EP3519120A1 - VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES GEFORMTEN BAUTEILS MIT EINEM MAßHALTIGEN ZARGENBEREICH - Google Patents

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES GEFORMTEN BAUTEILS MIT EINEM MAßHALTIGEN ZARGENBEREICH

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Publication number
EP3519120A1
EP3519120A1 EP17772395.4A EP17772395A EP3519120A1 EP 3519120 A1 EP3519120 A1 EP 3519120A1 EP 17772395 A EP17772395 A EP 17772395A EP 3519120 A1 EP3519120 A1 EP 3519120A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
quantity adjustment
specific material
material quantity
frame
flange
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP17772395.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Thomas Flehmig
Martin Kibben
Daniel Nierhoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
ThyssenKrupp AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG, ThyssenKrupp AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Publication of EP3519120A1 publication Critical patent/EP3519120A1/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing
    • B21D22/30—Deep-drawing to finish articles formed by deep-drawing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20—Deep-drawing

Definitions

  • the invention relates to a method of manufacturing a molded component, the method comprising: preforming a workpiece into a preformed component having a bottom portion, a frame portion, and optionally a flange portion, wherein a material amount adjustment is adjusted in the preformed component; and
  • the invention further relates to a molded component.
  • a preformed component with a uniform material quantity adjustment in the form of a material addition or compression addition by means of a deep-drawing step or other forming processes or their combination such as a "stamping and raising" or bending, edges, etc.
  • the strong and indifferent springback of the component is then new by a calibration step by means of compressive stress superposition aligned, so that an at least partially final-formed and dimensionally stable component can arise.
  • the spring-back effects tend to concentrate on the frame and radius areas (drawing and ground radii).
  • the frames then tend to bend outward, which is because they must go through at least two bends from a certain length: a bend around the drawing radius when pulling the workpiece into the tool and the subsequent back bending in the straight frame part of the tool.
  • the bottom radii only a simple bend.
  • the method described is better than, for example, one due to the inclusion on preferably all areas of the component in the process
  • the invention has the object to provide a method and a component, wherein the dimensional stability is further improved and in particular a spreading of the frames of U-shaped components or
  • Part sections can be selectively influenced, so as to further improve the dimensional accuracy of the components.
  • the object is achieved according to a first teaching in a generic method in that the material quantity adjustment with a soil-specific material quantity adjustment, a frame-specific material quantity adjustment, a radii-specific material quantity adjustment and / or optionally a
  • Flange area is set. It has been found, in particular, that a material quantity adaptation in the preformed component, which is specific to the
  • End-molded component to be counteracted and improved dimensional accuracy in the at least partially final molded component can be achieved.
  • a Material quantity adjustment is usually given as a relative percentage (%) compared to the amount of material actually specified in the desired (part) section by the desired final shape.
  • a radius region is understood to mean a curved transition region between the base region and the frame region or between the frame region and the flange region (if present).
  • more or less material is provided in the corresponding area as it dictates the geometry of the at least partially end-formed component.
  • An area-specific adaptation of the material quantity is understood to mean, in particular, that the amount of material in the individually considered area is set individually.
  • the frame-specific, soil-specific, radii-specific and / or optionally flange-specific material quantity adaptation is determined in advance.
  • Radia-specific and / or optional flange-specific material quantity adjustment determined by means of a simulation, for example with a finite element method.
  • the adjustment of a material quantity adjustment preferably takes place in that the workpiece is adapted. For example, more or less material in the corresponding area is already provided in the workpiece, or the geometry of the workpiece results in a corresponding in the preformed component
  • the workpiece is, for example, a substantially planar board, for example a sheet metal.
  • the workpiece is made of a steel material.
  • aluminum or other malleable metals may be used.
  • the molded component is accordingly preferably a sheet-metal component.
  • the preforming can be produced by means of arbitrarily combinable shaping processes in one or more steps.
  • the preforming may include, for example, a deep-drawing-type forming step.
  • a multi-stage shaping including, for example, an embossing of the floor to be created and raising the frames to be created or optionally stopping the flanges to be created can take place.
  • the preformed component obtained by preforming can be regarded in particular as a component close to the final shape, which corresponds as well as possible to the intended finished part geometry taking into account given boundary conditions such as springback and forming capacity of the material used.
  • Calibration can be understood in particular to be a finish molding or final shaping of the preformed component, which can be achieved, for example, by one or more pressing operations.
  • the at least partially final molded component even further, the component
  • the preforming and calibrating described preferably takes place successively.
  • the calibration can only be performed with respect to some areas or to the entire component.
  • Material quantity adjustment, the radii-specific material adaptation and / or optional the flange-specific material quantity adjustment a material addition.
  • a material quantity adjustment in the form of a material addition additional or (compared to the final form) excess material is provided, which leads to a targeted upsetting during the calibration process and in particular to a
  • both the soil-specific material quantity adjustment and the frame-specific material quantity adjustment, the radii-specific material adaptation and optionally the flange-specific material quantity adjustment is a material addition.
  • a material quantity adjustment can be particularly locally as well
  • Material reduction be formed. In this case, less material than provided by the final form is provided.
  • less material than provided by the final form is provided.
  • the preformed component has a positive opposite to the final molded component
  • the soil-specific material quantity adjustment differs from the soil-specific material quantity adjustment.
  • Material quantity adjustment provided. It has been shown that different Material quantity adjustments lead to a flow of material from one area to the other area during the upsetting during calibration and thereby in particular the Zargenö Stammswinkel and / or the Zärgenkrümmungsradius can be influenced. As a result, thus particularly dimensionally stable components can be provided.
  • the soil specific material quantity adjustment is + 2%
  • Material flow takes place from the frame area in the floor area and / or from the floor area in the frame area.
  • a flange is present and the frame-specific material quantity adjustment and the
  • Flange-specific material quantity adjustment are set in such a way that material flows from the frame area into the flange area and / or from the flange area into the frame area during calibration. As already stated, such a material flow can be achieved in particular by different
  • Material quantity adjustments in the bottom area, in the frame area and / or optionally in the flange portion of the preformed component can be achieved and advantageous for a targeted adjustment of the Zargenö Stammswinkels and / or the
  • the method according to the invention are at least two material quantity adjustments from the group of soil-specific material quantity adjustment, the frame-specific material quantity adjustment, the radii-specific material quantity adjustment and / or optionally the
  • flange-specific material quantity adjustment a material allowance, wherein at least one material allowance is greater than at least one other material addition.
  • the soil-specific material addition is greater than that
  • Camber radius of curvature can be influenced as desired.
