DE102017128742A1 - Verfahren und Pressenwerkzeug zur Herstellung eines metallischen Formbauteils - Google Patents

Verfahren und Pressenwerkzeug zur Herstellung eines metallischen Formbauteils Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Pressenwerkzeug 1 zur Herstellung eines metallischen Formbauteils 2 aus einer gegebenenfalls vorgeformten Platine P. Die Platine P wird im Pressenwerkzeug 1 zwischen einem Oberwerkzeug 3 und einem Unterwerkzeug 4 zum Formbauteil 2 warm umgeformt und zumindest partiell gehärtet. Erfindungsgemäß wird die Platine P im Pressenwerkzeug 1 randseitig beschnitten, bevor die Härtung des Formbauteils 2 im Pressenwerkzeug 1 abgeschlossen ist. Beim Schneidvorgang wird ein randseitiger Abschnitt 11 von der Platine P abgetrennt. Ein an die Schneidkante S angrenzender Seitenabschnitt 19 der Platine P wird nach dem Schneidvorgang bei der weiteren Formgebung der Platine P einseitig an eine Formkontur 7 im Oberwerkzeug 3 angelegt. Dies erfolgt bei der Endformgebung des Formbauteils 2. Auf der gegenüberliegenden Seite ist eine Freimachung 18 im Unterwerkzeug 4 vorgesehen, so dass der Seitenabschnitt 19 dort nicht anliegt und entsprechend weniger abgekühlt und gehärtet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Pressenwerkzeug zur Herstellung eines metallischen Formbauteils aus einer gegebenenfalls vorgeformten Platine, wobei die Platine im Pressenwerkzeug zwischen einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug zum Formbauteil umgeformt und zumindest partiell gehärtet wird.
  • Bein Warmumformen und Presshärten wird eine aus einem härtbaren Stahl bestehende Platine auf Härtetemparatur erhitzt und dann in einem Pressenwerkzeug warm umgeformt und gehärtet, während das Blechprofil im Pressenwerkzeug verbleibt. Da das Blechprofil bei der im Zuge des Härtungsvorgangs vorgenommenen Kühlung im Pressenwerkzeug eingespannt ist, erhält man ein Produkt mit guter Maßhaltigkeit. Ein solches Verfahren ist in der DE 24 52 486 A1 beschrieben.
  • Bei der Presshärtung wird durch Abkühlen mit Geschwindigkeiten über der sogenannten kritischen Härtegeschwindigkeit ein bestimmtes Werkstoffgefüge mit inneren Spannungszuständen im Formbauteil eingestellt. Hieraus resultiert die Härte des Formbauteils.
  • Verschiedene Wärmebehandlungsmethoden zur Erzeugung eines bestimmten Werkstoffgefüges bzw. Bereiche höherer Duktilität im Formbauteil offenbart die DE 197 43 802 C2 .
  • Durch die DE 10 2010 011 368 B4 ist ein Verfahren zur Herstellung von pressgehärteten Formbauteilen bekannt. Nach dem Presshärten erfolgt eine partielle Wärmebehandlung entlang eines linienförmigen Bereichs am Formbauteil, woran sich eine Biege- oder Schneidoperation entlang des linienförmigen Bereichs am Formbauteil anschließt.
  • Bei dem in der FR 2 889 466 A1 beschriebenen Verfahren erfolgt ebenfalls eine linienförmige Erwärmung eines Formbauteils in einem Pressenwerkzeug. Die Erwärmung kann induktiv ausgeführt werden. Entlang des erwärmten Bereichs wird eine Schneidoperation ausgeführt.
