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Dokumentenidentifikation DE10128199A1 19.12.2002
Titel Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen
Anmelder Benteler Automobiltechnik GmbH & Co KG, 33104 Paderborn, DE
Erfinder Härtel, Wulf, 33184 Altenbeken, DE;
Rostek, Wilfried, Dr., 33100 Paderborn, DE
Vertreter Bockermann, Ksoll, Griepenstroh, 44791 Bochum
DE-Anmeldedatum 11.06.2001
DE-Aktenzeichen 10128199
Offenlegungstag 19.12.2002
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.12.2002
IPC-Hauptklasse B21D 22/00
IPC-Nebenklasse B21D 37/16   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen, insbesondere Magnesiumblechen, welche ein Pressenwerkzeug (1) mit einem zwischen einem Oberwerkzeug (2) und einem Unterwerkzeug (3) ausgebildeten Umformraum (4) aufweist. Das Metallblech (5) ist im Umformraum (4) zumindest bereichsweise beheizbar. Hierzu wird heiße Luft über im Oberwerkzeug (2) und/oder im Unterwerkzeug (3) vorgesehene Strömungskanäle (7, 8) in den Umformraum geleitet.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen, insbesondere Magnesiumblechen, welche ein Pressenwerkzeug mit einem zwischen einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug ausgebildeten Umformraum aufweist.

Metallbleche im allgemeinen werden kalt oder warm umgeformt. Magnesiumbleche hingegen werden üblicherweise warm umgeformt, da bei einer Kaltumformung in kritischen Bereichen Risse auftreten können, insbesondere in solchen Bereichen, wo höhere Umformgrade erforderlich sind.

Die Warmumformung als solche ist bekannt, beispielsweise durch die DE 24 52 486 A1 ebenso wie durch die GB 1 490 535 A. Hierbei werden die Metallbleche, beispielsweise Stahlblechplatinen, in einer Wärmebehandlungsanlage separat erhitzt, bevor sie dann heiß in das Pressenwerkzeug eingelegt und umgeformt werden. Diese Vorgehensweise ist anlagentechnisch aufwendig und mitunter anwendungstechnisch nachteilig, weil es durch den Kontakt mit dem Pressenwerkzeug bereits zu einer unerwünschten Temperaturabsenkung am Metallblech kommen kann.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine anlagen- und anwendungstechnisch verbesserte Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen, insbesondere von Magnesiumblechen, aufzuzeigen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einer Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1, bei der ein Metallblech im Umformraum des Pressenwerkzeugs liegend beheizbar ist. Die Beheizung kann direkt oder indirekt erfolgen. Bei einer direkten Beheizung gelangt das Metallblech im Umformraum in unmittelbaren Kontakt mit einem Heizmedium. Bei der indirekten Beheizung erfolgt die Wärmeübertragung über das Pressenwerkzeug bzw. Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug, die ihrerseits beheizbar sind.

Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Vorrichtung geeignet für die Umformung von Magnesiumblechen, insbesondere solchen aus Mg-Al-Zn- Legierungen, sogenannten AZ-Legierungen. Eine Magnesium-Aluminium- Zink-Legierung mit der Bezeichnung AZ31 enthält 3% Aluminium und 1% Zink. Die Festigkeiten solcher Legierungen sind hoch. Aufgrund dieser Eigenschaft eignet sich Magnesiumblech sehr gut für hochbelastete Bauteile bzw. Bauteilkomponenten von Kraftfahrzeugen. Die Warmumformung erfolgt bei Temperaturen zwischen 90°C und 350°C, vorzugsweise bei einer Temperatur um ca. 280°C.

Die direkte bzw. indirekte Beheizung des Metallblechs im Pressenwerkzeug kann auf unterschiedlichste Weise erfolgen. Gemäß den Merkmalen von Patentanspruch 2 ist eine Gasbeheizung vorgesehen. Hierbei kann das Metallblech direkt durch ein Gas, beispielsweise heiße Luft, beheizt werden. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, das Pressenwerkzeug durch ein Gas zu beheizen und die Wärme auf das Metallblech zu übertragen.

