stanzoperation oder beim Entfernen aus dem Stanzbereich zerstört wird. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn das Stützelement als eine Art Schaum ausgebildet ist, welcher in den Stanzbereich gespritzt wird und dort aushärtet. Damit kann eine sehr einfache Möglichkeit geschaffen werden, den Stanzbereich von innen zu versteifen.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Verfahren den Schritt:
- Gleichzeitiges Entfernen eines oder mehrerer Stanzbutzen beim Entfernen des Stützelements.
Zweckmäßigerweise ist das Stützelement derart ausgebildet, dass es den oder die Stanzbutzen bei bzw. nach der Stanzoperation auffängt, mit anderen Worten quasi zwischenlagert, sodass sie auf einfache Weise nach dem Durchführen der ein oder mehreren Stanzoperationen entfernt werden können. Dabei sei erwähnt, dass das Stützelement gemäß einer bevorzugten Ausführungsform als Matrize ausgebildet ist oder zumindest eine Matrize umfasst.
Insbesondere umfasst das Verfahren zweckmäßigerweise den Schritt:
- Stanzen von außen nach innen.
Alternativ ist es auch möglich, den Stanzvorgang umgekehrt, also von innen nach außen, durchzuführen. In diesem Fall ist die Matrize außen am Bauteil bzw. am Stanzbereich vorgesehen und es wird innen ein entsprechend konfigurierter Stanzstempel angeordnet. Dabei kann die Bewegung des Stanzstempels nach außen durch die gleiche Druckkraft bzw. Krafteinleitung erfolgen, welche auch zum Betätigen des Stützelements verwendet wird. Insofern kann vorteilhafterweise durch das Verspannen, Aussteifen oder Abstützen des Stanzbereichs nicht nur ein Eindrücken, sondern auch ein Ausbeulen oder dergleichen verhindert werden.
Die Erfindung richtet sich weiter auf ein Stanzwerkzeug, umfassend ein Stützelement, wobei das Stützelement zumindest zwei Zustände aufweist, wobei das Stützelement in einem ersten Zustand zur Anordnung in einem Stanzbereich ausgelegt ist, wobei der Stanzbereich ein Hohlkörper oder ein hohler Abschnitt eines Bauteils ist, und wobei das Stützelement in einem zweiten Zustand ausgelegt ist, den Stanzbereich von innen zum Durchführen einer Stanzoperation auszusteifen und/oder zu verspannen. Mit Vorteil weist das Stützelement auch einen dritten Zustand auf, in welchem es ausgelegt ist, wieder aus dem Stanzbereich entfernt zu werden. Mit Vorteil ist es mit einem derartigen Stanzwerkzeug möglich, beispielsweise auch umgeformte Hohlkörper zu stanzen, bei denen aktuell das Einführen einer stabilen Matrize nicht möglich ist. In der Folge können so auch komplizierte und eckige Geometrien dargestellt werden, die mit einer mechanischen Bearbeitung nicht möglich sind. Insbesondere können investintensive Alternativanlagen, wie beispielsweise Laser etc., vermieden werden. Zweckmäßigerweise ist das Stützelement aus einem flexiblen, elastischen, komprimierbaren und/oder härtbaren Material gebildet oder umfasst ein solches oder solche. Gemäß einer Ausführungsform ist das Stützelement beispielsweise als ein Kissen, insbesondere als ein hohles Kissen, umfassend eine flexible Außenhaut bzw. Außenwand, ausgebildet. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist das Stützelement aus einem Vollmaterial gebildet, welches entsprechend flexibel bzw. elastisch ausgebildet ist, sodass eine Anordnung auch in schwer zugänglichen Stanzbereichen ermöglicht werden kann. Zusätzlich bzw. alternativ können das Material bzw. bestimmte Abschnitte des Stützelements derart gebildet bzw. gefertigt sein, dass ein Härten des Stützelements ermöglicht wird, wodurch eine Abstützung bzw. Aussteifung oder Verspannung im Stanzbereich ermöglicht wird. Die vorgenannten Ausführungsbeispiele sind nicht abschließend zu verstehen. Entscheidend ist, dass das Stützelement derart ausgebildet bzw. ausgelegt ist, dass es die zumindest zwei, insbesondere drei, vorgenannten Zustände aufweist, welche insbesondere die Anordnung im Stanzbereich und dessen Abstützung bzw. Aussteifung oder Verspannung etc. ermöglichen.
