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EP3656480A2 - U-o-formen eines um drei raumachsen gekrümmten bauteils - Google Patents

U-o-formen eines um drei raumachsen gekrümmten bauteils Download PDF

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Publication number
EP3656480A2
EP3656480A2 EP19198564.7A EP19198564A EP3656480A2 EP 3656480 A2 EP3656480 A2 EP 3656480A2 EP 19198564 A EP19198564 A EP 19198564A EP 3656480 A2 EP3656480 A2 EP 3656480A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
preform
shaping
forming
spatial axis
shape
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.)
Granted
Application number
EP19198564.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3656480A3 (de
EP3656480B1 (de
Inventor
Günter Fortmeier
Aloys Schröder
Matthias Körner
Eugen Seibel
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.)
Benteler Automobiltechnik GmbH
Original Assignee
Benteler Automobiltechnik GmbH
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 Benteler Automobiltechnik GmbH filed Critical Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority to EP23193022.3A priority Critical patent/EP4252931A3/de
Publication of EP3656480A2 publication Critical patent/EP3656480A2/de
Publication of EP3656480A3 publication Critical patent/EP3656480A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3656480B1 publication Critical patent/EP3656480B1/de
Active legal-status Critical Current
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    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a sheet metal formed component from a board by means of U-O shapes, according to the features of claims 1 and 2 respectively.
  • a metallic blank is provided, which is formed into a sheet metal component in a forming tool.
  • the sheet metal component has a three-dimensional contour. This forming is usually carried out by means of a press forming tool between an upper tool and a lower tool.
  • UO shaping is known from the prior art.
  • a flat board is first provided, this flat board is pre-shaped in a U-shape and Connected to it, O-shaped, to have a closed profile in cross section.
  • the freedom of shaping can thus be significantly increased due to the intermediate molding step with the packing.
  • the freedom of shaping can also be increased by producing a U-shape or U-preform with at least three curvatures, each curved around a spatial axis, all three spatial axes being essentially perpendicular to one another.
  • An advantageous development according to the invention provides that when the U-shape of the U-shape thus produced is placed, the U-shape is placed on a component receptacle and mandrels are inserted at least on one side, preferably on both ends. The mandrels hold or fix the U-shape on the component holder. Then mold jaws are approached to the side of the U-shape. Overlap and / or offset, a die is lowered in the vertical direction. The lateral mold jaws and the die on the upper side then carry out an O-shape at least in sections, in particular completely over the length in cross section, in such a way that a closed hollow profile is produced in the cross section.
  • the flat board can have a homogeneous wall thickness, but also different wall thicknesses, for example as a tailored blank.
  • a first curvature was made in cross section by forming the U-shape.
  • the component is preferably also curved around a second spatial axis which is essentially transverse to the spatial axis of the U-shape.
  • the packing is thus pulled out of the preform again on the intermediate mold. This creates an elastic deformation of the bent legs or the bent ends. This deformation can also be plastic in part. However, the packing ensures that no inward curvature is produced on the intermediate shape.
  • the O-forming is then carried out in a further shaping step, in particular the end faces of the ends are placed against one another. These can also be welded along the longitudinal seam, for example.
  • An internal high pressure forming process can follow the O-forming.
  • the O-forming is preferably carried out in two steps, the bent ends first being freely bent further inwards and then the end faces of the ends coming together in a further process step.
  • a press-forming tool which, in cross section, has a closed mold cavity in the closed state.
  • the intermediate mold preferably has a maximum width when it is inserted into the O-mold, which width is less than the width of the mold cavity itself.
  • the height of the intermediate mold is thus flattened and the width is thereby increased, so that when the mold cavity is closed, the sheet metal forming component produced by O-molding abuts the mold cavity of the O-molding tool on all sides.
  • the preform or the intermediate form can be produced with a cross section and / or wall thickness that varies in the longitudinal direction. Precisely because the degrees of freedom of shaping are increased by intermediate molding, it is also possible to produce varying cross sections over the length of the component.
  • the O-forming is carried out as hot forming, in particular with a subsequent press hardening, so that a high tensile strength of more than 1000 MPa can be set for a hardenable steel alloy.
  • Figure 1a , 1b , 1c and 1d show a deep-drawing tool 2 in order to be formed from a flat metallic plate 1 initially provided on a deep-drawing tool 2 for U-forming and thus into a preform.
