Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kragens an einem Werkstück. Kragen oder Hälse werden an Werkstücken, wie etwa Platinen oder anderen

Fertigteilen, zu unterschiedlichen Zwecken benötigt, beispielsweise als Führungsträger, als Versteifungsträger oder als Gewindeträger. Der hierzu notwendige Kragen wird beispielsweise mittels eines Umformverfahrens, dem sogenannten Kragenziehen oder Aushalsen, an dem Werkstück hergestellt.

Sofern eine exakte Form des Kragens, etwa dessen Länge oder dessen Durchmesser, von Bedeutung ist, kann beispielsweise zunächst eine Lochung des Werkstücks

vorgenommen werden. Anschließend kann mittels eines teilweise kegeligen, spitzen oder abgerundeten Kragenstempels ein Weiten des zuvor erzeugten Lochs erfolgen, wobei sich in der Regel senkrecht zum Werkstück ein Kragen ausbildet. Das Maß der Aufweitung kann dabei von der zu erreichenden Kragenlänge und/oder der zu erzielenden Größe der Aufweitung abhängig gemacht werden.

Für den Fall, dass die Kragenlänge und/oder die Ränder des Kragens keinen besonderen Qualitätsansprüchen genügen müssen, ist es alternativ bekannt, ohne vorherige Lochung des Werkstücks eine Ausformung des Kragens durchzuführen, etwa mittels Flowdrill oder Durchdrücken. Im Fall des Flowdrills ist es möglich, die Länge des Kragens aufgrund einer lokalen Massivumformung und des damit erhöhten Materialvorrats und einer inkrementellen Umformung zu vergrößern, worunter jedoch teilweise die

Formtreue und Präzision der Aushalsung leidet.

Allerdings ist bei der Herstellung des Kragens ohne lokale Massivumformung zu beachten, dass das Weiten von Material für den jeweiligen Werkstoff eine erhebliche Belastung darstellt, da insbesondere die Kantenbereiche extrem gedehnt werden. Wird die Dehnungsfähigkeit des Materials dabei überschritten, kommt es lokal entweder zu grenzwertigen Dehnungen mit herabgesetzten Einsatzmöglichkeiten oder zu Materialversagen und der Werkstoff reißt im Bereich des Kragens auf oder ein.

Somit ist das Lochaufweitungsvermögen nicht nur von der anfänglichen oder zu erzielenden Lochabmessung, sondern auch vom Material selbst abhängig, was der erzielbaren Kragengröße und/oder Kragenlänge Grenzen setzt. So besitzen etwa weiche, tiefziehfähige Stähle ein gutes Lochaufweitungsvermögen. Entsprechend ist das

Lochaufweitungsvermögen bei hochfesten Stählen geringer, sodass als Folge

insbesondere die mit diesen Werkstoffen erzielbare Kragenlänge stark eingeschränkt sein kann.

Um jedoch dennoch die erzielbare Kragenlänge zu vergrößern, ist beispielsweise aus der Druckschrift US 1,613,961 bekannt, zur Vermeidung von Rissen bei der Herstellung von Aushalsungen zunächst ein Loch oder eine Öffnung in ein ebenes Blech zu formen.

Anschließend wird das Blech in ein Werkzeug eingelegt und die Öffnung des gelochten, ebenen Blechs mittels eines kegeligen Stempels geweitet und ein Kragen ausgeformt. Dabei soll das Material um das Loch herum ausreichend sein, um den Kragen der gewünschten Länge auszuformen. Aus der Druckschrift DE 10 2006 029 124 AI ist ebenfalls eine Verfahren und eine Vorrichtung zum Aushalsen von Blechen unter Benutzung eines Stempels und eines Gegenhalters bekannt, wobei die Ausformhöhe des Aushalskragens prozesssicher erreicht werden soll. Dabei wird ein ebenes, mit einem Loch versehenes Blech in eine Vorrichtung eingelegt und dort mittels eines Stempels und eines Gesenks ein Kragen ausgeformt. Eine Verbesserung der Prozesssicherheit soll dadurch erreicht werden, dass ein Gegenhalter gelenkig ausgebildet wird, um besser am Blech anliegen zu können.

Allerdings ermöglichen die bisherigen Ansätze die Ausformung von Kragen,

insbesondere in Hinblick auf deren Länge, entweder nicht in zufriedenstellendem Maße oder die Umsetzung ist vergleichsweise aufwendig, beispielsweise durch die

Implementierung von Hydroformen. Daher besteht weiterhin der Bedarf, vergrößerte Kragenlängen auch bei hochfesten und anderen Metallen bzw. hochfesten Stählen zu ermöglichen, ohne jedoch auf aufwendigere Verfahren wie etwa Hydroformen ausweichen zu müssen. Insbesondere im Falle eines ungünstigen Ziehverhältnisses, beispielsweise wenn der ursprüngliche Werkstückdurchmesser bzw. der Flanschbereich groß im Vergleich zum Durchmesser des tiefgezogenen Bereichs ist, besteht weiterhin das Bedürfnis die erreichbare Kragenläng zu vergrößern. Somit liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kragens an einem Werkstück zur Verfügung zu stellen, wobei große Kragenlängen bei guter Qualität auch bei hochfesten Metallen, insbesondere hochfesten Stählen auf einfache Weise erreicht werden können.