  • Zum Stand der Technik zählt des Weiteren durch die EP 3 072 980 A1 ein Verfahren und eine Warmform-Schneide-Vorrichtung zur Herstellung von metallischen Formbauteilen. Hierbei wird zunächst ein Halbzeug aus einem härtbaren warmumformbaren Stahlblech auf eine Härtetemperatur erwärmt, woran sich das Warmumformen zu einem dreidimensionalen Formteil anschließt. Danach wird das Formbauteil in der Warmumform-Schneide-Vorrichtung beschnitten und anschließend in der Vorrichtung pressgehärtet, derart, dass ein erster Teilbereich durch schnelles Abkühlen gehärtet wird und dass ein zweiter Teilbereich des Formteils durch erwärmen mit einer höheren Duktilität und niedriger Festigkeit erzeugt wird als der erste Teilbereich. Das Beschneiden des Formteils soll zumindest in dem ersten oder zweiten Teilbereich erfolgen.
  • Bei hoch beanspruchten Formbauteilen aus hochfesten Stählen, insbesondere bei im Fahrzeugbau eingesetzten Struktur- oder Fahrwerksbauteilen, stellen Beschnittkanten oft eine Schwachstelle dar, von denen vor allem unter dynamischer Belastung oder im Crashfall Risse ausgehen können. Ursache hierfür sind Gefügeveränderungen und Mikrorisse in den Kantenbereichen. In den Kantenbereichen entstehen beim mechanischen Beschneiden Gefügeveränderungen und Mikrorisse, welche die Rissanfälligkeit der Formbauteile erhöhen können. Hierzu trägt insbesondere auch die Kerbwirkung bei, die an den Schneidkanten auftritt. Auch bei thermischen Trennverfahren wird der Kantenbereich in der Regel durch prozessbedingte Kerben im Schnittkantenverlauf und bei hochfesten Stählen auch durch die aus der Wärmeeinwirkung resultierende Verminderung der Härte geschwächt.
  • Die vorgenannten nachteiligen Einflüsse können insbesondere bei Fahrzeugcrashs bzw. Crashtests zur Rissbildung und Versagen der Formbauteile führen. Aus diesem Grund werden hochfeste Formbauteile häufig nach dem Wamformprozess in Seitenabschnitten, insbesondere im Bereich von Flanschen, nachträglich angelassen bzw. wärmebehandelt. Diese zusätzlichen Prozesse sind jedoch mit entsprechendem Mehraufwand verbunden. Auch kann es vorkommen, dass sich die Formbauteile bei der Wärmebehandlung verziehen und mehrfach einer Korrekturschleife unterzogen werden müssen.
  • Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Pressenwerkzeug aufzuzeigen, welche bei weniger Investitions- und reduziertem Logistikaufwand die Herstellung von warmgeformten und pressgehärteten Formbauteilen mit besserer Bauteilequalität ermöglichen.
  • Die Lösung des verfahrensmäßigen Teils der Aufgabe besteht in einem Verfahren gemäß Anspruch 1.
  • Der gegenständliche Teil der Aufgaben wird durch ein Pressenwerkzeug gemäß Anspruch 6 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie des Pressenwerkzeugs sind Gegenstand der jeweils abhängigen Ansprüche.
  • Zur Herstellung eines metallischen Formbauteils wird eine Platine aus ungehärtetem warmumformbaren Stahlblech auf Härtetemperatur erhitzt und dann im Pressenwerkzeug warm umgeformt und im Pressenwerkzeug eingespannt gehärtet. Je nach herzustellendem Formbauteil kann die Platine vorgeformt sein. Das erfindungsgemäße Verfahren ebenso wie das Pressenwerkzeug eignen sich sowohl für das sogenannte direkte Warmformverfahren als auch für das indirekte Warmformverfahren.
  • Erfindungsgemäß wird die Platine im Pressenwerkzeug randseitig warm beschnitten, und zwar bevor die Härtung des Formbauteils im Pressenwerkzeug abgeschlossen ist. Das bedeutet, dass Schneidoperationen im Pressenwerkzeug an Seitenrändern bzw. Randbereichen der Platine bzw. des aus der Platine herzustellenden Formbauteils durchgeführt werden, während der Presshärtevorgang noch nicht abgeschlossen ist.