  • the circuit board 1 is inserted into the deep-drawing tool 2 and a hold-down device 4 is lowered onto a die 3, shown in FIG Figure 1b .
  • a first curvature 5 is generated about a spatial axis X, so that the board 1 is preformed with an arc or a shaft. It would also be possible to produce two or three curvatures, each offset in parallel about the first spatial axis X, for example according to the principle of a wave profile.
  • a forming die 6 moves into the deep-drawing tool 2 and creates a second curvature 7, shown in FIG Figure 2 around a second spatial axis Y.
  • the punch 6 is also curved in its longitudinal direction about a third spatial axis Z. This is particularly evident in the top view according to Figure 1c .
  • the forming die 6 By moving the forming die 6 into the plate 1, not only is the second curvature 7 generated about the second spatial axis Y, but also the first curvature 5 about the first spatial axis X on the U preform 11, and also a third curvature 29 ⁇ m A third spatial axis Z.
  • a plurality of third curvatures can also take place around the spatial axis Z, so that a top view according to FIG Figure 1c or also shown later in the U preform according to Figure 3b a waveform is generated in plan view.
  • the second spatial axis Y and the first spatial axis X and the third spatial axis Z preferably run transversely to one another, but they do not have to intersect.
  • spatial axes X, Y and Z can also be arranged in an angular range of 60 to 110 degrees, in particular 70 to 100 degrees to one another.
  • the spatial axes do not have to intersect, they can run offset to one another. If both were projected into one plane, they would run in the above-mentioned angular range or transversely to one another.
  • a U preform 11 is thus created, which according to Figure 3a , b and c has a first curvature 5 about a first spatial axis X and a second curvature 7 about a second spatial axis Y, and a third curvature 29 about a third spatial axis Z.
  • the second spatial axis Y follows the curvature 5 about the first spatial axis X.
  • the U preform 11 has a U shape, the leg 8 of which is trimmed at each end 9. In particular, this trimming takes place close to the final contour. This results in end faces 10 at the ends 9. The end faces 10 extend over the length L of the U preform 11. Now the intermediate shaping according to the invention, shown in FIG Figures 4 , 5a and 5b .
  • the U preform 11 is placed on an anvil 12 and a filler 13 is inserted into the preform 11. Then the legs 8 and in particular in their end region 9 are bent by further tool parts 14 of an intermediate forming tool 15. This is done in such a way that the ends 9 of the legs 8 are bent toward one another. They therefore overlap the filler body 13, shown in FIG Figure 5a .
  • the tool parts 14 are then opened, indicated by the dashed arrows. So that the filler 13 can now be pulled out of the intermediate mold 16 produced therewith, at least one pin 17 is provided which engages through the filler 13 and presses on the bottom 18 of the intermediate mold 16, so that when the filler body is pulled out, the legs 8 deform elastically outward be what in Figure 5b is shown. A slight plastic deformation of the legs 8 can also take place here.
  • This intermediate molding step is then followed by O-shaping, particularly preferably in two further process steps.
  • the intermediate mold 16 thus produced is in turn placed on another anvil 19 and with Tool parts 20 of an O-forming tool, the legs 8 and in particular the ends 9 of the legs 8 are bent further inwards, shown in FIG Figure 7 .
  • a holding pin 21 is provided, which presses the bottom 18 of the intermediate shape onto the anvil 19, so that the legs 8 are bent further towards one another, as shown in FIG Figures 6 and 7 .
  • a press-forming tool 24 is then used, which has an upper tool 22 and a lower tool 23.
  • a mold cavity 25 is in accordance with Figure 10 with a width B25 wider than a width B16 of the intermediate mold 16 after the first process step of O-molding (cf. Figure 10 ).
  • the press forming tool 24 is consequently closed, shown in FIG Figure 9 .
  • the result is a closed mold cavity.
  • the end faces of the ends are placed against one another and a sheet metal conversion molded part 26, also called a molded component, which is closed in cross section, is produced. In particular, with its outer lateral surface 27, this lies on all sides against the inner lateral surface 28 of the mold cavity 25.
  • Figures 11, 12 , 13 and 14 show an alternative embodiment of the method according to the invention with regard to O-forming.
  • Figures 11 and 12 show a cross section through the same tool at different times.