Die Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre der vorliegenden Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Vorformen eines Bereichs des Werkstücks zur Ausbildung einer

Materialreserve für einen Kragenziehvorgang, Kragenziehen des Werkstücks, wobei das gezogene Werkstück einen Flanschbereich und einen sich an den Flanschbereich anschließenden gezogenen Bereich aufweist, wobei der gezogene Bereich einen

Zargenbereich und einen sich an den Zargenbereich anschließenden Ziehboden umfasst, und wobei Material aus dem Bereich der Materialreserve zumindest teilweise zur Ausbildung des Zargenbereichs dient, Lochen des im gezogenen Bereich des Werkstücks befindlichen Ziehbodens, sodass eine Öffnung im Ziehboden entsteht und sich an den Zargenbereich ein Ziehbodenteilbereich anschließt, und Aufweiten des

Ziehbodenteilbereichs.

Es hat sich zum einen gezeigt, dass es beim Auskragen oder Aushalsen vorteilhaft ist, den durch mindestens einen Kragenziehvorgang erzeugten Zargenbereich in

Kombination mit einem geweiteten Ziehbodenteilbereich dazu zu verwenden, bei Bedarf längere und präzise Kragen auszuformen, da sowohl der Zargenbereich als auch der geweitete Ziehbodenteilbereich zumindest einen Teil des Kragens bilden. Beispielsweise umfasst der Kragen den Zargenbereich und den geweiteten Ziehbodenteilbereich.

Besonders vorteilhaft ist dabei, dass das Verfahren einfach in bestehende

pressengestützte Verfahrensschritte implementiert werden kann, da insbesondere das Kragenziehen und das Aufweiten durch einen Ziehstempel realisiert werden kann.

Zum anderen hat sich gezeigt, dass durch das Vorsehen eines Vorformschrittes ein Bereich des Werkstücks derart umgeformt werden kann, dass dadurch eine

Materialreserve für einen darauffolgenden Kragenziehvorgang gebildet werden kann. Hierdurch kann in Kombination mit den Schritten des Kragenziehens, Lochens und Aufweitens auch bei hochfesten Materialien die Kragenlänge besonders effektiv erhöht werden. Mit dem Verfahren kann mehr Material in den Zargenbereich hereingezogen werden als bisher bekannt. Damit kann das Verfahren hohen Qualitätsansprüchen für den Kragen gerecht werden. Ebenfalls dünnt der Bodenbereich nicht übermäßig aus, wodurch Bodenreißer auch bei größeren Kragenlängen vermieden werden.

Durch die Materialreserve werden Modifikationen oder Anpassungen an dem

Werkstück vorgenommen, welche speziell zur Unterstützung des Kragenziehvorgangs dienen können. Beispielsweise kann dadurch zusätzliches Material bereitgestellt und/oder das Fließen des Werkstoffs in den gezogenen Bereich erleichtert werden. Beispielsweise kann durch die Vorformung zur Ausbildung einer Materialreserve der Werkstoff in dem Bereich der Materialreserve angehäuft werden, sodass für das

Kragenziehen zusätzliches Material zur Verfügung steht. Beispielsweise kann in dem Bereich der Materialreserve eine spezielle Geometrie des Werkstücks vorgesehen werden, welche das Kragenziehen begünstigt. Das Material der Materialreserve kann während des Kragenziehens insbesondere in den Zargenbereich fließen. Vorzugsweise ist die Materialreserve nach dem Kragenziehen des Werkstücks verbraucht.

Das Werkstück besteht vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Stahl. Als Stahl kommen sowohl weiche tiefziehfähige Stähle als auch höherfeste bzw. hochfeste Stähle in Betracht. Das Werkstück kann beispielsweise eine im Wesentlichen ebene, insbesondere ungelochte Platine, ein Blech, ein Halbzeug oder ein nahezu fertig geformtes Bauteil sein. Mit dem Verfahren kann dann sehr effizient ein Kragen direkt an der Platine angeformt werden. Das Kragenziehen im Rahmen des Verfahrens ist dann beispielsweise ein einstufiger Kragenziehvorgang. Das Werkstück kann jedoch auch ein bereits geformtes, beispielsweise ein gezogenes Werkstück sein, beispielsweise ein Fertigteil. Das Kragenziehen kann somit mehrstufig beispielsweise in unterschiedlichen Werkzeugen durchgeführt werden, um die Kragenlänge weiter zu vergrößern bzw. die einzelnen Verfahrensschritte flexibel durchzuführen. Das Kragenziehen im Rahmen des Verfahrens stellt dann beispielsweise den letzten Kragenziehschritt dar. Die

Materialreserve kann also beispielsweise vor dem Beginn des Kragenziehens oder vor dem letzten Kragenziehschritt ausgebildet werden.

