DE19826290B4

DE19826290B4 - Process for producing partial double sheet or multiple sheet metal structures

Info

Publication number: DE19826290B4
Application number: DE19826290A
Authority: DE
Inventors: Udo Dr.-Ing. Müller; Peter Dipl.-Ing. Freytag; Andreas Würkner
Original assignee: Salzgitter AG; Edag Engineering and Design AG
Current assignee: Salzgitter AG; Edag Engineering and Design AG
Priority date: 1998-02-25
Filing date: 1998-06-12
Publication date: 2005-09-01
Anticipated expiration: 2018-06-13
Also published as: DE19826290A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von partiellen Doppel- oder Mehrblechbauteilen, bei denen ein oder mehrere Verstärkungsbleche (2, 3) zu einem Grundblech (1) punktuell positioniert werden und die Bleche (1, 2, 3) gemeinsam zur Form des Bauteils mittels einer Stempel (6) und Matrize (8) aufweisenden Presse umgeformt und während des Umformvorgangs mittels eines Niederhalters gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Bleche (1, 2, 3) bis zum Umformvorgang keine Befestigung miteinander aufweisen, während der Umformung außerhalb des Bereichs des Niederhalters ungehindert aufeinander abgleiten und im Bereich des Niederhalters in Abhängigkeit vom Niederhalterdruck eingeschränkt aufeinander abgleiten und nach dem Umformen wenigstens punktuell miteinander verbunden werden.method for the production of partial double or multi-sheet metal components, where one or more reinforcement plates (2, 3) are selectively positioned to a base plate (1) and the sheets (1, 2, 3) together to form the component by means of a Stamp (6) and die (8) formed press and during the Forming process can be held by means of a hold-down, characterized characterized in that the sheets (1, 2, 3) until the forming process have no attachment to each other while forming outside of the area of the hold-down unhindered slide on each other and in the area of the hold-down depending on the hold-down pressure limited slide on each other and after forming at least selectively be connected to each other.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von partiellen Doppelblech- oder Mehrfachblechstrukturen, bestehend aus einem Grundblech und einem oder mehreren Verstärkungsblechen, gemäß dem Oberbegriff das Patentanspruchs 1 die gemeinsam tiefgezogen, gebogen oder formgestanzt werden. Die Verstärkungsbleche können hierbei an verschiedenen Bereichen des Grundblechs positioniert und/oder mehrere Verstärkungsbleche mit gleicher oder unterschiedlicher Geometrie übereinander angeordnet werden. Für das Grundblech und ein oder mehrere Verstärkungsbleche können metallische Finbleche, wie Stahl, Aluminium oder Verbundwerkstoffe, verwendet werden.The The invention relates to a process for the preparation of partial Double sheet metal or Multiple sheet metal structures, consisting of a base plate and a or more reinforcing sheets, according to the generic term the patent claim 1 which are jointly deep-drawn, bent or stamped. The reinforcing sheets can positioned at different areas of the base sheet and / or multiple reinforcing sheets be arranged one above the other with the same or different geometry. For the Base plate and one or more reinforcing plates may be metallic Fin sheets, such as steel, aluminum or composite materials used become.