  • Figures 13 and 14 show a respective side view and cross-sectional view of the same tool at different times.
  • the U-shape can be a U-shape made by U-shapes or the U-preform made according to the invention.
  • it can also be the intermediate form 16 which is associated with the manufacturing step in Figure 5b was produced. In this intermediate form 16 is then modified Figure 6 to 9 only one tool used for further O-forming.
  • the legs 8 are bent towards one another in a transverse direction Q by lateral shaping jaws 31.
  • an upper die 32 begins to lower, so that in particular the ends 9 of the legs 8 are formed towards one another and thereby the O-forming, that is to say the production of a hollow profile closed in cross section, is produced.
  • This forming process is completed in Figure 12 and 14 in which the manufactured Sheet metal component 33 is shown. So that, in particular, the intermediate shape or U-shape does not tip after being placed on the component receptacle 30, mandrels 34 are inserted at the end. This insertion of the mandrels 34 takes place for the length section, partly in the longitudinal direction of the intermediate mold 16.
  • the intermediate mold 16 is fixed during the shaping process and is held on the component receptacle 30 by tilting or other slipping.
  • O-molding process shown are then, but not shown in detail, the mandrels 34, with respect to the direction of the picture obliquely to the top left and obliquely to the top right, pulled out of the sheet metal component 33 produced laterally or at the end.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Blechumformbauteils aus einer Platine 1 mittels U-O Formen, wobei zunächst eine Vorform durch das U-Formen erzeugt wird und anschließend eine Endformgebung zu einer Endform durch das O-Formen durchgeführt wird. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:• Bereitstellen einer ebenen Platine 1,• U Formen der Platine 1 zu einer U Vorform,• Endkonturnahes Beschneiden der U Vorform,• Einlegen der U-Vorform in ein Zwischenformwerkzeug 1 und Anbiegen der abstehenden Schenkel 8, insbesondere der Enden 9 der U-Form, wobei ein Füllkörper 13 in der U-Vorform platziert ist und die Schenkel 8 den Füllkörper 13 abschnittsweise übergreifen und nach dem Anbiegen aus der Vorform herausgezogen wird, dergestalt, dass eine elastische und optional plastische Deformation der angebogenen Enden erzeugt wird,• O-Formen der so hergestellten Zwischenform 16.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Blechumformbauteils aus einer Platine mittels U-O-Formen, gemäß den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. 2.
  • Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Blechbauteile durch Umformen herzustellen. Hierzu wird eine metallische Platine bereitgestellt, die in einem Umformwerkzeug zu einem Blechumformbauteil umgeformt wird. Das Blechumformbauteil weist dabei eine dreidimensionale Kontur auf. Diese Umformung erfolgt meist mittels eines Pressumformwerkzeuges mithin zwischen einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug.
  • Soll nunmehr ein im Querschnitt geschlossenes Hohlprofil hergestellt werden, so ist aus dem Stand der Technik das U-O-Formen bekannt. Hierzu wird zunächst eine ebene Platine bereitgestellt, diese ebene Platine wird U-förmig vorgeformt und im Anschluss daran, O-förmig umgeformt, um ein im Querschnitt geschlossenes Profil aufzuweisen.
  • Beispielsweise ist aus der CA 2,962,236 A1 ein solches Herstellungsverfahren bekannt.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend vom Stand der Technik, die Formgebungsmöglichkeiten bei einem um mindestens zwei Raumachsen gekrümmten durch U-O-Form hergestellten Bauteil zu verbessern.
  • Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 1 bzw. 2 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines Blechumformbauteils bei einer Platine mittels U-O-Formen sieht dabei vor, dass zunächst eine Vorform durch das U-Formen erzeugt wird und anschließend eine Endformgebung durch das O-Formen durchgeführt wird. Erfindungsgemäß zeichnet es sich durch folgende Verfahrensschritte aus:
    • Bereitstellen einer ebenen Platine,
    • U Formen der Platine zu einer U-Vorform,
    • Endkonturnahes Beschneiden der U-Vorform,
    • Einlegen in ein Zwischenformwerkzeug und Anbiegen der abstehenden Schenkel, insbesondere der Enden der U-Form, wobei ein Füllkörper in der U-Vorform platziert ist und die Schenkel durch das Anbiegen den Füllkörper abschnittsweise übergreifen und wobei der Füllkörper nach dem Anbiegen aus der Vorform herausgezogen wird, dergestalt, dass eine elastische Deformation der angebogenen Enden erzeugt wird,
    • O-Formen der so hergestellten Zwischenform.
