DE10128199A1

DE10128199A1 - Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen

Info

Publication number: DE10128199A1
Application number: DE2001128199
Authority: DE
Inventors: Wulf Haertel; Wilfried Rostek
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2001-06-11
Filing date: 2001-06-11
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2021-06-12
Also published as: DE10128199B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen, insbesondere Magnesiumblechen, welche ein Pressenwerkzeug (1) mit einem zwischen einem Oberwerkzeug (2) und einem Unterwerkzeug (3) ausgebildeten Umformraum (4) aufweist. Das Metallblech (5) ist im Umformraum (4) zumindest bereichsweise beheizbar. Hierzu wird heiße Luft über im Oberwerkzeug (2) und/oder im Unterwerkzeug (3) vorgesehene Strömungskanäle (7, 8) in den Umformraum geleitet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen, insbesondere Magnesiumblechen, welche ein Pressenwerkzeug mit einem zwischen einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug ausgebildeten Umformraum aufweist.

Metallbleche im allgemeinen werden kalt oder warm umgeformt. Magne siumbleche hingegen werden üblicherweise warm umgeformt, da bei einer Kaltumformung in kritischen Bereichen Risse auftreten können, insbeson dere in solchen Bereichen, wo höhere Umformgrade erforderlich sind.

Die Warmumformung als solche ist bekannt, beispielsweise durch die DE 24 52 486 A1 ebenso wie durch die GB 1 490 535 A. Hierbei werden die Metallbleche, beispielsweise Stahlblechplatinen, in einer Wärmebehand lungsanlage separat erhitzt, bevor sie dann heiß in das Pressenwerkzeug eingelegt und umgeformt werden. Diese Vorgehensweise ist anlagentech nisch aufwendig und mitunter anwendungstechnisch nachteilig, weil es durch den Kontakt mit dem Pressenwerkzeug bereits zu einer unerwünschten Temperaturabsenkung am Metallblech kommen kann.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine anlagen- und anwendungstechnisch verbesserte Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen, insbesondere von Magnesiumblechen, aufzuzeigen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einer Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1, bei der ein Metallblech im Umformraum des Pres senwerkzeugs liegend beheizbar ist. Die Beheizung kann direkt oder indirekt erfolgen. Bei einer direkten Beheizung gelangt das Metallblech im Umform raum in unmittelbaren Kontakt mit einem Heizmedium. Bei der indirekten Beheizung erfolgt die Wärmeübertragung über das Pressenwerkzeug bzw. Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug, die ihrerseits beheizbar sind.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung geeignet für die Umformung von Magnesiumblechen, insbesondere solchen aus Mg-Al-Zn- Legierungen, sogenannten AZ-Legierungen. Eine Magnesium-Aluminium- Zink-Legierung mit der Bezeichnung AZ31 enthält 3% Aluminium und 1% Zink. Die Festigkeiten solcher Legierungen sind hoch. Aufgrund dieser Eigenschaft eignet sich Magnesiumblech sehr gut für hochbelastete Bauteile bzw. Bauteilkomponenten von Kraftfahrzeugen. Die Warmumformung erfolgt bei Temperaturen zwischen 90°C und 350°C, vorzugsweise bei einer Tem peratur um ca. 280°C.

Die direkte bzw. indirekte Beheizung des Metallblechs im Pressenwerkzeug kann auf unterschiedlichste Weise erfolgen. Gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 2 ist eine Gasbeheizung vorgesehen. Hierbei kann das Me tallblech direkt durch ein Gas, beispielsweise heiße Luft, beheizt werden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, das Pressenwerkzeug durch ein Gas zu beheizen und die Wärme auf das Metallblech zu übertragen.