  • Bevorzugt wird das Formbauteil erst nach der Schneidoperation vollständig zu Ende umgeformt und im Pressenwerkzeug zumindest partiell gehärtet.
  • Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise wird eine Reduzierung der Aufhärtung und Kerbwirkung an den Schneid- bzw. Schnittkanten des Formbauteils erreicht. Insbesondere die Kanteneigenschaften der Formbauteile sind verbessert. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, die Härte am Beschnitt durch Reduzierung des Kühlkontakts zu reduzieren, so dass auf ein nachträgliches Anlassen verzichtet werden kann.
  • Der Investitionsaufwand ist geringer, weil auf eine nachträgliche Wärmebehandlung verzichtet werden kann. Auch der Logistikaufwand ist reduziert. Die erfindungsgemäß hergestellten Formbauteile weisen verbesserte und genauere Kanteneigenschaften auf. Die erfindungsgemäße Vorgehensweise gewährleistet Bauteilkanten mit hoher Qualität, bei denen Mikrorisse als Folge eines Schneidvorgangs deutlich reduziert sind. Die Rissanfälligkeit der Formbauteile im Randbereich ist vermindert und insgesamt die Lebensdauer eines erfindungsgemäß hergestellten Formbauteils erhöht.
  • Beim Schneidvorgang wird ein randseitiger Abschnitt von der Platine abgetrennt. Ein an die Schneidkante angrenzender Seitenabschnitt der Platine wird nach dem Schneidvorgang bei der weiteren Formgebung bzw. Endformgebung der Platine einseitig an eine Formkontur im Oberwerkzeug oder im Unterwerkzeug angelegt.
  • Der randseitige Abschnitt, der von der Platine abgetrennt wird, kann beim Schneidvorgang im Pressenwerkzeug festgehalten werden. Hierbei ist der randseitige Abschnitt eingespannt in Halteelementen. Die Halteelemente sind fester oder lösbarer Bestandteil des Pressenwerkzeugs oder dem Oberwerkzeug und dem Unterwerkzeug zugeordnet.
  • Beim Schneidvorgang ist der Seitenabschnitt der Platine beabstandet zum Oberwerkzeug und/oder zum Unterwerkzeug gehalten. Dies erfolgt durch eine entsprechende Konturgebung von Oberwerkzeug und Unterwerkzeug.
  • Im Pressenwerkzeug bzw. im Oberwerkzeug und im Unterwerkzeug sind auf die Schneidoperation abgestimmte Schneidorgane integriert. Hierbei können Schneideinsätze ein- oder beidseitig in Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug vorgesehen sein. Auch integrierte Schneidkanten in den Formbacken von Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug sind möglich.
  • Benachbart zu den Schneidorganen weist die Formkontur des Oberwerkzeugs und/oder des Unterwerkzeugs Freimachungen auf, so dass der hier während des Umformvorgangs befindliche Bereich der umzuformenden Platine nicht in Kontakt mit den gekühlten Werkzeugen gelangt.
  • Dies hat zur Folge, dass der Seitenabschnitt der Platine weniger abgekühlt und entsprechend nicht oder weniger gehärtet wird als ein benachbarter Strukturabschnitt der Platine.
  • Die Platine wird warm bzw. im warmen Zustand beschnitten. Dies erfolgt bei einer Temperatur zwischen 700°C und 450°C.
  • Ein weiterer vorteilhafter Aspekt sieht vor, dass der Schneidvorgang in einer Zeit von 1/100 Sek. bis 1 Sek. erfolgt, insbesondere wird der Schneidvorgang innerhalb einer Zeit von einer 1/100 Sek. bis eine 1/10 Sek. durchgeführt.
  • Ein erfindungsgemäßes Pressenwerkzeug weist ein kühlbares Oberwerkzeug und ein kühlbares Unterwerkzeug auf. Hierzu sind das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug mit entsprechenden Kühleinrichtungen ausgestattet. Das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug weisen jeweils eine an die Geometrie des herzustellenden Formbauteils angepasste Formkontur auf.