  • Alternativ oder ergänzend wird das Verfahren zur Herstellung eines Blechumformbauteils bei einer Platine mittels U-O-Formen mit folgenden Verfahrensschritten durchgeführt:
    • Bereitstellen einer ebenen Platine,
    • Umformen der Platine auf einem Umformwerkzeug, mit einer Krümmung um eine erste Raumachse,
    • Einfahren eines Umformstempels in die mit der ersten Krümmung umgeformte Platine, wobei durch den Umformstempel eine zweite Krümmung der Platine um eine zweite Raumachse erzeugt wird, welche bevorzugt im Wesentlichen orthogonal zur ersten Raumachse liegt und gleichzeitiges Herstellen einer dritten Krümmung um eine dritte Raumachse, wobei die dritte Raumachse im Wesentlichen orthogonal zur ersten Raumachse und zur zweiten Raumachse liegt, wobei durch diese beiden Verfahrensschritte eine U-Vorform erzeugt wird, wobei das Einfahren des Umformstempels die erste Krümmung an der U-Vorform erzeugt
    • O-Formen der so hergestellten U-Vorform.
  • Erfindungsgemäß kann somit aufgrund des Zwischenformschrittes mit dem Füllkörper die Formgebungsfreiheit deutlich erhöht werden. Insbesondere kann durch die Erzeugung bei einer U-Form bzw. U-Vorform mit mindestens drei Krümmungen, jeweils gekrümmt um eine Raumachse, wobei alle drei Raumachsen im Wesentlichen senkrecht zueinander liegen, ebenfalls die Formgebungsfreiheit gesteigert werden.
  • Insbesondere können die beiden vorbeschriebenen Verfahren auch kombiniert werden. Dies bedeutet im Sinne der Erfindung, dass zunächst die U-Vorform um drei Raumachsen mit jeweils mindestens einer Krümmung um jeweils eine Raumachse erzeugt wird und diese dann endkonturnah beschnitten wird und anschließend in ein Zwischenformwerkzeug eingelegt wird.
  • Eine vorteilhafte erfindungsgemäße Weiterbildung sieht vor, dass beim O-Formen der so hergestellten U-Form die U-Form auf eine Bauteilaufnahme gelegt wird und zumindest einseitig, bevorzugt beidseitig jeweils endseitig Dorne eingefahren werden. Die Dorne halten bzw. fixieren dabei die U-Form auf der Bauteilaufnahme. Sodann werden seitlich Formbacken an die U-Form angefahren. Zeitlich überschneidend und/oder versetzt wird in Vertikalrichtung eine Matrize abgesenkt. Durch die seitlichen Formbacken und die oberseitige Matrize wird dann zumindest längenabschnittsweise, insbesondere vollständig über die Länge im Querschnitt ein O-Formen durchgeführt, dergestalt, dass im Querschnitt ein geschlossenes Hohlprofil erzeugt wird. Hierdurch können zwei Arbeitsstufen zu einer Arbeitsstufe bzw. in einem Werkzeug zusammengefasst werden. Dies betrifft das seitliche Anbiegen bzw. Einrollen der Schenkel der U-Form durch die Formbacken sowie das Einrollen der Enden und das damit im Querschnitt Schließen des Hohlprofils. Anstelle der U-Form kann auch die später genannte Zwischenform durch so beschriebene O-Formen weiterverarbeitet werden.
  • Die ebene Platine kann eine homogene Wandstärke aufweisen, jedoch auch voneinander verschiedene Wandstärken, bspw. als Tailored Blank.
  • Eine erste Krümmung ist im Querschnitt durch Ausbildung der U-Form erfolgt. Das Bauteil ist jedoch bevorzugt ebenfalls um eine zweite Raumachse gekrümmt, die im Wesentlichen quer zu der Raumachse der U-Form liegt. Beim beginnenden O-Formen kann es somit zu unbeabsichtigten Eindrückungen kommen, so dass in einem jeweiligen Querschnitt eine konkave Wölbung sich an der O-Form einstellen würde. Mithin ist ein Teil nach innen gewölbt, was jedoch erfindungsgemäß gerade durch das Zwischenformen vermieden wird.