  • At least two material quantity adjustments differ from the group of the frame-specific material quantity adaptation, the soil-specific
  • the difference is 1 percentage point. For example, if the soil-specific material allowance is + 2% and the frame-specific Material allowance + 3%, the difference is 1 percentage point. For example, if the soil-specific material allowance is + 2% and the frame-specific
  • Camber radius of curvature set For example, the required material quantity adjustments are first determined as part of a simulation or tests and then adjusted according to the preformed component.
  • This refinement of the method is based on the finding that an increase in the difference in the material quantity adjustments, in particular in the base region and in the frame region, leads to a reduction in the frame opening angle.
  • the difference is at least 0.2 percentage points, in particular at least 0.5
  • Percentage points preferably at least 1 percentage point, more preferably at least 2 percentage points.
  • the necessary difference may depend on the individual case depend and be influenced by the geometry of each component to be manufactured and / or the material. As already stated, however, the respectively necessary material quantity adaptation can be determined experimentally or by simulations. Spreading is substantially avoided, in particular, if the frame opening angle deviates upwards of less than 2 °, preferably less than 1 °, particularly preferably less than 0.5 °, from the nominal angle.
  • Embodiment of the method is based on the finding that a reduction in the difference in the material quantity adjustments, especially in the bottom area and in the frame area, leads to an increase in the Zargenö Stammswinkels.
  • the difference is at most 5 percentage points, preferably at most 4
  • Percentage points more preferably at most 3 percentage points. Collapsing is substantially avoided, in particular, if the frame opening angle deviates downward less than 2 °, preferably less than 1 °, particularly preferably less than 0.5 °, from the nominal angle.
  • Material quantity adjustment, the radii-specific material quantity adjustment and / or optionally the flange-specific material quantity adjustment a material allowance and is set sufficiently large so that spreading of the frame portion of the at least partially final molded component is substantially avoided, for example, greater than + 0.5%, preferably greater than +1 %.
  • the frame-specific material quantity adjustment is a material addition and is
  • the Zargenkrümmungsradius is greater than 10 3 mm, preferably greater than 10 4 mm, more preferably greater than 10 5 mm.
  • the shaped component has a U-shaped cross-section.
  • the molded component is a U-shaped profile or a cup-shaped or trough-shaped component.
  • the molded component is for example a flangeless or flange-mounted component.
  • the component also has a flange area in addition to the floor area and the frame area.
  • the frame area preferably runs obliquely or substantially perpendicular to the floor area and / or to the flange area.
  • the molded component is made of a steel material.
  • the steel material is
  • the molded component is made of an aluminum material.
  • Aluminum material is preferably an at least high-strength aluminum material. Such aluminum materials have a particularly high springback in classical forming processes. The method according to the invention therefore makes it possible to set a high dimensional stability even with aluminum materials with a material-related high springback.
  • the components according to the invention have an advantageous stress distribution due to the compression with the described material quantity adjustment, so that a high dimensional accuracy can be achieved.
  • Fig. 3 is a schematic cross-sectional view of a component according to the
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a component which has been produced according to an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • FIGS. 1, 2 each show schematic cross-sectional representations of a frame region 2, 2 'and a bottom region 4, 4' of a component 1, to illustrate FIG
  • the component 1 has a bottom-specific material quantity adjustment in the form of a material allowance or compression addition of + 2% and a frame-specific
  • the component has a soil-specific material quantity adjustment in the form of a material allowance or compression addition of + 2% and a frame-specific
  • FIG 3 shows a schematic cross-sectional view of a flange-type component 30 according to the prior art.
  • the component 30 is manufactured by conventional deep drawing.
  • the component 30 has due to the transition from the bottom portion 34 to the frame portion 32 on a spreading of the frames.
  • the frame portion 32 has a residual curvature.
  • FIG. 4 shows a schematic cross-sectional view of a flange-mounted component 40 which has been produced according to an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • a soil-specific material allowance and a frame-specific material allowance were distributed unevenly.
  • the component 40 in contrast to the component 30 due to the transition from the bottom portion 44 to the frame portion 42 has no spreading of the frames.
  • the frame portion 42 has no residual curvature.
  • Fig. 5 shows experimental results for the Zargenendendistanz respectively
  • soil addition after calibration.
  • the soil-specific material or compression additions were implemented in the form of two uniform waves in the bottom area of circular segment arches with the same radii.
  • Fig. 5 the distance of the Zargenenden in mm is plotted on the left over the soil addition in%.
  • the dashed line represents the nominal width of the Zargenenden.
  • the radius of the curvature of the frame is plotted in mm above the ground allowance in%. Soil additions of 0.5%, 1.0%, 1.5% and 2.0% were chosen. The frame-specific material addition was always 3.0%.
  • Fig. 6 shows experimental results for the Zargenendendistanz
  • the frame-specific material or compression additions were implemented here in the form of three uniform or tangentenstetigen waves in the bottom region of circular segment arches with the same radii.
  • the curb end distance (s) and Zargenkrümmungsradius can be adjusted. It can be seen that by increasing the frame-specific material addition, the crown curvature can be reduced or the crown radius of curvature can be increased, as this is primarily influenced by the frame-specific material addition (FIG. 6, right in comparison with FIG. 5, right). Thus, the frame-specific material addition can be set sufficiently large, so that too large Zargenkrümmung the frames of at least partially final-formed component can be substantially avoided.
  • Material addition should be set sufficiently large, so that spreading of the frames of at least partially final molded component substantially

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
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  • Forging (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung eines geformten Bauteils, das Verfahren umfassend: Vorformen eines Werkstücks zu einem vorgeformten Bauteil mit einem Bodenbereich, einem Zargenbereich und optional einem Flanschbereich, wobei in dem vorgeformten Bauteil eine Materialmengenanpassung eingestellt wird; und Kalibrieren des vorgeformten Bauteils zu einem zumindest bereichsweise endgeformten Bauteil (1, 1', 40) mit einem Bodenbereich (4, 4', 44), einem Zargenbereich (2, 2', 42) und optional einem Flanschbereich, wobei während des Kalibrierens zumindest bereichsweise ein Stauchen des vorgeformten Bauteils erfolgt. Die Aufgabe, ein Verfahren bereitzustellen, wobei die Maßhaltigkeit weiterhin verbessert wird und insbesondere eine Aufspreizung der Zargen von u-förmigen Bauteilen oder Teileabschnitten gezielt beeinflusst werden kann, um die Maßhaltigkeit der Bauteile weiter zu verbessern, wird dadurch gelöst, dass die Materialmengenanpassung mit einer bodenspezifischen Materialmengenanpassung, einer zargenspezifischen Materialmengenanpassung, einer radienspezifischen Materialmengenanpassung und/oder optional einer flanschspezifische Materialmengenanpassung eingestellt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin ein geformtes Bauteil (1, 1', 40).

