Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umformen eines flächigen Blechzuschnitts.

Um Halbzeuge aus Stahl in einer relativ hohen Oberflächengüte z.B. ohne mechanische Oberflächenbeschädigung, wie beispielsweise Spurrillen oder Kratzer, herstellen zu können, wird bei konventionellen Verfahren als Oberflächenschutz für den zu verformenden Blechzuschnitt eine auf diese ca. 60 μm dicke Ziehfolie aufgebracht, die nach dem Umformen manuell abgezogen werden muss.

Die DE 10 2005 023 158 A1 offenbart ein Verfahren zum Tiefziehen eines flächigen Blechzuschnitts zu einem Halbzeug mittels eines einen Ziehstempel und eine Ziehmatrix aufweisenden Tiefziehwerkzeugs. Vor dem Einbringen des Blechzuschnitts in das Tiefziehwerkzeug wird ein Schmiermittel unmittelbar wenigstens teilweise auf die Blechoberfläche des Blechzuschnitts aufgebracht.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein verbessertes und vereinfachtes Verfahren zum

Umformen eines flächigen Blechzuschnitts anzugeben. Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Verfahren zum Umformen eines flächigen Blechzuschnitts, insbesondere für ein Hausgerät, bevorzugt Kältegerät,

Geschirrspülmaschine, Herd, Dunstabzugshaube oder dergleichen, aufweisend folgende

Verfahrensschritte:

Aufbringen einer Beschichtung, insbesondere aus einem flüssigen Polymer, auf wenigstens eine der Oberflächen eines flächigen Blechzuschnitts, und

Verarbeiten des mit der Beschichtung versehenen flächigen Blechzuschnitts mittels eines

Umformwerkzeugs.

Erfindungsgemäß wird demnach wenigstens eine der Oberflächen des Blechzuschnitts beschichtet. Die Beschichtung ist vorzugsweise ein flüssiges Polymer, das vor dem Umformen des Blechzuschnitts mittels des Umformwerkzeugs auf den Blechzuschnitt aufgebracht wird. Die Oberfläche, auf der die Beschichtung aufgebracht wird, kann z.B. eine blanke oder auch eine geschliffene Oberfläche sein. Die Beschichtung kann insbesondere auch als Gleitschicht während des Umformens des Blechzuschnitts genutzt werden und schützt die Oberfläche während des Umformens, insbesondere während eines Tiefziehens. Bei dem Blechzuschnitt handelt es sich beispielsweise um eine Edelstahlplatine, aus der z.B. eine Niro-Innentür oder ein ähnliches Teil, wie beispielsweise eine Blendenhaube, für ein Hausgerät, insbesondere Haushalts- Kältegerät, durch das Umformen hergestellt wird.

Die Beschichtung kann beispielsweise mittels Sprühtechnik oder Siebdrucktechnik auf die Oberfläche des Blechzuschnitts aufgebracht werden.

Bevorzugt wird jedoch nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Walzendrucktechnik (Laminiertechnik), insbesondere unter Verwendung eines Kammerrakelsystems verwendet. Diese Variante ermöglicht einen erhöhten Durchsatz pro Zeiteinheit. Das Kammerrakelsystem bietet beispielsweise den Vorteil gegenüber einer Aufsprühtechnik, dass kein Overspray-Verlust bezüglich des Polymers eintritt. Auch kann auf eine Absaugung und Filtertechnik verzichtet werden. Auch bietet das Kammerrakelsystem den Vorteil eines verbesserten gleichmäßigen Auftragens des flüssigen Polymers, wodurch es möglich ist, eine relativ strukturfreie Beschichtung zu erhalten. Dadurch ist es möglich, dass nach dem Umformen, insbesondere nach einem Tiefziehprozess keine so genannten „Hammerschlagstrukturen" auf dem umgeformten Blechzuschnitt (Ziehteil) gebildet sind.

Insbesondere mittels des Kammerrakelsystems kann eine relativ dünne Beschichtung vorzugsweise im Bereich von 1 ,8 μm bis 3,0 μm, vorzugsweise von 1 μm realisiert werden.

