DE19826290A1

DE19826290A1 - Verfahren zum Fertigen von partiellen Doppelblech- oder Mehrfachblechstrukturen

Info

Publication number: DE19826290A1
Application number: DE19826290A
Authority: DE
Inventors: Udo Mueller; Peter Freytag; Andreas Wuerkner
Original assignee: Salzgitter AG; Edag Engineering and Design AG
Current assignee: Salzgitter AG; Edag Engineering and Design AG
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1998-06-12
Publication date: 1999-08-26
Anticipated expiration: 2018-06-13
Also published as: DE19826290B4

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Fertigen von partiellen Doppelblech- oder Mehrfachblechstrukturen, bestehend aus einem Grundblech und einem oder mehreren Verstärkungsblechen, die gemeinsam tiefgezogen, gebogen oder formgestanzt werden. Die Verstärkungsbleche können hierbei an verschiedenen Bereichen des Grundblechs positioniert und/oder mehrere Verstärkungsbleche mit gleicher oder unterschiedlicher Geometrie übereinander angeordnet werden. Für das Grundblech und ein oder mehrere Verstärkungsbleche können metallische Finbleche, wie Stahl, Aluminium oder Verbundwerkstoffe, verwendet werden.

Aus der Literatur ist ein Verfahren zum Herstellen von Doppel- und Mehrfachblechstrukturen bekannt, siehe DE 43 07 563. In dieser Druckschrift werden sowohl ein Verfahren zum Herstellen von Doppel- und Mehrfachblechstrukturen als auch Anwendungsgebiete für Bauteile, die nach diesem Verfahren hergestellt werden, genannt. Insbesondere beim Tiefziehen, Streckziehen und/oder Biegen treten unterschiedliche Beanspruchungen in dem Grundblech und dem einen oder mehreren verstärkungsblechen auf. Diese unterschiedlichen Beanspruchungen können zum ungewollten Ausdünnen der Blechstruktur führen. Außerdem kann ein frühzeitiges Reißen und/oder Faltenwerfen entstehen. Weiterhin ist aus der DE 32 32 602 A1 bekannt, kleinere Blechteile mit einer partiellen Doppelstruktur auszubilden. Mit der bekannten Fertigungstechnologie lassen sich jedoch nur relativ kleine Blechstrukturteile in befriedigender Qualität herstellen.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren für die Herstellung von Doppelblech- oder Mehrfachblechstrukturen mit hohen Umformgraden aufzuzeigen.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden das Grundblech und ein oder mehrere Verstärkungsbleche vor der Umformung nur positioniert und anschließend nach dem gemeinsamen Ziehen, Biegen und/oder Formstanzen miteinander befestigt. Das eine oder mehrere Verstärkungsbleche werden auf einem Grundblech nur punktuell positioniert und dann gemeinsam umgeformt. Es ist auch möglich, ein oder mehrere Verstärkungsbleche punktuell zum Umformwerkzeug zu positionieren. Die Bleche können ungehindert aufeinander abgleiten und nach dem Umformen partiell oder komplett miteinander verbunden werden. Vor dem gemeinsamen Umformen können ein oder mehrere Verstärkungsbleche partiell vorgeformt werden. Vor dem Umformen können das Grundblech und/oder die Verstärkungsbleche mit einer reibungsmindernden Oberflächenbeschichtung versehen werden. Vor der gemeinsamen Umformung können das Grundblech und/oder die Verstärkungsbleche punktuell oder flächig mit einem Kleber versehen werden. Dieser ermöglicht das ungehinderte Gleiten der Bleche zueinander und härtet erst nach der gemeinsamen Umformung aus. Erst dann werden die Bleche miteinander verbunden. Außerdem können das Grundblech und ein oder mehrere Verstärkungsbleche vor dem gemeinsamen Umformen stempelseitig oder matrizenseitig mit einer oder mehreren Blechöffnungen versehen werden. Es ist auch möglich, nur das oder die Verstärkungsbleche stempelseitig oder matrizenseitig mit einer bzw. Mehreren Blechöffnungen zu versehen. Dabei entsprechen Anzahl, Geometrie, Größe und Lage der Blechöffnungen den Führungsstiften, die sich im Stempel oder in der Matrize befinden. Beim Umformen kann das Verstärkungsblech auf dem Grundblech oder Verstärkungsblech stempelseitig und/oder matrizenseitig angeordnet sein. Hierbei ist darauf zu achten, daß aufgrund des unterschiedlichen Rückfederungsverhaltens der Bleche keine oder nur tolerierbare Spalte entstehen. Weiterhin ist darauf zu achten, daß während der Umformung das Grundblech und das oder die Verstärkungsbleche möglichst ungehindert aufeinander abgleiten können. Hierdurch werden die Beanspruchungen beim Umformen in den Blechen reduziert und damit die Umformbarkeit erhöht. Besonders günstig erweist sich der Einsatz von einer organischen Beschichtung auf dem Grundblech und/oder auf den Verstärkungsblechen, die die Reibung zwischen den Blechen während der Umformung reduzieren und gleichzeitig einen Korrosionsschutz bewirken. Nach dem Umformen wird die Doppel- oder Mehrfachblechstruktur gefügt. Dabei ist eine gesamte flächige Verbindung oder auch eine partielle Verbindung möglich. Die Fügung kann durch Schweißen, Druckfügen, Nieten und/oder Kleben erfolgen. Bei der Verwendung von organischen Beschichtungen in Verbindung mit Schweißverfahren ist darauf zu achten, daß die organische Schichtdicke der Art der organischen Beschichtung und Schweißparameter angepaßt wird, damit eine prozeßsichere Fügung sichergestellt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Fig. 1 bis 6 erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 ein Grundblech und ein partiell angeordnetes Verstärkungsblech,

