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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Blechbauteilen.
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Technischer Hintergrund
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Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von maßhaltigen Blechbauteilen sind im Stand der Technik offenbart, s. beispielsweise
DE 10 2007 059 251 A1 ,
DE 10 2008 037 612 A1 ,
DE 10 2009 059 197 A1 ,
DE 10 2013 103 612 A1 ,
DE 10 2013 103 751 A1 , wobei die Herstellung in mindestens zwei Stufen (Umformprozessen) durchgeführt wird. In der ersten Stufe wird eine insbesondere ebene Formplatine zu einer Vorform umgeformt. Die Vorform verfügt gegenüber der final zu erzeugenden Bauteilgeometrie über einen möglichst gleichmäßig verteilten Materialüberschuss. Dieser zusätzliche Materialüberschuss wird in der zweiten Stufe, dem sogenannten Kalibrieren, in Richtung der Blechebene gestaucht. Der inhomogene Spannungszustand der Vorform wird dabei neu ausgerichtet und damit die unerwünschte, chargenabhängige Rückfederung des Bauteils, die insbesondere bei höchstfesten Werkstoffen in Kombination mit geringen Blechdicken auftritt, größtenteils vermieden. Aus der
DE 10 2018 210 174 A1 ist ferner bekannt, ein hochmaßhaltiges flanschloses Blechbauteil herzustellen, indem aus einer Formplatine eine Vorform mit einem Öffnungswinkel der Zargen kleiner als 6° erzeugt wird, welche anschließend zu einem finalen Blechbauteil kalibriert wird. Auch die
WO 2018/060080 A1 beschreibt ein Verfahren zum Kalibrieren von maßhaltigen Blechbauteilen.
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Bei der Herstellung der Vorform müssen verschiedene Randbedingungen eingehalten werden. So dürfen sich die Längen der lokalen Querschnitts-Abwicklungen auch bei variierenden Einflussgrößen wie Reibung, den mechanischen Eigenschaften der eingesetzten Materialcharge und Werkzeugverschleiß nur in engen Grenzen verändern. Daher ist es erforderlich, das Vorformwerkzeug zumindest mit einem distanzierten, äußeren Blechhalter oder aber bevorzugt ganz ohne äußeren Blechhalter (so genanntes „Crash-Forming“ oder auch „Prägen/Abkanten“) auszulegen. Dadurch wird verhindert, dass die Formplatinen im Vorformwerkzeug abhängig von den oben genannten Einflussfaktoren im Verlauf der Produktion mehrerer Bauteile und beim Einsatz verschiedener Materialchargen mehr oder weniger gestreckt werden. Eine solche unkontrollierte Dehnung des Materials von Bauteil zu Bauteil würde dazu führen, dass die Verteilung des Materialüberschusses für das nachfolgende Kalibrieren u. U. den zulässig prozesssicher beherrschbaren Wertebereich verlässt.
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Bei der Herstellung der Vorform treten damit gegenüber einer konventionellen Fertigung durch Tiefziehen mit aktivem, äußeren Blechhalter insbesondere in den Zargen verringerte Zugkräfte auf. Durch die fehlende Überlagerung des Umformbereichs mit Zugspannungen federn derart hergestellte Vorformen mitunter so stark zurück, dass sie dem nachfolgenden Kalibrieren nicht oder nur eingeschränkt zugeführt werden können. Außerdem führen zu große Abweichungen zur Sollgeometrie dazu, dass auch nach dem Kalibrieren noch ungewollte Maßabweichungen im finalen Bauteil verbleiben können. Das gilt insbesondere für Deformationen am Bauteil wie Torsion, Biegung und/oder Krümmung, welche unter Umständen im Kalibrierprozess nicht ausreichend erfasst werden können, sodass auch an finalen, kalibrierten Bauteilen eine ungewollte Torsion und/oder Biegung verbleibt. Dieser Effekt tritt verstärkt bei höher-/höchstfesten Werkstoffen auf, insbesondere wenn das Streckgrenzenverhältnis Re/Rm große Werte annimmt.
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Die bisherigen Konzepte sehen vor, eine Vorform zu erzeugen, welche im Wesentlichen der finalen Geometrie entspricht, wobei das Vorformwerkzeug mit seinen Wirkflächen im Wesentlichen an die Wirkflächen des Kalibrierwerkzeug ausgelegt wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine gattungsgemäße Vorrichtung bereitzustellen, mit welchem bzw. welcher eine finale Bauteilgeometrie erzeugt werden kann, welche möglichst geringe bis keine Abweichung zur finalen Bauteilgeometrie (Sollgeometrie) aufweist.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch ein gattungsgemäßes Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
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Gelöst wird diese Aufgabe durch eine gattungsgemäße Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4.
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Gemäß der Lehre des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Verfahren zur Herstellung eines Blechbauteils mindestens zwei Schritte umfasst: Vorformen eines Blechs zu einer Blechvorform aufweisend im Querschnitt einen Boden, mindestens eine Zarge, mindestens einen Übergang zwischen Boden und Zarge, optional zumindest bereichsweise einen Flansch und optional zumindest bereichsweise einen Übergang zwischen Zarge und Flansch in einem Vorformwerkzeug, welches mit seinen Wirkflächen auf das Blech einwirkt, wobei die resultierende Blechvorform zumindest bereichsweise überschüssiges Blechmaterial aufweist; und Fertigformen der Blechvorform zu einem Blechbauteil in einem Kalibrierwerkzeug, welches mit seinen Wirkflächen auf die Blechvorform einwirkt und in welchem das überschüssige Blechmaterial im Wesentlichen in der Blechebene gestaucht wird, und damit insbesondere die Blechdicke zumindest bereichsweise zunimmt. Dazu sind die Wirkflächen des Vorformwerkzeugs der zu erzeugenden Blechvorform im Vergleich zu den Wirkflächen des Kalibrierwerkzeugs des zu erzeugenden Blechbauteils derart eingerichtet, dass beim Vergleich von Vorformwerkzeug und Kalibrierwerkzeug bei Betrachtung des Differenzwinkels zwischen den bezogen auf die jeweilige Querschnittsform beiden gleich orientierten Hauptträgheitsachsen durch die Schwerpunkte von zwei parallelen Querschnittflächen im Abstand von 100 mm des von den jeweiligen Wirkflächen eingeschlossenen Werkzeugspalts ein Torsionswinkelunterschied von mindestens 0,2° eingestellt wird.
