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Title:
METHOD FOR PRODUCING A SHAPED AND AT LEAST REGIONALLY HARDENED SHEET METAL COMPONENT AND QUENCH PRESS DIE FOR PRODUCING SUCH A COMPONENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/012831
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a shaped and at least regionally hardened sheet metal component, particularly a sheet steel component (15), with at least one perforation (16) produced in it, in which method a preform (13) is heated to forming temperature, subsequently shaped and then at least regionally hardened by corresponding cooling, wherein the at least one perforation (16) in the preform (13) is produced during the course of a punching process before the preform (13) is hardened. According to the invention, the metal piece (14) separated from the preform (13) by punching is fed back to its original position or a corresponding position in the perforation (16), remains there for the duration of the quenching process and is only pressed out during or after removal of the sheet steel component (13) from the die (1), in which it is held during quenching. The invention also describes a quench press die (1) for producing a shaped and at least regionally hardened sheet metal component, particularly a sheet steel component (15), with at least two die parts (2, 3) adjustable against one another for opening and closing the die (1) and with a punching device (7) comprising a punching die (8) for producing a perforation (16) in a preform (13) located between the die parts (2, 3). The die part (2), against which the punching die (8) for producing the perforation (16) works, has a return punch (11), the actuation side of which points towards the punching die (8) and the axis of motion of which corresponds to the axis of motion of the punching die (8), such that a metal piece (14) separated from a preform (13) by means of said punching die (8) can be returned to the correct position, or approximately to the correct position in the perforation (16) produced in the preform (13) by the punching process to fill said perforation.

Inventors:
LOECKER MARKUS (DE)
Application Number:
PCT/EP2013/064596
Publication Date:
January 23, 2014
Filing Date:
July 10, 2013
Export Citation:
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Assignee:
KIRCHHOFF AUTOMOTIVE D GMBH (DE)
International Classes:
B21D22/02; B21D28/26; B21D35/00
Foreign References:
CN101486060A2009-07-22
EP2062664A12009-05-27
DE102004019693A12005-11-17
DE102004019693A12005-11-17
EP2062664A12009-05-27
Attorney, Agent or Firm:
HAVERKAMP, Jens (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Verfahren zum Herstellen eines umgeformten und zumindest bereichsweise gehärteten Metallblechbauteiles, insbesondere eines Stahlblechbauteils (15), mit wenigstens einer darin eingebrachten Durchbrechung (16), bei dem ein Rohling (13) auf Umformtemperatur erwärmt, nachfolgend in einem Werkzeug (1 ) umgeformt und anschließend durch entsprechendes Abkühlen zumindest bereichsweise gehärtet wird, wobei die wenigstens eine Durchbrechung (16) in den Rohling (13) im Wege eines Stanzprozesses eingebracht wird, bevor der Rohling (13) gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Stanzen aus dem Rohling (13) herausgetrennte Stanzbutzen (14) in die Durchbrechung (16) hinein zurückgeführt wird, dort für die Dauer des Abkühlprozesses verbleibt und erst mit oder nach der Entnahme des Stahlblechbauteiles (15) aus dem Werkzeug (1 ), in dem es während der Abkühlung gehalten wird, herausgedrückt wird.

Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrechung (16) nach dem Umformschritt oder in einer Endphase des Umformschrittes in den Rohling (13) eingebracht wird.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine aktive Abkühlung des umgeformten Rohlings (13) erst erfolgt, wenn die Schritte des Erstellens der Durchbrechung (16) und die Zurückführung des Butzens (14) in die Durchbrechung (16) abgeschlossen sind.

Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Durchbrechung (16) in einen Bereich des Rohlings (13) eingebracht wird, der anschließend gehärtet wird. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schritte zum Herstellen des umgeformten und zumindest bereichsweise gehärteten Blechblauteiles (13) in einem Presshärtwerkzeug (1 ) durchgeführt werden.