Das flüssige Polymer kann vorzugsweise eine 2-basige Polymerverbindung, und voll entsalztes Wasser aufweisen, d.h. als Emulsion vorliegen. Die 2-basige Polymerverbindung ist vorzugsweise ein amorpher Kohlenstoff.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Beschichtung aus flüssigem Polymer ein Gemisch aus einer 2-basigen Polymerverbindung und voll entsalztem Wasser, insbesondere aus ca. 80% einer 2- basigen Polymerverbindung und aus ca. 20% voll entsalztem Wasser. Ggf. können auch ein oder mehrere Tenside, insbesondere bis zu 0,1 % Tenside, dem Gemisch zugesetzt sein. Die 2-basige Polymerverbindung besteht vorzugsweise aus wasserstofffreiem amorphem Kohlenstoff. Diese Variante des flüssigen Polymers eignet sich insbesondere für den Einsatz des Kammerrakelsystems zum Aufbringen der Beschichtung und ermöglicht eine strukturfreie beschichtete Oberfläche. Der wasserstofffrei amorphe Kunststoff kann vorzugsweise das Polymer „AC Transcoat" sein, das durch das Zumischen von voll entsalztem Wasser und ggf. zugegebenen Tensiden das eben genannte Gemisch bildet. Dieses Gemisch ermöglicht in besonders guter Art und Weise eine im Wesentlichen strukturfreie Oberfläche, wenn es insbesondere mittels des Kammerrakelsystems aufgebracht wird.

Das flüssige Polymer kann z.B. vor dem Aufbringen auf den Blechzuschnitt für eine bestimmte Zeitdauer, bevorzugt für etwa zehn Minuten, aufgerührt werden. Dadurch verbessern sich die Eigenschaften des flüssigen Polymers.

Vor dem Umformen wird das flüssige Polymer zweckmäßigerweise getrocknet. Für das Trocknen kann bevorzugt Infrarotstrahlung und/oder eine Warmluftheizung verwendet werden. Insbesondere in Verbindung mit dem Aufbringen des flüssigen Polymers mittels des Kammerrakelsystems kann der Trocknungsprozess verbessert werden, wodurch potenzielle Probleme mit verklebten beschichteten Platinen (Blechzuschnitten) beim Abstapeln für das Umformen zumindest verringert, wenn nicht gar vermieden werden können.

Der mit dem getrockneten Polymer versehene Blechzuschnitt kann vor dem Umformen beispielsweise mittels Luftverstärker vorzugsweise auf eine Temperatur kleiner gleich 45°C gekühlt werden. Bevorzugt kann der mit dem getrockneten Polymer versehene Blechzuschnitt vor dem Umformen auf ca. 35°C gekühlt werden.

Aufgrund der Beschichtung kann es nötig sein, das verwendete Umformwerkzeug an eine eventuell auftretende Verschleißbedingung anzupassen. Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Umformwerkzeug eine während des Umformens mit dem Blechzuschnitt in Kontakt stehende Oberfläche aus Stahl auf. Dieser Stahl weist vorzugsweise eine Härte von wenigstens 60 HRC auf und/oder ist mit einer Me-DLC („metallic diamond like carbon" - Schicht) beschichtet. Diese Beschichtung ermöglicht auch eine erhöhte Gleiteigenschaft, wodurch der Umformprozess des Blechzuschnitts verbessert werden kann.

Nach dem Umformen wird nach einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens die Beschichtung vom verarbeiteten Blechzuschnitt zweckmäßigerweise automatisch entfernt. Bevorzugt wird dazu ein Waschprozess verwendet. Für den Waschprozess wird vorzugsweise voll entsalztes Wasser, gegebenenfalls unter Zugabe von vorzugsweise 2% alkalischem Reinigungsmittel, verwendet. Der Waschprozess wird vorzugsweise bei einer Temperatur von 65°C bis 70 ⁰ C durchgeführt. Der Waschprozess ermöglicht eine rationelle Entfernung der Beschichtung (Polymerschicht) nach dem Umformen.