Das Verfahren kann beispielsweise Teil einer Kaltumformung oder Warmumformung sein, oder in eine solche integriert sein. Beispielsweise kann das Vorformen zur

Ausbildung der Materialreserve, das Kragenziehen, das Lochen und/oder das Aufweiten als Warmumformung oder Kaltumformung erfolgen.

Zur Erhöhung der Prozesssicherheit und der Kragenqualität entspricht die Breite des Ziehbodenteilbereichs in radialer Richtung, das heißt insbesondere quer zur

Kragenziehrichtung, vorzugsweise höchstens der maximalen Aufweitbreite des

Werkstoffs.

Das Kragenziehen kann beispielsweise mittels eines Ziehstempels und eines daran angepassten Gesenks erfolgen. Das Gesenk weist beispielsweise eine Aushalskontur auf, in welche der Zargenbereich eingeformt werden kann, wodurch das Kragenziehen während des Auskragens prozesssicher erfolgen kann. Das Lochen erfolgt vorzugsweise mittels eines Schneidstempels. Vorzugsweise wird ein kombinierter Zieh- Schneidstempel verwendet, welcher auf dem Ziehstempelboden eine Schneidkante, vorzugsweise eine abgerundete Schneidkante aufweist, sodass auch das Lochen mit diesem Stempel erfolgen kann. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt der Bereich der Materialreserve zumindest teilweise außerhalb des zu ziehenden Bereichs. Unter dem zu ziehenden Bereich wird dabei insbesondere der Kontaktbereich des Ziehstempels mit dem Werkstück verstanden. Bevorzugt liegt der Bereich der

Materialreserve vollständige außerhalb des zu ziehenden Bereichs. Beispielsweise ist der Bereich der Materialreserve im Flanschbereich vorgesehen. Dadurch kann der Bereich der Materialreserve in einem definierten Abstand zum Kragenziehbereich vorgesehen werden und prozesssicher Material während des Kragenziehens zur Verfügung stellen.

Alternativ oder zusätzlich kann der Bereich der Materialreserve auch im zu ziehenden Bereich, das heißt im Bereich des Ziehbodens, ausgebildet werden, wodurch einer Ausdünnung im Bereich des insbesondere Boden-Ziehradius entgegengewirkt werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden eine oder mehr Erhebungen, insbesondere in Form von Sicken, durch das Vorformen des Bereichs zur Ausbildung der Materialreserve ausgebildet. Beispielsweise werden um den zu ziehenden Bereich eine oder mehr umlaufende, insbesondere konzentrische Erhebungen, insbesondere in Form von Sicken, ausgebildet. Bevorzugt werden mindestens zwei konzentrische um den zu ziehenden Bereich umlaufende Sicken vorgesehen. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige Vorformung zum einen besonders schnell durchzuführen ist und zu schnellen Zykluszeiten führt und zum anderen die Ausbildung der notwendigen Materialreserve zufriedenstellend ermöglicht.

Beispielsweise werden die Erhebungen entgegen der Kragenziehrichtung vorgesehen, sodass das Werkstück trotz der Erhebungen sicher auf dem Werkzeug zum

Kragenziehen aufliegen kann.

Grundsätzlich sind jedoch auch alternative Ausgestaltungen des Bereichs der

Materialreserve denkbar, beispielsweise durch einen Materialverdickung oder eine

Erhebung in Kragenziehrichtung. Beispielsweise sind am Ende des Kragenziehens keine Erhebungen mehr vorhanden. Es wird also zur Ausbildung des Bereichs der Materialreserve eine Vorformung nur soweit wie erforderlich durchgeführt, um übermäßige Materialbelastungen zu vermeiden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Vorformen des Bereichs zur Ausbildung der Materialreserve in Abhängigkeit von Eigenschaften des Werkstücks und/oder der zu erzielenden Kragenform. Dadurch, dass der Bereich der Materialreserve in Abhängigkeit von der Kragenform maßgeschneidert wird, kann eine prozesssichere Herstellung des Kragens bei geringem Aufwand erreicht werden. Beispielsweise wird die Geometrie des Bereichs der Materialreserve in

Abhängigkeit von dem Material und/oder der Werkstückdicke bestimmt. Sind beispielsweise eine oder mehr Sicken in dem Bereich der Materialreserve vorgesehen, kann beispielsweise die Höhe, die Breite und/oder die Form der Sicken vom Material und/oder der Werkstückdicke abhängig gemacht werden. Ebenfalls kann der Abstand der Sicken von den Materialeigenschaften abhängig gemacht werden. Beispielsweise wird die Höhe der Sicken derart gewählt, dass die Dehnungsfähigkeit des Materials nicht überschritten wird. Ebenfalls wird eine durch die Vorformung zusätzlich erzeugte Länge des Werkstücks im Bereich der Materialreserve derart bemessen, dass die

