DE-102010062977-B4 - Tiefzieh- und/oder Streckziehwerkzeug mit Einrichtung zum elektromagnetischen Schneiden und Verfahren

Abstract

Tiefzieh- und/oder Streckziehwerkzeug (100) zur konventionellen Umformung eines Blechmaterials (130), mit wenigstens einem ersten (110) und einem zweiten (120) Werkzeugteil, die zueinander relativbeweglich sind und zwischen denen das Blechmaterial (130) umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten (110) und/oder in dem zweiten (120) Werkzeugteil wenigstens eine Spule (141) zum elektromagnetischen Schneiden angeordnet ist, um das Blechmaterial (130) vor der Umformung, während der Umformung oder im Anschluss an die Umformung entlang wenigstens einer definierten Schnittlinie schneiden zu können.

Inventors

• Arthur Henselek
• Thomas Hermeyer
• Charlotte Dr. Beerwald
• Moritz Beerwald
• Jan Otmar Nell

Assignees

• BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20101214

Claims (10)

1. Tiefzieh- und/oder Streckziehwerkzeug (100) zur konventionellen Umformung eines Blechmaterials (130), mit wenigstens einem ersten (110) und einem zweiten (120) Werkzeugteil, die zueinander relativbeweglich sind und zwischen denen das Blechmaterial (130) umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet , dass in dem ersten (110) und/oder in dem zweiten (120) Werkzeugteil wenigstens eine Spule (141) zum elektromagnetischen Schneiden angeordnet ist, um das Blechmaterial (130) vor der Umformung, während der Umformung oder im Anschluss an die Umformung entlang wenigstens einer definierten Schnittlinie schneiden zu können.
2. Tiefzieh- und/oder Streckziehwerkzeug (100) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass gegenüberliegend von der Spule (141) im anderen Werkzeugteil wenigstens eine mit der Spule korrespondierende Schneidkante (151) angeordnet ist, gegen die das Blechmaterial (130) gedrückt und an der das Blechmaterial (130) geschnitten wird.
3. Tiefzieh- und/oder Streckziehwerkzeug (100) nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Schneidkante (151) gegenüber einer Wirkfläche des Werkzeugteils zurückversetzt ist.
4. Tiefzieh- und/oder Streckziehwerkzeug (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Schnittlinie einen räumlichen Verlauf aufweist, wobei die Spule (141) zumindest abschnittsweise an diesen räumlichen Verlauf der Schnittlinie angepasst ist.
5. Tiefzieh- und/oder Streckziehwerkzeug (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Schnittlinie einen offenen oder einen geschlossenen Verlauf aufweist.
6. Tiefzieh- und/oder Streckziehwerkzeug (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Spule (141) Bestandteil eines austauschbaren Aktuators (140) ist.
7. Tiefzieh- und/oder Streckziehwerkzeug (100) nach einem der vorausgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass es sich um ein Erstzugwerkzeug oder um ein Weiterzugwerkzeug handelt.
8. Verfahren zur Umformung eines Blechmaterials (130), umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellen eines Tiefzieh- und/oder Streckziehwerkzeugs (100) gemäß einem der vorausgehenden Ansprüche; - Einlegen des umzuformenden Blechmaterials (130); - Relativbewegen der Werkzeugteile (110, 120), wobei das Blechmaterial (130) umgeformt wird; und - vorausgehendes, gleichzeitiges oder nachfolgendes elektromagnetisches Schneiden des Blechmaterials (130).
9. Verfahren nach Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet , dass während dem Umformen in das Blechmaterial (130) definiert wenigstens ein Entlastungsschnitt eingebracht wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9 , dadurch gekennzeichnet , dass nach dem Umformen bei geschlossenem Werkzeug (100) der Flansch (131) eines hergestellten Blechformteils zumindest abschnittsweise abgeschnitten wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zur Umformung eines Blechmaterials, wobei es sich insbesondere um ein Tiefzieh- und/oder Streckziehwerkzeug handelt. Die Erfindung betrifft ferner auch ein Verfahren zur Umformung eines Blechmaterials. Nach heutigem Stand der Technik werden Blechformteile und insbesondere komplexe Blechformteile, wie z. B. Karosserieteile für Kraftfahrzeuge, in mehreren Arbeitsschritten (Operationen, Arbeitsfolgen) hergestellt. Hierbei wird ein ursprünglich ebenes Blechmaterial mittels einer Vielzahl von Umformwerkzeugen und Schneidwerkzeugen zu einem Blechformteil umgestaltet. Da zum Teil viele einzelne Umform- und Schneidoperationen erforderlich sind, um ein Blechformteil und insbesondere komplexes Blechformteil zu erhalten, werden viele Werkzeuge (bspw. bis zu zehn Werkzeuge) und Pressen zur Betätigung dieser Werkzeuge benötigt. Hieraus resultieren hohe Investitions- und Betriebkosten, was einer der mit dem Stand der Technik einhergehenden Nachteile ist. Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, Möglichkeiten aufzuzeigen, wie das Herstellen von Blechformteilen und insbesondere komplexen Blechformteilen vor allem in Hinblick auf erforderliche Investitions- und/oder Betriebskosten optimiert werden kann. Die Aufgabe wird gelöst von dem erfindungsgemäßen Werkzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Aufgabe wird ferner gelöst von dem erfindungsgemäßen Verfahren mit den Merkmalen des nebengeordneten Anspruchs. Bevorzugte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben, wobei sich die jeweiligen Weiterbildungen und Ausgestaltungen analog sowohl auf das Werkzeug als auch auf das Verfahren beziehen. Das erfindungsgemäße Werkzeug weist wenigstens ein erstes und ein zweites Werkzeugteil auf, die zueinander relativbeweglich sind und zwischen denen ein Blechmaterial umgeformt wird, wobei in dem ersten und/oder in dem zweiten Werkzeugteil wenigstens eine Spule (bzw. ein funktionsgleiches Bauelement wie z. B. ein Spulenarm oder dergleichen) zum elektromagnetischen Schneiden angeordnet ist, um das Blechmaterial vor der Umformung, während der Umformung oder im Anschluss an die Umformung entlang wenigstens einer definierten Schnittlinie schneiden bzw. trennen zu können. Zur Umformung des Blechmaterials kann eines der wenigstens zwei Werkzeugteile wenigstens einen Stempel und das andere Werkzeugteil wenigstens eine korrespondierende Matrize aufweisen, die in bekannter Weise die Umformung des Blechmaterials bewirken. Die Werkzeugteile können mehrteilig aufgebaut sein. Bei den Werkzeugteilen handelt es sich insbesondere um ein Oberwerkzeug und um ein Unterwerkzeug. Bei dem erfindungsgemäßen Werkzeug kann es sich um ein Erstzugwerkzeug oder um ein Weiterzugwerkzeug handeln. Eine wesentliche Idee der Erfindung ist es, sich die Technologie des elektromagnetischen Umformens zunutze zu machen und in ein herkömmliches Werkzeug zur Umformung eines Blechmaterials zu integrieren, um hiermit das Blechmaterial vor oder während der konventionellen Umformung oder im Anschluss an die konventionelle Umformung schneiden zu können. Ein Tiefziehwerkzeug mit im Stempel integrierten Spulen zum elektromagnetischen Nachformen von Details (nach erfolgtem Tiefziehen des Blechmaterials) ist aus der US 6 047 582 A bekannt. Demgegenüber sieht die Erfindung jedoch vor, dass die wenigstens eine im Werkzeug integrierte Spule vorrangig nicht zum Umformen des Blechmaterials, sondern zum Schneiden bzw. Trennen des Blechmaterials dient, wie nachfolgend noch näher erläutert. Dem steht nicht entgegen, dass in dem erfindungsgemäßen Werkzeug auch wenigstens eine Spule angeordnet ist, die vorrangig dem Umformen und zwar insbesondere dem ergänzenden Umformen des Blechmaterials dient. Weitere Werkzeuge sind aus der US 6 751 994 B2, FR 2 913 899 A1 und DE 103 37 769 B3 bekannt. Das erfindungsgemäße Werkzeug ermöglicht das Ausführen von mehreren Arbeitsschritten bzw. Operationen, die bislang verteilt auf mehrere Werkzeuge ausgeführt werden. Somit kann die Anzahl der für die Herstellung eines Blechformteils und insbesondere komplexen Blechformteils notwendigen Werkzeuge reduziert werden. Ferner werden auch weniger Pressen und Transfereinrichtungen benötigt. Gegenüber dem Stand der Technik können damit die Investitions- und/oder Betriebskosten zum Teil erheblich gesenkt werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass das Blechmaterial bereits während der konventionellen Umformung zum richtigen Zeitpunkt geschnitten werden kann. Hierdurch kann z. B. der Materialfluss, insbesondere durch Einbringen von Trennschnitten, Entlastungslöchem und dergleichen, noch während des Umformens positiv beeinflusst werden. Damit werden Restriktionen aufgehoben, die bislang die in einem Werkzeug mögliche Umformoperation (Formänderungsgrad) begrenzen. Insbesondere kann durch das Ausführen solcher Schneidoperation die Umformung von Teilbereichen erst ermöglicht werden. Ebenso ist es auch möglich, bereits vor de