Eine Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Umformung von Edelstahlteilen, an die eine hohe Anforderung bezüglich der optischen Qualität gestellt wird. Dies ist insbesondere auf dem Hausgerätegebiet gewünscht, wie z.B. bei Herden,

Geschirrspülern, Kältegeräten, Dunstabzughauben, usw Die Polymerschicht

(Beschichtung) stellt sicher, dass die Teile auf der Sichtseite - vorzugsweise werden nur diese Teile beschichtet - weitgehend microkratzerfrei gefertigt werden können, ohne dass eine Zielfolie verwendet wird.

Des Weiteren können mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bessere Grenzumformgrade erreicht werden, da Teile mit Ziehfolie im Werkzeug ohne zusätzliche Ölschmierung reißen können, während die erfindungsgemäße Beschichtung mit dem Polymer ein Reißen weitgehend verhindert. Es lassen sich somit Teile nur mit Polymer beschichtet als sogenannte Trockenschmierung qualitativ einwandfrei fertigen.

Das erfindungsgemäße Verfahren bietet somit gegebenenfalls ein neues Auftragverfahren einer Polymerbeschichtung auf als Innentürplatinen ausgeführte Blechzuschnitte als Ziehhilfe durch chemische Aufbereitung der Polymerverbindung.

Das vorzugsweise dreistufige Herstellungsverfahren mit der vorteilhaften Abfolge von Schritten „Blechzuschnitt, insbesondere Metallplatine,mit Polymer beschichten", „Umformen mit Me-DLC- beschichteten Stahlwerkzeug", Polymerschicht von Blechzuschnitt, insbesondere Platine abwaschen" ersetzt die bisher eingesetzten Tiefziehfolien, um eine im Wesentlichen oder ganz microkratzerfreie, umgeformte Oberfläche eines Blechzuschnitts wie z.B. aus Cr-Stahl, Cr-Ni-Stahl zu erhalten. Zudem ist bei diesem dreistufigen Herstellungsverfahren der Verschleiß am jeweiligen Umformwerkzeug so gering, dass eine Instandsetzung des Umformwerkzeugs selbst nach Millionen von Umformvorgängen nicht erforderlich ist. Dabei ermöglicht der Umformprozess mit Polymerbeschichtung hohe Umformgrade ohne den zusätzlichen Einsatz von Schmiermitteln wie Öl oder Emulsion.

Die Erfindung betrifft auch ein Hausgerät, insbesondere Kältegerät,

Geschirrspülmaschine, Herd, Dunstabzugshaube oder dergleichen, von dem mindestens ein Teil aus mindestens einem flächigen Blechzuschnitt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.

Sonstige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.

Die Erfindung und ihre Weiterbildungen werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen jeweils schematisch:

Figuren 1 bis 3 mehrere Stadien des Umformens einer Innentürplatine.

Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den Figuren 1 mit 3 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.