Aus der Literatur ist ein Verfahren zum Herstellen von Doppel- und Mehrfachblechstrukturen bekannt, siehe DE 43 07 563 C2 . In dieser Druckschrift werden sowohl ein Verfahren zum Herstellen von Doppel- und Mehrfachblechstrukturen als auch Anwendungsgebiete für Bauteile, die nach diesem Verfahren hergestellt werden, genannt. Insbesondere beim Tiefziehen, Streckziehen und/oder Biegen treten unterschiedliche Beanspruchungen in dem Grundblech und dem einen oder mehreren Verstärkungsblechen auf. Diese unterschiedlichen Beanspruchungen können zum ungewollten Ausdünnen der Blechstruktur führen. Außerdem kann ein frühzeitiges Reißen und/oder Faltenwerfen entstehen. Weiterhin ist aus der DE 32 32 602 A1 bekannt, kleinere Blechteile mit einer partiellen Doppelstruktur auszubilden. Mit der bekannten Fertigungstechnologie lassensich jedoch nur relativ kleine Blechstrukturteile in befriedigender Qualität herstellen.From the literature, a method for producing double and multiple sheet structures is known, see DE 43 07 563 C2 , This document mentions both a method for producing double and multiple sheet metal structures and fields of application for components produced by this method. In particular, during deep drawing, stretch drawing and / or bending, different stresses occur in the base plate and the one or more reinforcing plates. These different stresses can lead to unwanted thinning of the sheet metal structure. In addition, premature tearing and / or wrinkling may occur. Furthermore, from the DE 32 32 602 A1 known to form smaller sheet metal parts with a partial double structure. With the known production technology, however, only relatively small sheet-metal structural parts can be produced in satisfactory quality.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren für die Herstellung von Doppelblech- oder Mehrfachblechstrukturen mit hohen Umformgraden aufzuzeigen.task The invention therefore provides a process for the production of double sheet metal or to show multiple sheet metal structures with high degrees of deformation.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These The object is achieved by a method having the features of the patent claim 1 solved.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden das Grundblech und ein oder mehrere Verstärkungsbleche vor der Umformung nur positioniert und anschließend nach dem gemeinsamen Ziehen, Biegen und/oder Formstanzen miteinander befestigt. Das eine oder mehrere Verstärkungsbleche werden auf einem Grundblech nur punktuell positioniert und dann gemeinsam umgeformt. Es ist auch möglich, ein oder mehrere Verstärkungsbleche punktuell zum Umformwerkzeug zu positionieren. Die Bleche können ungehindert aufeinander abgleiten und nach dem Umformen partiell oder komplett miteinander verbunden werden. Vor dem gemeinsamen Umformen können ein oder mehrere Verstärkungsbleche partiell vorgeformt werden. Vor dem Umformen können das Grundblech und/oder die Verstärkungsbleche mit einer reibungsmindernden Oberflächenbeschichtung versehen werden. Vor der gemeinsamen Umformung können das Grundblech und/oder die Verstärkungsbleche punktuell oder flächig mit einem Kleber versehen werden. Dieser ermöglicht das ungehinderte Gleiten der Bleche zueinander und härtet erst nach der gemeinsamen Umformung aus. Erst dann werden die Bleche miteinander verbunden. Außerdem können das Grundblech und ein oder mehrere Verstärkungsbleche vor dem gemeinsamen Umformen stempelseitig oder matrizenseitig mit einer oder mehreren Blechöffnungen versehen werden. Es ist auch möglich, nur das oder die Verstärkungsbleche stempelseitig oder matrizenseitig mit einer bzw. mehreren Blechöffnungen zu versehen. Dabei entsprechen Anzahl, Geometrie, Größe und Lage der Blechöffnungen den Führungsstiften, die sich im Stempel oder in der Matrize befinden. Beim Umformen kann das Verstärkungsblech auf dem Grundblech oder Verstärkungsblech stempelseitig und/oder matrizenseitig angeordnet sein. Hierbei