DE112011102398B4

DE112011102398B4 - Verfahren zum Formen eines Stahlblechs durch Heißpressen

Info

Publication number: DE112011102398B4
Application number: DE112011102398.7T
Authority: DE
Inventors: Tekkan Takasue; Kyousou Ishida; Kouji Hironaka; Takuya Yamazaki; Kenichi Hatakeyama; Shinichiro Kurusu; Akihiro Nakashima; Toshiharu Nakashima
Original assignee: Mazda Motor Corp; SEKISOU KANAGATA CO Ltd; Keylex Corp; IMANISHI Manufacturing CO Ltd
Current assignee: KEYLEX CORP., JP
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2011-06-21
Publication date: 2020-02-06
Anticipated expiration: 2031-06-22
Also published as: US20130111966A1; JPWO2012011224A1; DE112011102398T5; CN103025449A; US9321092B2; WO2012011224A1; JP5730308B2

Abstract

Verfahren zum Formen eines Stahlblechs (S) durch Heißpressen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
einen primär formenden Schritt (4) des Erzielens eines primär geformten Produkts (p1) durch Ausführen plastischer Bearbeitung, bei dem ein erwärmtes Stahlblech (S) durch ein oberes und ein unteres Formwerkzeug (43, 44) eines primär formenden Formwerkzeugblocks (42) über eine vorbestimmte Zeitspanne gepresst wird, so dass es an einer Pressfläche (43a, 44a) jeweils des oberen und des unteren Formwerkzeugs (43, 44) umgeformt wird,
einen sekundär formenden Schritt (5) des Führens des primär geformten Produkts (p1) in einen sekundär formenden Formwerkzeugblock (52) und des mechanischen Bearbeitens des primär geformten Produkts (pl) mit dem oberen und dem unteren Formwerkzeug (53, 54) des sekundär formenden Formwerkzeugblocks (52) über eine vorbestimmte Zeitspanne, um ein sekundär geformtes Produkt (p2) zu erzielen, und
einen Härtungsschritt (6) des Führens des sekundär geformten Produkts (p2) in einen Kühl-Formwerkzeugblock (62), der in einer durch einen Servomotor gesteuerten Hydraulikpresse (61) angeordnet ist, und des Ermöglichens, dass das obere und das untere Formwerkzeug (63, 64) des Kühl-Formwerkzeugblocks (62) das sekundär geformte Produkt (p2) über eine längere Zeitspanne unter Druck halten als die Zeitspanne für jeweils den primär und den sekundär formenden Schritt (4, 5), um ein gehärtetes, fertig geformtes Produkt (P) zu erzielen, wobei der primär formende Schritt (4), der sekundär formende Schritt (5) und der Härtungsschritt (6) nacheinander in Folge ausgeführt werden,
der Härtungsschritt (6) derart gestaltet ist, dass er unabhängig und ohne Abstimmung mit dem primär formenden und dem sekundär formenden Schritt (4, 5) ausgeführt wird,
zumindest einer von primär formendem und sekundär formendem Formwerkzeugblock (42, 52) mit einer Leitung (46, 56), die innerhalb des wenigstens einen Formwerkzeugblocks (42, 52) angeordnet ist, mit einem Treibelement (47, 57), das zum Zirkulieren eines Heizmediums durch die Leitung (47, 57) eingerichtet ist, und mit einem Temperaturregler (45, 55), der einem mit dem wenigstens einen Formwerkzeugblock (42, 52) verbundenen Temperatursensor (48, 58) aufweist, ausgestattet ist,
wenn die Produktion durch eine Produktionslinie (1), die den primär formenden und den sekundär formenden Formwerkzeugblock (42, 52) sowie einen oder zwei Kühl-Formwerkzeugblöcke (62) beinhaltet, gestartet wird, die Temperatur von wenigstens einem von primär formendem und sekundär formendem Formwerkzeugblock (42, 52) erhöht wird auf eine Temperatur, zu der das Härten des sekundär geformten Produkts (p2) startet, indem eine Temperatur des Heizmediums, das durch die Leitung (47, 57) des Temperaturreglers (45, 55) zirkuliert, eingestellt wird, während eine Temperatur des wenigstens einen Formwerkzeugblocks (42, 52) mit dem Temperatursensor (48, 58) gemessen wird,
im Härtungsschritt (6), nachdem die Temperatur erhöht worden ist, zwischen einem Beginn des Härtens und einem Ende des Härtens sowohl der primär als auch der sekundär formende Schritt (4, 5) abgeschlossen werden, der primär formende und der sekundär formende Formwerkzeugblock (42, 52) geöffnet werden, danach das primär geformte Produkt (p1), das im primär formenden Schritt (4) plastisch bearbeitet wurde, und das sekundär geformte Produkt (p2), das im sekundär formenden Schritt (5) mechanisch bearbeitet wurde, jeweils von einer Pressfläche (43a, 44a, 53a, 54a) des oberen und/oder des unteren Formwerkzeugs (43, 44, 53, 54) eines entsprechenden der Formwerkzeugblöcke (42, 52) getrennt werden, wobei die Temperatur von wenigstens einem von primär formendem und sekundär formendem Formwerkzeugblock (42, 52) eingestellt wird, indem mit dem Temperaturregler (45, 55) die Temperatur des Heizmediums, das durch die Leitung (46, 56) zirkuliert, eingestellt wird, während die Temperatur des wenigstens eines Formwerkzeugblocks (42, 52) mit dem Temperatursensor (48, 58) gemessen wird, derart, dass, wenn die Temperatur des wenigstens einen Formwerkzeugblocks (42, 52) geringer als die Temperatur ist, bei der das Härten des sekundär geformten Produkts (p2) beginnt, die Temperatur des wenigstens einen Formwerkzeugblocks (42, 52) erhöht wird und, wenn die Temperatur des wenigstens einen Formwerkzeugblocks (42, 52) höher als die Temperatur ist, bei der das Härten des sekundär geformten Produkts (p2) beginnt, die Temperatur des wenigstens einen Formwerkzeugblocks (42, 52) gesenkt wird.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren zum Formen eines Stahlblechs durch Heißpressen, um durch aufeinander folgendes plastisches Bearbeiten, mechanisches Bearbeiten und Kühlen eines erwärmten Stahlblechs ein fertig geformtes Produkt bereitzustellen.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Seit einigen Jahren besteht in der Automobilindustrie ein Bedarf an leichtgewichtigen Fahrzeugaufbaustrukturen, die ein hohes Maß an Sicherheit bereitstellen, und um diesen Bedarf zu decken, wurde die Aufmerksamkeit auf ein Verfahren zum Formen eines Stahlblechs durch Heißpressen gerichtet, um eine stabile Fahrzeugaufbaustruktur zu erzielen, ohne die Blechdicke zu erhöhen. Zum Beispiel wird in einem Verfahren zum Formen eines Stahlblechs durch Heißpressen gemäß JP 2005-248253 A durch mehrere Schritte unter Verwendung eines Formwerkzeugblocks aus einem Stahlblech ein fertig geformtes Produkt erzielt. Insbesondere wird ein primär geformtes Produkt durch plastisches Bearbeiten erzielt, bei dem ein auf hohe Temperaturen erwärmtes Stahlblech derart von oben und unten gepresst wird, dass es an den Pressflächen eines Formwerkzeugblocks plastisch umgeformt wird; dann wird durch mechanisches Bearbeiten ein sekundär geformtes Produkt erzielt, z. B. durch Durchstoßen des primär geformten Produkts; und dann wird das sekundär geformte Produkt gekühlt, um es zu härten, wobei der Formwerkzeugblock an einer Position des unteren Totpunkts gehalten wird, wodurch ein stabiles, fertig geformtes Produkt erzielt wird.
Beim Heißpressen nach der JP 2005-248253 A wird das aufeinander folgende plastische Bearbeiten, mechanische Bearbeiten und Kühlen jedoch mit Hilfe eines Formwerkzeugblocks ausgeführt, und somit erfordert das Erzielen eines fertig geformten Produkts einen beträchtlichen Zeitaufwand.
Um das Problem zu lösen, wird ein Verfahren in Betracht gezogen, das eine Transferpresse verwendet, um die Produktivität zu erhöhen. Insbesondere sind in der Transferpresse nacheinander ein primär formender Formwerkzeugblock zum primären Formen, in dem das plastische Bearbeiten ausgeführt wird, ein sekundär formender Formwerkzeugblock zum sekundären Formen, in dem das mechanische Bearbeiten ausgeführt wird, und ein Kühl-Formwerkzeugblock zum Kühlen, in dem das Kühlen ausgeführt wird, derart angeordnet, dass sie synchron betrieben werden können. Aufeinander folgend werden diesen Blöcken Stahlbleche, primär geformte Produkte und sekundär geformte Produkte zugeführt, wodurch fortlaufend fertig geformte Produkte erzielt werden, um die Produktivität zu erhöhen.
Die Transferpresse besteht im Allgemeinen aus einer mechanischen Presse mit hoher Produktivität. Die mechanische Presse ist so ausgestaltet, dass ein Schwungrad mit einem Motor angetrieben ist und die Antriebskraft des Schwungrades durch einen Kurbelwellenmechanismus in lineare Bewegung umgesetzt wird. Ein Kupplung, eine Bremse usw. sind an einem Kraftübertragungsweg bereitgestellt, über den die Antriebskraft übertragen wird, und der Eingriff der Kupplung ermöglicht die Übertragung der Antriebskraft des Schwungrades zum Kurbelwellenmechanismus, um die in der Presse angeordneten Blöcke auf und ab zu bewegen, und mit dem Anlegen der Bremse wird die vertikale Bewegung der Blöcke gestoppt.
Im Übrigen benötigt ein Kühl-(Härtungs-)Schritt für ein sekundär geformtes Produkt beim Heißpressen eine längere Zeitspanne als die zwei anderen Schritte. Wenn ein Kühl-Formwerkzeugblock für eine bestimmte Zeitspanne an einer Position des unteren Totpunkts gehalten wird, um ein mit einer Transferpresse sekundär geformtes Produkt zu kühlen, werden daher die anderen Blöcke zum primären und sekundären Formen ebenfalls für die gleiche Zeitspanne an entsprechenden Positionen des unteren Totpunkts gehalten und somit die primär und sekundär geformten Produkte für eine längere Zeitspanne als erforderlich in Kontakt mit den entsprechenden Formwerkzeugblöcken gehalten, wodurch die Wärme jedes der primär und sekundär geformten Produkte an den entsprechenden Formwerkzeugblock abgegeben wird. Diese Abgabe bewirkt, dass die Temperatur des sekundär geformten Produkts unmittelbar vor dem Einbringen desselben in den Kühl-Formwerkzeugblock geringer ist als die Temperatur beim Beginn des Härtens, bei der das Härten beginnt und die zum Härten erforderlich ist.
