Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile aus einer

Platine durch eine U-O-Umformung mit einem Werkzeugsatz umfassend einen U-Stempel in einer ersten Werkzeughälfte zur Erzeugung einer zumindest teilweise U-förmigen Platine und ein Obergesenk in einer zweiten Werkzeughälfte zur Umformung einer zumindest teilweise U-förmigen Platine in ein zumindest teilweise geschlossenes Hohlprofil. Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofils aus einer Platine.

Zumindest teilweise geschlossene Hohlprofile werden häufig im Kraftfahrzeugbau zum Ersetzen von offenen und miteinander verschweißten Profilen verwendet. Die aus der komplexen

Formgebung resultierende Anzahl an Umformschritten steht jedoch einer wirtschaftlichen Herstellweise entgegen.

Serienmäßig verwendete U-O-Umformung benötigen mindestens zwei Einformschritte, wobei jeder Einformschritt separat in einer oder mehreren Pressen realisiert wird und das Bauteil zwischen den Arbeitsstationen weitergereicht wird. Bei günstiger Auslegung kann zwar so pro Pressenhub ein fertiges Teil hergestellt werden, allerdings benötigt diese

Vorrichtung umfangreiche Werkzeugsätze sowie mehrere Roboter oder Feeder zum Transport der Platinen bzw. der halbfertigen Platinen zwischen den einzelnen Werkzeugen. Insbesondere besteht die Problematik, dass bei der U-O-Umformung die zunächst zumindest teilweise U-förmig umgeformte Platine aus dem Gesenk entnommen wird und in das Gesenk zur O-Umformung eingebracht wird. Hieraus resultieren prozesstechnische

Probleme, insbesondere in Bezug auf eine Schieflage während des Einsetzens in das O-Gesenk. Darüber hinaus können

Probleme bei stark rückfedernden Werkstoffen darin bestehen, dass diese nicht ohne Weiteres in das Gesenk zur O-Umformung eingebracht werden können. Aus der auf die Anmelderin

zurückgehende deutsche Offenlegungsschrift DE 10 2007 021 798 AI ist eine Vorrichtung zur Herstellung von zumindest

teilweise geschlossenen Profilen bekannt, welche eine

verschiebbare Grundplatte und einen verschiebbaren Stempel umfasst, so dass die zunächst U-förmig umgeformte Platine in der entsprechenden Matrize vor der O-Umformung verbleiben kann. Die von dieser Vorrichtung erreichbare Taktzeit ist allerdings verbesserungswürdig, da lediglich mit jedem zweiten Pressenhub ein fertiges Teil hergestellt wird.

Darüber hinaus ist der apparative Aufwand dieser Vorrichtung relativ groß. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung daher die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von zumindest teilweise geschlossenen

Hohlprofilen aus einer Platine vorzuschlagen, welches die Herstellung von entsprechenden Profilen mit kurzer Taktzeit und hoher Prozesssicherheit gewährleistet.

Gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung dadurch gelöst, dass der Werkzeugsatz in Axialrichtung des herzustellenden zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofils parallel zueinander verläuft und in Schließrichtung der Werkzeughälften

übereinander angeordnet sind, wobei eine gemeinsame Matrizenaufnahme zwischen den Werkzeughälften des Werkzeugsatzes vorgesehen ist, welche mindestens zwei

identische, teilweise U-förmige Gesenke für den Werkzeugsatz umfasst und die Matrizenaufnahme um ihre Axialachse rotierbar ist .

Zunächst erlaubt die Anordnung des Werkzeugsatzes

übereinander und parallel verlaufend, dass mit einem einzigen Schließvorgang der Werkzeugsatz geschlossen und damit

gleichzeitig in beiden Werkzeughälften eine Umformung einer

Platine bzw. einer vorgeformten Platine erfolgen kann. Die um ihre Axialachse rotierbare Matrizenauf ahme ermöglicht, dass die Platine nicht aus dem für die U-Umformung verwendeten zumindest teilweise U-förmigen Gesenk entnommen werden muss, sondern durch Drehung in der zweiten Werkzeughälfte

positioniert werden kann, um anschließend zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil umgeformt zu werden. Durch die Drehung der Matrizenaufnahme um ihre Axialachse kann somit die Positionierung der zumindest teilweise U-förmigen Platine in die nächste Werkzeughälfte zur O-Umformung bzw. zur Herstellung eines zumindest teilweise geschlossenen

Hohlprofils erfolgen. Die rotierbare Matrizenaufnahme

benötigt hierzu wenig apparativen Aufwand. Darüber hinaus sind Handling-Systeme bzw. Roboter und Feeder lediglich für das Einlegen der Platine und die Entnahme des fertig

hergestellten zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofils notwendig .