ist darauf zu achten, daß aufgrund des unterschiedlichen Rückfederungsverhaltens der Bleche keine oder nur tolerierbare Spalte entstehen. Weiterhin ist darauf zu achten, daß während der Umformung das Grundblech und das oder die Verstärkungsbleche möglichst ungehindert aufeinander abgleiten können. Hierdurch werden die Beanspruchungen beim Umformen in den Blechen reduziert und damit die Umformbarkeit erhöht. Besonders günstig erweist sich der Einsatz von einer organischen Beschichtung auf dem Grundblech und/oder auf den Verstärkungsblechen, die die Reibung zwischen den Blechen während der Umformung reduzieren und gleichzeitig einen Korrosionsschutz bewirken. Nach dem Umformen wird die Doppel- oder Mehrfachblechstruktur gefügt. Dabei ist eine gesamte flächige Verbindung oder auch eine partielle Verbindung möglich. Die Fügung kann durch Schweißen, Druckfügen, Nieten und/oder Kleben erfolgen. Bei der Verwendung von organischen Beschichtungen in Verbindung mit Schweißverfahren ist darauf zu achten, daß die organische Schichtdicke der Art der organischen Beschichtung und Schweißparameter angepaßt wird, damit eine prozeßsichere Fügung sichergestellt wird.To the method according to the invention the base plate and one or more reinforcing plates before forming just positioned and then after the common drawing, bending and / or form punching each other attached. The one or more reinforcing sheets are on one Base plate positioned only occasionally and then reshaped together. It is also possible to enter or more reinforcing sheets to position selectively to the forming tool. The sheets can be unhindered slide on each other and partially or completely after forming be connected to each other. Before the joint forming can a or more reinforcement plates partially preformed. Before forming, the base plate and / or the reinforcing sheets be provided with a friction-reducing surface coating. Before the joint forming can the base plate and / or the reinforcing plates punctually or flat be provided with an adhesive. This allows unhindered gliding the sheets to each other and hardens first after the joint forming. Only then are the sheets connected with each other. Furthermore can the base plate and one or more reinforcing plates in front of the common Forming on the stamp side or on the die side with one or more panel openings be provided. It is also possible, only the reinforcement plate (s) on the punch side or on the die side with one or more sheet metal openings to provide. The number, geometry, size and position correspond the sheet metal openings the guide pins, which are located in the stamp or in the die. When forming can the reinforcement plate on the base plate or reinforcement plate be arranged on the stamp side and / or on the die side. Here is to take care that due to the different springback behavior the sheets produce no or only tolerable column. Farther Care must be taken that during the Forming the base plate and the reinforcing plates or possible can slide freely on each other. This will be the Reduced stresses during forming in the sheets and thus the formability increases. Very cheap proves to be the use of an organic coating on the base plate and / or on the reinforcing plates, the friction between the sheets while Reduce the deformation and at the same time a corrosion protection cause. After forming, the double or multiple sheet structure together. It is an entire surface Connection or a partial connection possible. The coincidence can by welding, Clinching, Riveting and / or gluing done. When using organic Coatings in connection with welding processes must be ensured that the organic layer thickness of the type of organic coating and welding parameters customized is thus ensured a process-safe addition becomes.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der 1 bis 6 erläutert. Dabei zeigenEmbodiments of the invention will be described with reference to FIGS 1 to 6 explained. Show