Dehnungsfähigkeit des Materials nicht überschritten wird.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet das Vorformen des Bereichs zur Ausbildung der Materialreserve zumindest abschnittsweise eine Vordehnung bis maximal an die Dehngrenze des Werkstoffs. Es hat sich gezeigt, dass durch eine Vordehnung des Materials und die dadurch entstehende zusätzliche Länge der Fluss des Materials aus der Materialreserve in den Zargenbereich verbessert werden kann und die Materialreserve einfach und effizient bereitgestellt werden kann. Bevorzugt wird dabei die Dehnungsfähigkeit des Materials nicht überschritten, da andernfalls die Prozesssicherheit und die Qualität beeinträchtigt würden. Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens entspricht der Bereich der Materialreserve im Wesentlichen der Kragenziehlänge des Werkstücks. Durch das Vorsehen des Bereichs der Materialreserve, kann verhindert werden, dass eine zu starke Ausdünnung erfolgt oder ein Materialversagen auftritt, da für den

Kragenziehvorgangs nun zusätzliches Material durch die Materialreserve zur Verfügung gestellt werden kann. Beispielsweise entspricht die Ausdehnung des Bereichs oder die Querschnittslänge des Bereichs im Wesentlichen der Kragenziehlänge.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Werkstück im Bereich der Materialreserve während des Kragenziehens zumindest zeitweise und zumindest abschnittsweise mit einer insbesondere gesteuerten Kraft beaufschlagt, beispielsweise durch den Niederhalter in Kragenziehrichtung. Durch die insbesondere gesteuerte Kraftbeaufschlagung kann die Materialreserve zusätzlich in den zu ziehenden Bereich gedrückt werden, was insbesondere den Materialfluss in den Zargenbereich weiterhin verbessern kann.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt das Vorformen des Bereichs zur Ausbildung der Materialreserve in einem ersten Werkzeug oder Werkzeugabschnitt und zumindest das Kragenziehen in einem zweiten Werkzeug oder Werkzeugabschnitt. Auf diese Weise kann das Vorformen des

Materialreservebereichs ohne wesentliche Modifikationen der Werkzeuge zum

Kragenziehen in bestehende Verfahren integriert werden. Um die Zykluszeiten weiter zu verkürzen, kann das erste Werkzeug optional auch in andere Arbeitsschritte integriert sein, wie etwa erste Kragenziehoperationen oder Beschnitte des Werkstücks. Bevorzugt erfolgt in dem zweiten Werkzeug das Kragenziehen, das Lochen des Ziehbodens und das

Aufweiten des Ziehbodenteilbereichs. Hierdurch können sonst notwendige Transporte zwischen einzelnen Werkzeugen auf ein Minimum reduziert werden.

Bevorzugt erfolgt daher zunächst das Einlegen des Werkstücks in das erste Werkzeug, wobei zumindest die Vorformung zur Ausbildung der Materialreserve erfolgt. Das

Werkstück kann dann entnommen werden und anschließend in das zweite Werkzeug eingelegt werden. Dabei wird das Werkstück beispielsweise zwischen einen Ziehstempel und ein Gesenk mit Niederhalter gebracht. Nach dem Kragenziehen, Lochen und

Aufweiten des Werkstücks kann das Werkstück mit fertig ausgebildetem Kragen dem zweiten Werkzeug entnommen werden.

Gemäß einer zweiten Lehre der vorliegenden Erfindung wird die eingangs genannte Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Herstellung eines Kragens an einem Werkstück, insbesondere zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, mit

Vorformmitteln zur Vorformung eines Bereichs des Werkstücks zur Ausbildung einer Materialreserve für einen Kragenziehvorgang, mit Mitteln zum Kragenziehen, welche eingerichtet sind, das Werkstück derart zu ziehen, dass das Werkstück einen sich an einen Flanschbereich anschließenden gezogenen Bereich mit einem Zargenbereich und mit einem sich an den Zargenbereich anschließenden Ziehboden aufweist, mit Mitteln zum Lochen, welche eingerichtet sind, den Ziehboden zu lochen, sodass ein sich an den Zargenbereich anschließender Ziehbodenteilbereich entsteht, und mit Mitteln zum Aufweiten, welche eingerichtet sind, den Ziehbodenteilbereich aufzuweiten.

Wie bereits ausgeführt, können durch die Kombination von Zargenbereich und geweitetem Ziehbodenteilbereich zum einen längere und präzise Kragen ausgebildet werden, während die Vorrichtung einfach mittels pressengestützter Vorrichtungen realisiert werden kann. Zum anderen kann durch das Vorsehen der Vorformmittel einer Materialreserve für einen darauffolgenden Kragenziehvorgang gebildet werden, sodass in Kombination mit den Mitteln zum Kragenziehen, Lochen und Aufweiten mit der Vorrichtung auch bei hochfesten Materialien die Kragenlänge besonders effektiv erhöht werden. Zudem können hohe Qualitätsanforderungen erfüllt werden, da genug Material in den Zargenbereich hereingezogen werden kann und der Bodenbereich somit nicht übermäßig ausdünnt.