Presshärtwerkzeug zum Herstellen eines umgeformten und zumindest bereichsweise gehärteten Metallblechbauteiles, insbesondere eines Stahlblechbauteils (15), mit zumindest zwei gegeneinander zum Öffnen und Schließen des Werkzeuges (1 ) verstellbaren Werkzeugteilen (2, 3) sowie mit einer einen Stanzstempel (8) umfassenden Stanzeinrichtung (7) zum Einbringen einer Durchbrechung (16) in einen zwischen den Werkzeugteilen (2, 3) befindlichen Rohling (13), dadurch gekennzeichnet, dass dasjenige Werkzeugteil (2), gegen welches der Stanzstempel (8) zum Einbringen der Durchbrechung (16) arbeitet, über einen Rückführstempel (1 1 ) verfügt, dessen Betätigungsseite zu dem Stanzstempel (8) weist und dessen Bewegungsachse der Bewegungsachse des Stanzstempels (8) entspricht, so dass ein mittels des Stanzstempels (8) aus einem Rohling (13) herausgetrennter Stanzbutzen

(14) in die durch den Stanzprozess in den Rohling (13) eingebrachte Durchbrechung (16) lagerichtig oder annähernd lagerichtig zum Füllen derselben zurückführbar ist.

Presshärtwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführstempel (1 1 ) mit seiner Betätigungsseite an dem in die erstellte Durchbrechung (16) zurückgeführten Butzen (14) bis zur Öffnung des Werkzeuges (1 ) zur Entnahme des Blechbauteiles

(15) anliegt.

Presshärtwerkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Rückführstempel (1 1 ) durch den mit dem Stanzstempel (8) bewegten Butzen (14) in seine Ausgangsposition gebracht wird.

Presshärtwerkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Betätigung des Rückführstempels (1 1 ) zum Zurückführen des Butzens (14) in die Durchbrechung (16) der Stanzstempel (8) in seine Ausgangsposition gebracht wird.

Description:
Verfahren zum Herstellen eines umgeformten und

zumindest bereichsweise gehärteten Metallblechbauteils sowie Presshärtwerkzeug zum Herstellen eines solchen Bauteiles

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines umgeformten und zumindest bereichsweise gehärteten Metallblechbauteiles, insbesondere eines Stahlblechbauteiles, mit wenigstens einer darin eingebrachten Durchbrechung, bei dem ein Rohling auf Umformtemperatur erwärmt, nachfolgend in einem Werkzeug umgeformt und anschließend durch entsprechendes Abkühlen zumindest bereichsweise gehärtet wird, wobei die wenigstens eine Durchbrechung in den Rohling im Wege eines Stanzprozesses eingebracht wird, bevor der Rohling gehärtet wird. Ferner betrifft die Erfindung ein Presshärtwerkzeug zum Herstellen eines umgeformten und zumindest bereichsweise gehärteten Metallblechbauteiles mit zumindest zwei gegeneinander zum Öffnen und Schließen des Werkzeuges verstellbaren Werkzeugteilen sowie mit einer einen Stanzstempel umfassenden Stanzeinrichtung zum Einbringen einer Durchbrechung in einen zwischen den Werkzeugteilen befindlichen Rohling.