Um dies zu vermeiden, werden in einem Verfahren zum Formen eines Stahlblechs durch Heißpressen gemäß der JP 2007 - 136533 A primär und sekundär geformte Produkte in den entsprechenden Formwerkzeugblöcken erwärmt oder warm gehalten, um zu verhindern, dass die Temperatur jedes der primär und sekundär geformten Produkte geringer als die Temperatur beim Beginn des Härtens ist.
Aus der DE 103 07 184 B3 ist es bekannt, Wärmeverluste einer vorgeheizten Stahlblechplatine durch lediglich kurze Berührungszeiten im Formwerkzeug oder eine entsprechende Beheizung in den Vorformwerkzeugen zu minimieren.
Aus der DE 60 2004 013 264 T2 ist es bekannt, Auswerfer bei Warmstreckformwerkzeugen zur Herstellung von Blechbauteilen einzusetzen.
Die JP 2005-262235 A beschreibt das Blech unterstützende und auswerfende Elemente im Rahmen des Presshärtens.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
TECHNISCHES PROBLEM
Gemäß JP 2007-136533 A wird jedoch eine große Energiemenge verbraucht, um die Temperatur jedes der primär und sekundär geformten Produkte zu regeln, und somit steigen die Betriebskosten, wie beispielsweise die Kosten für Elektrizität.
Bei der Verwendung einer mechanischen Presse für einen Kühlungsschritt in einer Transferpresse bewirkt der Aufprall, der durch den Kontakt zwischen dem oberen und dem unteren Formwerkzeug des Formwerkzeugblocks verursacht wird - selbst wenn eine Bremse angelegt wird, um einen entsprechenden Formwerkzeugblock an einer Position des unteren Totpunktes zu halten -, dass die Stoppposition, an welcher der Formwerkzeugblock stoppt, leicht von der normalen Stoppposition abweicht, die der Position am unteren Totpunkt entspricht, und somit die Kontaktbedingungen zwischen den sekundär geformten Produkten und dem Kühl-Formwerkzeugblock variieren, wenn sekundär geformte Produkte nacheinander im Kühl-Formwerkzeugblock unter Druck gehalten werden, und somit kann bei der kontinuierlichen Herstellung die Qualität des fertig geformten Produkts variieren.
Des Weiteren wird zwar davon ausgegangen, dass eine einfache Erhöhung der Geschwindigkeit der vertikalen Bewegung des Kühl-Formwerkzeugblocks die Produktivität erhöht, doch bewirkt eine Erhöhung der Betriebsgeschwindigkeit einer Presse der mechanischen Presse, dass die Bremse zum Stoppen der vertikalen Bewegung des Kühl-Formwerkzeugblocks weniger effektiv arbeitet und somit die Bedingungen des Kontakts zwischen den unter Druck gehaltenen, sekundär geformten Produkten und dem Kühl-Formwerkzeugblock weiter variieren können.
Deshalb ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Formen eines Stahlblechs durch Heißpressen bereitzustellen, das den Energieverbrauch auf ein Minimum reduziert, um die Betriebskosten zu senken, fortlaufend fertig geformte Produkte gleichmäßiger Güte bereitstellen kann und des Weiteren eine hohe Produktivität ermöglicht.
LÖSUNG DES PROBLEMS
Um die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, besteht ein Merkmal der vorliegenden Erfindung darin, dass eine durch einen Servomotor gesteuerte Hydraulikpresse unabhängig und ohne Abstimmung mit dem primär und dem sekundär formenden Formwerkzeugblock einen Kühl-Formwerkzeugblock betreibt.
Insbesondere werden gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung nacheinander in Folge ausgeführt: ein primär formender Schritt des Erzielens eines primär geformten Produkts durch Ausführen plastischer Bearbeitung, bei dem ein erwärmtes Stahlblech durch das obere und das untere Formwerkzeug eines primär formenden Formwerkzeugblocks über eine vorbestimmte Zeitspanne gepresst wird, so dass es an einer Pressfläche jeweils des oberen und des unteren Formwerkzeugs umgeformt wird, ein sekundär formender Schritt des Führens des primär geformten Produkts in einen sekundär formenden Formwerkzeugblock und des mechanischen Bearbeitens des primär geformten Produkts mit dem oberen und dem unteren Formwerkzeug des sekundär formenden Formwerkzeugblocks über eine vorbestimmten Zeitspanne, um ein sekundär geformtes Produkt zu erzielen, und ein Härtungsschritt des Führens des sekundär geformten Produkts in einen Kühl-Formwerkzeugblock, der in einer durch einen Servomotor gesteuerten Hydraulikpresse angeordnet ist, und des Ermöglichens, dass das obere und das untere Formwerkzeug des Kühl-Formwerkzeugblocks das sekundär geformte Produkt über eine längere Zeitspanne unter Druck halten als die Zeitspanne für jeweils den primär und den sekundär formenden Schritt, um ein gehärtetes, fertig geformtes Produkt zu erzielen, wobei der Härtungsschritt derart gestaltet ist, dass er unabhängig und ohne Abstimmung mit dem primär formenden und dem sekundär formenden Schritt ausgeführt wird und dass im Härtungsschritt zwischen einem Beginn des Härtens und einem Ende des Härtens sowohl der primär als auch der sekundär formende Schritt abgeschlossen werden, wobei der primär formende und der sekundär formende Formwerkzeugblock geöffnet werden, wobei das primär geformte Produkt, das im primär formenden Schritt plastisch bearbeitet wurde, und das sekundär geformte Produkt, das im sekundär formenden Schritt mechanisch bearbeitet wurde, jeweils von einer Pressfläche des oberen und/oder des unteren Formwerkzeugs eines entsprechenden der Formwerkzeugblöcke getrennt sind.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung können im ersten Aspekt der Erfindung der primär formende und der sekundär formende Formwerkzeugblock mit Hilfe entsprechender mechanischer Pressen synchron miteinander betrieben werden.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung kann im zweiten Aspekt der Erfindung der Kühl-Formwerkzeugblock, der zwei Kühl-Formwerkzeugblöcke aufweist, vorbereitet werden, während das sekundär geformte Produkt mit einem der Kühl-Formwerkzeugblöcke gekühlt wird, ein nachfolgend mit dem sekundär formenden Formwerkzeugblock mechanisch bearbeitetes sekundär geformtes Produkt kann in den anderen Kühl-Formwerkzeugblock geführt werden, so dass es gekühlt wird, und während das sekundär geformte Produkt mit dem anderen Kühl-Formwerkzeugblock gekühlt wird, kann ein gehärtetes fertig geformtes Produkt aus dem einen der Kühl-Formwerkzeugblöcke entnommen werden.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung kann in einem Aspekt des ersten bis dritten Aspekts der Erfindung eine Temperatur des primär formenden und/oder des sekundär formenden Formwerkzeugblocks durch einen Temperaturregler derart eingestellt werden, dass, wenn die Temperatur des primär formenden und/oder des sekundär formenden Formwerkzeugblocks geringer als die Temperatur ist, bei der das Härten des sekundär geformten Produkts beginnt, die Temperatur des primär formenden und/oder des sekundär formenden Formwerkzeugblocks erhöht wird, und wenn die Temperatur des primär formenden und/oder des sekundär formenden Formwerkzeugblocks höher als die Temperatur ist, bei der das Härten des sekundär geformten Produkts beginnt, die Temperatur des primär formenden und/oder des sekundär formenden Formwerkzeugblocks gesenkt wird.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung kann in einem Aspekt des ersten bis vierten Aspekts der Erfindung zwischen dem Beginn des Härtens und dem Ende des Härtens im Härtungsschritt das primär geformte Produkt und/oder das sekundär geformte Produkt durch eine Trennvorrichtung sowohl von einer Pressfläche des entsprechenden oberen Formwerkzeugs als auch von einer Pressfläche des entsprechenden unteren Formwerkzeugs getrennt sein.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird der Kontakt des primär geformten Produkts, das mit dem primär formenden Formwerkzeugblock geformt wird, und des sekundär geformten Produkts, das mit den sekundär formenden Formwerkzeugblock geformt wird, mit der Pressfläche des oberen und/oder des unteren Formwerkzeugs des entsprechenden Formwerkzeugblocks verhindert, wenn das sekundär geformte Produkt durch den Kühl-Formwerkzeugblock unter Druck gehalten wird. Dies kann eine Situation vermeiden, in der Wärme von jeweils dem primär und dem sekundär geformten Produkt an das obere und/oder das untere Formwerkzeug abgegeben wird, was dazu führt, dass die Temperatur des sekundär geformten Produkts geringer ist als die Temperatur, bei der das Härten beginnt, wodurch der Energieverbrauch, z. B. der eines Heizvorgangs zum Aufrechterhalten der Temperatur jeweils des primär und des sekundär geformten Produkts auf einer Höhe wie in JP 2007-136533 A auf ein Minimum gesenkt wird, um die Betriebskosten zu senken. Da der Kühl-Formwerkzeugblock mit der vom Servomotor gesteuerten Hydraulikpresse auf und ab bewegt wird, kann der Kühl-Formwerkzeugblock auch bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit der vertikalen Bewegung des Kühl-Formwerkzeugblocks an einer normalen Position gestoppt werden. Somit kann der Kühl-Formwerkzeugblock an der Position des unteren Totpunkts ohne Abweichungen gestoppt werden, um die Zeitspanne zwischen dem Führen des sekundär geformten Produkts in den Kühl-Formwerkzeugblock und dem Entnehmen des fertig geformten Produkts zu verkürzen, um dadurch die Produktivität zu erhöhen, und nacheinander in den Kühl-Formwerkzeugblock geführte sekundär geformte Produkte pressen sich ohne Abweichungen an den Kühl-Formwerkzeugblock an, um fertig geformte Produkte gleichmäßiger Güte bereitzustellen.
Gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung können problemlos primär und sekundär geformte Produkte erzielt werden, da die mechanischen Pressen verwendet werden, die normalerweise oft zur plastischen und mechanischen Bearbeitung verwendet werden, und da die mechanischen Pressen verwendet werden, die im Gegensatz zur Hydraulikpresse keinen komplizierten Steuerschaltkreis benötigen, können die Kosten der gesamten Produktionslinie gesenkt werden.
Gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung werden, während das sekundär geformte Produkt mit einem der Kühl-Formwerkzeugblöcke gekühlt wird, nachfolgende primär und sekundär geformte Produkte mit dem primär formenden beziehungsweise dem sekundär formenden Formwerkzeugblock erzielt, wodurch die Produktion in der gesamten Produktionslinie verdoppelt wird, ohne die Anzahl der primär formenden Formwerkzeugblöcke und die Anzahl der sekundär formenden Formwerkzeugblöcke zu erhöhen, um eine kompakte Produktionslinie zu erzielen, die eine hohe Produktivität bereitstellt.
Gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung kann die Temperatur jeweils des primär und des sekundär formenden Formwerkzeugblocks auf die Temperatur eingestellt werden, bei der das Härten beginnt, wenn die Temperatur jeweils des primär und des sekundär formenden Formwerkzeugblocks zum Zeitpunkt des Produktionsbeginns, zu dem die Außenlufttemperatur niedrig ist, niedrig ist oder wenn die Temperatur jeweils des primär und des sekundär formenden Formwerkzeugblocks infolge der in einer kontinuierlichen Produktion erzeugten Reibungswärme erhöht ist, wodurch Abweichungen in den Temperaturen sekundär geformter Produkte reduziert werden, die in den Kühl-Formwerkzeugblock geführt werden. Dies ermöglicht das Härten des fertigen geformten Produktes in dem Kühl-Formwerkzeugblock ohne Abweichungen und kann fertige geformte Produkte gleichmäßiger Güte bereitstellen.
Gemäß dem fünften Aspekt der Erfindung stehen das primär geformte Produkt, das mit dem primär formenden Formwerkzeugblock erzielt wird, und das sekundär geformte Produkt, das mit dem sekundär formenden Formwerkzeugblock erzielt wird, niemals in Kontakt mit sowohl der Pressfläche des oberen Formwerkzeugs des entsprechenden Formwerkzeugblocks als auch der Pressfläche des unteren desselben, wenn das sekundär geformte Produkt durch den Kühl-Formwerkzeugblock unter Druck gehalten wird. Dies gewährleistet, dass die Wärmeabgabe durch sowohl die Pressfläche des oberen Formwerkzeugs als auch die Pressfläche des unteren Formwerkzeugs verhindert wird, und vermeidet eine Situation, in der die Temperatur des sekundär geformten Produkts geringer wird als die Temperatur, bei der das Härten beginnt, wodurch der Energieverbrauch, z. B. bei einem Heizvorgang zum Aufrechterhalten der Temperatur jeweils des primär und des sekundär geformten Produkts auf einer Höhe wie in JP 2007-136533 A , weiter gesenkt wird, um die Betriebskosten zu senken.
Figurenliste

[1] 1(a) und 1(b) stellen die Anordnung einer Produktionslinie dar, in welcher ein Formungsverfahren gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird, wobei 1(a) eine Draufsicht auf die Produktionslinie ist und 1(b) eine Seitenansicht derselben.
[2] 2 ist ein Blockdiagramm der Produktionslinie, in welcher das Formungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt wird.
[3] 3 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie A-A in 1(a) erstellt wurde und eine Situation darstellt, in der ein Stahlblech, ein primär geformtes Produkt und ein sekundär geformtes Produkt in einen primär formenden Formwerkzeugblock, einen sekundär formenden Formwerkzeugblock beziehungsweise einen Kühl-Formwerkzeugblock geführt werden, die jeweils ein oberes Formwerkzeug aufweisen, das nach oben bewegt ist.
[4] 4 stellt eine Situation dar, in der die oberen Formwerkzeuge des primär formenden Formwerkzeugblocks, des sekundär formenden Formwerkzeugblocks und des Kühl-Formwerkzeugblocks von ihren Positionen in 3 nach unten bewegt sind, um das Stahlblech mit dem primär formenden Formwerkzeugblock plastisch zu bearbeiten, das primär geformte Produkt mit dem sekundär formenden Formwerkzeugblock mechanisch zu bearbeiten und das sekundär geformte Produkt mit dem Kühl-Formwerkzeugblock zu kühlen (härten).
[5] 5 stellt eine Situation dar, in der sich die oberen Formwerkzeuge des primären und des sekundären Formwerkzeugblocks von ihren Positionen in 4 derart nach oben bewegen, dass das primär und das sekundär geformte Produkt von den Pressflächen des entsprechenden Formwerkzeugblocks getrennt werden, während das sekundär geformte Produkt mit dem Kühl-Formwerkzeugblock gekühlt (gehärtet) wird.
[6] 6 stellt eine Situation dar, in der sich das obere Formwerkzeug des Kühl-Formwerkzeugblocks von seiner Position in 5 nach oben bewegt und ein fertig geformtes Produkt erzielt wird.
[7] 7 stellt eine Situation dar, in der sich die Situation in 6 derart verändert hat, dass das fertig geformte Produkt vom Kühl-Formwerkzeugblock entfernt wird, das sekundär geformte Produkt vom sekundär formenden Formwerkzeugblock entfernt und in den Kühl-Formwerkzeugblock geführt wird, das primär geformte Produkt aus dem primär formenden Formwerkzeugblock entfernt und in den sekundär formenden Formwerkzeugblock geführt wird und ein Stahlblech in den primär formenden Formwerkzeugblock geführt wird.
[8] 8 ist ein 1(a) entsprechendes Schema gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
[9] 9(a) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie B-B in 8, 9(b) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie C-C in 8, 9(c) ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie D-D in 8 und 9(a) bis 9(c) stellen eine Situation dar, in der ein Stahlblech, ein primär geformtes Produkt und ein sekundär geformtes Produkt in einen primär formenden Formwerkzeugblock, einen sekundär formenden Formwerkzeugblock beziehungsweise einen Kühl-Formwerkzeugblock geführt werden, die jeweils ein oberes Formwerkzeug aufweisen, das nach oben bewegt ist.
[10] 10(a) bis 10(c) stellen eine Situation dar, in der die oberen Formwerkzeuge des primär formenden Formwerkzeugblocks, des sekundär formenden Formwerkzeugblocks und des einen der Formwerkzeugblöcke von ihren Positionen in 9 nach unten bewegt sind, um das Stahlblech mit dem primär formenden Formwerkzeugblock plastisch zu bearbeiten, das primär geformte Produkt mit dem sekundär formenden Formwerkzeugblock mechanisch zu bearbeiten und das sekundär geformte Produkt mit dem einen der Kühl-Formwerkzeugblöcke zu kühlen (härten).
[11] 11 (a) bis 11(c) stellen eine Situation dar, in der sich die oberen Formwerkzeuge des primären und des sekundären Formwerkzeugblocks von ihren Positionen in 10 (a) derart nach oben bewegen, dass das primär und das sekundär geformte Produkt von den Pressflächen des entsprechenden Formwerkzeugblocks getrennt werden, das sekundär geformte Produkt aus dem sekundär formenden Formwerkzeugblock entfernt und in den anderen Kühl-Formwerkzeugblock geführt wird, das primär geformte Produkt aus dem primär formenden Formwerkzeugblock entfernt und in den sekundär formenden Formwerkzeugblock geführt wird und ein Stahlblech in den primär formenden Formwerkzeugblock geführt wird und das sekundär geformte Produkt mit einem der Kühl-Formwerkzeugblöcke gekühlt (gehärtet) wird.
[12] 12(a) bis 12(c) stellen eine Situation dar, in der die oberen Formwerkzeuge des primär formenden Formwerkzeugblocks, des sekundär formenden Formwerkzeugblocks und des anderen Kühl-Formwerkzeugblock von ihren Positionen in 11(a) und 11(c) nach unten bewegt werden, um das Stahlblech mit dem primär formenden Formwerkzeugblock plastisch zu bearbeiten, das primär geformte Produkt mit dem sekundär formenden Formwerkzeugblock mechanisch zu bearbeiten und das sekundär geformte Produkt mit dem anderen Kühl-Formwerkzeugblock zu kühlen (härten).
[13] 13(a) bis 13(c) stellen eine Situation dar, in der sich die oberen Formwerkzeuge des primären Formwerkzeugblocks, des sekundären Formwerkzeugblocks und des einen der Kühl-Formwerkzeugblöcke von ihren Positionen in 12(a) und 12(b) nach oben bewegen, ein fertig geformtes Produkt von dem einen der Kühl-Formwerkzeugblöcke entfernt wird, das sekundär geformte Produkt vom sekundär formenden Formwerkzeugblock entfernt und in einen der Kühl-Formwerkzeugblöcke geführt wird, das primär geformte Produkt aus dem primär formenden Formwerkzeugblock entfernt und in den sekundär formenden Formwerkzeugblock geführt wird und ein Stahlblech in den primär formenden Formwerkzeugblock geführt wird.
[14] 14 (a) ist ein einem Abschnitt von 3 entsprechendes Schema und stellt nur einen primär formenden Formwerkzeugblock zur Verwendung in einem Formungsverfahren gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar, 14(b) stellt eine Situation dar, in der ein oberes Formwerkzeug des primär formenden Formwerkzeugblocks von seiner Position in 14(a) nach unten bewegt wird, um ein Stahlblech plastisch zu bearbeiten, und 14(c) stellt eine Situation dar, in der sich das obere Formwerkzeug des primär formenden Formwerkzeugblocks von seiner Position in 14(b) derart nach oben bewegt, dass ein primär geformtes Produkt von den Pressflächen sowohl des oberen Formwerkzeugs als auch des unteren Formwerkzeugs des primär formenden Formwerkzeugblocks getrennt wird.

BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der Erfindung werden hier im Weiteren anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben. Die folgenden bevorzugten Ausführungsformen sind in ihrem Wesen lediglich beispielhaft.