Description

Verfahren zur Herstellung eines geformten Bauteils mit einem maßhaltigen
Zargenbereich
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines geformten Bauteils, das Verfahren umfassend: Vorformen eines Werkstücks zu einem vorgeformten Bauteil mit einem Bodenbereich, einem Zargenbereich und optional einem Flanschbereich, wobei in dem vorgeformten Bauteil eine Materialmengenanpassung eingestellt wird; und
Kalibrieren des vorgeformten Bauteils zu einem zumindest bereichsweise endgeformten Bauteil mit einem Bodenbereich, einem Zargenbereich und optional einem
Flanschbereich, wobei während des Kalibrierens zumindest bereichsweise ein Stauchen des vorgeformten Bauteils erfolgt. Die Erfindung betrifft weiterhin ein geformtes Bauteil.
Bei der Herstellung von Bauteilen, insbesondere offenen, im Querschnitt u-förmigen Profilbauteilen beispielsweise mittels Tiefziehen kommt es nach der Entnahme des Bauteils aus dem Werkzeug aufgrund der unvermeidbaren elastischen Rückfederung meistens zu einer Auffederung zwischen dem Boden und den Zargen, bzw. zwischen den Zargen und den optional vorhandenen Flanschen des Bauteils. Diese Formänderung ist zusätzlich durch eine Krümmung der Zargen überlagert, welche in der Regel nach außen gerichtet ist. In der Folge sind die Bauteilenden aufgespreizt. Der Effekt tritt verstärkt bei hochfesten Stahlwerkstoffen und geringen Blechdicken, aber auch bei der
Umformung sonstiger metallischer Werkstoffe wie zum Beispiel Aluminium auf.
Um dem entgegenzuwirken, wird beispielsweise ein vorgeformtes Bauteil (Vorform) mit einer gleichmäßigen Materialmengenanpassung in Form einer Materialzugabe oder Stauchzugabe mittels eines Tiefziehschritts oder anderen Umformverfahren oder deren Kombination wie einem„Prägen und Hochstellen" oder Biegen, Kanten etc. hergestellt. Die dabei auftretende starke und indifferente Rückfederung des Bauteils wird anschließend durch einen Kalibrierschritt mittels Druckspannungsüberlagerung neu ausgerichtet, so dass ein zumindest bereichsweise endgeformtes und maßhaltiges Bauteil entstehen kann.
Kommt beispielsweise ein Tiefziehen mit einem distanzierten Niederhalter für das Vorformen zum Einsatz, konzentrieren sich die Rückfederungseffekte meist auf die Zargen- und die Radienbereiche (Zieh- und Bodenradien). Die Zargen krümmen sich dann meist nach außen, was daran liegt, dass diese ab einer bestimmten Länge mindestens zwei Biegungen durchlaufen müssen: eine Biegung um den Ziehradius beim Einziehen des Werkstücks in das Werkzeug und die darauf folgende Rückbiegung im geraden Zargenteil des Werkzeugs. Bei den Bodenradien dagegen erfolgt nur eine einfache Biegung.
Im Detail entstehen bei der Herstellung der Teile durch eine einfache Biegung auf der Innenseite der eingebrachten Krümmung ein Druckbereich und auf der Außenseite ein Zugbereich. Bei einer doppelten, entgegengesetzt wirkenden Biegung kehren sich unter einer weiteren Verfestigung die Verhältnisse zwar um, die Spannungsdifferenzen bleiben jedoch, wenn auch reduziert, erhalten. Mit der Bauteilentnahme aus dem Werkzeug werden dann die inhomogenen, elastischen Spannungsanteile frei und deformieren das Bauteil mehr oder weniger stark, was u. a. zu einem Aufbiegen sowie einer unerwünschten Krümmung der Bauteilzargen führt.
Seit längerem ist bekannt, dass die ungewollte elastische Rückfederung vor allem dadurch entsteht, dass die betroffenen Bereiche eine zu geringe Abstreckung erhalten. Gezielte Abstreckungsmaßnahmen oder Ziehsicken können den Effekt nur reduzieren und bedingen häufig eine anlagentechnische Modifizierung. Auch führen derartige Abstreckungsmaßnahmen zu einer zusätzlichen Dehnung des Materials, was wiederum zu Rissen führen kann.
Das beschriebene Verfahren ist aufgrund der Einbeziehung auf vorzugsweise alle Flächenbereiche des Bauteils in den Prozess besser als beispielsweise ein
herkömmliches Tiefziehen in der Lage, die Eigenspannungen des Bauteils neu auszurichten. Dennoch verbleibt je nach Material und Stauchsituation ein geringer Rest an Auffederung. Dies resultiert hauptsächlich aus einer Vergrößerung des Boden- und Flansch-Biegeradius und des Boden- und Flanschbiegewinkels.
Vor diesem Hintergrund stellt sich der Erfindung die Aufgabe, ein Verfahren und ein Bauteil bereitzustellen, wobei die Maßhaltigkeit weiterhin verbessert wird und insbesondere eine Aufspreizung der Zargen von u-förmigen Bauteilen oder
Teileabschnitten gezielt beeinflusst werden kann, um so die Maßhaltigkeit der Bauteile weiter zu verbessern.
Die Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass die Materialmengenanpassung mit einer bodenspezifischen Materialmengenanpassung, einer zargenspezifischen Materialmengenanpassung, einer radienspezifischen Materialmengenanpassung und/oder optional einer
flanschspezifischen Materialmengenanpassung eingestellt wird.
Es wurde gemäß der vorliegenden Lehre erkannt, dass eine verbesserte Maßhaltigkeit insbesondere des Zargenbereichs des Bauteils erreicht werden kann, wenn die im vorgeformten Bauteil vorgesehene Materialmengenanpassung spezifisch für den Bodenbereich, den Zargenbereich, einen Radienbereich und/oder optional den
Flanschbereich eingestellt wird. Es hat sich insbesondere gezeigt, dass durch eine Materialmengenanpassung im vorgeformten Bauteil, welche spezifisch für den
Bodenbereich, den Zargenbereich, einen Radienbereich und/oder Flanschbereich eingestellt wird, Einfluss auf den Zargenöffnungswinkel und auf den
Zargenkrümmungsradius genommen werden kann. Unter dem Zargenöffnungswinkel wird dabei der Winkel zwischen der Zarge und dem Boden des Bauteils verstanden. Dadurch kann unerwünschten Deformationen im zumindest bereichsweise
endgeformten Bauteil entgegengewirkt werden und eine verbesserte Maßhaltigkeit beim zumindest bereichsweise endgeformten Bauteil erreicht werden. Eine
vergleichbare Möglichkeit, bei Verfahren aus dem Stand der Technik den
Zargenöffnungswinkel derart zu beeinflussen, war bisher nicht bekannt. Eine Materialmengenanpassung wird in der Regel als relative Angabe in Prozent (%) im Vergleich zu der im gewünschten (Teil-)Abschnitt durch die gewünschte Endform eigentlich vorgegebenen Materialmenge angegeben.