1 ein Grundblech und ein partiell angeordnetes Verstärkungsblech, 1 a base plate and a partially arranged reinforcement plate,

2 ein Grundblech und zwei unterschiedlich große, partiell angeordnete Verstärkungsbleche, 2 a base plate and two different large, partially arranged reinforcing plates,

3 eine stempelseitige Positionierung, 3 a punch-side positioning,

4 eine matrizenseitige Positionierung, 4 a matrix-side positioning,

5 die Geometrie des Führungsstiftes und 5 the geometry of the guide pin and

6 die Anordnung der Blechöffnungen. 6 the arrangement of the sheet metal openings.

Die Verstärkungsbleche 2, 3 können bei diesem Verfahren an verschiedenen Bereichen des Grundblechs 1 positioniert werden. Außerdem können ein oder mehrere Verstärkungsbleche mit gleicher oder unterschiedlicher Geometrie übereinandergeschichtet werden. Die Positionierung des Verstärkungsbleches oder mehrerer Verstärkungsbleche 2, 3 auf dem Grundblech 1 bzw. am Werkzeug kann stempelseitig 6 oder matrizenseitig 8 erfolgen. Es ist auch möglich, stempel- und matrizenseitig zu positionieren. 3 zeigt eine stempelseitige Positionierung. Das Grundblech 1 und/oder die Verstärkungsbleche 2, 3 werden mit entsprechenden Ausnehmungen (Blechöffnungen 10) versehen, in diese Ausnehmungen greifen die Führungsstifte der stempelseitigen Führung 4 ein. Die Positionierung der Bleche zueinander wird beim Schließen des Umformwerkzeuges durch den konischen Führungsstift 9 gewährleistet. Es können auch mehrere Führungsstifte 9 zum Einsatz kommen. Im Gegensatz hierzu wird bei der matrizenseitigen Positionierung bereits beim Einlegen der Bleche in das Werkzeug die Positionierung durch die Führungsstifte 7 sichergestellt. Dabei werden ein oder mehrere Verstärkungsbleche zum Grundblech bzw. zum Werkzeug positioniert. Die eindeutige Lage der Bleche zueinander kann durch eine nichtsymmetrische Geometrie der Führungsstifte 9 sichergestellt werden. Es können genauso mehrere Führungsstifte zum Einsatz kommen.The reinforcing sheets 2 . 3 can use this procedure on different areas of the base sheet 1 be positioned. In addition, one or more reinforcing plates with the same or different geometry can be stacked. The positioning of the reinforcement plate or several reinforcement plates 2 . 3 on the base plate 1 or on the tool can on the punch side 6 or on the matrizenseitig 8th respectively. It is also possible to position the stamp and die page. 3 shows a punch-side positioning. The base plate 1 and / or the reinforcing sheets 2 . 3 be with corresponding recesses (sheet metal openings 10 ), in these recesses engage the guide pins of the punch-side guide 4 one. The positioning of the sheets to each other when closing the forming tool by the conical guide pin 9 guaranteed. There may also be multiple guide pins 9 be used. In contrast, in the case of the die-side positioning already when inserting the sheets in the tool positioning by the guide pins 7 ensured. One or more reinforcement plates are positioned to the base plate or to the tool. The unique position of the sheets to each other can be due to a non-symmetrical geometry of the guide pins 9 be ensured. It can just as several guide pins are used.

Weiterhin ist es möglich, daß das oder die Verstärkungsbleche in den Bereich des Niederhalters reichen. Hierbei ist zu beachten, daß das Grundblech und das oder die Verstärkungsbleche in diesem Bereich nur eingeschränkt in Abhängigkeit des Niederhalterdruckes und der Reibverhältnisse aufeinander abgleiten. Für die konstruktive Gestaltung des oder der Verstärkungsbleche ist dieses teilweise eingeschränkte aufeinander Abgleiten zu berücksichtigen.Farther Is it possible, that this or the reinforcing sheets reach into the area of the Niederhalters. Please note that this Base plate and the reinforcing sheet (s) in this area only limited dependent on of the hold-down pressure and the friction conditions slide on each other. For the constructive design of the reinforcing plates or this is partial limited slipping on one another.

Für die Fertigung nach dem beschriebenen Verfahren ist es notwendig, das Umformwerkzeug den Doppel- oder Mehrfachblechen anzupassen und die Führungsstifte einzuarbeiten. In den meisten Fällen ist eine Anpassung an ein Einfachblechwerkzeug möglich. Anwendungsgebiete für nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten partiellen Doppelblech- oder Mehrfachblechstrukturen gibt es vorwiegend im Bereich der Feinblechverarbeitung, insbesondere im Fahrzeug-Karosseriebau. An Bauteilen, die partiell statisch und dynamisch hochbeanspruchte Bereiche aufweisen, werden mittels der Doppel- und Mehrfachblechstruktur die hohen auftretenden Kräfte auf das Grundblech und/oder auf die angrenzenden Bauteile abgeleitet. Die auftretenden Beanspruchungen können aus statisch und/oder dynamischen Belastungen resultieren, wobei die dynamischen Beanspruchungen aus Crash- bzw. dynamischen Betriebszuständen erfolgen können.For the production According to the described method, it is necessary that the forming tool Double or multiple sheets to adapt and the guide pins incorporate. In most cases an adaptation to a single sheet metal tool is possible. Application areas for after Partial Doppelblech- or produced Multiple sheet metal structures are mainly used in the area of sheet metal processing, especially in vehicle body construction. On components that partially static and dynamic highly stressed areas have by means of the double and multiple sheet structure on the high forces occurring derived the base plate and / or on the adjacent components. The occurring stresses can be static and / or dynamic loads result, with the dynamic stresses can be done from crash or dynamic operating conditions.