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Diese Methode ist im Stand der Technik als „klassische Kompensation der Rückfederung“ bekannt, jedoch zur Herstellung von finalen Bauteilgeometrien in einem einstufigen Umformprozess, vgl. beispielsweise
EP 3 771 502 A1 , sodass weitere Maßnahmen in Form eines weiteren Prozesses, dem Kalibrierprozess, nicht mehr erforderlich sind. Der erfindungsgemäße Prozess ist mindestens zweistufig in mindestens zwei Werkzeugen ausgelegt.
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Es wurde festgestellt, dass eine finale Bauteilgeometrie erzeugt werden kann, welche möglichst geringe bis keine Abweichung zur finalen Bauteilgeometrie (Sollgeometrie) aufweist, insbesondere wenn bereits eine Blechvorform erzeugt wird, die auch schon möglichst geringe bis keine Abweichung zur finalen Bauteilgeometrie aufweist. Aus dem Stand der Technik ist allgemein bekannt, dass es grundsätzlich vorteilhaft ist, wenn die Blechvorformgeometrie derart hergestellt wird, dass sie der finalen Bauteilgeometrie, welche im Kalibrierwerkzeug eingestellt wird, möglichst gut entspricht. Insbesondere die rückfederungsbedingte Krümmung der Zargen sollte bereits in der Vorform im Rahmen der Möglichkeiten innerhalb des Verfahrens, welches beispielsweise durch eine verminderte Materialflusssteuerung geprägt ist, vermieden werden.
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Durch den erfindungsgemäßen Ansatz wird eine Deformation (Torsion/Verdrehung und/oder Biegung) der rückgefederten Blechvorform gegenüber der finalen Bauteilgeometrie durch geeignete Gestaltung der Wirkflächen der Blechvorform vermieden, sodass je besser die rückgefederte Blechvorform dem finalen Blechbauteil entspricht, desto maßhaltiger das Ergebnis nach dem Kalibrieren ausfallen wird und desto einfacher die Prozessführung insbesondere im Kalibrierwerkzeug aber auch in eventuell weiteren vorgesehenen Folgeprozessen sein kann.
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Der Torsionswinkelunterschied ist somit das Winkelinkrement beim Vergleich von Vorformwerkzeug und Kalibrierwerkzeug bei Betrachtung des Differenzwinkels zwischen den bezogen auf die jeweilige Querschnittsform gleich orientierten Hauptträgheitsachsen durch die Schwerpunkte von zwei parallelen Querschnittsflächen im Abstand von 100 mm des von den jeweiligen Wirkflächen eingeschlossenen Werkzeugspalts und beträgt mindestens 0,2°, insbesondere mindestens 0,5°, vorzugsweise mindestens 0,7°, bevorzugt mindestens 1°, weiter bevorzugt mindestens 2° und weiter bevorzugt mindestens 3°.
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So ist die klassische Kompensation der Rückfederung strikt an geometrische Freiheiten gebunden, welche bereits in der Gestaltung der finalen Blechbauteilgeometrie berücksichtigt werden müssen. Unter anderem werden aus diesem Grund insbesondere Blechbauteile mit hutförmigen Querschnitten (Boden-Zargen-Flansche) mit einer so genannten Zargenöffnung versehen. Abhängig vom Zargenöffnungswinkel, der üblicherweise in einem Bereich von 3 bis 8° liegt, besteht dann die eingeschränkte Möglichkeit, die zu erwartende Rückfederung insbesondere der Zargen im Werkzeug in entgegengesetzter Richtung abzubilden. Dadurch sollen dann Blechbauteile hergestellt werden, die nach Rückfederung die erforderliche Maßhaltigkeit aufweisen. Der Zargenöffnungswinkel des finalen Blechbauteils bestimmt das maximale Maß einer möglichen Kompensation im Werkzeug, da nur Wirkflächen ohne Hinterschneidung in Arbeitsrichtung zur Anwendung kommen dürfen. Sollte der verfügbare Raum zur Kompensation nicht ausreichen, so ist die finale Blechbauteilgeometrie anzupassen oder aber im Nachgang eine beispielsweise mit quer zur Arbeitsrichtung der Presse wirkenden Elementen das betreffende Blechbauteil mit großem Aufwand nachzurichten. Diese Maßnahmen sind durch den erfindungsgemäßen Prozess somit hinfällig.
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Kumulativ oder alternativ sind die Wirkflächen des Vorformwerkzeugs im Vergleich zu den Wirkflächen des Kalibrierwerkzeugs dazu eingerichtet, dass in der zu erzeugenden Blechvorform vor Rückfederung im Vergleich zu dem zu erzeugenden Blechbauteil zumindest bereichsweise eine Krümmung in Längserstreckung der Blechvorform vor Rückfederung eingestellt wird, die um mindestens 1%, insbesondere um mindestens 2%, vorzugsweise um mindestens 5%, bevorzugt um mindestens 7%, besonders bevorzugt um mindestens 9% von der veränderlichen Krümmung in Längserstreckung des zu erzeugenden Blechbauteils abweicht. Die veränderliche Krümmung eines Bauteils kann beschrieben werden als die Krümmung eines gedachten B-Splines, der durch die Schwerpunkte der lokalen Querschnitte, also die Schnittpunkte der Querschnitts-Hauptachsen, definiert ist. Wenn entlang der Hauptachse in Längserstreckung des Bauteils, z. B. jeweils alle 50 mm einen Schnitt durch Blechbauteil und Blechvorform erstellt wird, jeweils der Schwerpunkt der Querschnittlinien bestimmt und anschließend diese Schnittpunkte mittels B-Spline verbunden werden, können so die Krümmungslinien von Blechbauteil und (kompensierter) Blechvorform vor Rückfederung, somit die Wirkflächen des insbesondere kompensierten Vorformwerkzeugs, erhalten werden. Weicht nun die Krümmung der (kompensierten) Blechvorform vor Rückfederung beispielsweise um mehr als 5% von der Krümmung des zu erzeugenden Blechbauteils an gleicher Stelle bzw. in gleichem Bereich ab, so gilt die Blechvorform als kompensiert in Bezug auf die Krümmung des Blechbauteils in Längserstreckung. 5% Abweichung - das bedeutet, dass aus einem Bauteil-Krümmungsradius von z. B. 500 mm (Krümmung = 1/R) in der (kompensierten) Blechvorform vor Rückfederung ein Krümmungsradius von 475 mm werden müsste.