Unter einem Radienbereich wird insbesondere ein gekrümmter Übergangsbereich zwischen dem Bodenbereich und dem Zargenbereich oder zwischen dem Zargenbereich und dem Flanschbereich (sofern vorhanden) verstanden.
Unter einer Materialmengenanpassung wird insbesondere verstanden, dass
beispielsweise mehr oder weniger Material in dem entsprechenden Bereich vorgesehen wird als es die Geometrie des zumindest bereichsweise endgeformten Bauteils vorgibt. Unter einer bereichsspezifischen Materialmengenanpassung wird dabei insbesondere verstanden, dass die Materialmenge in dem individuell betrachteten Bereich individuell eingestellt wird.
Beispielsweise wird die zargenspezifische, bodenspezifische, radienspezifische und/oder optional flanschspezifische Materialmengenanpassung zuvor bestimmt.
Beispielweise wird eine gewünschte zargenspezifische, bodenspezifische,
radienspezifische und/oder optional flanschspezifische Materialmengenanpassung mittels einer Simulation ermittelt, beispielsweise mit einer finite-Element-Methode.
Das Einstellen einer Materialmengenanpassung erfolgt vorzugsweise dadurch, dass das Werkstück angepasst ist. Beispielsweise wird bereits in dem Werkstück mehr oder weniger Material in dem entsprechenden Bereich vorgesehen oder die Geometrie des Werkstücks führt dazu, dass in dem vorgeformten Bauteil eine entsprechende
Materialmengenanpassung eingestellt wird.
Das Werkstück ist beispielsweise eine im Wesentlichen ebene Platine, beispielsweise ein Blech. Bevorzugt ist das Werkstück aus einem Stahlwerkstoff hergestellt. Alternativ können auch Aluminiumwerkstoffe oder andere formbare Metalle verwendet werden. Das geformte Bauteil ist dementsprechend vorzugsweise ein Blechbauteil. Das Vorformen kann dabei mittels beliebig kombinierbaren 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. optional Abstellen der zu erstellenden Flansche erfolgen. Insbesondere können auch ein- oder mehrstufige Formgebungen aus z. B. (Ab-) Kanten und Biegen beispielsweise im U-Gesenk zum Einsatz kommen. Denkbar sind auch beliebige Kombinationen aus Abkanten und/oder (Ver-) Prägen. Der Weg zur Herstellung des vorgeformten Bauteils kann demnach individuell beschritten werden. Das durch das Vorformen erhaltene vorgeformte Bauteil kann insbesondere als ein endformnahes Bauteil angesehen werden, welches der beabsichtigten Fertigteilgeometrie unter Berücksichtigung gegebener Randbedingungen wie Rückfederung und Umformvermögen des verwendeten Werkstoffes möglichst gut entspricht.
Unter dem Kalibrieren kann insbesondere ein Fertigformen oder Endformen des vorgeformten Bauteils verstanden werden, welches beispielsweise durch einen oder mehrere Pressvorgänge erreicht werden kann. Allerdings ist es möglich, dass das zumindest bereichsweise endgeformte Bauteil noch weiteren, das Bauteil
modifizierenden Verarbeitungsschritten unterzogen werden kann, wie etwa einem Einbringen von Anbindungslöchern oder einem Beschnittvorgang oder auch einem lokalen Nach- bzw. Endformen. Allerdings wird angestrebt, die Kalibrierform derart zu gestalten, dass keine weiteren Formgebungsschritte mehr notwendig sind.
Das beschriebene Vorformen und Kalibrieren erfolgt vorzugsweise nacheinander. Das Kalibrieren kann zudem nur in Bezug auf einige Bereiche oder auf das gesamte Bauteil durchgeführt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die bodenspezifische Materialmengenanpassung, die zargenspezifische
Materialmengenanpassung, die radienspezifische Materialanpassung und/oder optional die flanschspezifische Materialmengenanpassung eine Materialzugabe. Bei einer Materialmengenanpassung in Form einer Materialzugabe wird zusätzliches oder (im Vergleich zur Endform) überschüssiges Material zur Verfügung gestellt, welches beim Kalibriervorgang zu einem gezielten Stauchen führt und insbesondere zu einem
Materialfluss und/oder zu einer Verfestigung führen kann. Insofern wird die
Materialzugabe auch als Stauchzugabe bezeichnet. Beispielsweise wird im
Bodenbereich, Zargenbereich, Radienbereich und/oder Flanschbereich eine
Materialzugabe von mindestens 1%, mindestens 2% oder mindestens 3% vorgesehen. Vorzugsweise ist sowohl die bodenspezifische Materialmengenanpassung als auch die zargenspezifische Materialmengenanpassung, die radienspezifische Materialanpassung und optional die flanschspezifische Materialmengenanpassung eine Materialzugabe. Eine Materialmengenanpassung kann jedoch insbesondere lokal auch als
Materialverminderung ausgebildet sein. Dabei wird weniger Material als durch die Endform vorgegeben zur Verfügung gestellt. Beispielsweise wird im Bodenbereich, im Zargenbereich, im Radienbereich und/oder optional im Flanschbereich eine
Materialverminderung von mindestens -1%, mindestens -2% oder mindestens -3% vorgesehen. Absolut betrachtet und zur Sicherstellung einer Kalibrierwirkung weist das vorgeformte Bauteil gegenüber dem endgeformten Bauteil einen positiven
Materialüberschuss auf.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens unterscheiden sich die bodenspezifische Materialmengenanpassung die
zargenspezifische Materialmengenanpassung, die radienspezifische Materialanpassung und/oderoptional die flanschspezifische Materialmengenanpassung. Unter
unterschiedlichen Materialanpassungen wird verstanden, dass sich die prozentualen Werte für die bodenspezifische Materialmengenanpassung, die zargenspezifische Materialmengenanpassung, die radienspezifische Materialanpassung bzw. die flanschspezifische Materialmengenanpassung unterscheiden. Mit anderen Worten wird hinsichtlich des Bodenbereichs, des Zargenbereichs, des Radienbereichs und/oder optional des Flanschbereichs eine asymmetrische oder ungleichmäßige
Materialmengenanpassung vorgesehen. Es hat sich gezeigt, dass unterschiedliche Materialmengenanpassungen zu einem Materialfluss von einem Bereich in den anderen Bereich während des Stauchens beim Kalibrieren führen und dadurch insbesondere der Zargenöffnungswinkel und/oder der Zargenkrümmungsradius beeinflusst werden kann. Im Ergebnis können somit besonders maßhaltige Bauteile bereitgestellt werden.