  • Der Füllkörper wird somit auf dem Zwischenformwerkzeug wieder aus der Vorform herausgezogen. Dabei wird eine elastische Deformation der angebogenen Schenkel bzw. der angebogenen Enden erzeugt. Diese Deformation kann auch zum Teil plastisch erfolgen. Durch den Füllkörper wird jedoch sichergestellt, dass keine nach innen gerichtete Wölbung an der Zwischenform erzeugt wird.
  • In einem weiteren Umformschritt wird dann das O-Formen durchgeführt, insbesondere werden die Stirnseiten der Enden aneinander angelegt. Diese können beispielsweise auch längsnahtverschweißt werden. An das O-Formen kann sich noch ein Innenhochdruckumformvorgang anschließen.
  • Es hat sich erfindungsgemäß herausgestellt, dass bevorzugt das O-Formen in zwei Schritten durchgeführt wird, wobei zunächst die angebogenen Enden frei weiter nach innen gebogen werden und anschließend die Stirnseiten der Enden in einem weiteren Verfahrensschritt aneinander gelangen.
  • Bei aneinander Anlegen der Stirnseiten wird bevorzugt ein Pressumformwerkzeug verwendet, welches im Querschnitt im geschlossenen Zustand einen geschlossenen Formhohlraum aufweist.
  • Hierzu weist die Zwischenform bei Einlegen in das O-Formwerkzeug bevorzugt eine maximale Breite auf, die geringer ist als die Breite des Formhohlraumes selber. Während des O-Formens wird somit die Höhe der Zwischenform abgeflacht und dadurch die Breite vergrößert, so dass bei geschlossenem Formhohlraum das durch O-Formen hergestellte Blechumformbauteil allseitig an dem Formhohlraum des O-Formwerkzeuges anliegt.
  • Weiterhin kann erfindungsgemäß die Vorform oder die Zwischenform mit einem in Längsrichtung variierenden Querschnitt und/oder variierender Wandstärke hergestellt werden. Gerade dadurch, dass die Formgebungsfreiheitsgrade durch das Zwischenformen gesteigert werden, können auch variierende Querschnitte über die Länge des Bauteils hergestellt werden.
  • Ebenfalls können Platinen mit verschiedener Wandstärke verarbeitet werden, sogenannte Tailored Blanks.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltungsvariante wird das O-Formen als Warmumformen durchgeführt, insbesondere mit einem nachfolgenden Presshärten, so dass bei einer härtbaren Stahllegierung eine hohe Zugfestigkeit von mehr als 1000 MPa eingestellt werden kann.
  • Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten sind in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen zum einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
    • Figuren 1 bis 10
    die verschiedenen Verfahrensschritte zum Herstellen des Bauteils und
    Figuren 11 bis 14
    eine alternative Ausführungsvariante des Verfahrens bezüglich des O-Formens.
  • Figur 1a, 1b, 1c und 1d zeigen ein Tiefziehwerkzeug 2, um aus einer zunächst bereitgestellten ebenen metallischen Platine 1 auf einem Tiefziehwerkzeug 2 zum U-Formen und somit zu einer Vorform geformt wird. Die Platine 1 wird in das Tiefziehwerkzeug 2 eingelegt und ein Niederhalter 4 wird auf eine Matrize 3 abgesenkt, dargestellt in Figur 1b. Hierbei wird eine erste Krümmung 5 um eine Raumachse X erzeugt, so dass die Platine 1 mit einem Bogen bzw. einer Welle vorgeformt wird. Es könnten auch zwei oder drei Krümmungen jeweils parallel versetzt um die erste Raumachse X erzeugt werden, beispielsweise nach dem Prinzip eines Wellenprofils.
  • Sodann fährt ein Umformstempel 6 in das Tiefziehwerkzeug 2 ein und erzeugt eine zweite Krümmung 7, dargestellt in Figur 2 um eine zweite Raumachse Y. Gleichzeitig ist jedoch der Stempel 6 auch in seiner Längsrichtung um eine dritte Raumachse Z gekrümmt. Dies ist insbesondere ersichtlich in der Draufsicht gemäß Figur 1c. Durch das Einfahren des Umformstempels 6 in die Platine 1 wird somit nicht nur die zweite Krümmung 7 um die zweite Raumachse Y erzeugt sondern auch die erste Krümmung 5 um die erste Raumachse X an der U-Vorform 11 erzeugt, und auch eine dritte Krümmung 29 um eine dritte Raumachse Z. Es können auch mehrere dritte Krümmungen um jeweils die Raumachse Z erfolgen, so dass ebenfalls in Draufsicht gemäß Figur 1c bzw. auch später dargestellt bei der U-Vorform gemäß Figur 3b in Draufsicht eine Wellenform erzeugt wird.