Gemäß einer Ausführungsform ist das Stützelement zur formschlüssigen Anlage in und/oder an den Stanzbereich ausgelegt. Ermöglicht wird dies insbesondere auch durch die vorgenannten flexiblen, elastischen und/oder komprimierbaren etc. Materialien. Insbesondere wird mit Vorteil ein möglichst vollumfängliches und geschlossenes Abstützen des Stanzbereichs ermöglicht.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Stanzwerkzeug Mittel zum Druckaufbau in dem Stützelement, wodurch die Anlage des Stützelements und/oder ein Formhalten des Stützelements bewirkt werden kann. Zweckmäßigerweise arbeiten die Mittel zum Druckaufbau mit einem Medium, wie einem Fluid, beispielsweise einer Flüssigkeit oder einem Gas, welches derart in das Stützelement geleitet wird bzw. werden kann, dass eine Volumenvergrößerung bzw. in der Folge die Anlage des Stützelements bzw. auch die Abstützung bewirkt werden kann. Alternativ kann der Druckaufbau auch lediglich dahingehend verwendet werden, eine Form des Stützelements, welches bereits möglichst formschlüssig am Stanzbereich anliegt, zu halten.
Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Stützelement zumindest ein Spannelement sowie eine Kinematik, welche ausgelegt ist, das zumindest eine Spannelement zur Anlage in und/oder an den Stanzbereich zu verlagern bzw. zu verfahren. Insbesondere handelt es sich bei dieser Ausführungsform um eine mechanische Lösung, welche eine Kinematik umfasst, die das Aussteifen bzw. Verspannen des Stanzbereichs ermöglicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stützelement ein flexibles Kunststoffelement, beispielsweise aus einem Elastomer. Weiter bevorzugt ist das flexible Kunststoffelement auch als eine Art Kissen oder Kissenelement ausgebildet, welches insbesondere möglichst formschlüssig von innen an den Stanzbereich anlegbar ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Stützelement als Matrize ausgebildet bzw. umfasst eine Matrize.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Matrize ein Zusatzelement oder ein Einsatz, welcher in dem Stützelement angeordnet oder anordenbar ist. Mit Vorteil ist dieser Einsatz bzw. das Zusatzelement auch austauschbar gestaltet, wodurch unterschiedliche Stanzgeometrien bereitstellbar sind. Das Zusatzelement bzw. der Einsatz kann sich hinsichtlich des Materials vom Stützelement unterscheiden und ist beispielsweise aus einem Metallwerkstoff. Alternativ kann das Stützelement auch eine integrierte Matrize aufweisen oder auch als solches als Matrize wirken, was bedeutet, dass der Stanzstempel beispielsweise in das Stützelement beim Stanzen hineindringt und dieses ggf. verformt, ohne dieses zu zerstören. Alternativ ist es aber auch möglich, den Stanzvorgang umgekehrt durchzuführen, d. h. dass die Matrize außen am Hohlkörper sitzt. Eine Bewegung des Stanzstempels erfolgt in diesem Fall von innen nach außen. Zweckmäßigerweise ist der Stanzstempel im Stützelement hierzu entsprechend geführt bzw. gehalten und kann auch dessen Kinematik bzw. dessen Wirkprinzipien betreffend die Verlagerung bzw. Aussteifung mit nutzen.