Erste Ausführungsform der Erfindung
1(a) und 1(b) stellen eine Produktionslinie 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Produktionslinie 1 ist dafür gestaltet, Stahlbleche S durch Heißpressen zu formen, und wie in 2 dargestellt, sind auf einer im Wesentlichen geraden Linie nacheinander von der prozessaufwärtigen Seite der Produktionslinie 1 angeordnet: ein Abschnitt der Produktionslinie 1, der einen Führungsschritt 2 ausführt, in dem Stahlbleche S vor dem Formen aufbewahrt werden, ein Abschnitt davon, der einen Erwärmungsschritt 3 ausführt, in dem Stahlbleche S vom Abschnitt, der den Führungsschritt 2 ausführt, erwärmt werden, ein Abschnitt davon, der einen primär formenden Schritt 4 ausführt, in dem über eine vorbestimmte Zeitspanne eine plastische Bearbeitung jedes der im Erwärmungsschritt 3 erwärmten Stahlbleche S ausgeführt wird, ein Abschnitt davon, der einen sekundär formenden Schritt 5 ausführt, in dem ein primär geformtes Produkt p1, das im primär formenden Schritt 4 geformt wurde, über eine vorbestimmte Zeitspanne mechanisch bearbeitet wird, z. B. durchbrochen wird, einen Abschnitt davon, der einen Härtungsschritt 6 ausführt, in dem ein sekundär geformtes Produkt p2, das im sekundär formenden Schritt 5 mechanisch bearbeitet wurde, unter Druck gehalten wird, so dass es gehärtet wird, und ein Abschnitt davon, der einen Entnahmeschritt 7 ausführt, in dem ein im Härtungsschritt 6 gehärtetes fertig geformtes Produkt aus dem Abschnitt, der den Härtungsschritt 6 ausführt, entfernt und gelagert wird. Der oben verwendete Begriff „plastisches Bearbeiten“ bezeichnet Prozesse, wie beispielsweise das Formziehen, Formstanzen und Biegeumformen. Im sekundär formenden Schritt 5 kann beim Ausführen des mechanischen Bearbeitens, wie beispielsweise dem Durchstoßen, in einem gewissen Umfang ein Biegen usw. ausgeführt werden.
Der Abschnitt, der den Führungsschritt 2 ausführt, beinhaltet eine erste Palette 20, auf der mehrere Stahlbleche S, die in einem nicht dargestellten Schneideschritt in eine geeignete Form geschnitten wurden, übereinander angeordnet sind. Ein erster Roboter R1, bei dem es sich um einen Industrieroboter handelt, ist zwischen dem Abschnitt, der den Führungsschritt 2 ausführt, und dem Abschnitt, der den Erwärmungsschritt 3 ausführt, angeordnet und der erste Roboter R1 führt die Stahlbleche S, die auf der ersten Palette 20 gestapelt sind, nacheinander in den Abschnitt, der den Erwärmungsschritt 3 ausführt.
Der Abschnitt, der den Erwärmungsschritt 3 ausführt, beinhaltet einen Heizofen 30, der sich von der prozessaufwärtigen Seite der Produktionslinie 1 zu deren prozessabwärtiger Seite erstreckt und die Stahlbleche S erwärmt. Der Heizofen 30 beinhaltet einen unteren Ofenkörper 32, der ein unterer Abschnitt des Heizofens 30 ist, und einen oberen Ofenkörper 31, der ein oberer Abschnitt des Heizofens 30 ist und dem unteren Ofenkörper 32 gegenüberliegt, und obwohl nicht dargestellt, beinhaltet der untere Ofenkörper 32 mehrere Rollen, die durch einen Motor zur Drehbewegung angetrieben werden, und ein Heizelement, das dafür gestaltet ist, die Temperatur des umgebenden Gases zwischen dem oberen Ofenkörper 31 und dem unteren Ofenkörper 32 zu erhöhen. Die vom ersten Roboter R1 in die prozessaufwärtige Seite des Heizofens 30 geführten Stahlbleche S werden durch die mehreren Rollen des Heizofens 30 zur prozessabwärtigen Seite der Produktionslinie 1 geführt und während der Zeitspanne, in der die Stahlbleche S zur prozessabwärtigen Seite geführt werden, werden die Temperaturen der Stahlbleche S mit dem umgebenden Gases, dessen Temperatur durch das Heizelement erhöht wird, auf Temperaturen von etwa 800 bis 1000 °C erhöht.
Zwischen dem Abschnitt, der den Erwärmungsschritt 3 ausführt, und dem Abschnitt, der den sekundär formenden Schritt 5 ausführt, sind zwei Transferschienen Sr derart verlegt, dass sie durch den Abschnitt, der den primär formenden Schritt 4 ausführt, verlaufen, und zwei nicht dargestellte automatische Fördervorrichtungen sind beweglich auf den Transferschienen Sr angeordnet. Die automatischen Fördervorrichtungen werden verwendet, um die im Heizofen 30 erwärmten Stahlbleche S in den Abschnitt zu führen, der den primär formenden Schritt 4 ausführt, und um gleichzeitig das primär geformte Produkt p1, das im primär formenden Schritt 4 plastisch bearbeitet wurde, in den Abschnitt zu führen, der den sekundär formenden Schritt 5 ausführt.
Der Abschnitt, der den primär formenden Schritt 4 ausführt, beinhaltet eine mechanische Presse 41 und in der mechanischen Presse 41 ist ein primär formender Formwerkzeugblock 42 angeordnet, der dafür gestaltet ist, eine plastische Bearbeitung auszuführen, bei der ein Stahlblech S von oben und unten derart gepresst wird, dass es plastisch umgeformt wird. Wie in 3 bis 6 dargestellt, ist die mechanische Presse 41 dafür gestaltet, ein oberes Formwerkzeug 43 des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 weg von einem unteren Formwerkzeug 44 desselben nach oben zu bewegen und hin zum unteren Formwerkzeug 44 nach unten.
Das untere Formwerkzeug 44 weist eine untere Pressfläche 44a auf, die, im Querschnitt betrachtet, einen im Allgemeinen hervorstehenden Abschnitt aufweist, und das obere Formwerkzeug 43 weist eine obere Pressfläche 43a auf, die, im Querschnitt betrachtet, einen im Allgemeinen vertieften Abschnitt aufweist und der unteren Pressfläche 44a des unteren Formwerkzeugs 44 entspricht. Wird eines der erwärmten Stahlbleche S auf der unteren Pressfläche 44a des unteren Formwerkzeugs 44 angeordnet und das obere Formwerkzeug 43 nach unten zu einer Position des unteren Totpunkts bewegt, wird das Stahlblech S plastisch bearbeitet, um ein primär geformtes Produkt p1 zu erzielen, das einen Querschnitt aufweist, der im Allgemeinen eine hutähnliche Form bildet.
Wie in 3 bis 6 dargestellt, ist im Inneren des unteren Formwerkzeugs 44 des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 eine Leitung 46 angeordnet, und ein Treibelement 47, das dafür eingerichtet ist, ein Heizmedium, wie beispielsweise Heißwasser, zwischen dem unteren Formwerkzeug 44 und einem Speichertank außerhalb der Zeichnungen umzuwälzen, ist an die Leitung 46 angeschlossen. An den primär formenden Formwerkzeugblock 42 ist ein Temperatursensor 48 angeschlossen. Ein Temperaturregler 45 der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Leitung 46, das Treibelement 47 und den Temperatursensor 48, wobei der Temperatursensor 48 die Temperatur des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 erkennt und die Temperatur des durch die Leitung 46 zirkulierenden Heizmediums derart eingestellt wird, dass, wenn die Temperatur des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 geringer ist als die Temperatur, bei der ein sekundär geformtes Produkt p2 gehärtet wird (etwa 650 °C), die Temperatur des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 erhöht wird und, wenn die Temperatur des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 höher ist als die Temperatur, bei der das sekundär geformte Produkt p2 gehärtet wird, die Temperatur des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 gesenkt wird.
Der Abschnitt, der den sekundär formenden Schritt 5 ausführt, beinhaltet eine mechanische Presse 51 und einen sekundär formenden Formwerkzeugblock 52, der dafür gestaltet ist, das in der mechanischen Presse 51 angeordnete, primär geformte Produkt p1 zu durchstoßen. Wie in 3 bis 6 dargestellt, sind die Antriebsquelle der mechanischen Presse 51 und die Antriebsquelle der mechanischen Presse 41 synchron getaktet und der primär formende Formwerkzeugblock 42 und der sekundär formende Formwerkzeugblock 52 arbeiten synchron miteinander.
Das untere Formwerkzeug 54 weist eine untere Pressfläche 54a auf, die, im Querschnitt betrachtet, einen im Allgemeinen hervorstehenden Abschnitt aufweist und der Form der Rückseite des primär geformten Produkts p1 entspricht, und im oberen Teil der unteren Pressfläche 54a ist eine Durchstoßöffnung 54b zum Durchstoßen gebildet. Das obere Formwerkzeug 53 weist eine obere Pressfläche 53a auf, die, im Querschnitt betrachtet, einen im Allgemeinen vertieften Abschnitt aufweist und der Form der Vorderseite des primär geformten Produkts p1 entspricht, und die obere Pressfläche 53a beinhaltet einen Durchstoßvorsprung 53b, welcher der Durchstoßöffnung 54b entspricht. Wird das primär geformte Produkte p1 auf der unteren Pressfläche 54a des unteren Formwerkzeugs 54 angeordnet, wobei die Rückseite des primär geformten Produkts p1 zum unteren Formwerkzeug 54 weist, liegt die Rückseite des primär geformten Produkts p1 an der unteren Pressfläche 54a an. Wird in dieser Situation das obere Formwerkzeug 53 zur Position des unteren Totpunkts nach unten bewegt, wird das primär geformte Produkt p1 mit Hilfe der Durchstoßöffnung 54b und des Durchstoßvorsprungs 53b durchstoßen, um ein sekundär geformtes Produkt p2 zu erhalten.