Presshärtwerkzeuge sind Werkzeuge, mit denen Metallrohlinge umgeformt und gehärtet werden. Für die Zwecke des Härtens wird je nach Ausgestaltung des Verfahrens ein entsprechend auf Umformtemperatur vorerwärmter Rohling dem Presshärtwerkzeug zugeführt, darin umgeformt und nach erfolgter Umformung zu seiner Härtung hinreichend rasch abgekühlt und damit vergütet. Eingesetzt werden derartige Presshärtwerkzeuge beispielsweise zum Herstellen von Strukturbauteilen von Kraftfahrzeugen. Typischerweise handelt es sich bei den Rohlingen um Stahlblechteile, so dass es sich bei den Strukturbauteilen um Stahlblechbauteile handelt. Möglich ist es auch, bereits vorgeformte Stahlblechplatinen in einem Presshärtwerkzeug weiter umzuformen und anschließend in dem Presshärtwerkzeug zu vergüten. Eine Erwärmung des Rohlings auf seine Umformtemperatur, die im Falle eines aus Stahl gefertigten Rohlings typischerweise der Austenitisierungstemperatur entspricht, kann prinzipiell innerhalb des Presswerkzeuges durchgeführt werden. Zumeist wird man den Rohling jedoch in einem Ofen auf die Umformtemperatur erwärmen und anschließend in das geöffnete Presshärtwerkzeug einbringen. Das Presshärtwerkzeug selbst verfügt über zumindest zwei zum Öffnen und Schließen desselben verstellbare Werkzeugteile, die in aller Regel als Matrize und Stempel angesprochen werden. Dabei stellt die Matrize das ruhende Werkzeugteil dar, gegenüber dem der Stempel mittels einer Presse zum Schließen des Werkzeuges und damit zum Umformen des darin eingelegten Rohlings bewegt wird. Zum Vergüten des umgeformten Rohlings innerhalb des Presshärtwerkzeuges verfügen die beiden Werkzeugteile über Kühlmittelkanäle, durch die zum Zwecke des Vergütungsbzw. Härteprozesses Kühlmittel durchgepumpt wird. Nach Abschluss des Abkühlprozesses zum zumindest bereichsweisen Härten des umgeformten Rohlings wird das Werkzeug geöffnet und das Stahlblechbauteil entnommen.

Es gibt Anwendungsfälle, bei denen derartige Blechbauteile, die nach dem vorbeschriebenen Verfahren unter Verwendung eines Presshärtwerkzeuges hergestellt werden, ein oder mehrere Durchbrechungen, mitunter auch als Durchzüge angesprochen, aufweisen sollen. Derartige Durchbrechungen können nach dem Schritt des Presshärtens in das Stahlblechbauteil eingebracht werden. Dieses erfolgt mit einer Laserbearbeitung, da aufgrund der durch den Herstellungsprozess eingestellten Härte ein Stanzen des gehärteten Blechbauteils nicht unproblematisch ist. Allerdings kann auch eine Laserbearbeitung zum Einbringen der zumindest einen Durchbrechung als nachteilig angesehen werden. Begründet liegt dieses in dem zu betreibenden apparativen und handhabungsbedingten Aufwand. Zudem wird durch den Wärmeeintrag beim Lasern die eingestellte Härte zumindest in dem die Durchbrechung einfassenden Randbereichen wieder herabgesetzt.

Aus DE 10 2004 019 693 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines gehärteten Stahlblechbauteiles bekannt, bei denen innerhalb des Presswerkzeuges die zumindest eine Durchbrechung in den Rohling während des Abkühlens durch Lochen in den Rohling eingebracht wird. Bei diesem Verfahren wird die zumindest eine Durchbrechung in den Rohling zu einem Zeitpunkt eingebracht, in dem dieser noch nicht, jedenfalls nicht vollständig gehärtet ist. Herausgestellt wird in diesem Dokument, dass der Lochstempel unmittelbar nach Einbringung der Durchbrechung aus der Durchbrechung wieder herausgeführt wird, um ein Auf- schrumpfen des Rohlings auf den Stanzstempel zu verhindern. Auf diese Weise sollen Beschädigungen an dem Stanzstempel, die beim Abziehen oder Herausziehen desselben von dem darauf im Zuge des Abkühlprozesses aufgeschrumpften Rohling vermieden werden.