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Die Herstellung der Blechvorform kann dabei mittels beliebig kombinierbarer Formgebungsverfahren in einem oder mehreren Schritten hergestellt werden. Das Vorformen kann beispielsweise einen tiefziehartigen Formgebungsschritt umfassen. Insbesondere kann auch eine mehrstufige Formgebung, umfassend beispielsweise ein Prägen des zu erstellenden Bodens und Hochstellen der zu erstellenden Zargen bzw. Abstellen der zu erstellenden Flansche, erfolgen. Denkbar sind auch beliebige Kombinationen aus Abkanten und/oder Biegen und/oder (Ver-) Prägen. Das zum Vorformen beispielsweise durchgeführte Tiefziehen kann insbesondere einstufig oder mehrstufig ausgeführt werden. Vorzugsweise kann eine Umformung ohne aktive Materialflusssteuerung zur Herstellung der Blechvorform ausgeführt werden.
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Unter dem Stauchen/Kalibrieren wird ein Fertigformen der Blechvorform verstanden, welches beispielsweise durch einen oder mehrere Pressvorgänge erreicht werden kann. In der erzeugten Blechvorform wird zumindest bereichsweise überschüssiges Blechmaterial vorgesehen. Das überschüssige Blechmaterial weist in der Blechvorform zumindest bereichsweise im Querschnitt eine abgewickelte Länge auf, welche zwischen 0,5% bis 6% länger ist in Bezug auf die abgewickelte Länge des fertiggeformten Blechbauteils (Sollgeometrie). Die abgewickelte Länge der so betrachteten Querschnitte der Blechvorform ist dabei insbesondere zwischen 0,7% bis 4,3% länger als die des fertiggeformten Blechbauteils. Sollte infolge der Prozessführung bei der Herstellung der Blechvorform die abgewickelte Länge der Querschnitte zu stark variieren, so würde bei einer zu kurzen abgewickelten Länge nicht genügend überschüssiges Blechmaterial für den nachfolgenden Kalibrierprozess bereitstehen, womit die Maßhaltigkeit des finalen Bauteils beeinträchtigt werden würde. Sollte die abgewickelte Länge des betrachteten Querschnitts der Blechvorform dagegen zu groß sein, so würde während des nachfolgenden Kalibrierprozesses das damit überdimensionierte Blechmaterial zu Wellen kollabieren, was einen optischen und/oder maßlichen Mangel bedeuten kann. Zusätzlich bestünde eine erhöhte Gefahr einer Werkzeugbeschädigung durch zu hohe Stauchkräfte oder überstehende, eingequetschte Bauteilbereiche, wie zum Beispiel Blechkanten.
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Das im Wesentlichen fertiggeformte Blechbauteil kann insofern als endgeformtes Blechbauteil verstanden werden. Allerdings ist es möglich, dass das fertiggeformte Blechbauteil noch weiteren, das Blechbauteil modifizierenden Verarbeitungsschritten unterzogen werden kann, wie etwa einem Einbringen von Anbindungslöchern und/oder einem geringen Final-Beschnitt. Allerdings wird angestrebt, die Kalibrierform derart zu gestalten, dass neben eventuell erforderlichen Nachform-Operationen wie dem Abstellen von Flanschen oder einem nachgelagerten Einbringen von Verprägungen keine weiteren Umformungsschritte mehr notwendig sind. Durch das Stauchen des zumindest bereichsweisen überschüssigen Blechmaterials in der Blechebene erfolgt eine Druckspannungsüberlagerung innerhalb des Blechmaterials und es wird eine Homogenisierung des inhomogenen Eigenspannungszustands erzeugt, mit welcher eine hohe Maßhaltigkeit des derart kalibrierten Blechbauteils eingestellt werden kann.
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Die erzeugte Blechvorform wie auch das fertiggeformte Blechbauteil haben im Wesentlichen eine Längserstreckung und eine Quererstreckung, wobei bei den meisten Blechbauteilen die Längserstreckung von der Dimensionierung her größer ist als die Quererstreckung. So bedeutet Querschnitt einen Schnitt durch die Quererstreckung der Blechvorform/des Blechbauteils.
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Unter Flansch ist mindestens auf einer Seite des Blechbauteils ein zumindest bereichsweise vorgesehener Flanschabschnitt in Längserstreckung und/oder Quererstreckung vorgesehen, insbesondere auf beiden Seiten des Blechbauteils, welcher beispielsweise zur Anbindung mit weiteren Bauteilen dient und auch als Fügeflansch bezeichnet wird. Die Zarge ist mindestens auf einer Seite des Blechbauteils in Längserstreckung vorgesehen, insbesondere auf beiden Seiten des Blechbauteils, wobei das Blechbauteil ein beispielsweise im Wesentlichen hutprofilartigen Querschnitt aufweist, mit jeweils einer Zarge auf beiden Seiten, wobei die Zargen identisch aber auch mit unterschiedlichen Tiefen, insbesondere im Verlauf ihrer Längserstreckung ausgeführt sein können. Zwischen Flansch und Zargen ist integral ein Übergangsbereich vorhanden. Der Boden ist integral mit der Zarge über einen weiteren Übergangsbereich ausgebildet und muss je nach Komplexität des zu erzeugenden Blechbauteils nicht auf eine Ebene beschränkt sein, sondern kann in Längs- und/oder Quererstreckung auch bereichsweise auf unterschiedlichen Ebenen vorgesehen sein. Die Übergänge zwischen den einzelnen Ebenen im Bodenbereich können stufenweise oder geschwungen ausgeführt sein, insbesondere kann von einer sogenannten gekröpften Ausführung gesprochen werden. Das Blechbauteil kann auch andere als in Längserstreckung bzw. längsaxiale Formen aufweisen, beispielsweise kann es bogenförmig, C- oder L-förmig ausgebildet sein.
