DE10360417A1

DE10360417A1 - Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils

Info

Publication number: DE10360417A1
Application number: DE2003160417
Authority: DE
Inventors: Dirk JÄSCHKE; Roland Malek
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2023-12-20
Also published as: DE10360417B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechpofils (9) aus einer Platine oder einem Halbzeug. Die Platine wird in einem aus einer Matrize (3), einem Stempel (5) und einem Blechhalter (4) bestehenden Pressenwerkzeug (1), insbesondere durch Tiefziehen, warm umgeformt und anschließend in dem Pressenwerkzeug (1) gehärtet. Zwischen der Matrize (3) und dem Blechhalter (4) wird hierzu vor der Umformung ein Abstand (7) eingestellt, der größer als die Platinendicke (8) ist. Während der Umformung wird der Abstand (7) derart reduziert, dass das Blechprofil (9) zumindest abschnittsweise an dem Blechhalter (4) anliegt. Durch den Abstand (7) wird ein flächiger Kontakt zwischen Blechprofil (9) und Blechhalter (4) während der Umformung und damit ein ungleichmäßiges Abkühlen des Blechprofils (9) verhindert. Nach der Umformung wird durch die Reduzierung des Abstandes (7) ein flächiger Kontakt zwischen Blechhalter (4) und Blechprofil (9) geschaffen. Hierdurch kühlt das Blechprofil (9) gleichmäßig und mit der notwendigen Abkühlgeschwindigkeit aus, so dass die erforderliche Härte bzw. die gewünschten Festigkeitseigenschaften des Blechprofils (9) gewährleistet werden können.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils aus einer Platine oder einem Halbzeug, die zum Blechprofil warm umgeformt und gehärtet wird.
Durch die DE 24 52 486 A1 zählt ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils aus einer Platine in einem Presshärteverfahren zum Stand der Technik. Hierbei wird eine aus einem härtbaren Stahl bestehende Platine auf Härtetemperatur erhitzt, dann in einem Pressenwerkzeug warm umgeformt und anschließend ausgehärtet während das Blechprofil im Werkzeug verbleibt.
Das Warmumformen und Härten im Pressenwerkzeug ist aufgrund der Kombination von Umform- und Vergütungsvorgang in einem Werkzeug eine rationelle Arbeitsweise.
Hierbei erweist es sich als nachteilig, dass die Warmumformteile beispielsweise nicht mit einem konventionellen Tiefziehvorgang in einem aus einer Matrize, einem Stempel und einem Blechhalter bestehenden Werkzeug hergestellt werden können. Durch den Kontakt mit dem Blechhalter kühlt das Blechprofil bzw. die Platine in diesem Bereich schnell aus, während das Blechprofil im Bereich der Zarge eine höhere Temperatur aufweist. Dies bewirkt, dass das Blechprofil beim Umformen im abgekühlten, und damit nicht mehr so gut umformbaren, Bereich reißt. Um das zu verhindern, sind zusätzliche Vorformoperationen erforderlich. Werden die Blechprofile dagegen ohne Blechhalter, durch reines Formen, hergestellt, ergibt sich eine große Faltenbildung, welche zu Dopplungen im Blechprofil führt bzw. führen kann.
Verfahren zur Herstellung von gehärteten Blechprofilen, bei welchen eine Platine in einem Pressenwerkzeug zum Blechprofil warm umgeformt und gehärtet wird sind außerdem aus der DE 101 28 200 A1 und der DE 198 82 558 T1 bekannt.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein rationelles und ökonomisches Verfahren zur Herstellung von gehärteten Blechprofilen aus einer Platine zu schaffen, bei welchem insbesondere auf aufwändige Vorformoperationen verzichtet werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist also ein Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils aus einer Platine oder einem Halbzeug vorgesehen, bei welchem die Platine oder das Halbzeug in einem aus einer Matrize, einem Blechhalter und einem Stempel bestehenden Pressenwerkzeug, insbesondere durch Tiefziehen, zum Blechprofil warm umgeformt und gehärtet wird, wobei vor der Umformung ein Abstand zwischen einer Matrize und einem Blechhalter eingestellt wird, der größer als eine Platinendicke ist. Hierdurch wird ein flächiger Kontakt der auf Härtetemperatur erhitzten Platine mit dem Blechhalter verhindert. Ein ungleichmäßiges Abkühlen des Blechprofils nach dem Stand der Technik findet nicht statt, wodurch das Reißen des Blechprofils während des Umformens aufgrund unterschiedlicher Temperaturen im Bauteil erfolgreich verhindert werden kann. Hierdurch kann auf zusätzlich Vorformoperationen bei der Herstellung von komplexen Blechprofilen verzichtet und die Fertigungskosten und Fertigungszeiten erheblich reduziert werden. Gleichzeitig wird durch den im Abstand angeordneten Blechhalter die Faltenbildung beim Umformen vermindert bzw. verhindert.
Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung des vorliegenden Verfahrens wird auch dadurch geschaffen, dass der Abstand während oder/und nach der Umformung derart reduziert wird, dass das Blechprofil zumindest abschnittsweise flächig an dem Blechhalter anliegt. Hierdurch wird gewährleistet, dass sich dass Blechprofil nach erfolgter Umformung gleichmäßig und mit der notwendigen Abkühlgeschwindigkeit abkühlt, so dass das Blechprofil die erforderliche bzw. gewünschte Härte und Festigkeitseigenschaften aufweist. Durch die bessere Wärmeabfuhr unter dem Blechhalter kann die Zykluszeit zur Herstellung des gehärteten Blechprofils reduziert und somit Fertigungskosten gesenkt werden.
Dabei erweist es sich als besonders vorteilhaft, wenn vor der Umformung ein Abstand eingestellt wird, der zwischen 0,1 mm und 50,0 mm größer als die Platinendicke ist. Dieser Abstand ist erforderlich, um eine Umformung der Platine ohne flächigen Kontakt mit der Matrize zu gewährleisten.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Diese zeigt in
1 eine Prinzipskizze eines Pressenwerkzeuges mit einer in dem Pressenwerkzeug angeordneten Platine;
2 das Pressenwerkzeug aus 1 während der Umformung der Platine mit einem Abstand zwischen der Matrize und dem Blechhalter;
3 das Pressenwerkzeug aus den 1 und 2 mit einem reduzierten Abstand zwischen der Matrize und dem Blechhalter.
1 zeigt ein Pressenwerkzeug 1 mit einer in dem Pressenwerkzeug 1 angeordneten Platine 2. Das Pressenwerkzeug 1 weist eine Matrize 3, einen Blechhalter 4 und einen Stempel 5 auf. Der Stempel 5 und der Blechhalter 4 sind relativ zu der Matrize 3 beweglich. Zwischen der Matrize 3 und dem Blechhalter 4 ist mittels zwei Distanzelementen 6 ein Abstand 7 eingestellt. Der durch die Distanzelemente 6 eingestellte Abstand 7 beträgt die Platinendicke 8 zuzüglich 0,1 – 50,0 mm.
In einem ersten Verfahrensschritt wird die auf Härtetemperatur erhitzte Platine 2 in dem Pressenwerkzeug 1 zu einem Blechprofil 9 warm umgeformt, was in der 2 dargestellt ist. Zu Beginn des Umformens, insbesondere durch Tiefziehen, ist durch die Distanzelemente 6 der Abstand 7 eingestellt. Während des Umformens wird der Abstand 7 derart reduziert, dass das Blechprofil 9 zumindest abschnittsweise flächig an dem Blechhalter 4 anliegt. Die Reduzierung des Abstandes 7 erfolgt zu einem frei wählbaren Zeitpunkt, vorzugsweise jedoch im unteren Totpunkt (UT) des Pressenwerkzeuges 1 bzw. des Stempels 5. Die 3 zeigt das Pressenwerkzeug 1 mit dem reduzierten Abstand 7 zwischen den Matrize 3 und dem Blechhalter 4. Die Reduzierung des Abstandes 7 zwischen Matrize 3 und Blechhalter 4 erfolgt durch ein gezieltes Einfahren der Distanzelemente 6 in zugeordnete Aufnahmen 10 des Blechhalters 4. Nach der Warmumformung erfolgt die Härtung des Blechprofils 9 in dem Pressenwerkzeug 1.

1: Pressenwerkzeug
2: Platine
3: Matrize
4: Blechhalter
5: Stempel
6: Distanzelement
7: Abstand
8: Platinendicke
9: Blechprofil
10: Aufnahme

Claims

Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils aus einer Platine oder einem Halbzeug, die in einem aus einer Matrize, einem Blechhalter und einem Stempel bestehenden Pressenwerkzeug, insbesondere durch Tiefziehen, zum Blechprofil warm umgeformt und gehärtet wird, wobei vor der Umformung ein Abstand zwischen einer Matrize und einem Blechhalter eingestellt wird, der größer als eine Platinendicke ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand während oder/und nach der Umformung derart reduziert wird, dass das Blechprofil zumindest abschnittsweise flächig an dem Blechhalter anliegt.
Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Umformung ein Abstand eingestellt wird, der zwischen 0,1 mm und 50,0 mm größer als die Platinendicke ist.