Gemäß einer ersten Ausgestaltung der Vorrichtung weist die Matrizenaufnahme mehr als zwei zumindest teilweise U-förmige Gesenke auf, wobei die Gesenkanzahl ein Vielfaches von zwei beträgt. Die Matrizenaufnahme kann also bevorzugt vier, sechs oder beispielsweise acht U-Gesenke enthalten, so dass die Matrizenaufnähme gleichzeitig mehrere umzuformende Platinen aufnehmen kann. Insbesondere die Entnahme der fertig

hergestellten zumindest teilweise geschlossenen Profile kann dann problemlos ohne Taktzeitverzögerung während oder

zwischen den Schließbewegungen der Werkzeughälften erfolgen.

Um die Prozesssicherheit zu maximieren und den Verschleiß der Vorrichtung zu minimieren, ist die Matrizenaufnahme gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Vorrichtung in

Schließrichtung der Werkzeughälften bewegbar und optional gewichtsentlastet. Die Verschiebbarkeit erlaubt eine

Vereinfachung der ümformvorrichtung, da eine Werkzeughälften der Vorrichtung feststehend ausgebildet werden kann. Über die optionale Gewichtsentlastung wird der Verschleiß der

rotierbaren Matrizenaufnahme beispielsweise in den benötigten Lagern der Lagerböcke verringert.

Um besonders komplexe Formgebungen zu ermöglichen, ist häufig die Verwendung eines Stützkerns bei der O-Umformung

notwendig. Die Vorrichtung kann deshalb dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, dass Lagerböcke zur drehbaren Lagerung der Matrizenaufnahme und mindestens eine Kernzugvorrichtung vorgesehen sind, wobei die mindestens eine Kernzugvorrichtung optional auf den Lagerböcken angeordnet ist. Die Anordnung der Kernzugvorrichtung auf den Lagerböcken der

Matrizenaufnahme ermöglicht eine einfache Positionierung der Kernzugvorrichtung im Bereich der entsprechend

durchzuführenden O-Umformung, um den Stützkern vor der

Umformung zu positionieren bzw. nach dem Umformen aus dem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil zu entfernen. Denkbar ist aber auch eine Anordnung der Kernzugvorrichtung in der zweiten Werkzeughälfte.

Gemäß einer nächsten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist der U-Stempel unterhalb des Obergesenks angeordnet, wobei dem U-Stempel optional Niederhalter

zugeordnet sind. Die Anordnung des U-Stempels unterhalb des Obergesenks ermöglicht ein einfaches Einlegen einer Platine zur Durchführung der U-Umformung. Die optional vorgesehenen Niederhalter in der ersten Werkzeughälfte ermöglichen einen kontrollierten Einzug der Platine bei der U-Umformung und gewährleisten, insbesondere wenn diese bis zur

Scheitelgrundlinie des U-Stempels der ersten Werkzeughälfte verfahren werden können, ein nochmals verbessertes Einlegen der Platine.

Vorzugsweise weisen die zumindest teilweise U-förmigen

Gesenke der Matrizenaufnahme Seitenwände auf, deren Höhe mindestens die Hälfte der maximalen, ausgerollten

Seitenwandlänge des herzustellenden Hohlprofils beträgt. Die maximale ausgerollte Seitenwandlänge des herzustellenden Hohlprofils entspricht der maximalen Länge eines U-Schenkels der zumindest teilweise U-förmig umgeformten Platine. Die entsprechende Ausprägung der Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke der Matrizenaufnahme ermöglicht eine U-Umformung, welche insbesondere bei stark rückfedernden Werkstoffen eine höhere Prozesssicherheit bei der späteren 0- Umformung bietet, da die Schenkel der zumindest teilweise U- förmigen Platine sich in diesem Fall nicht mehr durch

Rückfederungskräfte stark aufweiten können. Weisen die Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke Teilbereiche mit einer Einlaufrundung auf, welche nach außen verschiebbar sind, wird bei einer weiteren

Ausgestaltung der Vorrichtung der Einfädelungsprozess bei der O-Umformung in der zweiten Werkzeughälfte, bei welcher die

Schenkel der zumindest teilweise U-förmig umgeformten Platine in das Obergesenk der zweiten Werkzeughälfte geführt werden müssen, vereinfacht und prozesssicherer gestaltet. Darüber hinaus können Mittel zur Durchführung weiterer

Arbeitsschritte an der zumindest teilweise U-förmigen Platine oder am zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil

vorgesehen sein, so dass weitere Arbeitsschritte an der zumindest teilweise U-förmig ΘΠ PIatine in der

Matrizenaufnahme bevor diese zum zumindest teilweise

geschlossenen Hohlprofil umgeformt wird, durchgeführt werden können. Denkbar ist auch das Arbeitsschritte nach der

Umformung der zumindest teilweise U-förmigen Platine zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil durchgeführt werden.

Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die oben aufgezeigte Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofils aus einer Platine unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit den folgenden Schritten gelöst:

- Einlegen einer ebenen Platine in die erste Werkzeughälfte, - Umformen der Platine in der ersten Werkzeughälfte durch Schließen der Werkzeughälften des Werkzeugsatzes zu einer zumindest teilweise U-förmigen Platine, - Öffnen der Werkzeughälften und Drehen der Matrizenaufnahme, so dass eine zumindest teilweise U-förmige Platine in der zweiten Werkzeughäifte und ein weiteres U-förmiges Gesenk in der ersten Werkzeughälfte positioniert ist,

- Einlegen einer zweiten Platine in die erste Werkzeughälfte und - Schließen der Werkzeughälften und gleichzeitiges Umformen der teilweise U-förmigen Platine zu einem zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil in der zweiten Werkzeughälfte und Umformen der eingelegten Platine zu einer teilweise U- förmigen Platine in der ersten Werkzeughälfte.

Optional kann vor dem Umformen der zumindest teilweise U- förmigen Platine in der zweiten Werkzeughälfte ein Stützkern über eine Kernzugvorrichtung in der zumindest teilweise U- förmig umgeformten Platine positioniert werden, der vor dem Entnehmen des fertigen Hohlprofils wieder entfernt wird.

Wie an der Beschreibung des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich wird, wird durch lediglich einen Schließvorgang der Werkzeughälfte sowohl eine U-Umformung als auch eine 0- Umformung in der Vorrichtung gleichzeitig durchgeführt. Im Ergebnis wird mit jedem Schließvorgang ein zumindest

teilweise geschlossenes Hohlprofil fertig gestellt. Die

Taktzeiten des erfindungsgemäßen Verfahrens sind entsprechend gering. Darüber hinaus ist der apparative Aufwand zur

Durchführung des Verfahrens gering, da lediglich für das Einlegen einer ebenen Platine und die Entnahme der fertig hergestellten Hohlprofile Roboter oder Feeder benötigt werden .

Das erfindungsgemäße Verfahren kann dadurch weiter verbessert werden, dass die Matrizenaufnahme vier zumindest teilweise ei ^¬ förmige Gesenke aufweist und die Matrizenaufnahme nach jedem Öffnen der ersten und zweiten Werkzeughälfte jeweils um 90° gedreht wird. Hierdurch wird erreicht, dass die Taktzeiten zur Drehung der Matrizenaufnahme und zur Positionierung einer zumindest teilweise U-förmig umgeformten Platine in der zweiten Werkzeughälfte verringert werden. Darüber hinaus wird auch eine einfache Entnahme der fertig umgeformten Teile nach der O-Umformung und der Drehung der Matrizenaufnahme um 90° ermöglicht .

Zur Verbesserung der Prozesssicherheit bei der O-Umformung weisen die zumindest teilweise U-förmigen Gesenken der

Matrizenaufnahme seitlich verschiebbare Teilbereiche der Seitenwände Einlaufrundungen auf, welche beim Schließen der Werkzeughälften der Werkzeugsatzes optional durch die

Seitenwände des Obergesenks der zweiten Werkzeughälfte nach außen verschoben werden. Durch diesen Vorgang kann auf einfache Weise das Einfädeln der U-Schenkel der zumindest teilweise U-förmigen Platine in das entsprechende Obergesenk der zweiten Werkzeughälfte vereinfacht und prozesssicherer gestaltet werden. Verschieben die Seitenwände des Obergesenks der zweiten Werkzeughälfte die verschiebbaren Teilbereiche der Seitenwände der U-förmigen Gesenke der Matrizenaufnahme nach außen, kann beispielsweise auf Mittel zur aktiven

Verschiebung der verschiebbaren Teilbereiche der Seitenwände verzichtet werden, so dass die Vorrichtung weiter vereinfacht wird. Die verschiebbaren Teilbereiche können beispielweise federbelastet sein, so dass diese sich nach dem Öffnen der zweiten Werkzeughälfte in ihre ursprüngliche Lage

zurückbewegen. Diese Bewegungen der Teilbereiche können aber auch kumulativ oder alternativ aktiv durchgeführt werden.