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Im Gegensatz zu der klassischen Kompensation der Rückfederung und an die finale Bauteilgeometrie gebundenen Kompensation der Werkzeugwirkflächen besteht bei der Kompensation der Vorform die Möglichkeit, den Zargenöffnungswinkel der Blechvorform gegenüber der finalen Bauteilgeometrie zu vergrößern, um dadurch mehr Freiraum für erforderliche Kompensationsmaßnahmen ohne Hinterschnitt zu erreichen. Ein vergrößerter Zargenöffnungswinkel der Blechvorform lässt sich im Kalibrierwerkzeug problemlos verarbeiten, insbesondere wieder verkleinern, wenn nötig auf 0°, und hat dabei kaum Einfluss auf die Maßhaltigkeit der finalen Bauteilgeometrie. Dagegen lassen sich bei (auch lokaler) Anpassung der Zargenöffnung insbesondere für stark tordierte Blechvorformen sehr gute Ergebnisse im anschließenden Kalibrierwerkzeug erreichen. So können vorteilhaft gemäß einer Ausführung des Verfahrens die Wirkflächen des Vorformwerkzeugs im Vergleich zu den Wirkflächen des Kalibrierwerkzeugs dazu eingerichtet sein, dass in der zu erzeugenden Blechvorform im Vergleich zu dem zu erzeugenden Blechbauteil ein Zargenöffnungswinkelunterschied von mindestens 0,5°, insbesondere mindestens 1°, vorzugsweise mindestens 3°, bevorzugt mindestens 5°, besonders bevorzugt mindestens 8°, weiter bevorzugt mindestens 10° an gleicher Stelle eingestellt wird.
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Der Zargenöffnungswinkel ist dabei der Winkel, um den die Bauteilzarge bezogen auf die Wirkrichtung des Pressenstößels um eine in Längsrichtung des Blechbauteils orientierte Achse im Übergangsbereich zwischen Zarge und Bauteilboden maximal nach innen rotiert werden kann, bevor sich eine Hinterschneidung im Werkzeug ergibt.
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Der Zargenöffnungswinkelunterschied ist die Differenz des lokalen Zargenöffnungswinkels der Blechvorform, insbesondere der kompensierten Blechvorform bzw. des kompensierten Vorformwerkzeugs, und dem lokalen Zargenöffnungswinkel des Blechbauteils an gleicher Stelle respektive im selben Querschnitt. Insbesondere liegen somit die betrachteten Querschnitte respektive Querschnittsflächen der Blechvorform und des Blechbauteils in derselben Ebene.
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Gemäß einer Ausführung des Verfahrens wird ein Stahlblech mit einer Streckgrenze Re von mindestens 400 MPa verwendet. Je höher die Streckgrenze des Stahlblechs ist, umso ungünstiger fällt die Rückfederung und/oder Torsion der Blechvorform aus, sodass eine sichere Prozessführung im Kalibrierwerkzeug nicht mehr sichergestellt werden kann. Die Streckgrenze kann insbesondere mindestens 500 MPa, vorzugsweise mindestens 600 MPa, bevorzugt mindestens 700 MPa betragen.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung gelöst, mit mindestens einem Vorformwerkzeug zum Vorformen eines Blechs zu einer Blechvorform aufweisend im Querschnitt einen Boden, mindestens eine Zarge, mindestens einen Übergang zwischen Boden und Zarge, optional zumindest bereichsweise einen Flansch und optional zumindest bereichsweise einen Übergang zwischen Zarge und Flansch, welches mit seinen Wirkflächen auf das Blech einwirkt, wobei die Blechvorform zumindest bereichsweise überschüssiges Blechmaterial aufweist; und mit mindestens einem Kalibrierwerkzeug zum Stauchen der Blechvorform zu einem Blechbauteil, welches mit seinen Wirkflächen auf die Blechvorform einwirkt und in welchem das überschüssige Blechmaterial in der Blechebene gestaucht wird, wobei die Wirkflächen des Vorformwerkzeugs der zu erzeugenden Blechvorform im Vergleich zu den Wirkflächen des Kalibrierwerkzeugs des zu erzeugenden Blechbauteils derart eingerichtet sind, dass beim Vergleich von Vorformwerkzeug und Kalibrierwerkzeug bei Betrachtung des Differenzwinkels zwischen den bezogen auf die jeweilige Querschnittsform beiden gleich orientierten Hauptträgheitsachsen durch die Schwerpunkte von zwei parallelen Querschnittflächen im Abstand von 100 mm des von den jeweiligen Wirkflächen eingeschlossenen Werkzeugspalts ein Torsionswinkelunterschied von mindestens 0,2° eingestellt ist, oder die Wirkflächen des Vorformwerkzeugs im Vergleich zu den Wirkflächen des Kalibrierwerkzeugs dazu eingerichtet sind, dass in der zu erzeugenden Blechvorform vor Rückfederung im Vergleich zu dem zu erzeugenden Blechbauteil zumindest bereichsweise eine Krümmung in Längserstreckung der Blechvorform vor Rückfederung eingestellt wird, die um mindestens 1% von der veränderlichen Krümmung in Längserstreckung des zu erzeugenden Blechbauteils abweicht.
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Die Wirkflächen des Vorformwerkzeugs sind derart angepasst worden, dass die zu erwartenden Abweichungen der Blechvorform zur Sollgeometrie des Blechbauteils vorab in entgegengesetzter Richtung abgebildet werden. Insbesondere mit Hilfe einer FE-Simulation kann vorhergesagt werden, dass sich eine rückgefederte Blechvorform um X° um die Hauptachse in Längserstreckung deformiert (in sich selbst verdreht/tordiert), sodass die Wirkflächen des Vorformwerkzeugs korrigiert und derart angepasst werden, dass die Blechvorform vorab in entgegengesetzter Richtung um einen in etwa adäquaten Betrag gewollt tordiert wird. Dadurch wird erreicht, dass die rückgefederte Blechvorform nach Entlastung im Wesentlichen der erforderlichen Sollgeometrie des zu erzeugenden Blechbauteils entspricht und die so hergestellten Blechvorformen sicher in das Kalibrierwerkzeug eingelegt sowie das Kalibrierergebnis verbessert werden können.