  • Im Oberwerkzeug und im Unterwerkzeug sind Halteelemente vorgesehen. Diese dienen zur Fixierung eines randseitigen Abschnittes der umzuformenden Platine. Benachbart zu den Halteelementen ist zumindest ein Schneidorgan im Oberwerkzeug und/oder im Unterwerkzeug angeordnet. Das oder die Schneidorgane können materialeinheitlich einstückige Bestandteile von Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug sein. Eine alternative Ausgestaltung sieht die Verwendung von separaten Schneidorganen in Form von Schneideinsätzen vor, welche in das Oberwerkzeug und/oder das Unterwerkzeug integriert sind.
  • Der erfindungswesentliche Aspekt des Pressenwerkzeuges sieht vor, dass im Oberwerkzeug und/oder im Unterwerkzeug in einem an das zumindest eine Schneidorgan angrenzenden Bereich der Formkontur eine Freimachung vorgesehen ist. Diese Freimachung ist derart ausgebildet, dass die Platine im Bereich der Freimachung beim Umformen nicht mit dem Oberwerkzeug und/oder dem Unterwerkzeug in Kontakt gelangt, also an diesem anliegt. Hierdurch wird dieser Bereich der Platine, bei dem es sich um den Seitenabschnitt handelt, weniger gekühlt und folglich nicht bzw. weniger gehärtet als der Rest der Platine bzw. des Formbauteils.
  • Durch die Freimachung im Oberwerkzeug und/oder im Unterwerkzeug wird ein Werkzeugspalt zum Seitenabschnitt der Platine realisiert. Hierbei kann ein einseitiger Werkzeugspalt zu dem Seitenabschnitt oder abwechselnd beidseitige Werkzeugspalte zum Seitenabschnitt der Platine ausgeführt sein. Dies erfolgt durch eine entsprechende Ausgestaltung des Oberwerkzeugs und des Unterwerkzeugs.
  • Weiterhin kann zumindest ein Halteelement federelastisch nachgiebig gelagert sein. Hierdurch kann die Schneidoperation vorteilhaft ausgelegt werden.
  • Ein weiterer Aspekt sieht vor, dass das Schneidorgan gegenüber dem Oberwerkzeug und/oder dem Unterwerkzeug thermisch isoliert ist.
  • Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
    • 1 bis 4 ein erfindungsgemäßes Pressenwerkzeug und die Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines metallischen Formbauteils in vier Verfahrensschritten;
    • 5 eine alternative Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Pressenwerkzeugs;
    • 6 schematisch einen Ausschnitt aus einem erfindungsgemäß hergestellten Formbauteil mit der Darstellung des Härteverlaufs in einem Seitenrandabschnitt;
    • 7 wiederum schematisch ein weiteres erfindungsgemäß hergestelltes Formbauteil;
    • 8 schematisch einen Ausschnitt aus einem weiteren erfindungsgemäß hergestellten Formbauteil mit der Darstellung des Härteverlaufs in einem Seitenrandabschnitt;
    • 9 eine Ansicht auf ein Unterwerkzeug eines erfindungsgemäßen Pressenwerkzeugs und
    • 10 einen Schnitt durch die Darstellung der 9 entlang der Linie IX-IX.
  • Anhand der 1 bis 4 ist ein erfindungsgemäßes Pressenwerkzeug 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Formbauteils 2 aus einer Platine P erläutert. Die Platine P besteht aus einem härtbaren Stahlwerkstoff. Die Platine P wird auf Umform- bzw. Härtetemperatur erwärmt und in das Pressenwerkzeug 1 eingelegt und warm umgeformt. In den Darstellungen der 1 bis 4 ist die Platine P bereits zu einem großen Teil umgeformt und kommt der Endgeometrie nahe. Die Platine P kann anfangs eben oder vorgeformt sein.