Als nachteilig wird jedoch in Bezug auf das aus DE 10 2004 019 693 A1 bekannt gewordene Verfahren empfunden, dass die Umfangsgeometrie der zumindest einen in den Rohling eingebrachten Durchbrechung während des Abkühlvorganges nicht kontrolliert wird. Zwar ist der Rohling während des Abkühlprozesses zwischen den geschlossenen Werkzeugteilen gehalten. Jedoch kann hierdurch ein Schrumpfen, insbesondere ein ungleichmäßiges Schrumpfen der Öffnungsweite der eingebrachten Durchbrechung nicht verhindert werden. Prinzipiell muss ein Schrumpfen der Öffnungsweite der Durchbrechung hingenommen werden. Allerdings wäre es wünschenswert, wenn sich ein solches Schrumpfen über den Umriss der Durchbrechung gleichmäßig vollzieht. Dieses ist mit dem vorgenannten vorbekannten Verfahren nicht gewährleistet. Unterschiedliche Schrumpfungsraten können vor allem bei Durchbrechungen eintreten, deren Geometrie von der kreisrunden Querschnittsform abweichend ist.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines gehärteten Blechprofils mit einer Durchbrechung ist aus EP 2 062 664 A1 bekannt. Bei dem in diesem Dokument beschriebenen Verfahren wird ein durch zumindest eine Schnittkante begrenzter Bereich zunächst angeschnitten, wobei die Schnitttiefe geringer ist als die Materialstärke der Platine. Anschließend wird die Platine warmumgeformt und der angeschnittene Bereich nach dem Warmumformen entlang der Schnittkante herausgedrückt. Das Anschneiden und Ausdrücken des Bereiches wird in entgegengesetzter Richtung durchgeführt, so dass man gradfreie Schnittkonturen erhält. Auch bei diesem Verfahren können wie bereits zu DE 10 2004 019 693 A1 beschriebene Schrumpfungserscheinungen nicht vermieden werden.

Ausgehend von dem vordiskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren sowie ein eingangs genanntes Presshärtwerkzeug dergestalt weiterzubilden, dass der vorbeschriebenen Problematik eines ungleichmäßigen Schrumpfens einer in einen noch nicht abschließend gehärteten Rohling eingebrachten Durchbrechung entgegengewirkt ist.

Gelöst wird die verfahrensbezogene Aufgabe erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes, gattungsgemäßes Verfahren, bei dem der durch das Stanzen aus dem Rohling herausgetrennte Stanzbutzen in die Durchbrechung hinein zurückgeführt wird, dort für die Dauer des Abkühlprozesses verbleibt und erst mit oder nach der Entnahme des Stahlblechbauteiles aus dem Werkzeug, in dem es während der Abkühlung gehalten wird, herausgedrückt wird.

Die vorrichtungsbezogene Aufgabe wird durch ein eingangs genanntes, gattungsgemäßes Presshärtwerkzeug gelöst, bei dem dasjenige Werkzeugteil, gegen welches der Stanzstempel zum Einbringen der Durchbrechung arbeitet über einen Rückführstempel verfügt, dessen Betätigungsseite zu dem Stanzstempel weist und dessen Bewegungsachse der Bewegungsachse des Stanzstempels entspricht, so dass ein mittels des Stanzstempels aus einem Rohling herausgetrennter Stanzbutzen in die durch den Stanzprozess in den Rohling eingebrachte Durchbrechung lagerichtig oder annähernd lagerichtig zum Füllen derselben zurückführbar ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren - entsprechendes gilt für das beanspruchte Presshärtwerkzeug - wird die Durchbrechung in den noch nicht ausgehärteten Rohling eingebracht, also zu einem Zeitpunkt in der Abfolge der Prozessschritte, in dem der Rohling noch relativ weiche Materialeigenschaften aufweist. Folglich kann die Durchbrechung durch einen als Stanzen ausgeführten Schneidvorgang in den Rohling eingebracht werden. Mithin erfolgt ein Heraustrennen des Butzens anders als etwa beim Lasern ohne Materialverlust. Zum Entgegenwirken eines ungleichmäßigen Schrumpfens der auf diese Weise erstellten Durchbrechung wird nunmehr der Stanzbutzen verwendet, der unmittelbar nach dem Ausstanzen der Durchbrechung in diese zurückgeführt wird. In der Durchbrechung verbleibt der Stanzbutzen zumindest bis zum maßgeblichen Abschluss des Abkühlvorganges. Da der Stanzbutzen passgenau in die Durchbrechung einpasst und dieser lagerichtig und damit in seiner Ursprungslage oder in einer dementsprechenden Lage zum Füllen der Durchbrechung in diese zurückgeführt wird, bildet der Butzen den Platzhalter für die erstellte Durchbrechung, womit einem ungleichen Schrumpfen und somit einer unerwünschten Änderung in der Umfangsgeometrie der Durchbrechung wirksam entgegen gewirkt ist. Der Butzen selbst besteht naturgemäß aus demselben Material wie der Rohling. Folglich schrumpft dieser in demselben Maße wie der Rohling. Daher erfolgt bei diesem Prozess kein oder allenfalls nur ein nicht nennenswertes Aufschrumpfen auf den Stanzbut- zen, weshalb dieser nach Abschluss des Abkühlvorganges ohne weiteres aus der Durchbrechung herausgedrückt werden kann. Schließlich besteht zwischen dem Stanzbutzen und dem umgebenden Material des Stahlblechbauteils kein Materialverbund.