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Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die Ausführungen zu dem erfindungsgemäßen Verfahren hingewiesen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Vorrichtung sind die Wirkflächen des Vorformwerkzeugs im Vergleich zu den Wirkflächen des Kalibrierwerkzeugs derart eingerichtet, dass in der zu erzeugenden Blechvorform im Vergleich zu dem zu erzeugenden Blechbauteil ein Zargenöffnungswinkelunterschied von mindestens 0,5° an gleicher Stelle eingestellt wird.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Vorrichtung ein Kalibrierwerkzeug mit einem Kalibrierstempel, einem Kalibriergesenk und einem Element oder optional mehrere Elemente, wobei das Element im Kalibriergesenk angeordnet und relativ zum Kalibriergesenk bewegbar ist. Die Kontur des Kalibrierstempels und des Kalibriergesenks entspricht im Wesentlichen dem Boden, der Zarge und dem optionalen Flansch sowie der Übergangsbereiche zwischen Boden und Zarge und optional Zarge und Flansch der Sollgeometrie des Blechbauteils. Das Element, welches im Kalibriergesenk angeordnet ist, dient als dabei zum Positionieren der Blechvorform vor dem Stauchen/Kalibrieren der Blechvorform auf dem Kalibrierstempel. Alternativ kann das Kalibrierwerkzeug einen Kalibrierstempel, ein Kalibriergesenk und ein Element oder optional mehrere Elemente umfassen, wobei das Element im Kalibrierstempel angeordnet ist und relativ zum Kalibrierstempel bewegbar ist.
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Ist beispielsweise ein finales Blechbauteil mit einem in Pressenlage nach unten geöffneten Profi zu erzeugen, sind der Kalibrierstempel unten und das Kalibriergesenk oben in dem Kalibrierwerkzeug angeordnet und relativ zueinander bewegbar. Das Element ist im Kalibriergesenk angeordnet, bewegt sich insbesondere per Stößelhub, also zusammen mit dem Kalibriergesenk in Richtung Kalibrierstempel, drückt dabei die Blechvorform nach unten und positioniert sie kraftschlüssig beispielsweise per Feder, Keiltreiber, Hydraulik oder Pneumatik auf dem Kalibrierstempel. Im Zuge des weiteren Stößelhubs kommt es zu einer Relativbewegung zwischen Kalibiergesenk und Element, bis das Element schließlich im unteren Totpunkt bündig im Kalibriergesenk eingefahren ist.
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Ist alternativ ein finales Blechbauteil mit einem in Pressenlage nach oben geöffneten Profi zu erzeugen, sind der Kalibrierstempel oben und das Kalibriergesenk unten in dem Kalibrierwerkzeug angeordnet und relativ zueinander bewegbar. Das Element ist im Kalibrierstempel angeordnet, bewegt sich insbesondere per Stößelhub, also zusammen mit dem Kalibrierstempel in Richtung Kalibriergesenk, drückt dabei die Blechvorform nach unten und positioniert sie kraftschlüssig beispielsweise per Feder, Keiltreiber, Hydraulik oder Pneumatik in dem Kalibriergesenk. Im Zuge des weiteren Stößelhubs kommt es zu einer Relativbewegung zwischen Kalibierstempel und Element, bis das Element schließlich im unteren Totpunkt bündig im Kalibrierstempel eingefahren ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das im Kalibriergesenk angeordnete Element oder optional mehrere Elemente zum Beispiel über den Stößelhub und/oder zusätzliche Steuereinheiten, die zum Beispiel mittels Federn, Keiltreibern, Hydraulik oder Pneumatik angetrieben sein können, derart gesteuert bewegt, dass sich während des Schließens des Kalibrierwerkzeugs ein definierter Abstand zwischen Element und Kalibrierstempel ergibt, welcher nicht unterschritten wird, bis das Element vollständig bündig im Kalibriergesenk eingefahren ist. Dieser definierte Abstand ist vorzugsweise so gewählt, dass während des Schließens des Kalibriergesenks im Bereich des Elements keine unzulässig große Kraft auf das zu kalibrierende Blechbauteil wirkt und zum Beispiel die Oberfläche des fertig geformten Bauteils durch das Element nicht unzulässig beschädigt wird und/ oder der Kalibrierprozess nicht unzulässig behindert wird und/ oder der beispielsweise im Boden eingebrachte Materialüberschuss unzulässig deformiert wird. Ist das Element während des Stößelhubs bündig in das Kalibriergesenk eingefahren, kann so keine weitere Relativbewegung zwischen Element und Kalibriergesenk erfolgen, womit das Element zusammen mit dem Kalibriergesenk eine geschlossene Wirkfläche ohne Absatz bilden. Insbesondere schließt das Element während des Schließens vor dem Erreichen der unteren Endposition im Wesentlichen bündig mit der Wirkfläche des Kalibriergesenks ab.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung umfasst die Vorrichtung ein Kalibrierwerkzeug mit einem auf dem Pressentisch angebrachten Kalibrierstempel, einem am Pressenstößel angebrachten Kalibriergesenk und einem vorstehenden Element oder optional mehreren vorstehenden Elementen, wobei das vorstehende Element im Kalibrierstempel angeordnet und relativ zum Kalibrierstempel bewegbar ist. Die Kontur des Kalibrierstempels und des Kalibriergesenks entspricht im Wesentlichen dem Boden, der Zarge und dem optionalen Flansch sowie der Übergangsbereiche zwischen Boden und Zarge und optional zwischen Zarge und Flansch der Sollgeometrie des Blechbauteils. Das vorstehende Element, welches im Kalibrierstempel angeordnet ist, dient dabei zum Positionieren der Blechvorform vor dem Stauchen/Kalibrieren der Blechvorform auf dem Kalibrierstempel in einer vordefinierten Höhenlage. Das vorstehende Element kann beispielsweise bis zu 30 mm, insbesondere bis zu 15 mm oder vorzugsweise bis zu 5 mm aus dem Kalibrierstempel hervorstehen, jedoch > 0 mm. Eine Positionierung in einer definierten Höhenlage kann sich vorteilhaft auf die Lage der Blechvorform beim Schließen des Kalibrierwerkzeugs auswirken und zum Beispiel in Einklemmen der Blechvorform zwischen beweglichen Teilen des Kalibriergesenks wie zum Beispiel bei einem Vorsehen von seitlichen Schiebern verhindern. Alternativ kann das Kalibrierwerkzeug einen Kalibrierstempel, ein Kalibriergesenk und ein vorstehendes Element oder optional mehrere vorstehende Elemente umfassen, wobei das vorstehende Element im Kalibriergesenk angeordnet ist und relativ zum Kalibriergesenk bewegbar ist.