  • Dargestellt ist in den 1 bis 4 jeweils technisch vereinfacht und schematisch ein Ausschnitt des Pressenwerkzeugs 1.
  • Das Pressenwerkzeug 1 weist ein kühlbares Oberwerkzeug 3 und ein kühlbares Unterwerkzeug 4 auf. Hierzu sind das Oberwerkzeug 3 und das Unterwerkzeug 4 mit einer Kühlung ausgerüstet. Im Oberwerkzeug 3 und im Unterwerkzeug 4 sind Kühlmittelkanäle 5, 6 integriert, durch welche Kühlmittel geleitet werden kann.
  • Das Oberwerkzeug 3 und das Unterwerkzeug 4 weisen jeweils eine an die Geometrie eines herzustellenden Formbauteils 2 angepasste Formkontur 7, 8 auf.
  • Im Oberwerkzeug 3 und im Unterwerkzeug 4 sind Halteelemente 9, 10 in Form von Blechhaltern zur Fixierung eines randseitigen Abschnitts 11 der Platine P vorgesehen. Benachbart zu den Halteelementen 9, 10 ist ein Schneidorgan 12 im Unterwerkzeug 4 integriert. Auf der dem Schneidorgan 12 gegenüberliegenden Seite 13 des Oberwerkzeugs 3 ist eine Gegenlagerfläche 14 ausgebildet.
  • Das im Oberwerkzeug 3 integrierte Halteelement 9 ist fest angeordnet. Das dem Unterwerkzeug 4 zugeordnete Halteelement 10 ist federelastisch nachgiebig gelagert.
  • Die Formkontur 7 im Oberwerkzeug 3 erstreckt sich über einen gerundeten Schulterabschnitt 15 und einen sich daran anschließenden Wandabschnitt 16 bis zur Gegenlagerfläche 14.
  • Im Unterwerkzeug 4 ist in einem an das Schneidorgan 12 angrenzenden Bereich 17 der Formkontur 8 eine Freimachung 18 vorgesehen. Die Freimachung 18 ist geometrisch derart ausgebildet, dass die Platine P im Bereich der Freimachung 18 beim Umformen nicht am Unterwerkzeug 4 anliegt. Diesbezüglich ist insbesondere auf die Darstellung der 4 zu verweisen, welche das Pressenwerkzeug 1 mit vollständig geschlossenem Oberwerkzeug 3 und Unterwerkzeug 4 zeigt. Das Formbauteil 2 ist endgeformt. Man erkennt, dass ein randseitiger Seitenabschnitt 19 der Platine P bzw. des aus der Platine P geformten Formbauteils 2 an der Formkontur 7 im Oberwerkzeug 3 anliegt, wohingegen der Seitenabschnitt 19 zum Unterwerkzeug 4 beabstandet ist und nicht an diesem anliegt. Hierdurch erfährt der Seitenabschnitt 19 eine geringere Kühlung und wird dementsprechend weniger oder gar nicht gehärtet.
  • 1 zeigt die Platine P in einem bereits endkonturnah umgeformten Zustand. Das Oberwerkzeug 3 und das Unterwerkzeug 4 sind aufeinander zu gefahren. Der randseitige Abschnitt 11 der Platine P ist zwischen den Halteelementen 9, 10 fixiert eingespannt. Das Schneidorgan 12 befindet sich in Anlage am Seitenabschnitt 19 unmittelbar vor dem Schneidvorgang.
  • Die Platine P wird im Pressenwerkzeug 1 randseitig warm beschnitten, bevor die Härtung der Platine P abgeschlossen ist. Beim Schneidvorgang wird ein randseitiger Abschnitt 11 von der Platine P abgetrennt. 2 zeigt die Situation, nachdem der randseitige Abschnitt 11 von dem Rest der Platine P mittels des Schneidorgans 12 abgetrennt worden ist. Oberwerkzeug 3 und Unterwerkzeug 4 sind weiter relativ aufeinander zugefahren. Üblicherweise erfolgt dies durch Verlagerung des Oberwerkzeugs 3 relativ in Richtung gegen das Unterwerkzeug 4.