Bevorzugt weist die Vorrichtung Mittel zum Fixieren des Werkstücks auf. Die Mittel zum Fixieren des Werkstücks können derart ausgebildet sein, dass das Werkstück mit seinem Flanschbereich in der Vorrichtung, insbesondere während des Kragenziehens, Lochens und Aufweitens fixiert wird. Die Mittel zum Fixieren können beispielsweise durch einen insbesondere druckgesteuerten Niederhalter realisiert werden.

Um die Ausbildung des Bereichs der Materialreserve ohne wesentliche Modifikationen der Werkzeuge zum Kragenziehen in bestehende Verfahren zu integrieren, weist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung die Vorrichtung ein erstes Werkzeug oder einen ersten Werkzeugabschnitt und ein zweites Werkzeug oder einen zweiten Werkzeugabschnitt auf, wobei das erste Werkzeug oder der erste Werkzeugabschnitt die Vorformmittel aufweist und wobei das zweite Werkzeug oder der zweite Werkzeugabschnitt die Mittel zum Kragenziehen, die Mittel zum Lochen und die Mittel zum Aufweiten aufweist.

Um zum einen die Vorformung des Bereichs zur Ausbildung der Materialreserve effizient durchzuführen und gleichzeitig die Ausbildung der notwendigen

Materialreserve zu ermöglichen, sind gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Vorformmittel zur Ausbildung des Bereichs der Materialreserve dazu eingerichtet, eine oder mehr Erhebungen, insbesondere in Form von Sicken vorzugsweise mit gleichmäßigen Radien, auszubilden.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist die Vorrichtung Mittel zur zumindest zeitweisen und zumindest abschnittsweisen insbesondere gesteuerten Kraftbeaufschlagung des Werkstücks im Flanschbereich während des Kragenziehens auf. Die Mittel zur Kraftbeaufschlagung können

beispielsweise durch einen Niederhalter realisiert werden. Durch die insbesondere gesteuerte Kraftbeaufschlagung im Flanschbereich und damit bevorzugt im Bereich der Materialreserve kann das Material aus dem Bereich der Materialreserve zusätzlich in den zu ziehenden Bereich gedrückt werden, was den Materialfluss verbessern kann.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfassen die Mittel zum Kragenziehen einen Ziehstempel und die Mittel zum Lochen eine am

Ziehstempelboden angeordnete, insbesondere abgerundete Schneidkante und eine dem Ziehstempel gegenüberliegend angeordnete und an die Schneidkante angepasste Lochmatrize. Somit wird ein kombinierter Zieh-Schneidstempel zur Verfügung gestellt. Die Schneidkante ragt beispielsweise in Kragenziehrichtung und beabstandet vom Ziehstempelrand aus dem Ziehstempelboden hervor. Der Ziehstempel kann zudem zum Weiten des Ziehbodenteilbereichs dienen. Dadurch kann die Herstellung des Kragens mit kurzen Zykluszeiten und ohne wesentliche Modifikationen bestehender

pressengestützter Vorrichtungen realisiert werden. Das Kragenziehen, Lochen und Aufweiten ist beispielsweise lediglich durch eine Bewegung des Ziehstempels in eine Kragenziehrichtung realisierbar. Bevorzugt umfassen die Mittel zum Kragenziehen weiterhin ein Gesenk mit einer

Aushalskontur, sodass das Werkstück mittels einer relativen Bewegung von Ziehstempel und Gesenk einem Ziehvorgang unterzogen werden kann, sodass der Kragen durch den Stempel entlang der Aushalskontur ausgebildet werden kann.

Grundsätzlich kann der Stempel in Kragenziehrichtung gesehen unterschiedliche Querschnittsformen aufweisen, beispielsweise einen runden, ovalen oder eckigen Querschnitt. Besonders gute Ergebnisse bezüglich der Kragenqualität werden jedoch erzielt, wenn der Ziehstempel im Wesentlichen runden Querschnitt aufweist oder rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Beispielsweise ist die vorzugsweise abgerundete Schneidkante konzentrisch am Ziehstempelboden angeordnet. Beispielsweise kann zunächst ein napfförmiger gezogener Bereich mittels des Kragenziehens erzeugt werden und anschließend durch das Lochen beispielsweise ein nabenförmiger Kragen

entstehen. Der Ziehboden kann grundsätzlich parallel oder schräg zum Flanschbereich des Werkstücks ausgeformt sein. Zudem kann die Berandungslinie des Ziehbodens kreisförmig, wellenförmig oder andersförmig ausgeformt sein.