Fig. 2 ein Grundblech und zwei unterschiedlich große, partiell angeordnete Verstärkungsbleche,

Fig. 3 eine stempelseitige Positionierung,

Fig. 4 eine matrizenseitige Positionierung,

Fig. 5 die Geometrie des Führungsstiftes und

Fig. 6 die Anordnung der Blechöffnungen.

Die Verstärkungsbleche 2, 3 können bei diesem Verfahren an verschiedenen Bereichen des Grundblechs 1 positioniert werden. Außerdem können ein oder mehrere Verstärkungsbleche mit gleicher oder unterschiedlicher Geometrie übereinandergeschichtet werden. Die Positionierung des Verstärkungsbleches oder mehrerer Verstärkungsbleche 2, 3 auf dem Grundblech 1 bzw. am Werkzeug kann stempelseitig 6 oder matrizenseitig 8 erfolgen. Es ist auch möglich, stempel- und matrizenseitig zu positionieren. Fig. 3 zeigt eine stempelseitige Positionierung. Das Grundblech 1 und/oder die Verstärkungsbleche 2, 3 werden mit entsprechenden Ausnehmungen (Blechöffnungen 10) versehen, in diese Ausnehmungen greifen die Führungsstifte der stempelseitigen Führung 4 ein. Die Positionierung der Bleche zueinander wird beim Schließen des Umformwerkzeuges durch den konischen Führungsstift 9 gewährleistet. Es können auch mehrere Führungsstifte 9 zum Einsatz kommen. Im Gegensatz hierzu wird bei der matrizenseitigen Positionierung bereits beim Einlegen der Bleche in das Werkzeug die Positionierung durch die Führungsstifte 7 sichergestellt. Dabei werden ein oder mehrere Verstärkungsbleche zum Grundblech bzw. zum Werkzeug positioniert. Die eindeutige Lage der Bleche zueinander kann durch eine nichtsymmetrische Geometrie der Führungsstifte 9 sichergestellt werden. Es können genauso mehrere Führungsstifte zum Einsatz kommen.

Weiterhin ist es möglich, daß das oder die Verstärkungsbleche in den Bereich des Niederhalters reichen. Hierbei ist zu beachten, daß das Grundblech und das oder die Verstärkungsbleche in diesem Bereich nur eingeschränkt in Abhängigkeit des Niederhalterdruckes und der Reibverhältnisse aufeinander abgleiten. Für die konstruktive Gestaltung des oder der Verstärkungsbleche ist dieses teilweise eingeschränkte aufeinander Abgleiten zu berücksichtigen.