Schließlich wird das Verfahren dadurch weiter verbessert, dass weitere Arbeitsschritte an der zumindest teilweise U- förmigen Platine oder am zumindest teilweise geschlossenen Hohlprofil in der Matrizenaufnahme durchgeführt werden.

Die Erfindung wird nun im Weiteren durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung näher erläutert . Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht eines

Ausführungsbeispiels der Erfindung, Fig. 2 eine schematische, perspektivische Ansicht des

Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 mit geöffneten Werkzeughälften,

Fig. 3 eine schematische, perspektivische Ansicht des

Ausführungsbeispiels aus Fig. 2 bei geschlossenen

Werkzeughälften,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf die zweite

Werkzeughälfte des Ausführungsbeispiels aus Fig. 1 vor dem Einfädeln der U-Schenkel einer zumindest teilweise U-förmigen Platine und Fig. 5 eine schematische Draufsicht auf die zweite

Werkzeughälfte während des Einfädeins der Schenkel der zumindest teilweise U-förmigen Platine während des Schließvorgangs.

Fig. 1 zeigt zunächst ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung zur Herstellung zumindest teilweise geschlossener Hohlprofile aus einer Platine in geöffnetem Zustand. Die Vorrichtung 1 weist einen Werkzeugsatz 2, 5 auf, welcher einen U-Stempel 3 umfasst, der in der ersten Werkzeughälfte 4 angeordnet ist. Ferner wird ein Obergesenk 6 umfasst, welches zur Umformung einer zumindest teilweise U-förmigen Platine in ein zumindest teilweise geschlossenes Profil in der zweiten Werkzeughälfte 7 angeordnet ist. Weiterhin zu erkennen ist, dass der

Werkzeugsatz 2, 5 parallel zueinander verläuft und in

Schließrichtung 8 die Werkzeughälften 4, 7 übereinander angeordnet sind. Die Matrizenaufnahme 9 umfasst in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel vier identische, zumindest teilweise U-förmige Gesenke 10, welche sternförmig um die Axialachse 11 der Matrizenaufnahme 9 angeordnet sind. Die Matrizenaufnahme 9 ist um ihre Axialachse 11 rotierbar gelagert. Über einen hier lediglich schematisch dargestellten Positionierantrieb 12 kann die Matrizenaufnahme gedreht werden .

Zugleich zeigt Fig. 1 zudem eine Kernzugvorrichtung 13, welche im Bereich der zweiten Werkzeughälfte angeordnet ist und die Einbringung eines Stützkerns in die umzuformende zumindest teilweise U-förmige Platine bzw. dessen Entfernung nach dem Umformprozess ermöglicht. Der von der

Kernzugvorrichtung 13 verwendete Stützkern ist vorliegend nicht dargestellt. Die Kernzugvorrichtung 13 ist auf Lagerböcken 14, welche hier ebenfalls nur schematisch dargestellt sind, angeordnet.

Darüber hinaus sind Mittel zur Gewichtsentlastung 15,

beispielsweise in Form von Gasdruckfedern, vorgesehen, welche die Matrizenaufnahme 9 auf einem mittleren Höhenniveau halten und eine Verschiebung der Matrizenaufnahme 9 in

Schließrichtung des Werkzeugsatzes 2, 5 ermöglichen. Fig. 2 zeigt nun das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 ebenfalls in einer perspektivischen schematischen Darstellung mit einer eingelegten Platine 16 sowie einer zumindest teilweise U- förmig umgeformten Platine 17. Die Platine 16 liegt auf den bis zur Scheitelgrundlinie des Stempels 3 reichenden

Niederhaltern 18 auf und kann daher auf einfache Weise in die Vorrichtung eingelegt und positioniert werden. Zusätzlich sind in Fig. 2 noch die Bewegungsrichtungen 8 der zweiten Werkzeughälfte 7 und der Matrizenaufnahme 9 beim

Schließvorgang dargestellt. Zur Umformung bewegen sich sowohl die Werkzeughälfte 7 als auch die Matrizenaufnahme 9 in

Richtung der ersten Werkzeughälfte 4. Darüber hinaus ist zu erkennen, dass die Seitenwände der U-förmigen Gesenke 10 eine Höhe aufweisen, welche mindestens der Hälfte der maximal ausgerollten Seitenwandlänge des herzustellenden Hohlprofils, also der Länge der Schenkel der U-förmig umgeformten Platine beträgt. Zudem sind in den Seitenwänden verschiebbare