  • Die zweite Raumachse Y und die erste Raumachse X und die dritte Raumachse Z verlaufen bevorzugt quer zueinander, sie müssen sich jedoch nicht schneiden. Die Raumachsen X,Y und Z können jedoch auch in einem Winkelbereich von 60 bis 110 Grad, insbesondere 70 bis 100 Grad zueinander angeordnet sein. Die Raumachsen müssen sich nicht schneiden, sie können versetzt zueinander verlaufen. Würden beide in eine Ebene projiziert werden, würden sie im oben genannten Winkelbereich bzw. quer zueinander verlaufen.
  • Es wird somit eine U-Vorform 11 erstellt, die gemäß Figur 3a, b und c eine erste Krümmung 5 um eine erste Raumachse X und eine zweite Krümmung 7 um eine zweite Raumachse Y aufweist sowie eine dritte Krümmung 29 um eine dritte Raumachse Z. Der Übersicht halber ist hier die zweite Raumachse Y, der Krümmung 5 um die erste Raumachse X folgend dargestellt. Die U-Vorform 11 weist eine U-Form auf, deren Schenkel 8 jeweils an Enden 9 beschnitten wird. Insbesondere erfolgt dieser Beschnitt endkonturnah. Es ergeben sich somit Stirnseiten 10 an den Enden 9. Die Stirnseiten 10 erstrecken sich über die Länge L der U-Vorform 11. Nunmehr erfolgt das erfindungsgemäße Zwischenformen, dargestellt in Figuren 4, 5a und 5b.
  • Die U-Vorform 11 wird auf einem Amboss 12 abgelegt und ein Füllkörper 13 wird in die Vorform 11 eingeführt. Sodann werden durch weitere Werkzeugteile 14 eines Zwischenformwerkzeuges 15 die Schenkel 8 und insbesondere in ihrem Endbereich 9 angebogen. Dies erfolgt dergestalt, dass die Enden 9 der Schenkel 8 aufeinander zu zeigend angebogen werden. Sie übergreifen somit zumindest abschnittsweise den Füllkörper 13, dargestellt in Figur 5a. Die Werkzeugteile 14 werden danach geöffnet, angedeutet durch die gestrichelten Pfeile. Damit der Füllkörper 13 nunmehr aus der damit hergestellten Zwischenform 16 herausgezogen werden kann, wird zumindest ein Stift 17 vorgesehen, der den Füllkörper 13 durchgreift und auf den Boden 18 der Zwischenform 16 drückt, so dass bei Herausziehen des Füllkörpers die Schenkel 8 elastisch nach außen deformiert werden, was in Figur 5b dargestellt ist. Dabei kann auch eine leichte plastische Deformation der Schenkel 8 zusätzlich stattfinden.
  • Folgend auf diesen Zwischenformschritt folgt dann ein O-Formen, besonders bevorzugt in zwei weiteren Verfahrensschritten. Zunächst wird die so hergestellte Zwischenform 16 wiederum auf einen anderen Amboss 19 abgesetzt und mit Werkzeugteilen 20 eines O-Formwerkzeuges werden die Schenkel 8 und insbesondere die Enden 9 der Schenkel 8 weiter nach innen gebogen, dargestellt in Figur 7. Dabei ist ein Haltestift 21 vorgesehen, welche den Boden 18 der Zwischenform auf den Amboss 19 drückt, so dass die Schenkel 8 weiter aufeinander zu gebogen werden, dargestellt in den Figuren 6 und 7.