Wie in 3 bis 6 dargestellt, ist im Inneren des unteren Formwerkzeugs 54 des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 eine Leitung 56 angeordnet, und ein Treibelement 57, das dafür eingerichtet ist, ein Heizmedium, wie beispielsweise Heißwasser, zwischen dem unteren Formwerkzeug 54 und einem Speichertank außerhalb der Zeichnungen umzuwälzen, ist an die Leitung 56 angeschlossen. An den sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 ist ein Temperatursensor 58 angeschlossen. Der Temperaturregler 55 der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Leitung 56, das Treibelement 57 und den Temperatursensor 58, wobei der Temperatursensor 58 die Temperatur des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 erkennt und die Temperatur des durch die Leitung 56 zirkulierenden Heizmediums derart eingestellt wird, dass, wenn die Temperatur des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 geringer ist als die Temperatur, bei der das sekundär geformte Produkt p2 gehärtet wird, die Temperatur des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 erhöht wird und, wenn die Temperatur des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 höher ist als die Temperatur, bei der das sekundär geformte Produkt p2 gehärtet wird, die Temperatur des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 gesenkt wird.
Ein zweiter Roboter R2, bei dem es sich um einen Industrieroboter handelt, ist zwischen dem Abschnitt, der den sekundär formenden Schritt 5 ausführt, und dem Abschnitt, der den Härtungsschritt 6 ausführt, angeordnet und der zweite Roboter R2 führt nacheinander im sekundär formenden Schritt 5 geformte, sekundär geformte Produkte p2 in den Abschnitt, der den Härtungsschritt 6 ausführt.
Der Abschnitt, der den Härtungsschritt 6 ausführt, beinhaltet eine Hydraulikpresse 61, und in der Hydraulikpresse 61 ist ein Kühl-Formwerkzeugblock 62 zum Kühlen angeordnet. Der Härtungsschritt 6 ist derart gestaltet, dass er unabhängig und ohne Abstimmung mit dem primär formenden 4 und dem sekundär formenden Schritt 5 ausgeführt wird, wobei die Hydraulikpresse 61 unter der Steuerung eines Servomotors arbeitet und ein oberes Formwerkzeug 63 des Kühl-Formwerkzeugblocks 62 von dessen unterem Formwerkzeug 64 nach oben und zum unteren Formwerkzeug 64 nach unten bewegt wird.
Das untere Formwerkzeug 64 weist eine untere Pressfläche 64a auf, die, im Querschnitt betrachtet, einen im Allgemeinen hervorstehenden Abschnitt aufweist, und der Form der Rückseite des sekundär geformten Produkts p2 entspricht, und wenn das sekundär geformte Produkt p2 auf der unteren Pressfläche 64a des unteren Formwerkzeugs 64 angeordnet wird, wobei die Rückseite des sekundär geformten Produkts p2 zum unteren Formwerkzeug 64 weist, liegt die Rückseite des sekundär geformten Produkts p2 an der unteren Pressfläche 64a an. Das obere Formwerkzeug 63 weist eine obere Pressfläche 63a auf, die, im Querschnitt betrachtet, einen im Allgemeinen vertieften Abschnitt aufweist und der Form der Vorderseite des sekundär geformten Produkts p2 entspricht. Die Größe einen Zwischenraumes G, der zwischen der oberen Pressfläche 63a und der unteren Pressfläche 64 bei Absenkung des oberen Formwerkzeugs 63 des Kühl-Formwerkzeugblocks 62 zur Position des unteren Totpunkts gebildet wird, ist auf eine Größe eingestellt, die geringfügig kleiner als die Dicke des sekundär geformten Produkts p2 ist. Somit presst der Kühl-Formwerkzeugblock 62 gegen die Vorder- und die Rückseite des sekundär geformten Produkts p2, wenn das obere Formwerkzeug 63 nach unten bewegt wird, während das sekundär geformte Produkt p2 auf dem unteren Formwerkzug 64 angeordnet ist.
Wie in 3 bis 6 dargestellt, ist im Inneren des oberen 63 und des unteren Formwerkzeugs 64 eine Leitung 66 angeordnet und ein Treibelement 67, das dafür eingerichtet ist, Kaltwasser zwischen jeweils dem oberen 63 und dem unteren Formwerkzeug 64 und einem Speichertank außerhalb der Zeichnungen umzuwälzen, ist an die Leitung 66 angeschlossen. An den Kühl-Formwerkzeugblock 62 ist ein Temperatursensor 68 angeschlossen. Eine Kühlvorrichtung 65 der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Leitung 66, das Treibelement 67 und den Temperatursensor 68, wobei der Temperatursensor 68 die Temperatur des Kühl-Formwerkzeugblocks 62 erkennt und die Temperatur des durch die Leitung 66 zirkulierenden Kaltwassers derart eingestellt wird, dass, wenn die Temperatur des Kaltwassers höher als die Temperatur des Kaltwassers zum Härten ist, die Temperatur des Kaltwassers gesenkt wird.
Ein dritter Roboter R3, bei dem es sich um einen Industrieroboter handelt, ist zwischen dem Abschnitt, der den Härtungsschritt 6 ausführt, und dem Abschnitt, der den Entnahmeschritt 7 ausführt, angeordnet und fertig geformte Produkte P, die im Härtungsschritt 6 geformt wurden, werden durch den dritten Roboter R3 nacheinander aus dem Abschnitt entnommen, der den Härtungsschritt 6 ausführt, und in einen Abschnitt geführt, der den Entnahmeschritt 7 ausführt.
Der Abschnitt, der den Entnahmeschritt 7 ausführt, beinhaltet eine zweite Palette 70, auf der ein im Härtungsschritt 6 fertig geformtes Produkt P angeordnet wird, und mehrere fertig geformte Produkte P, die nacheinander im Härtungsschritt 6 geformt wurden, können auf der zweiten Palette 70 gestapelt werden.
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung eines fertig geformten Produktes P aus einem Stahlblech S durch Heißpressen in der Produktionslinie 1 beschrieben.
3 stellt eine Situation dar, in welcher ein in einem Heizofen 30 erwärmtes Stahlblech S, ein mit einem primär formenden Formwerkzeugblock 42 geformtes primär geformtes Produkt p1 und ein mit einem sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 geformtes sekundär geformtes Produkt p2 in den primär formenden Formwerkzeugblock 42, den sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 beziehungsweise einen Kühl-Formwerkzeugblock 62 eingeführt werden.
Als Erstes werden, wie in 4 dargestellt, ein oberes Formwerkzeug 43 des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 und ein oberes Formwerkzeug 53 des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 von ihren in 3 dargestellten Positionen synchron miteinander nach unten bewegt und ein oberes Formwerkzeug 63 des Kühl-Formwerkzeugblocks 62 bewegt sich zur gleichen Zeit nach unten wie das obere und untere Formwerkzeug 43 und 53. Aus dem Stahlblech S wird mit dem primär formenden Formwerkzeugblock 42 ein primär geformtes Produkt p1 geformt, aus dem primär geformten Produkt p1 wird mit dem sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 ein sekundär geformtes Produkt p2 geformt und das Härten des sekundär geformten Produkts p2 beginnt mit dem Halten des sekundär geformten Produkts p2 unter Druck durch den Kühl-Formwerkzeugblock 62.
Als Nächstes bewegen sich, wie in 5 dargestellt, das obere Formwerkzeug 43 des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 und das obere Formwerkzeug 53 des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 synchron miteinander und ohne Abstimmung mit dem Kühl-Formwerkzeugblock 62 nach oben, während das sekundär geformte Produkt p2 mit dem nach unten bewegten oberen Formwerkzeug 63 des Kühl-Formwerkzeugblocks 62 gehärtet wird; das primär geformte Produkt p1, das im primär formenden Schritt 4 plastisch bearbeitet wurde, wird von einer oberen Pressfläche 43a des oberen Formwerkzeugs 43 getrennt, während es mit der unteren Pressfläche 44a unteren Formwerkzeug 44 in Kontakt steht, und das sekundär geformte Produkt p2, das im sekundär formenden Schritt 5 durchstoßen wurde, wird von einer oberen Pressfläche 53a des oberen Formwerkzeugs 53 getrennt, während es mit einer unteren Pressfläche 54a des unteren Formwerkzeugs 54 in Kontakt steht. Somit kann, wenn das sekundär geformte Produkt p2 durch den Kühl-Formwerkzeugblock 62 unter Druck gehalten wird, der Kontakt zwischen dem mit dem primär formenden Formwerkzeugblock 42 geformten primär geformten Produkt p1 und der oberen Pressfläche 43a des oberen Formwerkzeugs 43 verhindert werden und der Kontakt zwischen dem mit dem sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 geformten sekundär geformten Produkt p2 und der oberen Pressfläche 53a des oberen Formwerkzeugs 53 kann verhindert werden. Dies kann eine Situation vermeiden, in der die Wärme des primär geformten Produkts p1 und die Wärme des sekundär geformten Produkts p2 an die obere Pressfläche 43a des oberen Formwerkzeugs 43 beziehungsweise die obere Pressfläche 53a des oberen Formwerkzeugs 53 abgegeben wird, was dazu führt, dass die Temperatur des sekundär geformten Produkts p2 geringer als die Temperatur ist, bei der das sekundär geformte Produkt p2 gehärtet wird, wodurch der Energieverbrauch, z. B. der eines Heizvorgangs zum Aufrechterhalten der Temperatur jeweils des primär und des sekundär geformten Produkts auf einer Höhe wie in JP 2007-136533 A , auf ein Minimum gesenkt wird, um die Betriebskosten zu senken.
Auch wenn die Formwerkzeugblöcke derart gestaltet sind, dass das im primär formenden Schritt 4 plastisch bearbeitete primär geformte Produkt p1 und das im sekundär formenden Schritt 5 durchstoßene sekundär geformte Produkt p2 bei geöffneten Formwerkzeugblöcken in Kontakt mit den oberen Pressflächen 43a und 53a der oberen Formwerkzeuge 43 beziehungsweise 53 stehen und von den unteren Pressflächen 44a und 54a der unteren Formwerkzeuge 44 beziehungsweise 54 getrennt werden, können Vorteile ähnlich den oben genannten Vorteilen bereitgestellt werden.