Teilbereiche 19 vorgesehen, welche zur verbesserten

Einfädelung der Schenkel der zumindest teilweise ü-förmigen Platine während der O-Umformung in der zweiten Werkzeughälfte 7 dienen. Fig. 3 zeigt nun die Vorrichtung 1 in geschlossenem Zustand, d. h. mit geschlossenem Werkzeugsatz 2, 5. Zu erkennen ist, dass die Platine 16 nun zu einer zumindest teilweise U- förmigen Platine umgeformt worden ist. In Fig. 3 sind zusätzlich in den nicht an der Umformung beteiligten U-

Gesenken 10 der Matrizenaufnahme 9 eine zumindest teilweise U-förmig umgeformte Platine 20 und ein fertig geformtes zumindest teilweise geschlossenes Hohlprofil 21 dargestellt, welche aus der U-Umformung bzw. aus der O-Umformung in der ersten Werkzeughälfte 4 respektive in der zweiten

Werkzeughälfte 7 nach Drehung der Matrizenaufnahme 9 um 90° entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn resultieren.

Die Matrizenaufnahme 9 wird nach dem Umformvorgang in

Schließrichtung gemeinsam mit der zweiten Werkzeughälfte 7 nach oben bewegt, jedoch nur insoweit, dass die

Matrizenaufnahme 9 frei drehbar ist. Hierzu sind in Fig. 3 die Bewegungsrichtungen 22 der Werkzeughälfte 7 sowie der Matrizenaufnahme 9 dargestellt. Das fertig geformte, zumindest teilweise geschlossene Hohlprofil 21 kann auf einfache Weise nach der O-Umformung und einer Drehung der Matrizenaufnahme 9 um 90° entgegengesetzt dem Uhrzeigersinn aus dem U-Gesenk 10 beispielsweise unter Verwendung eines entsprechenden Roboters entnommen werden. Durch die einfache Konstruktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es also möglich, mit einer Schließbewegung gleichzeitig zwei Umformprozesse, eine U-Umformung und eine O-Umformung, durchzuführen und darüber hinaus ein einfaches Entnehmen der fertigen Produkte aus der Vorrichtung zu gewährleisten.

Denkbar ist darüber hinaus, dass durch eine höhere Anzahl an zumindest teilweise U-förmigen Gesenken 10 in der Matrizenaufnahme 9, beispielsweise sechs oder acht Gesenke, weitere Bearbeitungsschritte, beispielsweise ein

Schweißschritt in der gleichen Vorrichtung integriert

durchgeführt werden können. Vorzugsweise werden diese

Arbeitsschritte in den Matrizenaufnahmen 9, die nicht an der Umformung beteiligt sind, durchgeführt.

Fig. 4 und 5 zeigen in einer schematischen Draufsicht den Einfädelungsprozess in der zweiten Werkzeughälfte 7 während der O-Umformung. Die zweite Werkzeughälfte 7 umfasst ein Obergesenk 6, dessen Seitenwände 6a und 6b auf die

Einlaufrundungen 23 der verschiebbaren Teilbereiche 19 der Seitenwände der zumindest teilweise U-förmigen Gesenke 10 der Matrizenaufnahme 9 während des Schließvorgangs drücken. Über die Einlaufrundungen 23 werden die verschiebbaren

Teilbereiche 19 der Seitenwände nach außen, beispielsweise gegen eine Federlast, gedrückt, so dass die Schenkel der noch U-förmige Platine 17 in das Obergesenk 6 der zweiten

Werkzeughälfte 7 einfädeln, Fig. 5. Denkbar ist auch, dass die Teilbereiche 19 der Seitenwände beim Eintauchen der Seitenwände 6a, 6b des Obergesenks 6 der zweiten

Werkzeughälfte aktiv zurückgezogen werden oder das

„Verdrängen" der verschiebbaren Teilbereiche 19 der

Seitenwände unterstützt wird.

Abweichend von den bisher dargestellten Ausführungsbeispielen ist in den Fig. 4 und 5 ein zusätzlicher Stützkern 24 dargestellt, welcher zur verbesserten Ausbildung der

endgültigen Form des zumindest teilweise geschlossenen

Hohlprofils dient. Dieser ist durch eine in den Fig. 4 und 5 nicht dargestellte Kernzugvorrichtung 13 in die zumindest teilweise U-förmige Platine eingebracht worden und wird vor der Drehung der Matrizenaufnahme 9 entfernt.