  • In einem weiteren, nachfolgenden Verfahrensschritt des O-Formens wird dann ein Pressumformwerkzeug 24 verwendet, welches ein Oberwerkzeug 22 und ein Unterwerkzeug 23 aufweist. Ein Formhohlraum 25 ist gemäß Figur 10 mit einer Breite B25 breiter als eine Breite B16 der Zwischenform 16 nach dem ersten Verfahrensschritt des O-Formens (vgl. Figur 10). Das Pressumformwerkzeug 24 wird folglich geschlossen, dargestellt in Figur 9. Es ergibt sich ein geschlossener Formhohlraum. Dabei werden die Stirnseiten der Enden aneinander angelegt und ein im Querschnitt geschlossenes Blechumbauformteil 26, auch Formbauteil genannt, hergestellt. Dieses liegt insbesondere mit seiner Außenmantelfläche 27 allseits umfassend an der Innenmantelfläche 28 des Formhohlraums 25 an.
  • Figuren 11, 12, 13 und 14 zeigen eine alternative Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens hinsichtlich des O-Formens. Figur 11 und 12 zeigen einen Querschnitt durch das gleiche Werkzeug zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Figuren 13 und 14 zeigen eine jeweilige Seitenansicht sowie Querschnittsansicht desselben Werkzeuges zu unterschiedlichen Zeitpunkten. Gemäß Figur 11 und 13 wird die zunächst hergestellte U-Form, bzw. Zwischenform auf einer Bauteilaufnahme 30 abgelegt. Bei der U-Form kann es sich um eine durch U-Formen hergestellte U-Form handeln bzw. die gemäß der Erfindung hergestellte U-Vorform. Es kann sich jedoch auch um die Zwischenform 16 handeln, die mit dem Fertigungsschritt in Figur 5b hergestellt wurde. Bei dieser Zwischenform 16 wird dann in Abwandlung zu Figur 6 bis 9 nur ein Werkzeug zum weiteren O-Formen verwendet. Dabei wird zunächst durch seitliche Formbacken 31 in einer Querrichtung Q die Schenkel 8 aufeinander zu gebogen. Zeitlich versetzt oder auch zeitgleich beginnt eine obere Matrize 32 sich abzusenken, so dass insbesondere die Enden 9 der Schenkel 8 aufeinander zu geformt werden und dadurch das O-Formen, also die Herstellung eines im Querschnitt geschlossenen Hohlprofils hergestellt wird. Dieser Umformvorgang ist abgeschlossen in Figur 12 und 14, in welchen das hergestellte Blechumformbauteil 33 dargestellt ist. Damit nunmehr, insbesondere die Zwischenform bzw. U-Form nach dem Ablegen auf der Bauteilaufnahme 30 nicht kippt, werden endseitig Dorne 34 eingefahren. Dieses Einfahren der Dorne 34 erfolgt für den Längenabschnitt teilweise in Längsrichtung der Zwischenform 16. Hierdurch wird die Zwischenform 16 während des Umformvorganges fixiert und an einem Kippen bzw. sonstigen Verrutschen auf der Bauteilaufnahme 30 gehalten. Nach Abschluss des in Figur 14 dargestellten O-Formvorganges werden dannn, was jedoch nicht näher dargestellt ist, die Dorne 34, bezogen auf die Bildrichtung schräg nach links oben und schräg nach rechts oben aus dem hergestellten Blechumformbauteil 33 seitlich bzw. endseitig herausgezogen.