In einem Beispiel ist die bodenspezifische Materialmengenanpassung +2%
(Materialzugabe) und die zargenspezifische Materialmengenanpassung +3%
(Materialzugabe). In einem anderen Beispiel ist die bodenspezifische
Materialmengenanpassung +2% (Materialzugabe) und die zargenspezifische
Materialmengenanpassung -2% (Materialverminderung). In Summe ist die
Materialzugabe über den gesamten betrachteten Querschnitt jedoch so groß, dass der Querschnitt zumindest bereichsweise gestaucht und damit kalibriert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die bodenspezifische Materialmengenanpassung und die zargenspezifische
Materialmengenanpassung derart eingestellt, dass während des Kalibrierens ein
Materialfluss vom Zargenbereich in den Bodenbereich und/oder vom Bodenbereich in den Zargenbereich erfolgt. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist ein Flanschbereich vorhanden und die zargenspezifische Materialmengenanpassung und die
flanschspezifische Materialmengenanpassung werden derart eingestellt, dass während des Kalibrierens ein Materialfluss vom Zargenbereich in den Flanschbereich und/oder vom Flanschbereich in den Zargenbereich erfolgt. Wie bereits ausgeführt, kann ein derartiger Materialfluss insbesondere durch unterschiedliche
Materialmengenanpassungen im Bodenbereich, im Zargenbereich und/oder optional im Flanschbereich des vorgeformten Bauteils erreicht werden und vorteilhaft zu einer gezielten Anpassung des Zargenöffnungswinkels und/oder des
Zargenkrümmungsradius verwendet werden, sodass im Ergebnis eine hohe
Maßhaltigkeit erzielt werden kann. Es hat sich gezeigt, dass sowohl ein Materialfluss vom Zargenbereich in den Bodenbereich als auch vom Bodenbereich in den
Zargenbereich und/oder wenn ein Flanschbereich vorhanden, ein Materialfluss vom Zargenbereich in den Flanschbereich als auch vom Flanschbereich in den Zargenbereich zu diesem Effekt führt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind zumindest zwei Materialmengenanpassungen aus der Gruppe der bodenspezifischen Materialmengenanpassung, der zargenspezifischen Materialmengenanpassung, der radienspezifischen Materialmengenanpassung und/oder optional der
flanschspezifischen Materialmengenanpassung eine Materialzugabe, wobei zumindest eine Materialzugabe größer ist als zumindest eine andere Materialzugabe.
Beispielsweise ist die bodenspezifische Materialzugabe größer ist als die
zargenspezifische Materialzugabe und/oder optional die flanschspezifische
Materialzugabe oder die zargenspezifische Materialzugabe größer ist als die
bodenspezifische Materialzugabe und/oder optional die flanschspezifische
Materialzugabe. Hierunter wird verstanden, dass die jeweilige relative Materialzugabe in % größer sein soll. Auf diese Weise kann eine hohe stauchbedingte Verfestigung erzielt werden und zudem während des Kalibrierens ein Materialfluss zwischen Bodenbereich, Zargenbereich, Radienbereich und/oder optional Flanschbereich provoziert werden, sodass der Zargenöffnungswinkel und/oder der
Zargenkrümmungsradius wie gewünscht beeinflusst werden kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens unterscheiden sich zumindest zwei Materialmengenanpassungen aus der Gruppe der zargenspezifischen Materialmengenanpassung, der bodenspezifischen
Materialmengenanpassung, der radienspezifischen Materialmengenanpassung und/oder optional der flanschspezifischen Materialmengenanpassung um mindestens 0,2 Prozentpunkte, um insbesondere mindestens 0,5 Prozentpunkte, bevorzugt um mindestens 1 Prozentpunkt, weiter bevorzugt um mindestens 2 Prozentpunkte. Es hat sich gezeigt, dass durch diesen Mindestunterschied der Materialmengenanpassungen der Effekt auf den Zargenöffnungswinkel und/oder den Zargenkrümmungsradius prozesssicher für eine Vielzahl von Bauteilen erreicht werden kann. Beträgt
beispielsweise die bodenspezifische Materialzugabe +2% und die zargenspezifische Materialzugabe +3%, beträgt der Unterscheid 1 Prozentpunkt. Beträgt beispielsweise die bodenspezifische Materialzugabe +2% und die zargenspezifische
Materialverminderung -2%, beträgt der Unterscheid 4 Prozentpunkte.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die bodenspezifische Materialmengenanpassung, die zargenspezifische
Materialmengenanpassung, die radienspezifische Materialmengenanpassung und/oder optional die flanschspezifische Materialmengenanpassung derart eingestellt, dass der Zargenöffnungswinkel und/oder der Zargenkrümmungsradius des zumindest bereichsweise endgeformten Bauteils gezielt beeinflusst wird. Mit anderen Worten werden die bodenspezifische Materialmengenanpassung, die zargenspezifische
Materialmengenanpassung, die radienspezifische Materialmengenanpassung und/oder optional die flanschspezifische Materialmengenanpassung in Abhängigkeit eines gewünschten Zargenöffnungswinkels und/oder eines gewünschten
Zargenkrümmungsradius eingestellt. Beispielsweise werden zunächst im Rahmen einer Simulation oder von Versuchen die erforderlichen Materialmengenanpassungen bestimmt und dann entsprechend am vorgeformten Bauteil eingestellt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Unterschied zwischen zumindest zwei Materialmengenanpassungen aus der Gruppe der bodenspezifischen Materialmengenanpassung, der zargenspezifischen
Materialmengenanpassung, der radienspezifischen Materialmengenanpassung und/oder optional der flanschspezifischen Materialmengenanpassung ausreichend groß eingestellt, so dass ein Aufspreizen des Zargenbereichs des zumindest bereichsweise endgeformten Bauteils im Wesentlichen vermieden wird. Dieser Ausgestaltung des Verfahrens liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Erhöhung des Unterschieds der Materialmengenanpassungen, insbesondere im Bodenbereich und im Zargenbereich, zu einer Verringerung des Zargenöffnungswinkels führt. Beispielsweise beträgt der Unterscheid mindestens 0,2 Prozentpunkte, insbesondere mindestens 0,5
