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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Schlitzes in einem Blechteil.
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Aus der älteren, nicht vorveröffentlichten
DE 10 2017 205 765.3 ist ein Verfahren zum Verschweißen von zwei Bauteilen und zwar von zwei Blechbauteilen bekannt. In einem der beiden Bauteile ist ein Schlitz vorgesehen ist. Die beiden Bauteile werden aneinandergelegt. Mittels eines in den Schlitz gerichteten Laserstrahls werden die beiden Bauteile miteinander verschweißt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, mit dem in einfacher Weise ein dünner bzw. schmaler Schlitz in einem Blechteil hergestellt werden kann, wobei das Verfahren für eine Großserienproduktion geeignet sein soll.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
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Ausgangspunkt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Schlitzes in einem Blechteil, wobei zunächst ein umzuformendes Blech in eine Presse oder Tiefziehpresse eingebracht wird. Das Blech kann beispielsweise von einer großen Blechrolle (im Automobilbau üblicherweise als „Coil“ bezeichnet) heruntergeschnitten werden.
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Nach dem Einbringen des umzuformenden Blechs in die Presse bzw. Tiefziehpresse wird diese geschlossen. Dabei wird das Blech entsprechend der Werkzeuggeometrie der Presse bzw. des Tiefziehwerkzeugs in eine gewünschte Form ungeformt.
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Vor oder gleichzeitig während des Umformens oder nach dem Umformen des Blechs in der Presse bzw. in dem Tiefziehwerkzeug wird das Blech in dem Press- oder Tiefziehwerkzeug geschnitten bzw. eingeschnitten. Durch das Erzeugen eines Schnitts entsteht ein auf einer ersten Seite des Schnitts befindlicher erster Blechteil und ein auf einer zweiten Seite des Schnitts befindlicher zweiter Blechteil. Die beiden Blechteile bilden somit zwischen sich den Schlitz aus.
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Anschließend wird in dem ersten und/oder in dem zweiten Blechteil eine Prägung (Einprägung oder Ausprägung) hergestellt. Die Prägung wird seitlich neben dem Schlitz bzw. entlang des Schlitzes hergestellt. Das Herstellen der Prägung führt zwangsweise zu einem gewissen „Fließen“ von Blechmaterial und zwar derart, dass sich dadurch der Schlitz verbreitert.
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Je nachdem, welche Form man der Prägung verleiht und wie ausgeprägt (Höhe bzw. Breite oder Dicke und Länge der Prägung) kann eine gewünschte Schlitzbreite „eingestellt“ werden.
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Vorzugsweise erfolgt das Herstellen der Prägung in der Presse bzw. Tiefziehpresse. Das Herstellen der Prägung kann nach dem Einschneiden bzw. Schneiden des Blechs erfolgen. Alternativ dazu kann das Herstellen der Prägung auch gleichzeitig während des Einschneidens oder Schneidens des Blechs in der Presse oder Tiefziehpresse erfolgen.
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Da sowohl das Einschneiden bzw. Schneiden des Blechs, als auch das Herstellen der Prägung in der Presse oder Tiefziehpresse erfolgen kann, ist die Erfindung hervorragend für Großserienanwendungen, wie z. B. im Fahrzeugkarosseriebau, geeignet.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird während des Schneidens bzw. Einschneidens der erste Blechteil in der „Ebene“ oder Position gehalten, in der er sich vor dem Einschneiden befindet. Der zweite Blechteil wird während des Einschneidens aus dieser Ebene herausgedrückt oder herausgebogen. Der Verfahrensschritt des Einschneidens oder Schneidens könnte daher anschaulich auch als „Abkanten“ bezeichnet werden. Das Einschneiden bzw. Schneiden muss nicht wie bei herkömmlichem Schneiden an einem Ende des herzustellenden Schnitts beginnen und sich zu einem anderen Ende des herzustellenden Schnitts fortsetzen. Mittels eines sich über die gesamte Schnittlänge erstreckenden, in die Presse bzw. die Tiefziehpresse integrierten Schnittwerkzeugs oder Abkantwerkzeugs kann der Schnitt auch unmittelbar über die gesamte Länge des herzustellenden Schnitts erzeugt werden.
