Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Umformen, insbesonde- re zum Zugdruckumformen, wie Innenhochdruckumformen, ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils sowie eine Verwendung eines Werkzeugs.

Beim Umformen, wie beispielsweise beim Innenhochdruckumformen, werden Werkstoffe gezielt in eine andere Form gebracht. Hierfür werden, je nach Verfahren, entsprechende Werkzeuge verwendet. Aufgrund der hohen hier bei wirkenden Drücke und Kräfte besteht eine Herausforderung unter ande- rem darin, die fertigen Bauteile aus den Werkzeugen zu entnehmen. Bei der Auslegung der Bauteile wie auch der Werkzeuge wird daher auf das Vorhan- densein von Entformschrägen in Schließrichtung der Werkzeuge geachtet, um die Haftreibung auf ein Minimum zu reduzieren und das Bauteil möglichst zerstörungsfrei aus dem Werkzeug entnehmen zu können. Bei planparallelen Flächen des Bauteils zur Schließrichtung kann es Vorkommen, dass die Haft- reibung derart hoch ist, dass die Bauteile nicht mehr manuell oder automati- siert, beispielsweise mit einem Roboter, entnommen werden können. Das Einbringen von Entformschrägen schränkt allerdings die Gestaltungsfreiheit bei der Auslegung der Bauteile ein. Zudem ist es ggf. an manchen Stellen gar nicht möglich, derartige Entformschrägen vorzusehen.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug zum Umformen, ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils sowie eine Verwen- dung eines Werkzeugs anzugeben, welche die vorgenannten Nachteile be- seitigen und eine leichte Entnahme der fertigen Bauteile aus den entspre- chenden Umformwerkzeugen ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch ein Werkzeug gemäß Anspruch 1 , ein Verfahren gemäß Anspruch 9 sowie durch eine Verwendung gemäß Anspruch 10 ge- löst. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.

Erfindungsgemäß umfasst ein Werkzeug zum Umformen, insbesondere zum Zugdruckumformen, wie beispielsweise Innenhochdruckumformen, zumin- dest eine erste Formhälfte, wobei die erste Formhälfte ein Einsatzteil auf- weist oder umfasst, welches ausgelegt ist, ein fertiges Bauteil aus der ersten Formhälfte entlang einer Bewegungsrichtung zu verfahren, und wobei eine Verfahrrichtung des Einsatzteils gegenüber der Bewegungsrichtung des Bau- teils, zumindest abschnittsweise, geneigt oder schräg orientiert ist. Das Ein- satzteil übernimmt zweckmäßigerweise zwei Funktionen. In einer ersten Funktion formt es abschnittsweise eine Außenkontur des späteren Bauteils, ist also ein Bestandteil der Formhälfte bzw. führt deren Kontur weiter. Zusätz- lich ist es ausgelegt, als Auswerfer zu arbeiten, welcher sich gegenüber der ersten Formhälfte verlagern kann, um das fertige Bauteil gegenüber der ers- ten Formhälfte zu verlagern. Bei dieser Verlagerung bewegt sich das Bauteil, unter anderem auch abhängig von der Geometrie des Werkzeugs bzw. der ersten Formhälfte, entlang der Bewegungsrichtung. Der große Vorteil besteht nun darin, dass die Verfahrrichtung des Einsatzteils von der Bewegungsrich- tung zumindest abschnittsweise weg gerichtet ist. Mit anderen Worten ent- fernt sich das Einsatzteil zumindest abschnittsweise vom Bauteil, was den Vorteil mit sich bringt, dass das Bauteil kraftlos bzw. ohne Kraftaufwand von dem Einsatzteil entnommen werden kann. In einer Endstellung des Einsatz- teils liegt das Bauteil also lediglich auf dem Einsatzteil auf. In der Folge ist es möglich, auch Bauteile mit Flinterschnitten, zumindest im Bereich des Ein- satzteils, zu fertigen. Durch die reduzierte Reibung beim Entnehmen verrin- gert sich mit Vorteil auch der Werkzeugverschleiß. Gemäß einer Ausfüh- rungsform ist das Einsatzteil z. B. hydraulisch betrieben. Die entsprechende Hyd raulik kann deutlich kleiner dimensioniert sein als bisher üblich, da der Kraftaufwand durch die geneigte Verfahrrichtung geringer ist. Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Werkzeug die erste Formhälfte und eine zweite Formhälfte, welche derart entlang einer Schließrichtung schließbar sind, dass eine Kavität für ein Bauteil geformt werden kann, und wobei die Verfahrrichtung zumindest abschnittsweise geneigt zu der Schließ- richtung und von der Kavität weg orientiert ist. Wie bereits vorher dargelegt, bewegt sich das Einsatzteil also auch senkrecht zur Schließrichtung, wodurch das Bauteil beim Ausheben aus der ersten Formhälfte komplett frei- gegeben wird. Zum Schließen des Werkzeugs müssen nicht beide Formhälf- ten verfahren werden. Es reicht, wenn beispielsweise die zweite Formhälfte in Richtung der ersten Formhälfte verfahren wird, oder auch umgekehrt. Inso- fern kann jede Formhälfte eine Schließrichtung, welche jeweils in Richtung der anderen Formhälfte orientiert ist, aufweisen oder auch nur eine Formhälf- te.

Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite Formhälfte eine obere Werk- zeughälfte und die erste Formhälfte eine untere Werkzeughälfte, wobei das Werkzeug ein Werkzeug zum Innenhochdruckumformen ist. Mit Vorteil ist das Einsatzteil in der unteren Formhälfte vorgesehen. Das Werkzeug kann auch mehr als zwei Werkzeughälften umfassen. Der Ausdruck„Hälfte“ ist also nicht wörtlich zu nehmen.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst das Werkzeug eine Auswerfeinheit, wobei die Auswerfeinheit zwei Einsatzteile aufweist, und wobei die Verfahr- richtungen der Einsatzteile zumindest abschnittsweise voneinander weg ori- entiert sind. Zweckmäßigerweise ist die Auswerfereinheit als geteilter Floch- heber oder Auswerfer ausgebildet. Die vorgenannte Teilung verläuft gemäß einer Ausführungsform vertikal entlang einer Mittelebene der Kavität. In einer Schließstellung des Werkzeugs kontaktieren sich die beiden Einsatzteile im Bereich der Mittelebene. Beim Öffnen des Werkzeugs und beim Verfahren der Einsatzteile lösen bzw. entfernen sie sich voneinander, aufgrund der un- terschiedlichen Verfahrrichtungen, und es bildet sich ein Spalt. Zweckmäßigerweise umfasst das Werkzeug eine Vielzahl von Auswerfein- heiten bzw. eine Vielzahl von geteilten Hochhebern/Auswerfern. Zweckmäßi- gerweise ist die Vielzahl von Auswerfeinheiten entlang der Kavität bzw. ent- lang einer Längsrichtung des Bauteils bzw. der Kavität angeordnet. Gemäß einer Ausführungsform ist das Bauteil beispielsweise ein längliches Struktur- bauteil einer Fahrzeugkarosserie oder eines Fahrzeugrahmens, wie bei spielsweise eines Kraftfahrzeugs oder eines Kraftrads. Gemäß einer Ausfüh- rungsform sind beispielsweise drei Auswerfereinheiten in der ersten Form- hälfte bzw. in der unteren Werkzeughälfte vorgesehen.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Verfahrrichtungen in einem Winkel in einem Bereich von etwa 0,5-45° in Bezug auf die Schließ- richtung und/oder die Bewegungsrichtung des Bauteils geneigt. Die tatsächli che Umsetzung bzw. Ausgestaltung ist unter anderem von der Bauteilgeo- metrie bzw. der Verfahrensführung abhängig.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Einsatzteil bzw. sind die Einsatzteile über ein Vorspannelement bzw. über Vorspannelemente gelagert. Gemäß einer Ausführungsform sind die Vorspannelemente Gasdruckfedern. Beim Öffnen des Werkzeugs drücken die Gasdruckfedern die Einsatzteile bzw. das Einsatzteil entlang der Verfahrrichtung(en) nach oben und zur Seite, also von der Kavität bzw. vom Bauteil weg. Der dabei durchgeführte Hub ist insbe- sondere von den Bauteil- bzw. Werkzeugdimensionen abhängig und kann einige Millimeter bis einige Zentimeter betragen.