Prozentpunkte, vorzugsweise mindestens 1 Prozentpunkt, weiter vorzugsweise mindestens 2 Prozentpunkte. Der notwendige Unterschied kann dabei vom Einzelfall abhängen und durch die Geometrie des jeweils herzustellenden Bauteils und/oder das Material beeinflusst werden. Wie bereits ausgeführt, kann die jeweils notwendige Materialmengenanpassung jedoch versuchsbasiert oder durch Simulationen ermittelt werden. Ein Aufspreizen wird insbesondere dann im Wesentlichen vermieden, wenn der Zargenöffnungwinkel nach oben weniger als 2°, vorzugsweise, weniger als 1°, besonders bevorzugt weniger als 0,5° vom Sollwinkel abweicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Unterschied zwischen zumindest zwei Materialanpassungen aus der Gruppe der bodenspezifischen Materialmengenanpassung, der zargenspezifischen
Materialmengenanpassung, der radienspezifischen Materialmengenanpassung und/oder optional der flanschspezifischen Materialmengenanpassung ausreichend gering eingestellt, so dass ein Einklappen des Zargenbereichs des zumindest
bereichsweise endgeformten Bauteils im Wesentlichen vermieden wird. Dieser
Ausgestaltung des Verfahrens liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Verringerung des Unterschieds der Materialmengenanpassungen, insbesondere im Bodenbereich und im Zargenbereich, zu einer Erhöhung des Zargenöffnungswinkels führt. Beispielsweise beträgt der Unterscheid höchstens 5 Prozentpunkte, vorzugsweise höchstens 4
Prozentpunkte, weiter vorzugsweise höchstens 3 Prozentpunkte. Ein Einklappen wird insbesondere dann im Wesentlichen vermieden, wenn der Zargenöffnungswinkel nach unten weniger als 2°, vorzugsweise, weniger als 1°, besonders bevorzugt weniger als 0,5° vom Sollwinkel abweicht.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die bodenspezifische Materialmengenanpassung, die zargenspezifische
Materialmengenanpassung, die radienspezifische Materialmengenanpassung und/oder optional die flanschspezifische Materialmengenanpassung eine Materialzugabe und wird ausreichend groß eingestellt, so dass ein Aufspreizen des Zargenbereichs des zumindest bereichsweise endgeformten Bauteils im Wesentlichen vermieden wird, beispielsweise größer als +0,5%, vorzugsweise größer als +1%. Vorzugsweise wird zudem im Falle einer zargenspezifischen und/oder
bodenspezifischen Materialzugabe und/oder optional flanschspezifischen
Materialmengenanpassung diese ausreichend gering ausgebildet, beispielsweise geringer als +5%, vorzugsweise geringer als +4%, weiter vorzugsweise geringer als +3%, um ein Einklappen des Zargenbereichs im Wesentlichen zu vermeiden.
Diesen Ausgestaltungen des Verfahrens liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine vergrößerte zargenspezifische, bodenspezifische, radienspezifischen und/oder optional flanschspezifische Materialzugabe zu einer Verringerung des Zargenöffnungswinkels führt.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die zargenspezifische Materialmengenanpassung eine Materialzugabe und wird
ausreichend groß eingestellt, so dass eine zu große Zargenkrümmung des
Zargenbereichs des zumindest bereichsweise endgeformten Bauteils im Wesentlichen vermieden wird. Dieser Ausgestaltung des Verfahrens liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Erhöhung einer zargenspezifischen Materialzugabe in der Regel zu einer Verringerung der Zargenkrümmung bzw. zu einer Vergrößerung des
Zargenkrümmungsradius führt. Beispielsweise beträgt die zargenspezifische
Materialzugabe mindestens +0,5%, vorzugsweise mindestens +1%, weiter vorzugsweise mindestens +2%. Eine zu große Zargenkrümmung wird insbesondere dann im
Wesentlichen vermieden, wenn der Zargenkrümmungsradius größer als 103 mm, bevorzugt größer als 104 mm, weiter bevorzugt größer als 105 mm ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das geformte Bauteil einen u-förmigen Querschnitt auf. Beispielsweise ist das geformte Bauteil ein u-förmiges Profil oder ein napfförmiges oder wannenförmiges Bauteil. Vor allem bei derartigen Bauteilen besteht geometrisch bedingt die Problematik einer besonders hohen Rückfederung im Zargenbereich nach dem Umformen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann diese Problematik vermieden oder zumindest reduziert werden. Das geformte Bauteil ist beispielsweise ein flanschloses oder flanschbehaftetes Bauteil. Im letzteren Fall weist das Bauteil neben dem Bodenbereich und dem Zargenbereich auch einen Flanschbereich auf. Der Zargenbereich verläuft vorzugsweise schräg oder im Wesentlichen senkrecht zum Bodenbereich und/oder zum Flanschbereich.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das geformte Bauteil aus einem Stahlwerkstoff gefertigt. Der Stahlwerkstoff ist
vorzugsweise ein zumindest hochfester Stahlwerkstoff. Derartige Stahlwerkstoffe weisen bei klassischen Umformverfahren eine besonders hohe Rückfederung auf. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht daher das Einstellen einer hohen
Maßhaltigkeit auch bei Stahlwerkstoffen mit einer werkstoffbedingten hohen
Rückfederung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das geformte Bauteil aus einem Aluminiumwerkstoff gefertigt. Der
Aluminiumwerkstoff ist vorzugsweise ein zumindest hochfester Aluminiumwerkstoff. Derartige Aluminiumwerkstoffe weisen bei klassischen Umformverfahren eine besonders hohe Rückfederung auf. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht daher das Einstellen einer hohen Maßhaltigkeit auch bei Aluminiumwerkstoffen mit einer werkstoffbedingten hohen Rückfederung.
Gemäß einer zweiten Lehre wird die eingangs genannte Aufgabe bei einem geformten Bauteil mit einem Bodenbereich, einem Zargenbereich und optional einem
Flanschbereich dadurch gelöst, dass das Bauteil mit einem erfindungsgemäßen
Verfahren hergestellt ist. Im Unterschied zu bekannten geformten Bauteilen aus dem Stand der Technik weisen die erfindungsgemäßen Bauteile aufgrund des Stauchens mit der beschriebenen Materialmengenanpassung eine vorteilhafte Spannungsverteilung auf, sodass eine hohe Maßhaltigkeit erreicht werden kann.