Bevorzugt wird man die vorbeschriebenen Verfahrensschritte derart ausführen, dass der aus dem Rohling herausgetrennte Stanzbutzen mit dem Rückhub des Stanzstempels unmittelbar nach Beendigung des Stanzhubes in die Durchbrechung zurückgeführt wird. Hierfür dient zweckmäßigerweise ein Rückführstempel, der in demjenigen Werkzeugteil angeordnet ist, in dem der Stanzstempel nicht angeordnet ist. Dabei kann vorgesehen sein, dass durch den Stanzhub des Stanzstempels und die dadurch bedingte translatorische Bewegung des Stanzbutzens der an der dem Stanzstempel gegenüberliegenden Seite des Stanzbutzens anliegende Rückführstempel in seine Ausgangsposition zurückbewegt wird, um nach Vollendung des Stanzhubes aktiviert zu werden, wodurch der Stanzbutzen in die Durchbrechung zurückgeführt wird. Diese Rückführbewegung kann genutzt werden, um den Stanzstempel selbst in seine Ausgangsposition zurückzubringen. Zweckmäßig ist es, wenn nach Zurückführen des Stanzbutzens in die Durchbrechung sowohl der Stanzstempel als auch der Rückführstempel an dem Stanzbutzen anliegen, da hierdurch die Lage des Stanzbutzens innerhalb der Durchbrechung für den Prozess des Abkühlens fixiert wird.

Gemäß einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Querschnittsgeometrie des Rückführstempels in seinem an dem Stanzbutzen anliegenden Abschnitt der Durchbrechungsgeometrie und damit der Geometrie des Stanzbutzens entspricht. Bei einer solchen Ausgestaltung liegt der Rückführstempel vollflächig an dem Stanzbutzen an, so dass der Stanzbutzen denselben oder zumindest im Wesentlichen denselben Abkühlbedingungen ausgesetzt ist, wie die daran angrenzenden Randbereiche der Durch- brechung. Bei einer solchen Ausgestaltung kann das Presshärtwerkzeug auch genutzt werden, um Stahlblechbauteile herzustellen, die nicht notwendigerweise eine Durchbrechung aufweisen, mithin der Schritt des Heraustrennens eines Stanzbutzens, nicht durchgeführt wird. Dennoch unterliegt auch derjenige Bereich, in dem eine Durchbrechung eingebracht werden könnte, zu den angrenzenden Bereichen gleiche oder zumindest annähernd gleichen Abkühlungsbedingungen, so dass auch über diesen Bereich des Blechbauteiles trotz Vorsehens der Stanz- und Rückführeinrichtung keine nennenswerte Festigkeitsunterschiede feststellbar sind. Somit kann mit dem vorbeschriebenen Konzept ein Presshärtwerkzeug bereitgestellt werden, mit dem, ohne die Werkzeuggeometrie oder bestimmte Einsätze ändern zu müssen, Stahlblechbauteile mit und ohne Durchbrechungen hergestellt werden können. Es versteht sich, dass ein solches Presshärtwerkzeug auch mehr als eine Stanzeinrichtung mit einem dieser jeweils zugeordneten Rückführstempel aufweisen kann.