An dieser Stelle sei erwähnt, dass die im Zusammenhang mit dem Verfahren erwähnten Vorteile und Merkmale analog und entsprechend auch für das Stanzwerkzeug gelten bzw. umgekehrt.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer Ausführungsform eines Stanzwerkzeugs bzw. eines Verfahrens zum Herstellen eines Bauteils bzw. zum Stanzen.
Es zeigen:
Fig. 1 : eine perspektivische Ansicht eines Bauteils zur Visualisierung eines Stanzbereichs;
Fig. 2: drei Ansichten, welche einen Ablauf einer Stanzoperation sowie die Wirkungsweise eines Stützelements zeigen.
Fig. 1 zeigt ein Bauteil 10, wobei es sich hierbei beispielsweise um eine Fahrwerks- oder Rahmenkomponente eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Personenkraftwagens, handelt. Mit dem Bezugszeichen S ist eine Schnittebene skizziert, welche in einem Stanzbereich 12 des Bauteils 10 angeordnet ist bzw. durch diesen verläuft. Insbesondere handelt es sich bei dem Stanzbereich 12 um denjenigen Bereich, in welchem zumindest eine Stanzoperation durchgeführt werden soll. Ein möglicher Ablauf sowie eine Wirkungsweise eines Stützelements sind in Fig. 2 dargestellt. Fig. 2 zeigt in einer linken Ansicht das aus Fig. 1 bekannte Bauteil 10 sowie dessen Stanzbereich 12. Innerhalb dessen ist ein Stützelement 20 angeordnet, welches eine als Einsatz bzw. als Zusatzelement ausgebildete Matrize 22 aufweist. Mit dem Bezugszeichen 24 ist ein Schneidelement bzw. ein Schneidteil 24 bezeichnet. Es ist erkennbar, dass das Stützelement sehr klein baut, wodurch es leicht durch das Bauteil 10 und in dem Stanzbereich 12 angeordnet werden kann. In der mittleren Ansicht ist das Stützelement 20 derart vergrößert, dass es, insbesondere vollumfänglich bzw. radial, den Stanzbereich 12 ausfüllt, wodurch ein Abstützen, Verspannen oder Aussteifen des Stanzbereichs 12 bewirkt werden kann. In der Folge wird das Bauteil 10 beim Eindringen des Stanzstempels 24, vgl. die rechte Ansicht, nicht eingedrückt bzw. beschädigt. Im Anschluss an die Stanzoperation kann das Stützelement 20 wieder verkleinert werden und zusammen mit der Matrize 22 bzw. auch einem bei der Stanzoperation entstandenen Stanzbutzen 14 aus dem Bauteil 10 entfernt werden. Zum Aufspreizen des Stützelements kann ein Medium wie ein Fluid, beispielsweise eine Flüssigkeit oder ein Gas, verwendet werden. Das Stützelement 20 kann aber auch derart ausgebildet sein, dass das Verspreizen, Aufweiten bzw. das Verkleinern mechanisch erfolgt, beispielsweise durch Vorhalten einer entsprechenden Kinematik. Weiter bzw. zusätzlich kann auch ein Material des Stützelements 20 derart gewählt sein, dass die Anordnung, das Abstützen bzw. das Entfernen aus dem Bauteil 10 erfolgen kann, beispielsweise indem das Stützelement zumindest bereichsweise aus einem entsprechenden Elastomer gefertigt ist. In der Folge ergeben sich durch die Anwendung dieser Technik neue Möglichkeiten des Stanzens. Es wird möglich, auch in umgeformten Hohlkörpern bzw. schwer zugänglichen Schweißkonstruktionen zu stanzen, bei denen aktuell das Einführen einer stabilen Matrize nicht möglich ist. In der Folge können auch komplizierte und eckige Geometrien dargestellt werden, die mit einer mechanischen Bearbeitung nicht möglich sind. Investintensive Alternativanlagen, wie Laseranlagen, können vorteilhafterweise vermieden werden. Bezugszeichenliste
10 Bauteil
12 Stanzbereich, Hohlkörper(-Abschnitt), hohler Abschnitt
14 Stanzbutzen
20 Stützelement
22 Zusatzelement, Einsatz, Matrize
24 Schneidelement, Schneidteil
S Schnittebene

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zum Herstellen eines Bauteils (10), insbesondere zum Stanzen von Hohlkörpern,
umfassend die Schritte:
- Bereitstellen eines Bauteils (10), umfassend einen Stanzbereich (12),
wobei der Stanzbereich (12) ein Hohlkörper oder ein hohler Abschnitt des Bauteils (10) ist, in welchem eine Stanzoperation durchgeführt werden soll;
- Aussteifen oder Abstützen des Stanzbereichs (12) von innen;
Durchführen zumindest einer Stanzoperation in dem Stanzbereich (12).