Im Weiteren soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1, 2 jeweils schematische Querschnittsdarstellungen eines Zargenbereichs und eines Bodenbereichs eines Bauteils zur Veranschaulichung der
Auswirkungen eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens auf das Bauteil;
Fig. 3 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Bauteils gemäß dem
Stand der Technik;
Fig. 4 eine schematische Querschnittsdarstellung eines Bauteils, welches gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde;
Fig. 5 Versuchsergebnisse für die Zargenendendistanz und den
Zargenkrümmungsradius in Abhängigkeit der bodenspezifischen
Materialzugabe nach dem Kalibrieren; und
Fig. 6 Versuchsergebnisse für die Zargenendendistanz und den
Zargenkrümmungsradius in Abhängigkeit der zargenspezifischen
Materialzugabe nach dem Kalibrieren.
Fig. 1, 2 zeigen jeweils schematische Querschnittsdarstellungen eines Zargenbereichs 2, 2' und eines Bodenbereichs 4, 4' eines Bauteils 1, zur Veranschaulichung der
Auswirkungen eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens auf das Bauteil 1, .
In Fig. la weist das Bauteil 1 eine bodenspezifische Materialmengenanpassung in Form einer Materialzugabe oder Stauchzugabe von +2% und eine zargenspezifische
Materialmengenanpassung in Form einer Materialzugabe oder Stauchzugabe von +3% auf. Durch das durch die Pfeile 6 dargestellte Stauchen während des Kalibrierens erfolgt ein Materialfluss vom Zargenbereich in den Bodenbereich wie durch Pfeil 8
veranschaulicht. Wie durch Simulationen ermittelt und in Fig. lb dargestellt, führt dies dazu, dass der Zargenöffnungswinkel bzw. die Distanz der Zargenenden zueinander verringert werden kann (Pfeile 10, 12). Dadurch können CAD-genaue Bodenradien erreicht werden und einem Rückfedern der Zargenbereiche 2 nach außen entgegengewirkt werden, sodass die Maßhaltigkeit verbessert werden kann.
In Fig. 2a weist das Bauteil eine bodenspezifische Materialmengenanpassung in Form einer Materialzugabe oder Stauchzugabe von +2% und eine zargenspezifische
Materialmengenanpassung in Form einer Materialverminderung von -2% auf. Durch das durch die Pfeile 6' dargestellte Stauchen während des Kalibrierens erfolgt ein
Materialfluss vom Bodenbereich 4' in den Zargenbereich 2' wie durch Pfeil 8' veranschaulicht. Wie durch Simulationen ermittelt und in Fig. 2b dargestellt, führt dies auch in diesem Fall dazu, dass der Zargenöffnungswinkel bzw. die Distanz der
Zargenenden zueinander verringert werden kann (Pfeile 10', 12'). Somit können auch hier CAD-genaue Bodenradien erreicht werden und einem Rückfedern der
Zargenbereiche 2' nach außen entgegengewirkt werden, sodass die Maßhaltigkeit verbessert werden kann.
Fig. 3 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines flanschbehafteten Bauteils 30 gemäß dem Stand der Technik. Das Bauteil 30 ist durch herkömmliches Tiefziehen hergestellt. Das Bauteil 30 weist aufgrund des Übergangs von dem Bodenbereich 34 zu dem Zargenbereich 32 ein Aufspreizen der Zargen auf. Zudem weist der Zargenbereich 32 eine Restkrümmung auf.
Fig. 4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung eines flanschbehafteten Bauteils 40, welches gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt wurde. Dabei wurden eine bodenspezifische Materialzugabe und eine zargenspezifische Materialzugabe ungleichmäßig verteilt. Es ist zu erkennen, dass das Bauteil 40 im Gegensatz zum Bauteil 30 aufgrund des Übergangs von dem Bodenbereich 44 zu dem Zargenbereich 42 kein Aufspreizen der Zargen aufweist. Zudem weist der Zargenbereich 42 keine Restkrümmung auf. Fig. 5 zeigt Versuchsergebnisse für die Zargenendendistanz respektive
Bauteilendendistanz und den Zargenkrümmungsradius in Abhängigkeit der
bodenspezifischen Materialzugabe („Bodenzugabe") nach dem Kalibrieren.
Die bodenspezifischen Material- oder Stauchzugaben wurden in Form von zwei gleichmäßigen Wellen im Bodenbereich aus Kreissegmentbögen mit gleichen Radien umgesetzt.
In Fig. 5 ist links die Distanz der Zargenenden in mm über der Bodenzugabe in % aufgetragen. Die gestrichelte Linie repräsentiert dabei die Sollweite der Zargenenden. Rechts ist hingegen der Radius der Zargenkrümmung in mm über der Bodenzugabe in % aufgetragen. Dabei wurden Bodenzugaben von 0,5%, 1,0%, 1,5% und 2,0% gewählt. Die zargenspezifische Materialzugabe war stets 3,0%.
Fig. 6 zeigt Versuchsergebnisse für die Zargenendendistanz und den
Zargenkrümmungsradius in Abhängigkeit der zargenspezifischen Materialzugabe („Zargenzugabe") nach dem Kalibrieren.
Die zargenspezifischen Material- oder Stauchzugaben wurden hier in Form von drei gleichmäßigen bzw. tangentenstetigen Wellen im Bodenbereich aus Kreissegmentbögen mit gleichen Radien umgesetzt.
Links ist die Distanz der Zargenenden in mm über der Zargenzugabe in % aufgetragen. Die gestrichelte Linie repräsentiert dabei die Sollweite der Zargenenden. Rechts ist hingegen der Radius der Zargenkrümmung in mm über der Zargenzugabe in % aufgetragen. Dabei wurden Zargenzugaben von 0%, 0,5%, 1,0%, 1,5%, 2,0%, 2,5% und 3,0% gewählt. Die bodenspezifische Materialzugabe war stets 2,0%.
Es ist zu erkennen, dass durch ein Aufteilen einer allgemeinen Materialzugabe in eine bodenspezifische Materialzugabe und eine zargenspezifische Materialzugabe die Zargenendendistanz (bzw. der Zargenöffnungswinkel) und der Zargenkrümmungsradius eingestellt werden kann. Es ist zu erkennen, dass durch ein Erhöhen der zargenspezifischen Materialzugabe die Zargenkrümmung verringert bzw. der Zargenkrümmungsradius vergrößert werden kann, da dieser primär von der zargenspezifischen Materialzugabe beeinflusst wird (Fig. 6, rechts im Vergleich mit Fig. 5, rechts). Somit kann die zargenspezifische Materialzugabe ausreichend groß eingestellt werden, so dass eine zu große Zargenkrümmung der Zargen des zumindest bereichsweise endgeformten Bauteils im Wesentlichen vermieden werden kann.