Eine für die Praxis vorteilhafte Ausgestaltung einer Vorrichtung mit direkter Beheizung des Metallblechs charakterisiert sich gemäß Patentanspruch 3 dadurch, dass im Oberwerkzeug und/oder im Unterwerkzeug in den Umform raum mündende Strömungskanäle vorgesehen sind. Über diese kann ein Heizgas, vorzugsweise Luft, in den Umformraum geleitet werden, so dass das Metallblech aufgeheizt wird. Die Anordnung und Ausbildung der Strö mungskanäle ebenso wie die Position ihrer Mündungen im Pressenwerkzeug wird entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall und der Kontur des Um formbauteils bestimmt. Demzufolge kann insbesondere in kritischen Berei chen mit größeren Umformgraden eine bereichsweise partiell stärkere Auf heizung erfolgen als in anderen Bereichen.

Auch eine Fluidbeheizung ist denkbar, wie dies Patentanspruch 4 vorsieht. Hierbei werden vorzugsweise Ober- und Unterwerkzeug durch ein durch Strömungskanäle geführtes Heizfluid, beispielsweise Öl, erwärmt. Für die Praxis eignet sich auch eine elektrische Beheizung, insbesondere eine in duktive oder eine konduktive Beheizung des Metallblechs, wie dies Patent anspruch 5 vorsieht.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Die Figur zeigt in perspektivischer Darstellungsweise eine erfindungsge mäße Vorrichtung mit einem Pressenwerkzeug 1. Die Darstellung ist tech nisch schematisiert.

Das Pressenwerkzeug 1 weist in der Kontur aufeinander gegengleich abge stimmt ein Oberwerkzeug 2 und ein Unterwerkzeug 3 auf, zwischen denen ein Umformraum 4 ausgebildet ist. Im Umformraum 4 kann eine Platine aus Magnesiumblech 5 aufgenommen und dann durch Gegeneinanderverlagern von Oberwerkzeug 2 und Unterwerkzeug 3 abgepresst werden. In der Regel wird beim Pressvorgang das Oberwerkzeug 2 abgesenkt, wie dies durch den Pfeil P verdeutlicht ist. Das Magnesiumblech 5 ist der Übersicht nur andeu tungsweise dargestellt.

Im Umformraum 4 ist das Magnesiumblech 5 beheizbar. Dies kann vollflä chig erfolgen, jedoch auch nur bereichsweise vorgenommen werden. Die Beheizung des Magnesiumblechs 5 erfolgt mittels einer Gasbeheizung 6. Hierzu sind im Unterwerkzeug 3 Strömungskanäle 7, 8 vorgesehen, die in den Umformraum 4 münden und durch welche heiße Luft (Pfeile L) in den Umformraum 4 geleitet werden kann. Man erkennt, dass der Strömungs kanal 7 spaltenartig ausgebildet ist, wohingegen die Strömungskanäle 8 Bohrungen im Unterwerkzeug 3 sind.

Das im Umformraum 4 liegende Magnesiumblech 5 wird durch die heiße Luft L aufgeheizt, beispielsweise für ca. 30 Sekunden. Anschließend wird das Magnesiumblech 5 warm abgepresst und erhält hierbei die gewünschte Kontur. Durch die Warmumformung kann insbesondere in Bereichen mit größeren Umformgraden eine Materialschädigung vermieden werden. In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, dass Abprägungen an Spalten im Ober- bzw. Unterwerkzeug 2, 3 durch die Warmumformung vermieden wer den bzw. nicht auftreten.

Bezugszeichenaufstellung

1

Pressenwerkzeug

2

Oberwerkzeug

3

Unterwerkzeug

4

Umformraum

5

Magnesiumblech

6

Gasbeheizung

7

Strömungskanal

8

Strömungskanal
L heiße Luft
P Pfeil

Claims

1. Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen, insbesondere Magnesium blechen, welche ein Pressenwerkzeug (1) mit einem zwischen einem Oberwerkzeug (2) und einem Unterwerkzeug (3) ausgebildeten Umform raum(4)aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Metall blech im Umformraum (4) zumindest bereichsweise beheizbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gasbeheizung (6) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Oberwerkzeug (2) und/oder im Unterwerkzeug (3) in den Umformraum (4) mündende Strö mungskanäle (7, 8) vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fluidbeheizung vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische, insbesondere eine induktive oder eine konduktive Behei zung vorgesehen ist.