Als Nächstes wird nach dem Verstreichen einer vorbestimmten Zeitspanne von dem Zeitpunkt an, an dem die Situation in 5 beginnt, das Härten im Kühl-Formwerkzeugblock 62 abgeschlossen, um ein fertig geformtes Produkt P zu erzielen, und das obere Formwerkzeug 63 des Kühl-Formwerkzeugblocks 62 bewegt sich nach oben, wie in 6 dargestellt. Darauf folgend wird das fertig geformte Produkt P durch den dritten Roboter R3 aus dem Kühl-Formwerkzeugblock 62 entnommen, das sekundär geformte Produkt p2 wird vom zweiten Roboter R2 aus dem sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 entnommen und in den Kühl-Formwerkzeugblock 62 geführt, das primär geformte Produkt p1 wird gleichzeitig durch eine automatische Fördervorrichtung (nicht dargestellt) aus dem primär formenden Formwerkzeugblock 42 entnommen und in den sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 geführt und das Stahlblech S wird dann durch eine automatische Fördervorrichtung (nicht dargestellt) aus dem Heizofen 30 entnommen und in den primär formenden Formwerkzeugblock 42 geführt. Somit werden ein primär formender Schritt 4, ein sekundär formender Schritt 5 und ein Härtungsschritt 6 nacheinander in Folge ausgeführt, wodurch auf der Produktionslinie ein fertig geformtes Produkt P erzielt wird.
Sollen die fertig geformten Produkte P nacheinander erzielt werden, regeln die Temperaturregler 45 und 55 jeweils die Temperatur eines Heizmediums, das jeweils durch eine Leitung 46 und 56 zirkuliert, derart, dass, wenn die Temperatur des primär beziehungsweise sekundär formenden Formwerkzeugblocks 42 und 52 zum Zeitpunkt des Produktionsbeginns, zu dem die Außenlufttemperatur niedrig ist, niedrig ist, seine Temperatur erhöht wird, und wenn die Temperatur des primär beziehungsweise sekundär formenden Formwerkzeugblocks 42 und 52 infolge der in einer kontinuierlichen Produktion erzeugten Reibungswärme erhöht ist, seine Temperatur gesenkt wird. Somit können die Temperaturen des primär und des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 42 und 52 durch die Temperaturregler 45 und 55 auf die Temperatur geregelt werden, bei der das Härten beginnt, wodurch Abweichungen in den Temperaturen sekundär geformter Produkte p2 reduziert werden, die in den Kühl-Formwerkzeugblock 62 geführt werden. Dies ermöglicht das Härten fertig geformter Produkte P in dem Kühl-Formwerkzeugblock 62 ohne Abweichungen und kann fertige geformte Produkte P gleichmäßiger Güte bereitstellen.
Angesichts des Vorangegangenen kann gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung der Kühl-Formwerkzeugblock 62 auch bei einer Erhöhung der Geschwindigkeit der vertikalen Bewegung des Kühl-Formwerkzeugblocks 62 an einer normalen Position gestoppt werden, da der Kühl-Formwerkzeugblock 62 mit der vom Servomotor gesteuerten Hydraulikpresse 61 auf und ab bewegt wird. Somit kann der Kühl-Formwerkzeugblock 62 ohne Abweichungen an der Position des unteren Totpunkts gestoppt werden, um die Zeitspanne zwischen dem Führen des sekundär geformten Produkts p2 in den Kühl-Formwerkzeugblock 62 und dem Entnehmen des fertig geformten Produkts P zu verkürzen, um dadurch die Produktivität zu erhöhen, und nacheinander in den Kühl-Formwerkzeugblock 62 geführte sekundär geformte Produkte p2 pressen sich ohne Abweichungen an den Kühl-Formwerkzeugblock 62 an, um fertig geformte Produkte P gleichmäßiger Güte bereitzustellen.
Darüber hinaus können problemlos primär geformte Produkte p1 und sekundär geformte Produkte p2 erzielt werden, da die mechanischen Pressen 41 und 51 verwendet werden, die bisher oft herkömmlich zur plastischen und mechanischen Bearbeitung verwendet werden, und da die mechanischen Pressen 41 und 51 verwendet werden, die im Gegensatz zur Hydraulikpresse 61 keinen komplizierten Steuerschaltkreis benötigen, können die Kosten der gesamten Produktionslinie 1 gesenkt werden.
Obschon in der ersten Ausführungsform ein Heizmedium wie beispielsweise Heißwasser zum Erwärmen des primär und des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 42 und 52 verwendet wird, muss das Heizmedium nicht zwangsläufig verwendet werden und die Formwerkzeugblöcke können beispielsweise durch elektrische Wärmeerzeugung erwärmt werden.
Obschon im primär formenden und im sekundär formenden Schritt 4 und 5 die mechanischen Pressen 41 und 51 verwendet werden, können auch hydraulische Pressen verwendet werden, um primär geformte und sekundär geformte Produkte p1 und p2 zu erzielen.
Obschon im primär formenden und im sekundär formenden Schritt 4 und 5 die vertikale Bewegung des oberen Formwerkzeugs 43 des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 synchron mit der des oberen Formwerkzeugs 53 des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 ist, kann die Synchronisierung der vertikalen Bewegung des oberen Formwerkzeugs 43 mit der des oberen Formwerkzeugs 53 auch unterbunden werden.
Obschon im Heizofen 30 dieser Ausführungsform die Stahlbleche S durch Erhöhen der Temperatur des umgebenden Gases auf hohe Temperaturen erwärmt werden, ist ein Erwärmungsprozess nicht auf den genannten Prozess beschränkt, und es kann ein Erwärmungsprozess verwendet werden, der beispielsweise Induktionserwärmung nutzt.
Obschon automatische Fördervorrichtungen (nicht dargestellt) verwendet werden, um das primär geformte Produkt p1 von dem Abschnitt, der den primär formenden Schritt 4 ausführt, in den Abschnitt zu führen, der den sekundär formenden Schritt 5 ausführt, und um das Stahlblech S von dem Abschnitt, der den Erwärmungsschritt 3 ausführt, in den Abschnitt zu führen, der den primär formenden Schritt 4 ausführt, können auch Industrieroboter verwendet werden, um diese Produkte in die entsprechenden Abschnitte zu führen.
Obschon in der ersten Ausführungsform die Leitungen 46 und 56 nur in den unteren Formwerkzeugen 44 und 54 des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 beziehungsweise des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 angeordnet sind, um die Temperatur der Formwerkzeugblöcke zu regeln, können die Leitungen 46 und 56 auch in den oberen Formwerkzeugen 43 beziehungsweise 53 angeordnet sein, um die Temperaturen der Formwerkzeugblöcke zu regeln.
Obschon der primär formende und der sekundär formende Formwerkzeugblock 42 und 52 die Temperaturregler 45 beziehungsweise 55 beinhalten, kann die Temperatur des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 und/oder des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 geregelt werden.
Zweite Ausführungsform der Erfindung
8 stellt eine Produktionslinie 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform beinhaltet die Produktionslinie 1 der zweiten Ausführungsform zwei Abschnitte, die jeweils einen Führungsschritt 2 ausführen und parallel angeordnet sind, zwei Abschnitte, die jeweils einen Erwärmungsschritt 3 ausführen und parallel angeordnet sind, zwei Abschnitte, die jeweils einen Härtungsschritt 6 ausführen und parallel angeordnet sind, und zwei Abschnitte, die einen Entnahmeschritt 7 ausführen und parallel angeordnet sind, und die anderen Elemente sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform; daher wird der Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform ausführlich beschrieben.
Ein erster Roboter R1 ist zwischen jedem der Abschnitte, die den Führungsschritt 2 ausführen, und einem der Abschnitte, die den Erwärmungsschritt 3 ausführen, der parallel zu dem Abschnitt angeordnet ist, der den Führungsschritt 2 ausführt, angeordnet und ein dritter Roboter R3 ist zwischen jedem der Abschnitte, die den Härtungsschritt 6 ausführen, und einem der Abschnitte, die einen Entnahmeschritt 7 ausführen, der parallel zu dem Abschnitt angeordnet ist, der den Härtungsschritt 6 ausführt, angeordnet. Jeder der beiden Abschnitte, die den Erwärmungsschritt 3 ausführen, ist durch Transferschienen Sr, die vom Abschnitt, der den Erwärmungsschritt 3 ausführt, zum Abschnitt, der den primär formenden Schritt 4 ausführt, verlaufen, mit dem Abschnitt, der den primär formenden Schritt 4 ausführt, verbunden, wodurch nacheinander Stahlbleche S, die im Erwärmungsschritt 3 erwärmt wurden, in den Abschnitt, der den primär formenden Schritt 4 ausführt, geführt werden.
Als Nächstes wird ein Verfahren zur Herstellung eines fertig geformten Produktes P aus einem Stahlblech S durch Heißpressen in der Produktionslinie 1 der zweiten Ausführungsform beschrieben.
9(a) bis 9(c) stellen eine Situation dar, in welcher ein in einem Heizofen 30 erwärmtes Stahlblech S, ein mit einem primär formenden Formwerkzeugblock 42 geformtes primär geformtes Produkt p1 und ein mit einem sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 geformtes sekundär geformtes Produkt p2 in den primär formenden Formwerkzeugblock 42, den sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 beziehungsweise in einen von zwei Kühl-Formwerkzeugblöcken 62 eingeführt werden.
Als Erstes werden, wie in 10(a) bis 10(c) dargestellt, ein oberes Formwerkzeug 43 des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 und ein oberes Formwerkzeug 53 des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 von ihren in 9(a) dargestellten Positionen synchron miteinander nach unten bewegt und ein oberes Formwerkzeug 63 eines der Kühl-Formwerkzeugblöcke 62 bewegt sich zur gleichen Zeit wie das obere und untere Formwerkzeug 43 und 53 ebenfalls aus seiner in 9(b) dargestellten Position nach unten. Aus dem Stahlblech S wird mit dem primär formenden Formwerkzeugblock 42 ein primär geformtes Produkt p1 geformt, aus dem primär geformten Produkt p1 wird mit dem sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 ein sekundär geformtes Produkt p2 geformt und das Härten des sekundär geformten Produkts p2 beginnt mit dem Halten des sekundär geformten Produkts p2 unter Druck durch den einen der Kühl-Formwerkzeugblöcke 62.