Für die Fertigung nach dem beschriebenen Verfahren ist es notwendig, das Umformwerkzeug den Doppel- oder Mehrfachblechen anzupassen und die Führungsstifte einzuarbeiten. In den meisten Fällen ist eine Anpassung an ein Einfachblechwerkzeug möglich. Anwendungsgebiete für nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten partiellen Doppelblech- oder Mehrfachblechstrukturen gibt es vorwiegend im Bereich der Feinblechverarbeitung,insbesondere im Fahrzeug-Karosseriebau. An Bauteilen, die partiell statisch und dynamisch hochbeanspruchte Bereiche aufweisen, werden mittels der Doppel- und Mehrfachblechstruktur die hohen auftretenden Kräfte auf das Grundblech und/oder auf die angrenzenden Bauteile abgeleitet. Die auftretenden Beanspruchungen können aus statisch und/oder dynamischen Belastungen resultieren, wobei die dynamischen Beanspruchungen aus Crash- bzw. dynamischen Betriebszuständen erfolgen können.

Bezugszeichenliste

1

Grundblech

2

,

3

Verstärkungsblech

4

Führungsstift im Stempel

5

Feder

6

Stempel

7

Führungsstift in der Matrize

8

Matrize

9

Geometrie des Führungsstiftes

10

Blechöffnung

Claims

1. Verfahren zum Fertigen von partiellen Doppel- oder Mehrfachblechstrukturen, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) zu einem Grundblech (1) punktuell positioniert und gemeinsam umgeformt werden, wobei die Bleche außerhalb des Niederhalterbereiches ungehindert aufeinander abgleiten und im Bereich des Niederhalters in Abhängigkeit des Niederhalterdruckes und der Reibverhältnisse eingeschränkt aufeinander abgleiten und nach dem Umformen partiell oder komplett miteinander verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein, mehrere oder alle Bleche vor der gemeinsamen Umformung mit einer reibungsmindernden Oberflächenbeschichtung versehen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Bleche vor der gemeinsamen Umformung punktuell oder flächig mit einem Kleber versehen werden, der während der gemeinsamen Umformung das ungehinderte Gleiten der Bleche zueinander ermöglicht und nach der gemeinsamen Umformung aushärtet und die Bleche miteinander verbindet.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) oder das Grundblech (1) und ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) vor der gemeinsamen Umformung mit einer oder mehreren Blechöffnungen (10) versehen werden, die in Anzahl, Geometrie, Größe und Lage Führungsstiften im Stempel (4) entsprechen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) oder das Grundblech (1) und ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) vor der gemeinsamen Umformung mit einer oder mehreren Blechöffnungen (10) versehen werden, die in Anzahl, Geometrie, Größe und Lage Führungsstiften in der Matrize (7) entsprechen.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) oder das Grundblech (1) und ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) bei Beginn der gemeinsamen Umformung durch das Einführen von einem oder mehreren Führungsstiften im Stempel (4) in die entsprechende Anzahl an Blechöffnungen (10), die in Geometrie, Größe und Lage den Führungsstiften entsprechen, zueinander positioniert werden.

7. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) oder das Grundblech (1) und ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) bei Beginn der gemeinsamen Umformung durch das Einführen von einem oder mehreren Führungsstiften im Stempel (4) in die entsprechende Anzahl an Blechöffnungen (10), die in Geometrie, Größe und Lage den Führungsstiften entsprechen, zum Werkzeug positioniert werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) oder das Grundblech (1) und ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) beim Beginn der gemeinsamen Umformung durch das Einführen von einem oder mehreren Führungsstiften in der Matrize (7) in die entsprechende Anzahl an Blechöffnungen (10), die in Geometrie, Größe und Lage den Führungsstiften entsprechen, zueinander positioniert werden.

9. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) oder das Grundblech (1) und ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) bei Beginn der gemeinsamen Umformung durch das Einführen von einem oder mehreren Führungsstiften in der Matrize (7) in die entsprechende Anzahl an Blechöffnungen (10), die in Geometrie, Größe und Lage den Führungsstiften entsprechen, zum Werkzeug positioniert werden.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem gemeinsamen Umformen die Bleche (1, 2, 3) partiell oder gesamt durch Schweißen, Druckfügen, Nieten und/oder Kleben miteinander verbunden werden.

11. Verfahren nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundblech (1) und ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) vor der gemeinsamen Umformung partiell vorgeformt werden.