Ist der Ziehstempelboden abgesehen von der Schneidkante im Wesentlichen flach ausgebildet und verläuft quer zur Kragenziehrichtung, wird eine unerwünschte zu starke Vordehnung des Ziehbodens vermieden und es kann mehr Material aus dem Flanschbereich in den Zargenbereich fließen. Beispielsweise können eine kreisförmige insbesondere abgerundete Schneidkante und eine daran angepasste insbesondere scharfkantige Lochmatrize vorgesehen sein, sodass eine kreisförmige Öffnung in den Ziehboden gelocht werden kann. Allerdings sind auch hier andere geometrische Querschnitte, welche sich zum Lochen eignen, verwendbar, etwa ovale oder eckige Querschnitte. Dabei können die verwendeten

Querschnittsformen beim Kragenziehen und beim Lochen im Wesentlichen, etwa bis auf einen Offset, übereinstimmen oder es können unterschiedliche Formen verwendet werden. Wie bereits ausgeführt, ist gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Schneidkante abgerundet. Dadurch wird unter anderem vorteilhaft erreicht, dass der Ziehteilboden während des Kragenziehens nicht durch die Schneidkante beschädigt wird und beispielsweise keine Einkerbungen entstehen oder kein frühzeitiges, teilweises Lochen des Werkstücks erfolgt. Vielmehr kann das Material zunächst über die Schneidkante hinweggleiten. Im Zusammenspiel mit der Lochmatrize, dessen Bewegung entgegen der Kragenziehrichtung gehemmt ist, erfolgt dann ein Lochen des Ziehbodens zu einem definierten Zeitpunkt. Damit wird die Qualität der Kragenwandung und die mögliche Ziehtiefe gesteigert. Dass die Schneidkante abgerundet ist, bedeutet insbesondere, dass der Radius der Schneidkante größer als 0,15 mm, insbesondere größer als 0,25 mm, bevorzugt bis 1 mm ist. Beispielsweise liegt der Radius der Schneidkante zwischen 0,3 und 0,8 mm.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, ist ein Hemmelement vorgesehen, welches zur zeitweisen insbesondere definierten

Kraftbeaufschlagung der Lochmatrize in Reaktion auf eine Krafteinwirkung seitens des Ziehstempels in Kragenziehrichtung dient. Durch das Hemmelement wird erreicht, dass der Ziehboden zu einem definierten Zeitpunkt gelocht werden kann. Zudem kann dadurch, dass die Kraftbeaufschlagung nur zeitweise erfolgt, eine Bewegung der Lochmatrize in Kragenziehrichtung ermöglicht werden, sodass die Aufweitung nach dem Lochen ermöglicht wird. Beispielsweise ist die Vorrichtung derart eingerichtet, dass eine definierte Hemmkraft der Lochmatrize die zum Lochen des Ziehbodenteils benötigte Schnittkraft übersteigt, um das Lochen zu ermöglichen. Die Hemmkraft kann beispielsweise durch das

Hemmelement ausgeübt werden.

Beispielsweise ist das Hemmelement als quer zur Kragenziehrichtung beweglicher Schubkeil ausgebildet, welcher die Bewegung der Lochmatrize in Kragenziehrichtung hemmt. Beispielsweise kann der Schubkeil bei ausreichender Kraftbeaufschlagung in Kragenziehrichtung die Bewegung der Lochmatrize in Kragenziehrichtung wieder freigeben, insbesondere wenn die definierte Hemmkraft der Lochmatrize die zum Lochen des Ziehbodenteils benötigte Schnittkraft übersteigt. Beispielsweise ist der Schubkeil federgelagert. Beispielsweise weisen der Schubkeil und die Lochmatrize aneinander angepasste Gleitflächen auf, welche ein Abgleiten der Lochmatrize auf dem Schubkeil und ein Verdrängen des Schubkeils ermöglichen.

Beispielsweise ist die Lochmatrize ebenfalls federgelagert um eine weitere Kraft entgegen der Kragenziehrichtung zu ermöglichen. Bezüglich weiterer vorteilhafter Ausgestaltungen der Vorrichtung wird auf die

Beschreibung des Verfahrens und dessen Vorteile verwiesen.

Durch die vorherige und folgende Beschreibung von Verfahrensschritten gemäß bevorzugter Ausführungsformen des Verfahrens sollen auch entsprechende Mittel zur Durchführung der Verfahrensschritte durch bevorzugte Ausführungsformen der

Vorrichtung offenbart sein. Ebenfalls soll durch die Offenbarung von Mitteln zur Durchführung eines Verfahrensschrittes der entsprechende Verfahrensschritt offenbart sein. Im Weiteren soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiel eines ersten

Werkzeugs oder Werkzeugabschnitts einer Vorrichtung vor der

Ausbildung einer Materialreserve;

Fig. 2 eine schematische Ansicht des ersten Werkzeugs oder

Werkzeugabschnitts aus Fig. 1 nach der Ausbildung einer Materialreserve;

Fig. eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines zweiten

Werkzeugs oder Werkzeugabschnitts einer Vorrichtung vor dem

Kragenziehen;

Fig. 4, 5 eine schematische Ansicht des zweiten Werkzeugs oder

Werkzeugabschnitts aus Fig. 3 während des Kragenziehens;

Fig. 6 eine schematische Ansicht des zweiten Werkzeugs oder

Werkzeugabschnitts aus Fig. 3 nach dem Lochen;