  • Die 3 zeigt die fortschreitende Endformgebung. Der an die Schneidkante S angrenzende Seitenabschnitt 19 wird nach innen eingezogen. In dieser Situation ist der Seitenabschnitt 19 sowohl gegenüber dem Wandabschnitt 16 des Oberwerkzeugs 3 als auch gegenüber der Freimachung 18 im Unterwerkzeug 4 beabstandet.
  • Beim weiteren Zufahren des Pressenwerkzeugs 1 bis zur Endstellung, wie 4 zeigt, wird die Platine P und der Seitenabschnitt 19 weiter nach innen eingezogen. Hierbei gelangt der Seitenabschnitt 19 bei der weiteren Formgebung der Platine P einseitig an der Formkontur 7 im Oberwerkzeug 3 zur Anlage. Auf der zum Unterwerkzeug 4 gerichteten Seite 20 gelangt der Seitenabschnitt 19 aufgrund der Freimachung 18 nicht in Kontakt mit dem Unterwerkzeug 4. Der Seitenabschnitt 19 liegt folglich in diesem Bereich der Freimachung 18 nicht am Unterwerkzeug 4 bzw. der Formkontur 8 des Unterwerkzeugs 4 an. Infolgedessen wird der Seitenabschnitt 19 weniger gekühlt und entsprechend weniger oder nicht gehärtet.
  • Die Platine P wird warm bzw. im warmen Zustand beschnitten, wodurch eine Reduzierung der Aufhärtung und Kerbwirkung an der Beschnittkante erreicht wird. Zusätzlich wird die Härte im Bereich des Seitenabschnitts 19 durch Reduzierung des Kühlkontaktes reduziert, so dass auch auf ein nachträgliches Anlassen verzichtet werden kann.
  • Beim Schneidvorgang hat die Platine P eine Temperatur zwischen 700°C und 450°C. Der Schneidvorgang selber erfolgt innerhalb einer Zeit von 1/100 Sek. bis 1 Sek., besonders bevorzugt erfolgt der Schneidvorgang innerhalb einer Zeit von 1/100 Sek. bis 1/10 Sek.
  • Die 5 zeigt eine alternative Ausgestaltung eines Unterwerkzeugs 4. Hierbei ist das Schneidorgan 12 materialeinheitlich einstückiger Bestandteil des Unterwerkzeugs 4. Ansonsten entspricht die Ausgestaltung dem zuvor beschriebenen Pressenwerkzeug 1 und der Vorgehensweise zur Herstellung eines metallischen Formbauteils 2.
  • 6 zeigt ein erfindungsgemäß hergestelltes Formbauteil 2. Das Formbauteil 2 ist im Querschnitt hutförmig gestaltet. Dargestellt ist eine Hälfte des Formbauteils 2. Das Formbauteil 2 weist einen Steg 21 auf, an den sich jeweils seitlich ein Schenkel 22 mit dem nach außen gerichteten Seitenabschnitt 19 anschließt. Der Seitenabschnitt 19 übernimmt die Funktion eines Flansches, an den ein unteres Schließblech 23 stoffschlüssig gefügt ist. Die Fügung erfolgt in dem weicheren Seitenabschnitt 19. Unterhalb der Darstellung des Formbauteils 2 ist ein Härteverlauf wiedergegeben. Man erkennt, dass die Härte ausgehend vom freien Ende 24 des Seitenabschnitts 19 in Richtung zum Schenkel 22 zunimmt und im vollständig gehärteten Bereich 25 eine Härte von ca. 400 HV (Vickers-Härte) aufweist.