Neben den bereits aufgezeigten Vorteilen, die das beanspruchte Konzept mit sich bringt, wird augenfällig, dass bei diesem Konzept der Stanzbutzen nicht aus dem Presshärtwerkzeug herausgeführt zu werden braucht. But- zenkanäle zum Herausführen eines Stanzbutzens werden daher grundsätzlich nicht benötigt. Dieses wiederum begünstigt die vorbeschriebenen über die Durchbrechung hinweg einheitlichen Abkühlbedingungen.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 : einen schematisierten Querschnitt durch ein Presshärtwerkzeug mit einer Einrichtung zum Einbringen einer Durchbrechung in ein in dem Presswerkzeug gehaltenes Werkstück,

Fig. 2: eine vergrößerte Darstellung aus dem Bereich der Einrichtung zum Einbringen einer Durchbrechung des Presshärtwerkzeuges der Figur 1 ,

Fig. 3: der Ausschnitt des Presshärtwerkzeuges der Figur 2 mit einem zwischen den Werkzeugteilen gehaltenen Rohling nach Abschluss des Umformvorganges,

Fig. 4: die Darstellung der Figur 3 nach Einbringen einer Durchbrechung in den Rohling,

Fig. 5a, 5b: das Presshärtwerkzeug in dem Ausschnitt der Figur 4 während und nach einem Schritt des Zurückführens des Stanz- butzens in die in den Rohling eingebrachte Durchbrechung und in einer Querschnittsdarstellung das aus dem Presshärtwerkzeug entnommene Stahlblechbauteil nach Abschluss des Vergütungsprozesses und nach Herausdrücken des zuvor in der Durchbrechung befindlichen Stanzbutzens.

Ein in Figur 1 nur schematisiert dargestelltes Presshärtwerkzeug 1 verfügt über zwei gegeneinander verstellbare Werkzeugteile 2, 3. Bei dem Werkzeugteil 2 handelt es sich um ein feststehendes Werkzeugteil, welches daher auch als Matrize angesprochen werden kann. Das Werkzeugteil 3 ist gegenüber dem Werkzeugteil 2 translatorisch bewegbar. Dieses Werkzeugteil 3 kann auch als Stempel angesprochen werden. Beide Werkzeugteile 2, 3 verfügen über jeweils eine Formoberfläche 4, 4.1 . An den Formoberflächen 4, 4.1 wird ein in das geöffnete Presshärtwerkzeug 1 eingelegter, zuvor auf Umformtemperatur in einem Ofen erwärmter Rohling, typischerweise eine Stahlplatine, umgeformt. Die Werkzeugteile 2, 3 verfügen über Kühlmittelkanäle 5, 5.1 , über die zum Durchführen eines Härteprozesses durch entsprechend rasches Abkühlen Wärme von dem umgeformten Rohling weggeführt werden kann. Ist eine Kühlung gewünscht, sind die Kühlmittelkanäle 5, 5.1 mit Kühlmittel beaufschlagt. Insoweit handelt es sich bei dem Presshärtwerkzeug 1 um ein Presshärtwerkzeug, wie dieses an sich bekannt ist.