Als Nächstes bewegen sich, wie in 11(a) bis 11(c) dargestellt, das obere Formwerkzeug 43 des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 und das obere Formwerkzeug 53 des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 synchron miteinander und ohne Abstimmung mit dem einen der Kühl-Formwerkzeugblöcke 62 nach oben, während das sekundär geformte Produkt p2 mit dem nach unten bewegten oberen Formwerkzeug 63 des einen der Kühl-Formwerkzeugblöcke 62 gehärtet wird; das primär geformte Produkt p1, das im primär formenden Schritt 4 plastisch bearbeitet wurde, wird von einer oberen Pressfläche 43a des oberen Formwerkzeugs 43 getrennt, und das sekundär geformte Produkt p2, das im sekundär formenden Schritt 5 durchstoßen wurde, wird von einer oberen Pressfläche 53a des oberen Formwerkzeugs 53 getrennt.
Als Nächstes wird das sekundär geformte Produkt p2 vom zweiten Roboter R2 aus dem sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 entnommen und in den anderen Kühl-Formwerkzeugblock 62 geführt, das primär geformte Produkt p1 wird gleichzeitig durch eine automatische Fördervorrichtung (nicht dargestellt) aus dem primär formenden Formwerkzeugblock 42 entnommen und in den sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 geführt und das Stahlblech S wird dann durch eine automatische Fördervorrichtung (nicht dargestellt) aus dem Heizofen 30 entnommen und in den primär formenden Formwerkzeugblock 42 geführt.
Darauf folgend wird, wie in 12(a) bis 12(c) dargestellt, das obere Formwerkzeug 43 des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 und das obere Formwerkzeug 53 des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 synchron miteinander nach unten bewegt und ein oberes Formwerkzeug 63 des anderen Kühl-Formwerkzeugblocks 62 bewegt sich zur gleichen Zeit wie das obere und untere Formwerkzeug 43 und 53 ebenfalls nach unten. Somit wird aus dem Stahlblech S mit dem primär formenden Formwerkzeugblock 42 ein primär geformtes Produkt p1 geformt, aus dem primär geformten Produkt p1 wird mit dem sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 ein sekundär geformtes Produkt p2 geformt und das Härten des sekundär geformten Produkts p2 beginnt mit dem Halten des sekundär geformten Produkts p2 unter Druck durch den anderen Kühl-Formwerkzeugblock 62.
Als Nächstes bewegen sich, wie in 13(a) bis 13(c) dargestellt, das obere Formwerkzeug 43 des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 und das obere Formwerkzeug 53 des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 synchron miteinander und ohne Abstimmung mit dem anderen Kühl-Formwerkzeugblock 62 nach oben, während das sekundär geformte Produkt p2 mit dem nach unten bewegten oberen Formwerkzeug 63 des anderen Kühl-Formwerkzeugblocks 62 gehärtet wird. Das Härten wird in dem einen der Kühl-Formwerkzeugblöcke 62 beendet, um ein fertig geformtes Produkt P zu erzielen, und das obere Formwerkzeug 63 des einen der Kühl-Formwerkzeugblöcke 62 bewegt sich zur gleichen Zeit wie das obere und untere Formwerkzeug 43 und 53 ebenfalls nach oben.
Darauf folgend wird das fertig geformte Produkt P durch den dritten Roboter R3 aus dem einen der Kühl-Formwerkzeugblöcke 62 entnommen, das sekundär geformte Produkt p2 wird gleichzeitig durch den zweiten Roboter R2 aus dem sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 entnommen und in das eine der Kühl-Formwerkzeugblöcke 62 geführt, das primär geformte Produkt p1 wird gleichzeitig durch eine automatische Fördervorrichtung (nicht dargestellt) aus dem primär formenden Formwerkzeugblock 42 entnommen und in den sekundär formenden Formwerkzeugblock 52 geführt und das Stahlblech S wird dann durch eine automatische Fördervorrichtung (nicht dargestellt) aus dem Heizofen 30 entnommen und in den primär formenden Formwerkzeugblock 42 geführt. Somit werden ein primär formender Schritt 4, ein sekundär formender Schritt 5 und zwei Härtungsschritte 6 nacheinander in Folge ausgeführt, wodurch auf der Produktionslinie ein fertig geformtes Produkt P erzielt wird.
Wie im Vorangegangenen werden gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, nachfolgende primär und sekundär geformte Produkte p1 und p2 mit dem primär formenden und dem sekundär formenden Formwerkzeugblock 42 beziehungsweise 52 erzielt, während ein sekundär geformtes Produkt p2 mit einem der Kühl-Formwerkzeugblöcke 62 gekühlt wird, wodurch die Produktion in der gesamten Produktionslinie 1 verdoppelt wird, ohne die Anzahl der primär formenden Formwerkzeugblöcke 42 und die Anzahl der sekundär formenden Formwerkzeugblöcke 52 zu erhöhen, um eine kompakte Produktionslinie 1 zu erzielen, die eine hohe Produktivität bereitstellt.
Dritte Ausführungsform der Erfindung
14(a) bis 14(c) stellen einen primär formenden Formwerkzeugblock 42 zur Verwendung in einer Produktionslinie 1 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. In der dritten Ausführungsform unterscheidet sich lediglich die Struktur eines unteren Formwerkzeugs 44 des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 von der in der ersten Ausführungsform, und die anderen Elemente sind identisch mit denen der ersten Ausführungsform. Daher wird hier nur der Unterschied zwischen der dritten und der ersten Ausführungsform ausführlich beschrieben.
In dem unteren Formwerkzeug 44 der dritten Ausführungsform sind mehrere vertikal verlaufende Aussparungen 44c ausgebildet und jede enthält eine Trennvorrichtung 8.
Die Trennvorrichtung 8 weist ein Trägerelement 81, das in Form einer im Allgemeinen dreieckigen Pyramide ausgebildet ist, und eine Spiralfeder 82 auf, um das Trägerelement 81 nach oben zu drücken.
Wie in 14(a) dargestellt, wird das Trägerelement 81 bei geöffnetem primär formendem Formwerkzeugblock 42 durch die Spiralfeder 82 nach oben gedrückt und ragt über eine untere Pressfläche 44a hinaus nach oben. Das Trägerelement 81 trägt ein von einem Heizofen 30 geführtes Stahlblech S, um das Stahlblech S anzuheben, wodurch das Stahlblech S von der unteren Pressfläche 44a getrennt wird.
Wie in 14(b) dargestellt, wird das Trägerelement 81 bei geschlossenem primär formenden Formwerkzeugblock 42 durch das Stahlblech S (ein oberes Formwerkzeug 43) nach unten gedrückt und sinkt somit entgegen der Federkraft der Spiralfeder 82 ein, so dass es in der Aussparung 44c enthalten ist.
Darüber hinaus wird das Trägerelement 81, wie in 14(c) dargestellt, bei geöffnetem primär formendem Formwerkzeugblock 42 durch die Spiralfeder 82 nach oben gedrückt und ragt somit über die untere Pressfläche 44a hinaus nach oben. Das Trägerelement 81 hebt ein primär geformtes Produkt p1 an, um das primär geformte Produkt p1 von der unteren Pressfläche 44a zu trennen.
Ein Verfahren zur Herstellung eines fertig geformten Produktes P aus einem Stahlblech S durch Heißpressen in der Produktionslinie 1 der dritten Ausführungsform ist identisch mit dem in der ersten Ausführungsform, mit der Ausnahme, dass das Stahlblech S, das in den geöffneten primär formenden Formwerkzeugblock 42 geführt wird, durch das Trägerelement 81 angehoben wird, so dass es von der unteren Pressfläche 44a getrennt ist, dass das Trägerelement 81 synchron mit dem Schließen des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 in die Aussparung 44c aufgenommen wird und dass das primär geformte Produkt p1 synchron mit dem Öffnen des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 durch das Trägerelement 81 angehoben wird, so dass es von der unteren Pressfläche 44a getrennt wird; daher wird auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet.
Somit steht gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das primär geformte Produkt p1, das mit dem primär formenden Formwerkzeugblock 42 geformt wird, niemals in Kontakt mit sowohl der Pressfläche 43a des oberen Formwerkzeugs 43 des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 als auch der Pressfläche 44a des unteren Formwerkzeugs 44 desselben, wenn ein sekundär geformtes Produkt p2 durch einen Kühl-Formwerkzeugblock 62 unter Druck gehalten wird. Dies gewährleistet, dass die Wärmeabgabe durch sowohl die Pressfläche 43a des oberen Formwerkzeugs 43 als auch die Pressfläche 44a des unteren Formwerkzeugs 44 verhindert wird, und vermeidet eine Situation, in der die Temperatur des sekundär geformten Produkts p2 geringer wird als die Temperatur, bei der das Härten beginnt, wodurch der Energieverbrauch, z. B. bei einem Heizvorgang zum Erhöhen der Temperatur des primär geformten Produkts p1 wie in JP 2007-136533 A , weiter gesenkt wird, um die Betriebskosten zu senken.
Obschon in der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung das untere Formwerkzeug 44 des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 die mehreren Trennvorrichtungen 8 aufweist, kann das untere Formwerkzeug 54 eines sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 mehrere Trennvorrichtungen 8 aufweisen, und somit kann das primär geformte Produkt p1 oder das sekundär geformte Produkt p2 von einer unteren Pressfläche 54a getrennt werden.
Obschon die Trennvorrichtungen 8 der dritten Ausführungsform jeweils das einzelne Trägerelement 81 und die einzelne Spiralfeder 82 aufweisen, sind die Komponenten jeder der Trennvorrichtungen 8 nicht auf die genannten Komponenten beschränkt. Zum Beispiel kann ein stabförmiges Element mit einem vorderen Ende, das eine Saugglocke aufweist, jeweils von den oberen Formwerkzeugen 43 und 53 nach unten heraus ragen und das primär und das sekundär geformte Produkt p1 und p2 können durch die Saugglocke angesaugt werden und unten an den oberen Formwerkzeugen 43 und 53 hängen, so dass sie jeweils von einer entsprechenden der oberen Pressflächen 43a und 53a und von einer entsprechenden der unteren Pressflächen 44a und 54a getrennt sind.