Die Fig. 1 zeigt eine Innentürplatine 1 z.B. für ein nicht näher dargestelltes Kältegerät als Beispiel eines Blechzuschnitts. Die Innentürplatine 1 besteht beispielsweise aus Edelstahl und weist Oberflächen 2, 3, insbesondere eine Oberseite 2 und eine Unterseite 3, auf. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird eine der Oberflächen 2, 3 mit einem flüssigen Polymer beschichtet, d.h. die Oberfläche 2 der Innentürplatine 1 weist eine Beschichtung 4 von beispielsweise 1 μm auf. Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird das flüssige Polymer mittels eines Kammerrakelsystems 10 auf die Oberfläche 2 der Innentürplatine 1 aufgetragen. Das Kammerrakelsystem 10 umfasst z.B. eine gummierte Auftragwalze 11 , eine Gegendruckwalze 12 und eine Rasterwalze 13, die mit dem flüssigen Polymer befüllt wurde, so dass das flüssige Polymer über die gummierte Auftragwalze 11 auf die Oberfläche 2 der Innentürplatine 1 aufgetragen wurde. Das Kammerrakelsystem 10 umfasst ferner ein Rakelmesser 14, das überschüssiges flüssiges Polymer abstreift und über einen Auffangbehälter 15 in den Lackierkreislauf zurückführt.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels umfasst das flüssige Polymer ein Gemisch einer 2-basigen Polymerverbindung und voll entsalztem Wasser. Die 2-basige Polymerverbindung besteht hierbei vorzugsweise aus wasserstofffreiem, amorphen Kohlenstoff. Insbesondere setzt sich dieses Gemisch zu etwa 80% aus einer 2-basigen Polymerverbindung und zu etwa 20% aus voll entsalztem Wasser zusammen. Ggf. können auch ein oder mehrere Tenside, insbesondere bis zu 0,1 % Tenside, dem Gemisch zugesetzt sein. Des Weiteren wurde das flüssige Polymer vor dem Aufbringen auf der Oberfläche 2 der Innentürplatine 1 für etwa 10 Minuten aufgerührt und anschließend getrocknet. Für das Trocknen wurde im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels Infrarotstrahlung verwendet. Anschließend wurde die mit der Beschichtung 4 aus getrocknetem Polymer versehene Innentürplatine 1 beispielsweise mittels Luftverstärker auf ca. 35°C gekühlt.

Die mit der das getrocknete Polymer aufweisenden Beschichtung 4 versehene Innentürplatine 1 wird anschließend mittels eines in der Fig. 2 gezeigten Tiefziehwerkzeugs 20 umgeformt. Das Tiefziehwerkzeug 20 weist einen Ziehstempel 21 , Ziehmatrizen 22, 23, einen Niederhalter 24 und eine Aufnahme 25 auf, in der die beschichtete Innentürplatine 1 beispielsweise mit ihrer Beschichtung 4 nach oben zeigend eingelegt wird.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist insbesondere der Ziehstempel 21 Stahl mit einer Härte von wenigstens 60 HRC auf. Zusätzlich ist die in Richtung der eingelegten Innentürplatine 1 zeigende Oberfläche des Ziehstempels 21 mit einer die Gleiteigenschaft für den Ziehprozesses erhöhenden „Me-DLC"- Beschichtung 26 versehen. Auch in Richtung der eingelegten Innentürplatine 1 zeigende Oberflächen der Ziehmatrizen 22, 23, des Niederhalters 24 und/oder der Aufnahme 25 können beschichtet sein.

Für den Ziehvorgang wird der Ziehstempel 21 in Richtung eines Pfeils 27 gedrückt, wodurch der Ziehstempel 21 mit seiner beschichteten Oberfläche die beschichtete Innentürplatine 1 umformt, wodurch eine in der Fig. 3 gezeigte mit der Beschichtung 4 versehene verarbeitete Innentürplatine 31 entsteht.

Anschließend wird die beschichtete verarbeitete Innentürplatine 31 aus dem Tiefziehwerkzeug 20 entfernt und die Beschichtung 4 von der verarbeiteten Innentürplatine 31 entfernt.

Im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels wird die Beschichtung 4 von der verarbeiteten Innentürplatine mittels eines Waschprozesses unter Verwendung von voll entsalztem Wasser, mit 2% alkalischem Reinigungsmittel entfernt. Der Waschprozess wird beispielsweise bei einer Temperatur von 65°C bis 70 ⁰ C durchgeführt.

Bezugszeichenliste

1 Innentürplatine

2, 3 Oberfläche

4 Beschichtung

10 Kammerrakelsystem

11 Auftragwalze

12 Gegendruckwalze

13 Rasterwalze

14 Rakelmesser

15 Auffangbehälter

20 Tiefziehwerkzeug

21 Ziehstempel

22, 23 Ziehmatrizen

24 Niederhalter

25 Aufnahme

26 Beschichtung

27 Pfeil

31 verarbeitete Innentürplatine