双工位落料式加热成形模具以及制造热成形的且压淬的机动车部件的方法
【专利摘要】本发明涉及用于同时制造两个热成形的且压淬的机动车部件(32)的双工位落料式加热成形模具(1)，具有加热装置和成形装置，其特征在于，将至少两个接触加热模具(3)和至少两个热成形压淬模具(4)相互平行并排布置在压力机(2)上，从而在合模运动时加热两个板料(5)并且将加热后的板料(5.2)热成形和压淬成为两个机动车部件(32)。本发明还涉及使用根据本发明的所述双工位落料式加热成形模具(3)制造热成形的且压淬的机动车部件(6，32)的方法，其特征在于，在一个冲压周期中同时制造两个镜像颠倒的机动车部件(32)。
【专利说明】
双工位落料式加热成形模具以及制造热成形的且压淬的机动车部件的方法
技术领域
[0001]本发明涉及权利要求1中的特征所述用于同时制造两个热成形的且压淬的机动车部件的双工位落料式加热成形模具。
[0002]本发明还涉及权利要求14的特征所述制造机动车部件的方法。
【背景技术】
[0003]已知现有技术是使用钢材制造机动车部件作为薄板成形部件。为此可准备钢板料，将钢板料放入冲压成形模具中，通过冲压成形模具的合模使其三维成形，然后形成机动车部件。
[0004]此外热成形压淬技术在现有技术中已经得到了认可。可以在壁厚相同或者甚至减小的情况下通过热处理提高机动车部件的强度。为此可对板料进行奥氏体化处理，将其加热到AC3转变点以上的温度，并且在这种奥氏体化状态下将其热成形。这种方式能产生立竿见影的优点，由于加热了板料，也能提高成形自由度。在成形结束之后对所制成的机动车部件进行激冷淬火，使得奥氏体材料结构至少部分、尤其完全转变成具有很高强度的马氏体材料结构。这尤其优选在冲压成形过程之后在冲压模具中发生，因此也将该过程称作压淬。
[0005]EP2014777B1公开了一种对钢板体进行退火的方法和装置，可以利用两个接触板以接触加热方式加热金属板料。这里能够将热量快速和针对性地输入到板料之中，例如以此可使得板料奥氏体化，以利于随后的热成形。
[0006]此外DE 10 2012 021 031 Al还公开了一种制造压淬钣金件的方法，利用感应器或者压上一块接触板以没有加热炉的方式对至少一块钢板进行加热，然后将其转移到一个或者多个依次排列的冲压工位之中。
【发明内容】
[0007]本发明的任务在于，从上述现有技术出发阐述一种能够将制造热成形压淬部件的制造成本、所需的制造面积以及制造时间有效降低的可能性。
[0008]使用根据权利要求1中的特征所述的用于同时制造两个热成形的且压淬的机动车部件的双工位落料式组合加热成形模具，即可解决上述任务。
[0009]此外使用根据权利要求14中的特征所述的用于制造热成形的且压淬的机动车部件的方法本身就是该任务的工艺技术部分。
[0010]从属权利要求所述均为本发明的有益实施方式。
[0011]用于制造两个热成形的且压淬的机动车部件的双工位落料式加热成形模具包括具有加热装置的区域和具有成形装置的区域。其特征在于，将至少两个接触加热模具和至少两个热成形压淬模具相互平行并排布置在压力机之中，从而可在合模运动时加热两块板料，并且在一个冲压周期中完成两个机动车部件的热成形和压淬。优选通过一个压力机驱动装置，或者利用同步驱动的多个压力机驱动装置对其进行控制，使得加热装置和热成形装置可以至少在重叠时间内合模或者同时合模。
[0012]根据本发明的“双工位落料”表示至少两个热成形压淬模具同时下落，因此可同时制造两个部件。两个接触加热模具同样与此同时下落并且加热两块板料，接着在开模之后将加热后的两块板料转移到热成形压淬模具之中，然后再次合模使其成形。然后将两块新的冷板料放入接触加热模具之中进行加热。按照根据本发明的，也可以将加热成形模具设计成三工位落料。然后可在一个冲压周期中同时制造三个部件。也可以将加热成形模具设计成四工位落料，这样就能同时制造四个部件。
[0013]根据本发明的用于同时制造两个热成形压淬部件的加热成形模具尤其适合于制造左侧/右侧部件。例如在制造机动车车身的情况下，可以制造左边的机动车立柱和右边的机动车立柱。也可以例如同时制造车门防撞梁或者热成形压淬加强补片。