Darüber hinaus bewegen zwar die Trennvorrichtungen 8 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jeweils das Trägerelement 81 durch Dehnen und Zusammendrücken der Spiralfeder 82 auf und ab, doch ist ein Verfahren zum Auf- und Abwärts-Bewegen des Trägerelements 81 nicht auf dieses Verfahren beschränkt. Zum Beispiel kann ein Zylinder verwendet werden, der synchron mit dem Öffnen und Schließen jeweils des primär formenden Formwerkzeugblocks 42 und des sekundär formenden Formwerkzeugblocks 52 aus- und einfährt.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist für eine Situation geeignet, in der Heißpressen durchgeführt wird, um ein fertig geformtes Produkt zu erzielen, das durch aufeinander folgendes Durchführen einer plastischen Bearbeitung, einer mechanischen Bearbeitung und eines Kühlens beispielsweise eines erwärmten Stahlblechs gehärtet wird.
Bezugszeichenliste

4: PRIMÄR FORMENDER SCHRITT
5: SEKUNDÄR FORMENDER SCHRITT
6: HÄRTUNGSSCHRITT
8: TRENNVORRICHTUNG
41: MECHANISCHE PRESSE
42: PRIMÄR FORMENDER FORMWERKZEUGBLOCK
43: OBERES FORMWERKZEUG
43a: OBERE PRESSFLÄCHE
44: UNTERES FORMWERKZEUG
44a: UNTERE PRESSFLÄCHE
45, 55: TEMPERATURREGLER
51: MECHANISCHE PRESSE
52: SEKUNDÄR FORMENDER FORMWERKZEUGBLOCK
53: OBERES FORMWERKZEUG
53a: OBERE PRESSFLÄCHE
54: UNTERES FORMWERKZEUG
54a: UNTERE PRESSFLÄCHE
61: HYDRAULIKPRESSE
62: KÜHL-FORMWERKZEUGBLOCK
p1: PRIMÄR GEFORMTES PRODUKT
p2: SEKUNDÄR GEFORMTES PRODUKT

Claims

Verfahren zum Formen eines Stahlblechs (S) durch Heißpressen, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: einen primär formenden Schritt (4) des Erzielens eines primär geformten Produkts (p1) durch Ausführen plastischer Bearbeitung, bei dem ein erwärmtes Stahlblech (S) durch ein oberes und ein unteres Formwerkzeug (43, 44) eines primär formenden Formwerkzeugblocks (42) über eine vorbestimmte Zeitspanne gepresst wird, so dass es an einer Pressfläche (43a, 44a) jeweils des oberen und des unteren Formwerkzeugs (43, 44) umgeformt wird, einen sekundär formenden Schritt (5) des Führens des primär geformten Produkts (p1) in einen sekundär formenden Formwerkzeugblock (52) und des mechanischen Bearbeitens des primär geformten Produkts (pl) mit dem oberen und dem unteren Formwerkzeug (53, 54) des sekundär formenden Formwerkzeugblocks (52) über eine vorbestimmte Zeitspanne, um ein sekundär geformtes Produkt (p2) zu erzielen, und einen Härtungsschritt (6) des Führens des sekundär geformten Produkts (p2) in einen Kühl-Formwerkzeugblock (62), der in einer durch einen Servomotor gesteuerten Hydraulikpresse (61) angeordnet ist, und des Ermöglichens, dass das obere und das untere Formwerkzeug (63, 64) des Kühl-Formwerkzeugblocks (62) das sekundär geformte Produkt (p2) über eine längere Zeitspanne unter Druck halten als die Zeitspanne für jeweils den primär und den sekundär formenden Schritt (4, 5), um ein gehärtetes, fertig geformtes Produkt (P) zu erzielen, wobei der primär formende Schritt (4), der sekundär formende Schritt (5) und der Härtungsschritt (6) nacheinander in Folge ausgeführt werden, der Härtungsschritt (6) derart gestaltet ist, dass er unabhängig und ohne Abstimmung mit dem primär formenden und dem sekundär formenden Schritt (4, 5) ausgeführt wird, zumindest einer von primär formendem und sekundär formendem Formwerkzeugblock (42, 52) mit einer Leitung (46, 56), die innerhalb des wenigstens einen Formwerkzeugblocks (42, 52) angeordnet ist, mit einem Treibelement (47, 57), das zum Zirkulieren eines Heizmediums durch die Leitung (47, 57) eingerichtet ist, und mit einem Temperaturregler (45, 55), der einem mit dem wenigstens einen Formwerkzeugblock (42, 52) verbundenen Temperatursensor (48, 58) aufweist, ausgestattet ist, wenn die Produktion durch eine Produktionslinie (1), die den primär formenden und den sekundär formenden Formwerkzeugblock (42, 52) sowie einen oder zwei Kühl-Formwerkzeugblöcke (62) beinhaltet, gestartet wird, die Temperatur von wenigstens einem von primär formendem und sekundär formendem Formwerkzeugblock (42, 52) erhöht wird auf eine Temperatur, zu der das Härten des sekundär geformten Produkts (p2) startet, indem eine Temperatur des Heizmediums, das durch die Leitung (47, 57) des Temperaturreglers (45, 55) zirkuliert, eingestellt wird, während eine Temperatur des wenigstens einen Formwerkzeugblocks (42, 52) mit dem Temperatursensor (48, 58) gemessen wird, im Härtungsschritt (6), nachdem die Temperatur erhöht worden ist, zwischen einem Beginn des Härtens und einem Ende des Härtens sowohl der primär als auch der sekundär formende Schritt (4, 5) abgeschlossen werden, der primär formende und der sekundär formende Formwerkzeugblock (42, 52) geöffnet werden, danach das primär geformte Produkt (p1), das im primär formenden Schritt (4) plastisch bearbeitet wurde, und das sekundär geformte Produkt (p2), das im sekundär formenden Schritt (5) mechanisch bearbeitet wurde, jeweils von einer Pressfläche (43a, 44a, 53a, 54a) des oberen und/oder des unteren Formwerkzeugs (43, 44, 53, 54) eines entsprechenden der Formwerkzeugblöcke (42, 52) getrennt werden, wobei die Temperatur von wenigstens einem von primär formendem und sekundär formendem Formwerkzeugblock (42, 52) eingestellt wird, indem mit dem Temperaturregler (45, 55) die Temperatur des Heizmediums, das durch die Leitung (46, 56) zirkuliert, eingestellt wird, während die Temperatur des wenigstens eines Formwerkzeugblocks (42, 52) mit dem Temperatursensor (48, 58) gemessen wird, derart, dass, wenn die Temperatur des wenigstens einen Formwerkzeugblocks (42, 52) geringer als die Temperatur ist, bei der das Härten des sekundär geformten Produkts (p2) beginnt, die Temperatur des wenigstens einen Formwerkzeugblocks (42, 52) erhöht wird und, wenn die Temperatur des wenigstens einen Formwerkzeugblocks (42, 52) höher als die Temperatur ist, bei der das Härten des sekundär geformten Produkts (p2) beginnt, die Temperatur des wenigstens einen Formwerkzeugblocks (42, 52) gesenkt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei der primär formende und der sekundär formende Formwerkzeugblock (42, 52) mit Hilfe entsprechender mechanischer Pressen (41, 51) synchron miteinander betrieben werden.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Produktionslinie (1) zwei Kühl-Formwerkzeugblöcke (62) aufweist, wobei während das sekundär geformte Produkt (p2) mit einem der Kühl-Formwerkzeugblöcke (62) gekühlt wird, ein nachfolgend mit dem sekundär formenden Formwerkzeugblock (52) mechanisch bearbeitetes sekundär geformtes Produkt (p2) in den anderen Kühl-Formwerkzeugblock (62) geführt wird, so dass es gekühlt wird, und während das sekundär geformte Produkt (p2) dann mit dem anderen Kühl-Formwerkzeugblock (62) gekühlt wird, ein gehärtetes fertig geformtes Produkt (S) aus dem ersten der Kühl-Formwerkzeugblöcke (62) entnommen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest eines von unterem Formwerkzeug (44) des primär formenden Formwerkzeugblocks (42) im primär formenden Schritt (4) und unterem Formwerkzeug (54) des sekundär formenden Formwerkzeugblocks (52) im sekundär formenden Schritt (5) mit mehreren Trennvorrichtungen (8) ausgestattet ist, die ein Trägerelement (81), das in Form einer im Allgemeinen dreieckigen Pyramide ausgebildet ist, und eine Spiralfeder (82), um das Trägerelement (81) nach oben zu drücken, aufweist, zwischen einem Beginn des Härtens und einem Ende des Härtens im Härtungsschritt (6), während die primär formenden und sekundär formenden Formwerkzeugblöcke (42, 52) geöffnet sind, eine Vorspannkraft der Spiralfeder (82) von wenigstens einem von unterem Formwerkzeug (44) des primär formenden Formwerkzeugblocks (42) und unterem Formwerkzeug (54) des sekundär formenden Formwerkzeugblocks (52) es dem Trägerelement (81) ermöglicht, über eine untere Pressfläche (44a, 54a) von wenigstens einem von unterem Formwerkzeug (44) des primär formenden Formwerkzeugblocks (42) und unterem Formwerkzeug (54) des sekundär formenden Formwerkzeugblocks (52) vorzustehen, so dass das primär geformte Produkt (p1) und/oder das sekundär geformte Produkt (p2) nach oben von der unteren Pressfläche (44a, 54a) des zugehörigen unteren Formwerkzeugs (44, 54) bewegt wird, um so sowohl von einer Pressfläche (43a, 53a) des entsprechenden oberen Formwerkzeugs (43, 53) als auch von einer Pressfläche (44a, 54a) des entsprechenden unteren Formwerkzeugs (44, 54) getrennt zu werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kühl-Formwerkzeugblock (62) mit einer Kühlvorrichtung (65) ausgestattet ist, die eine Leitung (66) innerhalb des Kühl-Formwerkzeugblocks (62) und ein Treibelement (67), das zum Zirkulieren von Kaltwasser durch die Leitung (66) bereitgestellt ist, aufweist, und nachdem der Härtungsschritt (6) beendet ist und der Kühl-Formwerkzeugblock (62) geöffnet ist, eine Temperatur des Kühl-Formwerkzeugblocks (62) abgesenkt wird auf die zum Härten vorgegebene Temperatur des Kühl-Formwerkzeugblocks (62), indem die Temperatur des Kaltwassers, das durch die Leitung (66) der Kühlvorrichtung (65) zirkuliert, eingestellt wird.