Zudem ist zu erkennen, dass die bodenspezifische und/oder zargenspezifische
Materialzugabe ausreichend groß eingestellt werden sollte, so dass ein Aufspreizen der Zargen des zumindest bereichsweise endgeformten Bauteils im Wesentlichen
vermieden wird, jedoch auch ausreichend gering ausgebildet werden sollte, um ein Einklappen im Wesentlichen zu vermeiden (vgl. Fig. 5, links, Fig. 6 links).
Das beispielhafte Verfahren und die beispielhafte Vorrichtung wurden hier anhand eines flanschlosen Bauteils näher erläutert. Flanschbehaftete Bauteile unterliegen einer analogen Prozedur.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Verfahren zur Herstellung eines geformten Bauteils, das Verfahren umfassend:
Vorformen eines Werkstücks zu einem vorgeformten Bauteil mit einem Bodenbereich, einem Zargenbereich und optional einem Flanschbereich, wobei in dem vorgeformten Bauteil eine Materialmengenanpassung eingestellt wird;
Kalibrieren des vorgeformten Bauteils zu einem zumindest bereichsweise endgeformten Bauteil (1, , 40) mit einem Bodenbereich (4, 4', 44), einem Zargenbereich (2, 2', 42) und optional einem Flanschbereich, wobei während des Kalibrierens zumindest bereichsweise ein Stauchen des vorgeformten Bauteils erfolgt;
dadurch gekennzeichnet,
dass die Materialmengenanpassung mit einer bodenspezifischen
Materialmengenanpassung, einer zargenspezifischen
Materialmengenanpassung, einer radienspezifischen
Materialmengenanpassung und/oder optional einer flanschspezifischen Materialmengenanpassung eingestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bodenspezifische Materialmengenanpassung, die zargenspezifische Materialmengenanpassung, die radienspezifische Materialmengenanpassung und/oder optional die
flanschspezifische Materialmengenanpassung eine Materialzugabe ist.
Verfahren zur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die bodenspezifische Materialmengenanpassung, die zargenspezifische
Materialmengenanpassung, die radienspezifische Materialmengenanpassung und/oder optional die flanschspezifische Materialmengenanpassung
unterscheiden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die bodenspezifische Materialmengenanpassung und, die zargenspezifische derart eingestellt werden, dass während des Kalibrierens ein Materialfluss vom
Zargenbereich (2, 2', 42) in den Bodenbereich (4, 4', 44) und/oder vom
Bodenbereich (4, 4', 44) in den Zargenbereich (2, 2', 42) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Flanschbereich vorhanden ist und die zargenspezifische
Materialmengenanpassung und die flanschspezifische Materialmengenanpassung derart eingestellt werden, dass während des Kalibrierens ein Materialfluss vom Zargenbereich in den Flanschbereich und/oder vom Flanschbereich in den Zargenbereich erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Materialmengenanpassungen aus der Gruppe der
bodenspezifischen Materialmengenanpassung, der zargenspezifischen
Materialmengenanpassung, der radienspezifischen Materialmengenanpassung und/oder optional der flanschspezifische Materialmengenanpassung eine Materialzugabe sind, wobei zumindest eine Materialzugabe größer ist als zumindest eine andere Materialzugabe.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest zwei Materialmengenanpassungen aus der Gruppe der
zargenspezifischen Materialmengenanpassung, der bodenspezifischen
Materialmengenanpassung, der radienspezifischen Materialmengenanpassung und/oder optional der flanschspezifischen Materialmengenanpassung um mindestens 0,2 Prozentpunkte, insbesondere um mindestens 0,5 Prozentpunkte, bevorzugt um mindestens 1 Prozentpunkt, weiter bevorzugt um mindestens 2 Prozentpunkte unterscheiden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die bodenspezifische Materialmengenanpassung, die zargenspezifische
Materialmengenanpassung, die radienspezifische Materialmengenanpassung und/oder optional die flanschspezifische Materialmengenanpassung derart eingestellt werden, dass der Zargenöffnungswinkel und/oder der
Zargenkrümmungsradius des zumindest bereichsweise endgeformten Bauteils (1, , 40) gezielt beeinflusst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied zwischen zumindest zwei Materialmengenanpassungen aus der Gruppe der bodenspezifischen Materialmengenanpassung, der
zargenspezifischen Materialmengenanpassung, der radienspezifischen
Materialmengenanpassung und/oder optional der flanschspezifischen
Materialmengenanpassung ausreichend groß eingestellt wird, so dass ein Aufspreizen des Zargenbereichs (2, 2', 42) des zumindest bereichsweise endgeformten Bauteils (1, , 40) im Wesentlichen vermieden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied zwischen zumindest zwei Materialanpassungen aus der Gruppe der bodenspezifischen Materialmengenanpassung, der zargenspezifischen
Materialmengenanpassung, der radienspezifischen Materialmengenanpassung und/oder optional die flanschspezifische Materialmengenanpassung ausreichend gering eingestellt wird, so dass ein Einklappen des Zargenbereichs (2, 2', 42) des zumindest bereichsweise endgeformten Bauteils (1, , 40) im Wesentlichen vermieden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die bodenspezifische Materialmengenanpassung, die zargenspezifische
Materialmengenanpassung, die radienspezifische Materialmengenanpassung und/oder optional die flanschspezifische Materialmengenanpassung eine Materialzugabe ist und ausreichend groß eingestellt wird, so dass ein Aufspreizen des Zargenbereichs (2, 2', 42) des zumindest bereichsweise endgeformten Bauteils (1, , 40) im Wesentlichen vermieden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die zargenspezifische Materialmengenanpassung eine Materialzugabe ist und ausreichend groß eingestellt wird, so dass eine zu große Zargenkrümmung des Zargenbereichs (2, 2', 42) des zumindest bereichsweise endgeformten Bauteils (1, 1', 40) im Wesentlichen vermieden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das geformte Bauteil (1, 1', 40) einen u-förmigen Querschnitt aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das geformte Bauteil (1, 1', 40) ein flanschbehaftetes oder flanschloses Bauteil ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das geformte Bauteil (1, 1', 40) aus einem Stahlwerkstoff oder aus einem
Aluminiumwerkstoff gefertigt ist.
Geformtes Bauteil (1, 1', 40) mit einem Bodenbereich (4, 4', 44), einem
Zargenbereich (2, 2', 42) und optional einem Flanschbereich, dadurch
gekennzeichnet, dass das Bauteil (1, 1', 40) mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 hergestellt ist.
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