    • Bezugszeichen:
    • 1 -
    Platine
    2 -
    Tiefziehwerkzeug
    3 -
    Matrize
    4 -
    Niederhalter
    5 -
    erste Krümmung
    6 -
    Stempel
    7 -
    zweite Krümmung
    8 -
    Schenkel
    9 -
    Ende zu 8
    10 -
    Stirnseite zu 9
    11 -
    U-Vorform
    12 -
    Amboss
    13 -
    Füllkörper
    14 -
    Werkzeugteil
    15 -
    Zwischenformwerkzeug
    16 -
    Zwischenform
    17 -
    Stift
    18 -
    Boden
    19 -
    Amboss
    20 -
    Werkzeugteil
    21 -
    Haltestift
    22 -
    Oberwerkzeug
    23 -
    Unterwerkzeug
    24 -
    Pressumformwerkzeug
    25 -
    Formhohlraum
    26 -
    Blechumbauformteil
    27 -
    Außenmantelfläche
    28 -
    Innenmantelfläche zu 25
    29 -
    dritte Krümmung
    30 -
    Bauteilaufnahme
    31 -
    Formbacke
    32 -
    obere Matritze
    33 -
    Blechumformbauteil
    34 -
    Dorne
    X -
    erste Raumachse
    Y -
    zweite Raumachse
    Z -
    dritte Raumachse
    L -
    Länge
    Q -
    Querrichtung
    B16
    Breite zu 16
    B25
    Breite zu 25

Claims (9)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Blechumformbauteils aus einer Platine (1) mittels U-O-Formen, wobei zunächst eine Vorform durch das U-Formen erzeugt wird und anschließend eine Endformgebung zu einer Endform durch das O-Formen durchgeführt wird, gekennzeichnet, durch folgende Verfahrensschritte:
    • Bereitstellen einer ebenen Platine (1),
    • U-Formen der Platine (1) zu einer U-Vorform,
    • Endkonturnahes Beschneiden der U-Vorform,
    • Einlegen der U-Vorform (11) in ein Zwischenformwerkzeug (1) und Anbiegen der abstehenden Schenkel (8), insbesondere der Enden (9) der U-Form, wobei ein Füllkörper (13) in der U-Vorform platziert ist und die Schenkel (8) den Füllkörper (13) abschnittsweise übergreifen und nach dem Anbiegen aus der Vorform herausgezogen wird, dergestalt, dass eine elastische und optional plastische Deformation der angebogenen Enden erzeugt wird,
    • O-Formen der so hergestellten Zwischenform (16).
  2. Verfahren zur Herstellung eines Blechumformbauteils aus einer Platine (1) mittels U-O-Formen, wobei zunächst eine Vorform durch das U-Formen erzeugt wird und anschließend eine Endformgebung zu einer Endform durch das O-Formen durchgeführt wird, gekennzeichnet, durch folgende Verfahrensschritte:
    • Bereitstellen einer ebenen Platine (1),
    • Umformen der Platine (1) auf einem Umformwerkzeug, mit einer Krümmung (5) um eine erste Raumachse (X),
    • Einfahren eines Umformstempels (6) in die mit der ersten Krümmung (5) umgeformte Platine (1), wobei durch den Umformstempel (6) eine zweite Krümmung (7) der Platine (1) um eine zweite Raumachse (Y) erzeugt wird, welche bevorzugt im Wesentlichen orthogonal zur ersten Raumachse (X) liegt und gleichzeitiges Herstellen einer dritten Krümmung (29) um eine dritte Raumachse (Z), wobei die dritte Raumachse im Wesentlichen orthogonal zur ersten Raumachse (X) und zur zweiten Raumachse (Y) liegt, wobei durch diese beiden Verfahrensschritte eine U-Vorform (11) erzeugt wird, wobei das Einfahren des Umformstempels (6) die erste Krümmung (5) an der U-Vorform (11) erzeugt.
    • O-Formen der so hergestellten U-Vorform (11).
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass O-Formen in zwei Schritten durchgeführt wird, wobei zunächst die angebogenen Enden frei weiter nach innen gebogen werden und anschließend die Stirnseiten (10) der Enden (8) in einem weiteren Verfahrensschritt aneinander gelangen.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei aneinander Anlegen der Stirnseiten (10) ein Pressumformwerkzeug (24) verwendet wird, welches im Querschnitt einen geschlossenen Formhohlraum (25) aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenform (16) bei Einlegen in das O-Formwerkzeug eine maximale Breite (B16) aufweist, die geringer ist, als die Breite (B25) des Formhohlraumes (25).
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorform und/oder die Zwischenform (16) mit einem in Längsrichtung variierenden Querschnitt und/oder variierender Wandstärke hergestellt wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die maximale Breite (B16) des Querschnitts der Zwischenform (16) mindestens mehr als 5%, bevorzugt mehr als 10%, insbesondere mehr als 15% und besonders bevorzugt mehr als 20% kleiner ist, als die maximale Breite (B25) des Querschnitts des Formhohlraumes (25).
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das O-Formen als Warmformen durchgeführt wird, insbesondere mit nachfolgendem Presshärten.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das O-Formen der U-Vorform (11) bzw. der Zwischenform (16) in einem Werkzeug durchgeführt wird, wobei die U-Vorform (11) bzw. die Zwischenform (16) auf eine Bauteilaufnahme (30) gelegt wird und durch seitliches Anfahren von Formbacken (31) und oberseitiges Absenken einer Matrize (32) zu einer O-Form umgeformt wird.
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