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Nach dem Einschneiden bzw. Schneiden kann vorgesehen sein, dass der zweite Blechteil wieder in seine Ausgangsebene bzw. Ausgangsposition bzw. in die Ebene des ersten Blechteils zurückgebogen wird oder selbsttätig in die Ebene des ersten Blechteils zurückfedert, wenn das in die Presse bzw. in die Tiefziehpresse integrierte Schnittwerkzeug zurückgefahren wird.
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Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Prägung so gestaltet und dimensioniert, dass der Schlitz nach dem Herstellen der Prägung schmaler ist oder eine geringe Breite aufweist, als die Dicke des Blechs in seinem Ausgangszustand. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass der Schlitz nach dem Herstellen der Prägung kleiner als 50% oder kleiner als 2/10 oder kleiner als 1/10 der Dicke des Blechs in seinem Ausgangszustand ist.
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Hinsichtlich der Querschnittsform der herzustellenden Prägung gibt es vielfältige Möglichkeiten. Beispielsweise kann eine im Querschnitt kerbartige Prägung erzeugt werden. Alternativ dazu kann eine im Querschnitt gerundete, muldenartige oder halbkreisförmige oder ellipsenartige gekrümmte Prägung erzeugt werden. Alternativ dazu kann auch eine eckige, z. B. dreieckartige oder rechteckartige Prägung erzeugt werden.
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Wie einleitend bereits erwähnt wurde, kann das Blech im Bereich seines Schlitzes an ein anderes Metallbauteil, z. B. an ein anderes Metallblech, angelegt oder herangebracht werden und im Bereich des Schlitzes mit dem anderen Bauteil verschweißt werden. Das Verschweißen kann z.B. berührungslos durch Laserschweißen erfolgen. Bei vergleichsweise dünnen Blechen, wie sie z. B. im Automobilkarosseriebau verwendet werden, können qualitativ sehr hochwertige Schweißverbindungen erzeugt werden, indem mit einem gepulsten Laserstrahl geschweißt wird, d. h. mit einem Laserstrahl, der während des Schweißens vielfach ein- und wieder ausgeschaltet wird.
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Versuche haben ergeben, dass sich qualitativ sehr gute Schweißverbindungen erzielen lassen, wenn mit einer „Repetitionsrate“ gearbeitet wird, die in einem Bereich zwischen 200 Hz und 10 KHz liegt. Unter der „Repetitionsrate“ wird die Anzahl der Schweißimpulse pro Sekunde verstanden. Wenn beispielsweise mit Schweißimpulsen der Länge 5ms und einem Pausenintervall von 15ms gearbeitet wird, ergibt dies eine Periodendauer von T von 20ms was einer Repetitionsrate von 1/0,02 Sekunden bzw. 50 Hz entspricht.
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Vorzugsweise wird der gesamte Schlitz ausgeschweißt. Dadurch wird vermieden, dass sich im Bereich des Schlitzes Wasser ansammeln kann. Dies wiederum verringert die Gefahr von Korrosion erheblich.
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Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
- 1 und 2 die Schritte des Herstellens eines Schlitzes gemäß der Erfindung;
- 3a - 3c unterschiedliche Varianten von Einprägungen, durch deren Herstellung eine gewünschte Schlitzbreite eingestellt werden kann;
- 4 eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäß hergestellten Schlitzes;
- 5 eine schematische Darstellung einer Presse bzw. einer Tiefziehpresse zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt ein Blech 1, bei dem es sich beispielsweise um ein Stahl- oder Aluminiumblech handeln kann. Das Blech 1 befindet sich in einer hier nicht näher dargestellten Presse oder Tiefziehpresse, wobei das Blech 1 auf z. B. einem Unterwerkzeug 2 einer Presse oder Tiefziehpresse aufliegt. In dem Unterwerkzeug 2 ist eine Ausnehmung 2a vorgesehen.