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Ist beispielsweise das Blechbauteil als ein in Pressenlage nach unten geöffnetes Profil zu erzeugen, sind der Kalibrierstempel unten und das Kalibriergesenk oben in dem Kalibrierwerkzeug angeordnet und relativ zueinander bewegbar. Das Element ist vorstehend im Kalibrierstempel angeordnet und positioniert die eingelegte Blechvorform in einer definierten Höhenlage kraftschlüssig zum Beispiel mittels Federn, Keiltreibern, Hydraulik oder Pneumatik über dem Kalibrierstempel. Beim Schließen des oberhalb vom Kalibrierstempel angeordneten Kalibriergesenks im Zuge des fortschreitenden Stößelhubs kommt es zu einer Relativbewegung zwischen Kalibierstempel und Element, bis das Element schließlich im unteren Totpunkt bündig im Kalibrierstempel eingefahren ist. Das vormals vorstehende Element ist vorzugsweise in seiner untersten Lage derart im Kalibrierstempel angeordnet, dass sich eine geschlossene Wirkfläche ohne Absatz ergibt und Element und Kalibrierstempel im Wesentlichen der Geometrie des zu erzeigenden Blechbauteils entspricht.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann das mittels Feder, Hydraulik oder Pneumatik im Kalibrierstempel angeordnete, über die Wirkfläche des Kalibrierstempels vorstehende Element zum Beispiel über den Stößelhub oder andere Steuereinheiten, die zum Beispiel mittels Federn, Keiltreibern, Hydraulik oder Pneumatik angetrieben sein können, derart gesteuert bewegt werden, dass das vorstehende Element bereits vor dem Erreichen des Unteren Totpunkts des Pressenhubs vorzugsweise bündig im Kalibrierstempel versenkt ist. Dadurch kann erreicht werden, dass während des eigentlichen Kalibrierprozesses die Oberfläche des fertig geformten Blechbauteils durch das vorstehende Element nicht unzulässig beschädigt wird und/ oder der Kalibrierprozess nicht unzulässig behindert wird und/ oder der beispielsweise im Boden eingebrachte Materialüberschuss unzulässig deformiert wird.
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In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden das vorstehende Element oder optional die vorstehenden Elemente im Kalibrierstempel mit einem voreilenden oder optional mehreren voreilenden Elementen im Kalibriergesenk kombiniert.
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Die Anordnung von einem vorstehenden Element oder optional vorstehenden Elementen kann sinngemäß für ein in Pressenlage nach oben geöffnetes Blechbauteil auch im Kalibriergesenk erfolgen. Die Kombination von einem vorstehenden Element oder optional mehreren vorstehenden Elementen im Kalibriergesenk kann sinngemäß mit einem voreilenden Element oder optional mit mehreren voreilenden Elementen im Kalibrierstempel erfolgen.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Vorrichtung ist die Vorrichtung in einer Pressenlinie oder Transfer-Presse integriert. Insbesondere bei der Herstellung von Massenprodukten, beispielsweise für Produkte in der Fahrzeugindustrie, werden Produkte wie Blechbauteile insbesondere wirtschaftlich in Pressenlinien oder Transfer-Pressen hergestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann in Form von Wechseleinsätzen, die mindestens ein Vorformwerkzeug und mindestens ein Kalibrierwerkzeug vorsehen, wirtschaftlich in bestehende Fertigungsstraßen eingesetzt werden. Auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Folgeverbund-Pressen ist denkbar.
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Figurenliste
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Einzelnen zeigen:
- 1 eine Abfolge zur Herstellung eines Blechbauteils gemäß einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer schematischen Schnittdarstellung, und
- 2 eine perspektivische Darstellung einer Simulation einer Blechvorform und eines daraus resultierenden Blechbauteils.
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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In 1 ist schematisch in einer Schnittdarstellung eine Abfolge einer Ausführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens respektive einer erfindungsgemäßen Vorrichtung (100) gezeigt.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Blechbauteils (3) umfasst mindestens zwei Schritte. Zum einen umfasst das Verfahren ein Vorformen eines Blechs (1) zu einer Blechvorform (2) aufweisend im Querschnitt (Q, Q1.1, Q1.2) einen Boden (2.1), mindestens eine Zarge (2.2), mindestens einen Übergang (2.4) zwischen Boden (2.1) und Zarge (2.2), optional zumindest bereichsweise einen Flansch (2.3) und optional zumindest bereichsweise einen Übergang (2.5) zwischen Zarge (2.2) und Flansch (2.3) in einem Vorformwerkzeug (10), welches mit seinen Wirkflächen (10.1, 10.2) auf das Blech (1) einwirkt, wobei die Blechvorform (2) zumindest bereichsweise überschüssiges Blechmaterial (4) aufweist. Zum anderen umfasst das Verfahren ein Fertigformen der Blechvorform (2) zu einem Blechbauteil (3) in einem Kalibrierwerkzeug (20), welches mit seinen Wirkflächen (20.1, 20.2) auf die Blechvorform (2) einwirkt und in welchem das überschüssige Blechmaterial (4) in der Blechebene (E) gestaucht wird.
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Die gezeigten Schnittdarstellungen des Vorformwerkzeugs (10) und Kalibrierwerkzeugs (20) beziehen sich in diesem Beispiel auf einen Schnitt im Bereich eines Blechvorformendes respektive Blechbauteilendes. Die Wirkflächen (10.1, 10.2) des Vorformwerkzeugs (10) der zu erzeugenden Blechvorform (2) sind im Vergleich zu den Wirkflächen (20.1, 20.2) des Kalibrierwerkzeugs (20) des zu erzeugenden Blechbauteils (3) derart eingerichtet, dass beim Vergleich von Vorformwerkzeug (10) und Kalibrierwerkzeug (20) bei Betrachtung des Differenzwinkels zwischen den bezogen auf die jeweilige Querschnittsform beiden gleich orientierten Hauptträgheitsachsen (A2, A3) durch die Schwerpunkte von zwei parallelen Querschnittflächen (Q1.1, Q1.2, Q2.1, Q2.2) im Abstand von 100 mm ein Torsionswinkelunterschied (tdiff) von mindestens 0,2° eingestellt wird.