Gemäß einer Ausführungsform ist das Einsatzteil derart ausgelegt, dass es beim Schließen des Werkzeugs, insbesondere automatisch, vorgespannt wird. Zweckmäßigerweise werden beispielsweise die vorgenannten Gas- druckfedern beim Schließen des Werkzeugs vorgespannt. Öffnet sich das Werkzeug, drücken die gespannten Gasdruckfedern die geteilten Hochheber entlang der Verfahrrichtung(en) nach oben und zur Seite. Erfindungsgemäß umfasst ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils die Schritte:

- Herstellen eines Bauteils durch ein Umform verfahren in einem Werk- zeug, wobei das Werkzeug zumindest eine erste Formhälfte mit zu- mindest einem Einsatzteil aufweist;

- Öffnen des Werkzeugs und Auswerfen des Bauteils entlang einer Be- wegungsrichtung mittels des Einsatzteils;

- Verfahren des Einsatzteils dabei entlang einer Verfahrrichtung, welche gegenüber der Bewegungsrichtung des Bauteils geneigt ist.

Die im Zusammenhang mit dem Werkzeug erwähnten Vorteile und Merkmale gelten analog und entsprechend auch für das Verfahren sowie umgekehrt. Durch die Schrägstellung der Verfahrrichtung(en) gegenüber der Bewe- gungsrichtung des Bauteils wird erreicht, dass das Bauteil mehr oder weniger kraftlos von dem Einsatzteil bzw. den Einsatzteilen, wenn mehrere verwendet werden, entnommen werden kann. Das Entnehmen kann dabei beispielswei- se von Hand oder auch automatisiert, beispielsweise mittels eines Roboters oder dergleichen, erfolgen. Wie bereits im Zusammenhang mit dem Werk- zeug erwähnt, handelt es sich mit Vorteil um ein Innenhochdruckumformver- fahren. Hierbei weist eine untere Werkzeughälfte des Werkzeugs mit Vorteil beispielsweise drei Auswerfereinheiten auf, welche jeweils zwei Einsatzteile umfassen. Öffnet sich das Werkzeug, wird das Bauteil über die Auswerfe- reinheiten ausgeworfen bzw. gegenüber der unteren Werkzeughälfte verfah- ren. Das Bauteil liegt dann in einer Endstellung der Auswerfereinheiten ledig lich auf den Auswerfereinheiten bzw. den Einsatzteilen auf und kann leicht entnommen werden.

Die Erfindung richtet sich auch auf eine Verwendung eines erfindungsgemä- ßen Werkzeugs zum Herstellen von Fahrzeugkomponenten, insbesondere von IHU-Bauteilen. Die im Zusammenhang mit dem Werkzeug bzw. dem Verfahren erwähnten Vorteile und Merkmale gelten analog und entsprechend auch für die Verwendung. Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Be- schreibung einer Ausführungsform eines Werkzeugs mit Bezug auf die bei gefügten Figuren.

Es zeigen:

Fig. 1 : eine perspektivische Ansicht einer unteren Werkzeughälfte ei- nes IFIU-Werkzeugs mit einem darin angeordneten Bauteil;

Fig. 2: eine Schnittansicht der in Fig. 1 gezeigten Anordnung vor ei- nem Ausfahren von Einsatzteilen;

Fig. 3: die im Wesentlichen aus der Fig. 2 bekannte Anordnung, wobei die Einsatzteile in einer Endstellung skizziert sind.