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Entlang einer Kante 2b der Ausnehmung 2a wird mittels eines Schnittwerkzeugs 3, das in die Presse bzw. Tiefziehpresse integriert sein kann, in dem Blech 1 ein Schnitt erzeugt. Das Schnittwerkzeug 3 kann hierzu in einer durch einen Pfeil 4 angedeuteten Richtung senkrecht verfahren werden. Das dadurch bewirkte „Schneiden“ kann auch als „Abkanten“ bezeichnet werden, da ein linker bzw. erster Blechteil 1a auf dem Unterwerkzeug 2 aufliegt und im Bereich der Ausnehmung 2a des Unterwerkzeugs 2 mittels des Schnittwerkzeugs 3 eine senkrecht zur Ebene des Blechs 1 ausgeübte Schneidkraft auf das Blech 1 bzw., genauer gesagt, auf einen zweiten Blechteil 1b des Blechs 1 ausgeübt wird. Der zweite Blechteil 1b wird durch das oder wird mittels des Schneidwerkzeugs 3 nach unten in die Ausnehmung 2a hineingebogen.
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Wenn das Schneidwerkzeug 3 wieder nach oben in seine Ausgangsposition zurückgefahren wird, federt der zweite Blechteil 1b zurück in seine ursprüngliche Position. Sollte dies nicht der Fall sein, kann der zweite Blechteil 1b auch mittels eines Rückstellwerkzeugs, das in das Unterwerkzeug 2 der Presse oder Tiefziehpresse integriert sein kann, zurückgestellt werden.
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In der in 2 gezeigten Position befinden sich die beiden Blechteile 1a bzw. 1b in ein- und derselben Ebene. Der mittels des Schneidwerkzeugs 3 erzeugte Schnitt 5 weist eine sehr geringe bzw. zu vernachlässigende Schnittbreite auf.
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In einem nächsten Schritt, der ebenfalls in der Presse oder Tiefziehpresse durchgeführt werden kann, wird in dem ersten Blechteil 1a mittels eines in die Presse oder Tiefziehpresse integrierten, hier nicht näher dargestellten Prägewerkzeugs eine Einprägung oder Ausprägung 6 erzeugt.
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In 3a hat die Prägung eine eckige bzw. dreieckige Form. Durch das Erzeugen der Prägung wird zwangsweise ein Materialfluss in dem ersten Blechteil 1a erzeugt. Durch das Fließen des Materials kommt es zwangsweise zu einer Verbreiterung des in 2 gezeigten Schnitts 5, wodurch sich ein Schlitz 7 mit einer gewünschten Schlitzbreite d „einstellen“ lässt. Wie breit der Schlitz 7 wird, hängt von der Größe und Geometrie und Länge der Prägung 6 ab. Wie aus 3a ersichtlich ist, ist die Breite d des Schlitzes 7 geringer als die Dicke D des Blechs 1.
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3b zeigt eine Variante, bei der anstatt einer im Querschnitt dreieckigen Prägung eine im Querschnitt muldenartige oder hügelartige Prägung 6 erzeugt wird.
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3c zeigt eine weitere Variante, bei der eine rechteckartige Prägung 6 erzeugt wird.
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4 zeigt in perspektivischer Darstellung einen mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Schlitz 7. Wie aus 4 ersichtlich ist, wurde hier sowohl in dem ersten Blechteil 1a als auch in dem zweiten Blechteil 1b jeweils eine muldenartige Prägung 6a bzw. 6b erzeugt. Durch den mit der Herstellung der beiden Prägungen 6a, 6b hervorgerufenen Materialfluss wurde eine gewünschte Schlitzbreite d eingestellt.
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5 zeigt in stark schematisierter Darstellung eine Tiefziehpresse 8 mit einem Oberwerkzeug 9, an dessen unterem Bereich ein Schneidwerkzeug 10 und ein linkes bzw. rechtes Prägewerkzeug 11a, 11b angeordnet ist. Mit dem Schneidwerkzeug 10 kann in einem auf einem Unterwerkzeug der Tiefziehpresse aufliegenden Blech ein Schnitt erzeugt werden. Mittels der Prägewerkzeuge 11a, 11b kann links bzw. rechts des erzeugten Schnitts eine Prägung erzeugt werden, durch die eine gewünschte Schlitzbreite eingestellt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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