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Kumulativ oder alternativ (hier nicht dargestellt) können die Wirkflächen (10.1, 10.2) des Vorformwerkzeugs (10) im Vergleich zu den Wirkflächen (20.1, 20.2) des Kalibrierwerkzeugs (20) dazu eingerichtet sein, dass in der zu erzeugenden Blechvorform (2) im Vergleich zu dem zu erzeugenden Blechbauteil (3) zumindest bereichsweise eine Krümmung in Längserstreckung der Blechvorform (2) eingestellt wird, die um mindestens 1% von der Krümmung in Längserstreckung des zu erzeugenden Blechbauteils (3) abweicht.
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Des Weiteren können die Wirkflächen (10.1, 10.2) des Vorformwerkzeugs (10) im Vergleich zu den Wirkflächen (20.1, 20.2) des Kalibrierwerkzeugs (20) dazu eingerichtet sein, dass in der zu erzeugenden Blechvorform (2) im Vergleich zu dem zu erzeugenden Blechbauteil (3) ein Zargenöffnungswinkelunterschied (zdiff) von mindestens 0,5° an der gleichen Stelle eingestellt wird.
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Ein ebenes Blech (1) wird beispielsweise als definierter Zuschnitt oder Formplatine aus einem nicht dargestellten Metallbund/-coil abgewickelt und abgelängt, und dem weiteren Verfahren zur Verfügung gestellt. Bevorzugt ist das Blech (1) aus einem Stahlwerkstoff hergestellt, vorzugsweise aus einem höherfesten Stahlwerkstoff, beispielsweise mit einer Materialdicke zwischen 0,5 und 4 mm. Alternativ können auch Aluminiumwerkstoffe oder andere Metalle verwendet werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Blech (1) mit gängigen Verfahren zuerst derart vorgeformt wird, dass die Geometrie der Blechvorform (2) mit einem überschüssigen Blechmaterial (4) für den weiteren Prozess bereitgestellt wird. Die Blechvorform (2) kann beispielsweise mittels Crash-Forming oder alternativ mittels Tiefziehen mit distanziertem Blechhalter oder alternativ mittels Tiefziehen vorgeformt werden. Die Blechvorform (2) wird beispielsweise in einem Vorformwerkzeug (10) hergestellt, wobei das ebene Blech (1) in das geöffnete Vorformwerkzeug (10) mit geeigneten und hier nicht dargestellten Mitteln eingelegt wird, und in welchem die Wirkflächen (10.1, 10.2) des Vorformwerkzeugs (10) auf das Blech (1) einwirken. Durch das in der Blechvorform (2) zumindest bereichsweise bereitgestellte überschüssige Blechmaterial (4) während der Herstellung der Blechvorform (2) wird das für das Stauchen/Kalibrieren notwendige überschüssige Blechmaterial (4), insbesondere im Boden (2.1) der Blechvorform (2), beispielsweise in Form von eingebrachten Wellen, Verprägungen, Ausbauchungen, Wölbungen, und/oder insbesondere in den Zargen (2.2) und/oder in den optionalen Flanschen (2.3) der Blechvorform (2), beispielsweise durch Verlängerung selbiger, in dem Vorformwerkzeug (10) berücksichtigt. Die Herstellung der Blechvorform (2) ist nicht auf ein Vorformwerkzeug (10) beschränkt, sondern kann je nach Komplexität des zu erzeugenden Blechbauteils (3) in zwei oder mehreren Stufen respektive Vorformwerkzeugen erfolgen (hier nicht dargestellt). Die Gestaltung der Blechvorform (2) ist von einer Flexibilität geprägt und bietet durch geometrische Freiheiten viele Möglichkeiten zur Erreichung einer geeigneten Blechvorform (2). Diese Blechvorform (2) sollte geometrisch möglichst nah an der Endgeometrie des Blechbauteils (3) orientiert sein.
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Nach dem Vorformen wird die Blechvorform (2) aus dem Vorformwerkzeug (10) entnommen, welche eine Rückfederung und/oder Torsion infolge eines inhomogenen, eingebrachten Spannungszustandes in der Blechvorform (2) aufweist. Bei der Gestaltung des Vorformwerkzeugs (10) sind Kompensationsmaßnahmen in Form von geänderten Wirkflächen (10.1, 10.2) im Vergleich zu den Wirkflächen (20.1, 20.2) des Kalibrierwerkzeugs (20) getroffen worden, um eine Blechvorform (2) zu erhalten, die der Sollgeometrie des Blechbauteils (3) möglichst nahekommt. Schwankungen in der Rückfederung und/oder Torsion werden im Kalibrierwerkzeug (20) ausgeglichen, so dass hier keine aufwändigen Korrekturschleifen erforderlich sind. Gleiches gilt für Schwankungen, die sich aus Chargenwechsel und/oder Abnutzung der Vorformwerkzeuge und/oder den tribologischen Eigenschaften von Werkzeugen und Material ergeben können. Die Blechvorform (2) weist zumindest bereichsweise im Querschnitt (Q) eine abgewickelte Länge auf, welche zwischen 0,5% bis 6% länger ist in Bezug auf die abgewickelte Länge des Blechbauteils (3).
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Die Blechvorform (2) wird aus dem Vorformwerkzeug (10) entnommen und weist immer noch eine von diversen Einflussgrößen verursachte Abweichung von ihrer Sollgeometrie auf. Die Blechvorform (2) wird in ein Kalibrierwerkzeug (20) eingelegt, welches einen Kalibrierstempel (21) und ein Kalibriergesenk (22) umfasst. Des Weiteren kann das Kalibrierwerkzeug (20) ein Element (23) umfassen, welches im Kalibriergesenk (22) angeordnet und relativ zum Kalibriergesenk (22) bewegbar ist. Vor dem Schließen des Kalibrierwerkzeugs (20) wird zunächst die eingelegte Blechvorform (2) zwischen Element (23) und Kalibrierstempel (21) fixiert bzw. positionssicher geklemmt. Im Zuge des Schließens wirken die Wirkflächen (20. 1, 20.2) auf die Blechvorform (2) und mittels Druckspannungsüberlagerung wird das überschüssige Blechmaterial (4) in der Blechebene (E) gestaucht, so dass die Blechvorform (2) zu einem im Wesentlichen der Sollgeometrie entsprechenden Blechbauteil (3) fertiggeformt wird. Die Druckspannungsüberlagerung respektive das Stauchen in der Blechebene (E) erfolgt über ein Einwirken auf das überschüssige Material in der Blechvorform (2) in Form beispielsweise von geradlinig oder wellenförmig verlängerten Bauteilquerschnittsegmenten bei gleichzeitiger Sperrung der Blechvorform über deren Kanten im Querschnitt (Q). Dies geschieht beispielsweise durch die Absperrung (21.1) im Kalibrierstempel (21). Insbesondere können auch nicht dargestellte Schieber zur Absperrung der Kanten der Blechvorform im Kalibrierwerkzeug angeordnet sein.