Fig. 7 eine schematische Ansicht des zweiten Werkzeugs oder

Werkzeugabschnitts aus Fig. 3 nach dem Aufweiten und

Fig. 8 eine schematische Ansicht des zweiten Werkzeugs oder

Werkzeugabschnitts aus Fig. 3 nach dem Auswerfen. Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines ersten

Werkzeugs oder Werkzeugabschnitts 1 einer Vorrichtung vor der Ausbildung einer Materialreserve. Das Werkzeug oder Werkzeugabschnitt 1 ist in einem Teil-Längsschnitt dargestellt, und ist symmetrisch um die Achse A aufgebaut. Das Werkzeug oder der Werkzeugabschnitt 1 ist in eine geeignete, hier nicht dargestellte Presse eingebaut und weist mit einem Obergesenk la und einem daran angepassten Untergesenk oder

Stempel lb Vorformmittel zur Formung eines Bereichs 4 eines Werkstücks oder Werkstückabschnitts 2 auf. Das Werkstück oder der Werkstückabschnitt 2 in Form einer Platine oder eines Blechs ist bei geöffneter Presse zwischen die Gesenke la, lb gebracht. Durch die Geometrie der Pressflächen kann ein Bereich 4 des Werkstücks 2 durch das Werkzeug 1 umgeformt werden, sodass sich in dem Bereich 4 eine Materialreserve für einen späteren Kragenziehvorgang bildet. Dazu wird beispielsweise das Obergesenk la zum Schließen des Werkzeugs 1 in Richtung des Pfeils 6 auf das Untergesenk zubewegt.

Fig. 2 zeigt eine schematische Ansicht des ersten Werkzeugs 1 aus Fig. 1 nach der Ausbildung einer Materialreserve in dem Bereich 4 des Werkzeugs 2. Durch das

Vor-/Formen des Bereichs 4 wurden in dem dargestellten Ausführungsbeispiel

Erhebungen in Form von zwei umlaufenden konzentrischen Sicken 6a, 6b gebildet. Die Vor-/Formung mit dem Werkzeug 1 bewirkte eine Vordehnung des Materials im Bereich 4 der Sicken 6a, 6b und der daran angrenzenden Bereiche, was zu einer Verlängerung der Querschnittslänge im Bereich 4 des Werkstücks oder Werkstückabschnitts 2 führte. Im Ergebnis kann der Bereich 4 mit den Sicken 6a, 6b für einen anschließenden

Kragenziehvorgang als Materialreserve dienen.

Da das Werkzeug 1 auch ein Werkzeugabschnitt eines komplexeren nicht dargestellten Werkzeugs sein kann, ist es grundsätzlich möglich, dass dieses während des Schließens der Presse auch noch weitere Bearbeitungen, beispielsweise weitere Umformungen, des Werkstücks 2 ausführen kann.

Fig. 3 zeigt eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines zweiten

Werkzeugs 10 einer Vorrichtung vor dem Kragenziehen. Die Vorrichtung 10 ist ebenfalls symmetrisch um die Achse A aufgebaut. Sie weist mit einem in Kragenziehrichtung 8 beweglichen Ziehstempel bzw. Zieh-Schneidstempel 12 Mittel zum Kragenziehen des Werkstücks 2 auf. Der Ziehstempel weist eine am Ziehstempelboden 14 angeordnete, abgerundete Schneidkante 16 auf. Die Schneidkante 16 ragt in Kragenziehrichtung 8 aus dem Ziehstempelboden 14 hinaus. Dies vermeidet die Gefahr einer vorzeitigen

Beschädigung oder Lochung des Werkstücks 2. Das Werkzeug 10 weist zudem mit dem Niederhalter 18 Mittel zum Fixieren des Werkstücks 2 auf. Wie durch den Pfeil 9 dargestellt, kann der Niederhalter das

Werkstück 2 in einem Flanschbereich 20 mit einer gesteuerten Kraft in

Kragenziehrichtung 8 beaufschlagen. Hierdurch kann das Werkstück 2 fixiert und Material aus dem Bereich 4 der Materialreserve nachgeführt werden.

Das Werkzeug 10 weist weiterhin ein Gesenk 26 auf, dessen Querschnittskontur die Aushalskontur 28 darstellt und an den Ziehstempel 12 angepasst ist. Im unteren Bereich des Gesenks ist eine Lochmatrize 30 federnd gelagert und an die Schneidkante 16 angepasst, um ein Lochen des Ziehbodenteils 42 zu ermöglichen. Ergänzend ist ein Federelement 32 vorgesehen, welches die Lochmatrize mit einer Kraft entgegen der Kragenziehrichtung 8 beaufschlagen kann. In dem Gesenk 26 ist zudem ein