Neben den ansonsten üblichen Einrichtungen, über die ein Presshärtwerkzeug verfügt, verfügt das Presshärtwerkzeug 1 zusätzlich über eine Einrichtung 6 zum Einbringen einer Durchbrechung in einen zwischen den Werkzeugteilen 2, 3 gehaltenen Rohling. Diese Einrichtung 6 umfasst eine Stanzeinrichtung 7 mit einem Stanzstempel 8, welche Stanzeinrichtung 7 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dem Stempel 3 zugeordnet ist. Der Stanzstempel 8 ist in der durch den Doppelpfeil in Figur 1 kenntlich gemachten Richtung translatorisch in nicht näher dargestellter Art und Weise verstellbar. Die in die Formkavität 9 weisende Stirnseite des Stanzstempels dient zum Ausstanzen eines Stanzbutzens aus einem zwischen den Werkzeugteilen 2, 3 gehaltenen Rohling. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Stanzstempel 8 eine kreisrunde Querschnittsgeometrie auf. Es versteht sich, dass der Stanzstempel 8 beliebige Querschnittsgeometrien aufweisen kann. Der Einrichtung 6 ist ferner eine Rückführeinrichtung 10 mit einem Rückführstempel 1 1 zugeordnet. Die Rückführeinrichtung 10 ist der Matrize 2 des Presshärtwerkzeuges 1 zugeordnet. Durch den Doppelpfeil ist kenntlich gemacht, dass auch der Rückführstempel 1 1 der ansonsten nicht näher dargestellten Rückführeinrichtung 10 in translatorischer Richtung bewegbar ist, und zwar auf derselben Bewegungsachse wie der Stanzstempel 8. Die Rückführeinrichtung 10 dient dem Zweck, den im Zuge eines Stanzvorganges aus einem zwischen den Werkzeugteilen 2, 3 befindlichen Rohling im Zuge des Erstellens einer Durchbrechung herausgetrennten Stanzbutzen unmittelbar nach erfolgtem Stanzvorgang in die erstellte Durchbrechung zurückzuführen.

Die Stanzeinrichtung 7 und die Rückführeinrichtung 10 sind deutlicher aus der vergrößerten Ausschnittsdarstellung der Figur 2 erkennbar. Die Querschnittsgeometrie des Rückführstempels 1 1 entspricht der Querschnittsgeometrie des Stanzstempels. Die lichte Weite des Bewegungskanals 12, in dem der Rückführstempel 1 1 bewegt wird, ist hinreichend groß, damit der Stanzstempel 8 bei Ausführen eines Stanzhubes darin eingreifen kann.

Figur 3 zeigt das Presshärtwerkzeug 1 in seiner vergrößerten Darstellung entsprechend derjenigen der Figur 2 mit einem darin zuvor auf Umformtemperatur gebrachten und bereits durch Zusammenfahren der Werkzeugteile 2, 3 umgeformten Rohling 13. Bei dem Rohling 13 handelt es sich um einen Stahlblechrohling, der vor dem Umformvorgang aus Austenitisie- rungstemperatur erwärmt worden ist. Nach erfolgtem Umformvorgang und vor Beaufschlagen der Kühlmittelkanäle 5, 5.1 der Werkzeugteile 2, 3 mit Kühlmittel, also vor aktivem Einleiten des Härte- bzw. Vergütungsprozes- ses wird in den Rohling 13 eine Durchbrechung eingebracht. Zu diesem Zweck wird der Stanzstempel 8 zum Ausstanzen eines Stanzbutzens betätigt, wie dieses durch den Blockpfeil in Figur 3 angedeutet ist. Im Zuge des Stanzhubes wird der Stanzbutzen 14 aus dem Rohling 13 herausgetrennt und in den Bewegungskanal 12 des Rückführstempels 1 1 eingedrückt. Durch diesen Stanzhub wird gleichzeitig der Rückführstempel 1 1 in seine Ausgangsposition zurückgedrückt. Diese Situation ist in Figur 4 gezeigt. Der Stanzbutzen 14 ist bezüglich seiner Materialstärke vollständig in dem Bewegungskanal 12 eingeführt. Hieraus wird deutlich, dass der Stanzbutzen 14 keinerlei Materialverbindung mehr zu dem Rohling 13 aufweist. Unmittelbar nach Vollendung des Stanzhubes des Stanzstempels 8 wird der Rückführstempel 1 1 der Rückführeinrichtung 10 aktiviert, wodurch der Stanzbutzen 14 aus dem Bewegungskanal 12 in die durch den Stanzvorgang in den Rohling 13 eingebrachte Durchbrechung zurückgeführt wird. Aufgrund der Führung des Stanzbutzens 14, der flächig auf der Stirnseite des Rückführstempels 1 1 anliegt und an seiner anderen Seite durch den Stanzstempel 8 gehalten ist, wird dieser lagerichtig und damit in seiner Ursprungslage, wie dieser aus dem Rohling 13 herausgetrennt worden ist, in die erstellte Durchbrechung eingeschoben, in der der Stanzbutzen 14 passgenau sitzt. Die Schritte des Zurückführens des Stanzbutzens 14 in die Durchbrechung 16 ist in Figuren 5a, 5b gezeigt, wobei Figur 5a die Situation zeigt, in der der Stanzbutzen 14 in die Durchbrechung eingeführt wird, während Figur 5b den in die Durchbrechung 16 eingesetzten Stanzbutzen 14 zeigt.