  • Die 7 zeigt ein ähnlich ausgeführtes Formbauteil 2. Auch hier ist das hutförmige Formbauteil 2 durch ein Schließblech 23 verschlossen. Die Fügung 26 ist stoßseitig an der Längskante 27 des Schließbleches 23 ausgeführt.
  • Bei dem Formbauteil 2, wie in der 8 dargestellt, ist der Seitenabschnitt 19 nach oben umgestellt. Auch hier ist im gegenüber dem benachbarten Strukturabschnitt 28 in Form des Schenkels 22 weniger gehärteten oder ungehärtetem Seitenabschnitt 19 ein Schließblech 23 stoffschlüssig mittels einer Schweißverbindung 29 festgelegt. Wiederum exemplarisch ist der Härteverlauf dargestellt. Die Härte nimmt vom äußeren Randbereich 30 des Seitenabschnitts 19 in Richtung zum Schenkel 22 zu.
  • In der 9 ist technisch vereinfacht ein segmentiertes Unterwerkzeug 4 einer anderen Ausführungsform eines Pressenwerkzeugs 1 dargestellt.
  • Die 10 zeigt einen Schnitt durch das Unterwerkzeug 4 entlang der Linie IX-IX.
  • Im Unterwerkzeug 4 ist eine an die Geometrie eines herzustellenden Formbauteils angepasste Formkontur 8 ausgebildet. An den sich in Längsrichtung des Unterwerkzeugs 4 erstreckenden Randabschnitten der Formkontur 8 ist jeweils eine Freimachungn 18 vorgesehen. Die Freimachung 18 ist geometrisch so ausgestaltet, dass eine Platine P im Bereich der Freimachung 18 beim Umformen nicht am Unterwerkzeug 4 unmittelbar in Kontakt gelangt. Dies ist insbesondere der Seitenabschnitt der Platine P.
  • Das Unterwerkzeug 4 weist mehrere Werkzeugsegmente 31, 32 auf. Bei den Werkzeugsegmenten 31 handelt es sich um gekühlte Werkzeugsegmente. Unterhalb der Werkzeugoberfläche verlaufen Kühlmittelkanäle 6, die auch in ihrer Längserstreckung der Kontur des Formbauteils angepasst sein können.
  • Das Werkzeugsegment 32 ist zweigeteilt und weist einen Segmentteil 33 auf, der beheizbar ist. Hierzu sind Heizelemente 34 in das Segmentteil 33 integriert. Im Segmentteil 35 des Werkzeugsegments 32 sind Kühlmittelkanäle 6 vorgesehen. Hierüber ist der Segmentteil 35 kühlbar.
  • Durch das beheizbare Werkzeugsegment 32 kann gezielt auf den Härteverlauf und die Duktilität eines herzustellenden Formbauteils im Bereich des beheizten Segmentteils 33 Einfluss genommen werden.