Hemmelement in Form eines Schubkeils 34 gelagert. Der Schubkeil stützt die

Lochmatrize 30 ab, sodass die Bewegung der Lochmatrize 30 in Kragenziehrichtung 8 zunächst gehemmt ist. Hierzu drückt der Schubkeil 34 mit einem Federelement 36 unter die Lochmatrize 30. Die Lochmatrize 30 und der Schubkeil 34 weisen aneinander angepasste Gleitflächen 38, 40 auf, welche ein Abgleiten der Lochmatrize 30 auf dem Schubkeil 34 ermöglichen. Fig. 4 und 5 zeigen eine schematische Ansicht des zweiten Werkzeugs 10 aus Fig. 3 während des Kragenziehens. Der Ziehstempel 12 wird dabei in Kragenziehrichtung 8 bewegt. Dadurch bildet sich im Werkstück 2 ein gezogener Bereich mit einem sich an den Flanschbereich 20 anschließenden Zargenbereich 44 und mit einem sich an den Zargenbereich anschließenden Ziehboden 42 aus. Während des Kragenziehens wird durch den Bereich 4 Material für den Kragenziehvorgang zur Verfügung gestellt und in den Zargenbereich 44 hineingezogen. Gleichzeitig wird durch die Kraftbeaufschlagung des Bereichs 4 mit dem Niederhalter 18 Material der Materialreserve in den

Zargenbereich 44 nachgeschoben. Dadurch kann der Zargenbereich 44 länger als mit den konventionellen Verfahren ausgebildet werden, während der Ziehboden 42 im Wesentlichen nicht ausdünnt. Wie in Fig. 5 zu erkennen ist, werden die Sicken 6a, 6b während des Kragenziehens im Wesentlichen geglättet. Dadurch, dass eine abgerundete Schneidkante 16 vorgesehen ist, wird der der

Ziehboden 42 während des Kragenziehens nicht beschädigt oder vorzeitig gelocht und es kann durch den im Wesentlichen flachen und quer zur Kragenziehrichtung 8 verlaufenden Ziehstempelboden 14 ein Ausdünnen des Ziehbodens 42 verringert oder vermieden werden.

Während des fortschreitenden Kragenziehvorgangs wird entweder weiterhin Material aus dem Flanschbereich 20 in den Zargenbereich 44 geholt und/oder der Zargenbereich 44 wird abgestreckt, bis der Ziehstempel 12 die Lochmatrize 30 erreicht hat. Aufgrund der durch den Schubkeil 34 verursachten Gegenkraft, kann die Lochmatrize 30 zunächst nicht ausweichen und die Schneidkante 16 des kombinierten Zieh-Schneidstempels 12 locht den Ziehboden 42, indem ein Schneidbutzen 46 aus dem Ziehboden 42 geschnitten oder gestanzt wird, welcher durch die Lochmatrize aus dem Werkzeug 10 herausfallen kann und nicht manuell entfernt werden braucht.

Fig. 6 zeigt hierzu eine schematische Ansicht des zweiten Werkzeugs oder

Werkzeugabschnitts 10 aus Fig. 3 nach dem Lochen. An den Zargenbereich 44 schließt sich nunmehr ein Ziehbodenteilbereich 45 an.

Der Gegendruck der Lochmatrize 30 auf den Ziehstempel 12 ist jedoch durch das Vorsehen der Gleitflächen 38, 40 an der Lochmatrize 30 und dem Schubkeil 34 und durch die Federlagerung des Schubkeils 34 auf die notwendige Schnittkraft zum Lochen des Ziehbodenteils begrenzt. Wird die Kraftgrenze überschritten weicht der Schubkeil 34 nach außen quer zur Kragenziehrichtung 8 in Richtung des Pfeils 48 aus. Die

Lochmatrize 30 wird weiter in Kragenziehrichtung 8, wie durch den Pfeil 50 dargestellt, durch den Ziehstempel 12 weiter nach unten verdrängt und der Ziehstempel 12 kann durch weiteres Fortschreiten in Kragenziehrichtung 8 ein Aufweiten des

Ziehbodenteilbereichs 45 durchführen. Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht des zweiten Werkzeugs oder Werkzeugabschnitts 10 aus Fig. 3 nach dem Aufweiten des Ziehbodenteilbereichs 45. Dadurch, dass der Kragen Längenanteile des Zargenbereichs 44 und des geweiteten Ziehbodenteilbereichs 45 umfasst, kann ein langer Kragen ausgebildet werden, ohne dass ein Materialversagen aus dem Bereich 4 der Materialreserve und der abgerundeten Schneidkante 16 auftritt.

Dadurch ist die Kragenformung abgeschlossen. Durch ein Anheben des Ziehstempels 12 und des Niederhalters 18 kann die Lochmatrize 30 wieder entgegen der

Kragenziehrichtung 8 in die Ausgangsstellung fahren, wobei das Werkstück

ausgeworfen wird. Fig. 8 zeigt eine schematische Ansicht des zweiten Werkzeugs oder Werkzeugabschnitts 10 aus Fig. 3 nach dem Auswerfen. Dabei ist das Werkstück 2 durch die federgelagerte Lochmatrize 30 zum Entnehmen aus dem Werkzeug 10 aus dem Gesenk 26 herausbefördert worden.