Anschließend wird der aktive Abkühlvorgang durch Beaufschlagen der Kühlmittelkanäle 5, 5.1 mit Kühlmittel eingeleitet. Aufgrund des passgenauen Sitzes des Stanzbutzens 14 innerhalb der Durchbrechung 16 dient dieser als Platzhalter und gewährleistet daher ein gleichmäßiges Schrumpfen des gesamten Bereiches der Durchbrechung und insbesondere der die Durchbrechung einfassenden Randbereiche des Rohlings 13, womit eine Beibehaltung der Durchbrechungsgeometrie gewährleistet ist.

Nach Abschluss des Abkühlvorganges wird das Presshärtwerkzeug 1 geöffnet und das darin hergestellte Stahlblechbauteil 15 entnommen. Der Stanzbutzen 14 kann aus der Durchbrechung 16 ohne weiteres, vor allem auch manuell herausgedrückt werden. Anschließend ist das Stahlblech- bauteil mit der gewünschten Durchbrechung in der bestimmungsgemäßen Maßhaltigkeit bereitgestellt.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Durchbrechung 16 in den Rohling 13 eingebracht, nachdem der Umformschritt beendet ist. Gleichermaßen kann vorgesehen sein, dass die Durchbrechung eingebracht wird, während sich der Umformprozess in seiner Endphase befindet. Der Maschinentakt zum Einbringen der beschriebenen Durchbrechung kann sehr kurz vorgesehen sein, so dass sich der übliche Maschinentakt zum Herstellen der in Rede stehenden Stahlblechbauteile nicht oder nur kaum merklich verlängert.

Bei dem in den Figuren beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Stanzeinrichtung dem Stempel und die Rückführeinrichtung der Matrize zugeordnet. Gleichermaßen kann die Stanzeinrichtung der Matrize und die Rückführeinrichtung dem Stempel zugeordnet sein. Bei Vorsehen von mehreren Durchbrechungseinbringseinrichtung können die Stanzeinrichtungen und die Rückführeinrichtung jeweils demselben Werkzeugteil zugeordnet sein. Gleichfalls ist es möglich, wenigstens eine Stanzeinrichtung sowie eine Rückführeinrichtung jedem Werkzeugteil zuzuordnen. Die Zuordnung von Stanzvorrichtung und Rückführvorrichtung wird man in Abhängigkeit von den baulichen Gegebenheiten des Werkzeuges vornehmen. Zudem kann vorgesehen sein, dass der Stanzstempel und der Rückführstempel einer Durchbrechungseinbringseinrichtung ausgeführt sind, damit beide Tätigkeiten ausüben zu können. Dann kann der Stanzhub und der Rückführhub von beiden Stempeln gleichermaßen ausgeübt werden.

Bezugszeichenliste

1 Presshärtwerkzeug

2 Werkzeugteil, Matrize

3 Werkzeugteil, Stempel

, 4.1 Formoberfläche

, 5.1 Kühlmittelkanal

6 Einrichtung

7 Stanzeinrichtung

8 Stanzstempel

9 Formkavität

10 Rückführeinrichtung

1 1 Rückführstempel

12 Bewegungskanal

13 Rohling

14 Stanzbutzen

15 Stahlblechbauteil

16 Durchbrechung