Eine für die Praxis vorteilhafte Ausgestaltung einer Vorrichtung mit direkter Beheizung des Metallblechs charakterisiert sich gemäß Patentanspruch 3 dadurch, dass im Oberwerkzeug und/oder im Unterwerkzeug in den Umformraum mündende Strömungskanäle vorgesehen sind. Über diese kann ein Heizgas, vorzugsweise Luft, in den Umformraum geleitet werden, so dass das Metallblech aufgeheizt wird. Die Anordnung und Ausbildung der Strömungskanäle ebenso wie die Position ihrer Mündungen im Pressenwerkzeug wird entsprechend dem jeweiligen Anwendungsfall und der Kontur des Umformbauteils bestimmt. Demzufolge kann insbesondere in kritischen Bereichen mit größeren Umformgraden eine bereichsweise partiell stärkere Aufheizung erfolgen als in anderen Bereichen.

Auch eine Fluidbeheizung ist denkbar, wie dies Patentanspruch 4 vorsieht. Hierbei werden vorzugsweise Ober- und Unterwerkzeug durch ein durch Strömungskanäle geführtes Heizfluid, beispielsweise Öl, erwärmt. Für die Praxis eignet sich auch eine elektrische Beheizung, insbesondere eine induktive oder eine konduktive Beheizung des Metallblechs, wie dies Patentanspruch 5 vorsieht.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

Die Figur zeigt in perspektivischer Darstellungsweise eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Pressenwerkzeug 1. Die Darstellung ist technisch schematisiert.

Das Pressenwerkzeug 1 weist in der Kontur aufeinander gegengleich abgestimmt ein Oberwerkzeug 2 und ein Unterwerkzeug 3 auf, zwischen denen ein Umformraum 4 ausgebildet ist. Im Umformraum 4 kann eine Platine aus Magnesiumblech 5 aufgenommen und dann durch Gegeneinanderverlagern von Oberwerkzeug 2 und Unterwerkzeug 3 abgepresst werden. In der Regel wird beim Pressvorgang das Oberwerkzeug 2 abgesenkt, wie dies durch den Pfeil P verdeutlicht ist. Das Magnesiumblech 5 ist der Übersicht nur andeutungsweise dargestellt.

Im Umformraum 4 ist das Magnesiumblech 5 beheizbar. Dies kann vollflächig erfolgen, jedoch auch nur bereichsweise vorgenommen werden. Die Beheizung des Magnesiumblechs 5 erfolgt mittels einer Gasbeheizung 6. Hierzu sind im Unterwerkzeug 3 Strömungskanäle 7, 8 vorgesehen, die in den Umformraum 4 münden und durch welche heiße Luft (Pfeile L) in den Umformraum 4 geleitet werden kann. Man erkennt, dass der Strömungskanal 7 spaltenartig ausgebildet ist, wohingegen die Strömungskanäle 8 Bohrungen im Unterwerkzeug 3 sind.

Das im Umformraum 4 liegende Magnesiumblech 5 wird durch die heiße Luft L aufgeheizt, beispielsweise für ca. 30 Sekunden. Anschließend wird das Magnesiumblech 5 warm abgepresst und erhält hierbei die gewünschte Kontur. Durch die Warmumformung kann insbesondere in Bereichen mit größeren Umformgraden eine Materialschädigung vermieden werden. In praktischen Versuchen hat sich gezeigt, dass Abprägungen an Spalten im Ober- bzw. Unterwerkzeug 2, 3 durch die Warmumformung vermieden werden bzw. nicht auftreten. Bezugszeichenaufstellung 1 Pressenwerkzeug

2 Oberwerkzeug

3 Unterwerkzeug

4 Umformraum

5 Magnesiumblech

6 Gasbeheizung

7 Strömungskanal

8 Strömungskanal

L heiße Luft

P Pfeil


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zur Umformung von Metallblechen, insbesondere Magnesiumblechen, welche ein Pressenwerkzeug (1) mit einem zwischen einem Oberwerkzeug (2) und einem Unterwerkzeug (3) ausgebildeten Umformraum(4)aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallblech im Umformraum (4) zumindest bereichsweise beheizbar ist.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Gasbeheizung (6) vorgesehen ist.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Oberwerkzeug (2) und/oder im Unterwerkzeug (3) in den Umformraum (4) mündende Strömungskanäle (7, 8) vorgesehen sind.
  4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Fluidbeheizung vorgesehen ist.
  5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische, insbesondere eine induktive oder eine konduktive Beheizung vorgesehen ist.






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