Fig. 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung ein Werkzeug, insbesonde- re ein Innenhochdruckumformwerkzeug. Es handelt sich lediglich um eine teilweise Darstellung. Gezeigt ist insbesondere nur eine untere Werkzeug- hälfte 11 bzw. eine untere Formhälfte, in welcher ein Bauteil 1 angeordnet ist, welches sich entlang einer Längsrichtung L erstreckt. Hierbei handelt es sich im Wesentlichen um einen Hohlkörper, welcher sich entlang der Längsrich- tung L erstreckt. An den mit dem Bezugszeichen 20 gekennzeichneten Stel len bzw. Positionen sind Auswerfereinheiten 20 vorgesehen, welche jeweils zwei Einsatzteile umfassen, wobei diesbezüglich auf Fig. 2 verwiesen wird.

Fig. 2 zeigt in einer Schnittdarstellung zumindest teilweise das aus der Fig. 1 bekannte Werkzeug, wobei in dieser Ansicht auch eine zweite bzw. obere Formhälfte 12 dargestellt ist. Der Schnitt erfolgt im Bereich einer Auswerfe- reinheit, sodass hier die entsprechenden Einsatzteile 22 erkennbar sind. Ins- besondere wird erkennbar, dass es sich bei der Auswerfereinheit um einen geteilten Hochheber bzw. Auswerfer handelt. Diese sind Teil der Form und formen abschnittsweise eine Außenkontur des Bauteils 1 , welches sich ent- lang der Längsrichtung L erstreckt. Das Werkzeug ist in dieser Ansicht ge- schlossen. Hierzu sind die erste bzw. untere Formhälfte 11 und die zweite bzw. obere Formhälfte 12 entlang ihrer jeweiligen Schließrichtungen S ver- fahren worden. Alternativ kann auch nur eine der Formhälften 11 bzw. 12 verfahren werden. Die Einsatzteile 22 sind über Vorspannelemente 40 in der unteren Formhälfte 11 angeordnet bzw. gelagert. Mit dem Bezugszeichen B ist eine Bewegungsrichtung des Bauteils 1 angedeutet. Wenn die Einsatzteile 22 entlang ihrer jeweiligen Verfahrrichtung V ausfahren bzw. verfahren wer- den, bewegt sich das Bauteil 1 entlang der Bewegungsrichtung B bzw. ent- lang der Schließrichtung S der zweiten bzw. oberen Formhälfte 12. Insofern ergibt sich zwischen den Verfahrrichtungen V und der Bewegungsrichtung B des Bauteils 1 bzw. der entsprechenden Schließrichtung ein Winkel a, wel- cher, je nach Bauteilgeometrie, beispielsweise in einem Bereich von etwa 0,5-45° liegt.

Fig. 3 zeigt nun im Wesentlichen die aus Fig. 2 bekannte Anordnung, wobei die obere Formhälfte 12 nicht mehr dargestellt ist. Die Auswerfer bzw. Ein- satzteile 22 sind voll ausgefahren und es ist zu erkennen, dass sich zwischen diesen ein Spalt 14 gebildet hat. Darüber hinaus haben sich die Einsatzteile 22 auch von den Seitenwänden des Bauteils 1 weg bewegt, vgl. beispielhaft die Einzelheit E. Auf Entformschrägen kann in diesen Bereichen mit Vorteil verzichtet werden. Ggf. sind sogar Hinterschnitte möglich. In der Folge kann das Bauteil 1 mehr oder weniger kraftlos aus dem Werkzeug entnommen werden. Bei den Vorspannelementen 40 handelt es sich beispielsweise um Gasdruckfedern, welche z. B. bereits beim Schließen des Werkzeugs vorge- spannt wurden und dann beim Öffnen des Werkzeugs automatisch ausfah ren. Bezugszeichenliste

1 Bauteil

2 Kavität

11 erste/untere Formhälfte/Werkzeughälfte

12 zweite/obere Formhälfte/Werkzeughälfte e 14 Spalt

20 Auswerfereinheit

22 Einsatzteil, Auswerfer

40 Vorspannelement

a Winkel

B Bewegungsrichtung

E Einzelheit

S Schließrichtung

V Verfahrrichtung