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
umfassend den Schritt:
Einbringen eines Stützelements (20) zum Aussteifen oder Abstützen.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
umfassend den Schritt:
- Aufbringen von Druck durch das Stützelement (20) und/oder Verhärten des Stützelements (20) nach einer Anlage am Stanzbereich (12).
4. Verfahren nach Anspruch 3,
umfassend den Schritt:
- Aufbringen des Drucks durch Komprimieren des Stützelements (20) und/oder Einbringen eines Mediums in das Stützelement (20).
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend den Schritt:
- Entfernen des Stützelements (20) aus dem Stanzbereich (12) nach dem Durchführen der zumindest einen Stanzoperation.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
umfassend den Schritt:
- Gleichzeitiges Entfernen eines oder mehrere Stanzbutzen (14).
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
umfassend den Schritt:
- Stanzen von außen nach innen.
8. Stanzwerkzeug,
umfassend ein Stützelement (20),
wobei das Stützelement (20) zumindest zwei Zustände aufweist, wobei das Stützelement (20) in einem ersten Zustand zur Anordnung in einem Stanzbereich (12) ausgelegt ist, wobei der Stanzbereich (12) ein Hohlkörper oder ein hohler Abschnitt eines Bauteils ist, und
wobei das Stützelement (20) in einem zweiten Zustand ausgelegt ist, den Stanzbereich (12) von innen zum Durchführen einer Stanzoperation auszusteifen und/oder zu verspannen.
9. Stanzwerkzeug nach Anspruch 8,
wobei das Stützelement (20) aus einem flexiblen, elastischen, komprimierbaren und/oder härtbaren Material gebildet ist oder ein solches um- fasst.
10. Stanzwerkzeug nach Anspruch 8 oder 9,
wobei das Stützelement (20) zur formschlüssigen Anlage in und/oder an den Stanzbereich (12) ausgelegt ist.
1 1 . Stanzwerkzeug nach Anspruch 10,
umfassend Mittel zum Druckaufbau in dem Stützelement (20), wodurch die Anlage des Stützelements (20) und/oder ein Formhalten (20) des Stützelements (20) bewirkt werden kann.
12. Stanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 8-1 1 ,
wobei das Stützelement (20) zumindest ein Spannelement sowie eine Kinematik umfasst, welche ausgelegt ist, das zumindest eine Spannelement zur Anlage in und/oder an den Stanzbereich (12) zu verlagern/verfahren.
13. Stanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 8-12,
wobei die Stützelement (20) ein flexibles Kunststoffelement ist.
14. Stanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 8-13,
wobei das Stützelement (22) als Matrize (24) ausgebildet ist oder eine Matrize (24) umfasst.
15. Stanzwerkzeug nach einem der Ansprüche 8-14,
wobei die Matrize (24) ein Zusatzelement oder Einsatz ist, welcher in dem Stützelement (20) angeordnet oder anordenbar ist.
PCT/EP2018/075579 2017-10-16 2018-09-21 Verfahren zum herstellen eines bauteils WO2019076575A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

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