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Der Torsionswinkelunterschied (tdiff) entspricht somit dem Winkelinkrement des Differenzwinkels zwischen den bezogen auf die Querschnittsform gleich orientierten Hauptträgheitsachsen (A2, A3) der Wirkflächen (10.1, 10.2) des Vorformwerkzeugs (10) der zu erzeugenden Blechvorform (2) im Vergleich zu den Wirkflächen (20.1, 20.2) des Kalibrierwerkzeugs (20) des zu erzeugenden Blechbauteils (3) zwischen den bezogen auf den Querschnitt gleich orientierten Hauptträgheitsachsen (A2, A3) der Wirkflächen (10.1, 10.2) des Vorformwerkzeugs (10) im Vergleich zu den Wirkflächen (20.1, 20.2) des Kalibrierwerkzeugs (20) in zwei parallelen Querschnitten (Q1.1, Q1.2, Q2.1, Q2.2) im Abstand von 100 mm. Die Querschnitte (Q1.1, Q2.1) und (Q1.2, Q2.2) sind beispielsweise deckungsgleich, d. h. sie werden jeweils an der gleichen Stelle an der Blechvorform (2) und an dem Blechbauteil (3) respektive im Vorformwerkzeug (10) und Kalibrierwerkzeug (20) festgelegt. Die Hauptträgheitsachsen (A2, A3) können beispielsweise deckungsgleich sein.
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Ein Blechbauteil (3) aus einem Stahlwerkstoff mit einer Streckgrenze von 440 MPa und einer Dicke von 1,5 mm wurde zunächst methodisch im Rahmen einer FE-Simulation ausgelegt und anschließend werkzeugseitig umgesetzt. Höher- und höchstfeste Stahlwerkstoffe haben in der Vergangenheit gezeigt, dass die mittels der bisherigen Vorgehensweise erzeugten Blechvorformen aufgrund ihrer Neigung zu stark ausgeprägten ungewollten Rückfederungs- und/oder Torsionseffekten von der gewünschten Sollgeometrie derart abweichen, dass weder eine sichere Einlage in das Kalibrierwerkzeug noch ein befriedigendes Kalibrierergebnis erreicht werden können. Der Unterschied zwischen Blechvorform und Sollgeometrie betrifft dabei insbesondere eine zu große, rückfederungsbedingte Torsion der gesamten Blechvorform (2'). In 2 ist mit dem Bezugszeichen (2') die Blechvorform gezeigt, die sich einstellen würde, wenn konventionell eine Blechvorform (2') aus einem höherfesten Stahlwerkstoff erzeugt werden würde. Am Blechvorform-Ende ist die Torsion an der konventionell hergestellten Blechvorform im Vergleich zu dem Blechbauteil-Ende des fertiggeformten Blechbauteils (3) sehr stark ausgeprägt und kann in den Folgeprozessen nicht mehr ausreichend reduziert bzw. nicht sicher weiterverarbeitet werden. Durch die Ausgestaltung der Wirkflächen (10.1, 10.2) des Vorformwerkzeugs (10) der zu erzeugenden Blechvorform (2) im Vergleich zu den Wirkflächen (20.1, 20.2) des Kalibrierwerkzeugs (20) des zu erzeugenden Blechbauteils (3) mit einem zwischen den bezogen auf den Querschnitt gleich orientierten Hauptträgheitsachsen (A2, A3) der Wirkflächen (10.1, 10.2) des Vorformwerkzeugs (10) im Vergleich zu den Wirkflächen (20.1, 20.2) des Kalibrierwerkzeugs (20) in zwei parallelen Querschnitten (Q1.1, Q1.2, Q2.1, Q2.2) im Abstand von 100 mm eingestellten Torsionswinkelunterschied (tdiff) von mindestens 0,2° kann die ungewollte Rückfederung und/oder Torsion der Blechvorform (2) im Wesentlichen kompensiert werden. So kann beispielweise eine Gegentorsion zu der sich im Zuge der konventionell hergestellten Ausrichtung der Blechvorform (2') eingestellt und werkzeugseitig umgesetzt werden, so dass in der Ausführung gemäß 2 ein Torsionswinkelunterschied (tdiff) von 5° eingestellt wird, um eine Blechvorform (2) vorzuformen, welche schon sehr nah der Sollgeometrie entspricht. Basierend auf FE-Simulationen wurde eine entsprechende Vorrichtung (100) werkzeugseitig umgesetzt und im Kalibrierwerkzeug (20) konnte die Blechvorform (2) zu einem Blechbauteil (3) mit hoher Prozesssicherheit fertiggeformt werden. Zusätzlich können auch die Wirkflächen (10.1, 10.2) des Vorformwerkzeugs (10) im Vergleich zu den Wirkflächen (20.1, 20.2) des Kalibrierwerkzeugs (20) dazu eingerichtet sein, dass in der zu erzeugenden Blechvorform (2) im Vergleich zu dem zu erzeugenden Blechbauteil (3) ein Zargenöffnungswinkelunterschied (zdiff) von mindestens 0,5° eingestellt wird. In 2 wurde dieser Ansatz ebenfalls mit einem Zargenöffnungswinkelunterschied (zdiff) von 5° berücksichtigt, insbesondere um eine Hinterschneidung im Vorformwerkzeug (10) zu verhindern.
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Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungen eingeschränkt. Andere Blechbauteilformen sind ebenfalls möglich und benötigen entsprechend angepasste Werkzeugkonturen. Neben flanschbehafteten Blechbauteilen können auch flanschlose Blechbauteile im Wesentlichen rückfederungsreduziert hergestellt werden. Insbesondere können die Werkzeuge (10, 20) als Wechselwerkzeuge ausgeführt sein und in einer Fertigungsstraße, insbesondere in einer Pressenlinie, Transfer-Presse oder Folgeverbund-Presse, eingesetzt werden.