11: Grundblechbase plate
2, 32, 3: VerstärkungsblechSupport panel
44: Führungsstift im Stempelguide pin in the stamp
55: Federfeather
66: Stempelstamp
77: Führungsstift in der Matrizeguide pin in the mold
88th: Matrizedie
99: Geometrie des Führungsstiftesgeometry of the guide pin
1010: Blechöffnungpanel opening

Claims

Method for producing partial double or multi-sheet metal parts, in which one or more reinforcing sheets ( 2 . 3 ) to a base plate ( 1 ) are positioned punctually and the sheets ( 1 . 2 . 3 ) together to the shape of the component by means of a stamp ( 6 ) and die ( 8th ) and held during the forming process by means of a hold-down, characterized in that the sheets ( 1 . 2 . 3 ) until the forming process have no attachment to each other during the deformation outside of the range of the blank unhindered glide on each other and slide in the region of the blank holder depending on the hold-pressure limited to each other and at least selectively connected to each other after forming.

Method according to claim 1, characterized in that the existence, several or all sheets before joint forming with a friction-reducing surface coating be provided.

Method according to claim 1, characterized in that the existence or several sheets before the common forming selectively or flat be provided with an adhesive during the common forming allows the unhindered sliding of the sheets to each other and hardens after the common forming and the sheets together combines.

Method according to claim 1, characterized in that one or more reinforcing sheets ( 2 . 3 ) or the base plate ( 1 ) and one or more Reinforcing sheets ( 2 . 3 ) before the common forming with one or more sheet metal openings ( 10 ), which in number, geometry, size and position guide pins in the stamp ( 4 ) correspond.

Method according to claim 1, characterized in that one or more reinforcing sheets ( 2 . 3 ) or the base plate ( 1 ) and one or more reinforcement sheets ( 2 . 3 ) before the common forming with one or more sheet metal openings ( 10 ), which in number, geometry, size and position guide pins in the die ( 7 ) correspond.

Method according to claim 4, characterized in that one or more reinforcing sheets ( 2 . 3 ) or the base plate ( 1 ) and one or more reinforcing sheets ( 2 . 3 ) at the beginning of the common forming by the insertion of one or more guide pins in the stamp ( 4 ) into the appropriate number of sheet metal openings ( 10 ), which correspond in geometry, size and position to the guide pins, are positioned to each other.

Method according to claim 4, characterized in that one or more reinforcing sheets ( 2 . 3 ) or the base plate ( 1 ) and one or more reinforcing sheets ( 2 . 3 ) at the beginning of the common forming by the insertion of one or more guide pins in the stamp ( 4 ) into the appropriate number of sheet metal openings ( 10 ), which correspond in geometry, size and location to the guide pins, are positioned to the tool.

Method according to claim 5, characterized in that one or more reinforcing plates ( 2 . 3 ) or the base plate ( 1 ) and one or more reinforcing sheets ( 2 . 3 ) at the beginning of the common forming by the introduction of one or more guide pins in the die ( 7 ) into the appropriate number of sheet metal openings ( 10 ), which correspond in geometry, size and position to the guide pins, are positioned to each other.

Method according to claim 5, characterized in that one or more reinforcing plates ( 2 . 3 ) or the base plate ( 1 ) and one or more reinforcing sheets ( 2 . 3 ) at the beginning of the common forming by the introduction of one or more guide pins in the die ( 7 ) into the appropriate number of sheet metal openings ( 10 ), which correspond in geometry, size and location to the guide pins, are positioned to the tool.

A method according to claim 1, characterized in that after the common forming the sheets ( 1 . 2 . 3 ) partially or completely by welding, pressure joining, riveting and / or gluing are connected to each other.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the base plate ( 1 ) and one or more reinforcing sheets ( 2 . 3 ) are partially preformed before the common deformation.