  • Bezugszeichenliste
  • 1 -
    Pressenwerkzeug
    2 -
    Formbauteil
    3 -
    Oberwerkzeug
    4 -
    Unterwerkzeug
    5 -
    Kühlmittelkanal
    6 -
    Kühlmittelkanal
    7 -
    Formkontur von 3
    8 -
    Formkontur von 4
    9 -
    Halteelement von 3
    10 -
    Halteelement von 4
    11 -
    randseitiger Abschnitt von P
    12-
    Schneidorgan
    13 -
    gegenüberliegende Seite von 3
    14-
    Gegenlagerfläche
    15 -
    Schulterabschnitt
    16 -
    Wandabschnitt von 3
    17 -
    angrenzender Bereich von 8
    18 -
    Freimachung
    19 -
    Seitenabschnitt
    20 -
    zu 4 gerichtete Seite
    21 -
    Steg
    22 -
    Schenkel
    23 -
    unteres Schließblech
    24 -
    freies Ende von 19
    25 -
    gehärteter Bereich
    26 -
    Fügung
    27 -
    Längskante von 22
    28 -
    benachbarter Strukturabschnitt von P
    29 -
    Schweißverbindung
    30 -
    äußerer Randbereich von 19
    31 -
    Werkzeugsegment
    32 -
    Werkzeugsegment
    33 -
    Segmentteil
    34 -
    Heizelemente
    35 -
    Segmentteil
    P -
    Platine
    S -
    Schneidkante
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 2452486 A1 [0002]
    • DE 19743802 C2 [0004]
    • DE 102010011368 B4 [0005]
    • FR 2889466 A1 [0006]
    • EP 3072980 A1 [0007]

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines metallischen Formbauteils (2) aus einer gegebenenfalls vorgeformten Platine (P), wobei die Platine (P) in einem Pressenwerkzeug (1) zwischen einem Oberwerkzeug (3) und einem Unterwerkzeug (4) zum Formbauteil (2) warm umgeformt und zumindest partiell gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (P) im Pressenwerkzeug (1) randseitig warm beschnitten wird bevor die Härtung der Platine abgeschlossen ist, wobei beim Schneidvorgang ein randseitiger Abschnitt (11) von der Platine (P) abgetrennt wird und ein an die Schneidkante (S) angrenzender Seitenabschnitt (19) der Platine (P) nach dem Schneidvorgang bei der weiteren Formgebung der Platine (P) einseitig an eine Formkontur (7, 8) im Oberwerkzeug (3) oder im Unterwerkzeug (4) angelegt wird und der Seitenabschnitt (19) der Platine (P) nicht oder weniger gehärtet wird als ein benachbarter Strukturabschnitt (27) der Platine (P).
  2. Verfahren nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidvorgang erfolgt, bevor die Formgebung des Formbauteils (2) im Pressenwerkzeug (1) abgeschlossen ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der randseitige Abschnitt (11) der Platine (P) beim Schneidvorgang im Pressenwerkzeug (1) fest gehalten wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Seitenabschnitt (19) der Platine (P) beim Schneidvorgang beabstandet zum Oberwerkzeug (3) und/oder zum Unterwerkzeug (4) gehalten wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidvorgang in einer Zeit von 1/100 Sek. bis 1 Sek., insbesondere innerhalb einer Zeit von 1/100 Sek. bis 1/10 Sek. erfolgt.
  6. Pressenwerkzeug (1) zur Herstellung eines metallischen Formbauteils (2) aus einer Platine (P), welches ein kühlbares Oberwerkzeug (3) und ein kühlbares Unterwerkzeug (4) aufweist, wobei das Oberwerkzeug (3) und das Unterwerkzeug (4) jeweils eine an die Geometrie des herzustellenden Formbauteils (2) angepasste Formkontur (7, 8) aufweisen, wobei zumindest ein Schneidorgan (12) im Oberwerkzeug (3) und/oder im Unterwerkzeug (4) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Oberwerkzeug (3) und/oder im Unterwerkzeug (4) in einem an das Schneidorgan (12) angrenzenden Bereich (17) der Formkontur (8) eine Freimachung (18) vorgesehen ist, wobei die Freimachung (18) derart ausgebildet ist, dass die Platine (P) im Bereich der Freimachung (18) beim Umformen nicht am Oberwerkzeug (3) und/oder am Unterwerkzeug (4) anliegt.
  7. Pressenwerkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Oberwerkzeug (3) und im Unterwerkzeug (4) Halteelemente (9, 10) zur Fixierung eines randseitigen Abschnitts (11) der Platine (P) vorgesehen sind.
  8. Pressenwerkzeug (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Schneidorgan (12) benachbart zu den Halteelementen (9, 10) angeordnet ist.
  9. Pressenwerkzeug (1) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Halteelement (9, 10) federelastisch nachgiebig gelagert ist.
  10. Pressenwerkzeug (1) nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidorgan (12) gegenüber dem Oberwerkzeug (3) und/oder dem Unterwerkzeug (4) thermisch isoliert ist.
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