[0014]所产生的优点特别是明显节省制造车间中的场地，因为原本制造两个不同部件所需的两个加热工位、两个传送装置以及两个成形压力机均以节省空间的方式整合到一个组合式加热成形模具之中。
[0015]在一种优选实施方式中，还采用了输送装置替代在单独的加热工位和单独的成形装置之间的传送装置。因此根据本发明的装置中也能以节省空间的方式省去此类传送装置所需的操作空间，例如工业机器人的摆动空间。此外也不必独立驱动四个可以上下运动的压力机，而是可以将所有功能整合在一台压力机中。由于省去了传送装置将板料从独立加热装置转移到独立成形装置所需的搬操作时间，因此也能同时减少制造时间，总体来说可以通过较少的运行成本减少部件的制造成本。另一个优点是在一批板料交货的时候保证尤其在制造左侧/右侧部件的时候不会出现不同供货批次半成品或原材料的制造偏差，因此同时制造的左侧/右侧部件相对于待加工板料的供货批次而言品质相同。可以减少次品，因此总体上可降低制造成本。可通过较短的传送距离/时间减少部件中的强度分布的波动幅度，从而提尚制造质量。
[0016]为了补偿相互不同的公差和/或由于压力机台板的变形，两个接触加热模具和/或两个热成形压淬模具均弹性支承、尤其是弹性支承在压力机的上模上。通过弹性支承或者用另一种补偿元件进行支承，就能补偿运行过程中的热变形。也可以通过对补偿元件或弹簧特别是其长度的不同匹配和/或在设计补偿元件或弹簧之前，确定压力机合模运动时的绝对接触时间。例如可以使用比接触加热模具的补偿元件或弹性元件更长的补偿元件或弹性元件来支承热成形压淬模具。当压力机执行合模运动的时候，热成形压淬模具首先与金属板料接触，并且在继续执行合模运动时成形过程有时在到达下止点之前结束。通过压力机的继续下降，而后通过补偿元件和/或弹簧提高接触压力，从而保证已成形的板料完美贴紧在模腔中。然后就能特别有效地保持在下止点中进行激冷压淬，因为提高了单位面积压力，使得已成形的板料与热成形压淬模具的相应成形半模紧密接触，从而保证特别有利于热传导。然后在压淬时间过程中就能同时在接触加热模具上发生接触加热。也可以将接触加热模具的弹簧或补偿元件如此设计，使得接触加热模具在压力机还没有处在下止点中的情况下就已经与待加热的板料完全紧密接触。然后压力机继续合模，以提高接触加热模具与待加热的板料的接触压力，由于提高了单位面积压力并且以此改善了接触，因此对热传导有正面影响。
[0017]可以按如下所述形成相对支承。
[0018]接触加热模具以及热成形压淬模具可以借助液压补偿垫各自单独或者共同浮动支承在上模或者下模上。若为单独支承，则为每个模具部分、也就是为每个接触加热模具和每个热成形压淬模具配备在上模和/或下模上的补偿垫。若为组合支承，则例如两个接触加热模具可以通过共同的补偿垫支承，两个热成形压淬模具同样通过共同的补偿垫各自支承在上模或下模上。所有模具也可以集中通过共同的补偿垫支承在压力机的上模和/或下模上。可以进行浮动支承，从而可以相对于压力机行程方向实现平移和/或旋转运动。液压补偿垫设计成，使得在相应模具的后侧或背面和上模的冲头和/或下模的压力机台板之间形成垫套尤其是金属垫套。然后给该垫套充入一种液压介质，尤其是一种流体。可以预先调整好液压垫中的压力，但也可以在执行合模运动时和/或在合模状态下主动调校或者调整。
[0019]如果现在使得压力机闭合，那么接触加热模具和/或热成形压淬模具就能在压力机闭合时执行相对补偿运动，从而通过利用液压补偿垫实现的浮动支承排除歪斜，并且使得各自悬挂在压力机上模和下模上的接触加热模具和热成形压淬模具能够完美相互对齐，并且将冲压力传递给待加热的板料和/或已成形的板料，从而保证均匀的紧密接触。补偿垫本身经过适当设计，使其能承受冲压时出现的压力。
[0020]所产生的优点尤其是，可以在上模或上模的冲头上或者在下模的压力机台板上形成滑块，然后可更换的接触加热模具和/或热成形压淬模具在加入补偿垫的情况下可相对运动地支承在这些滑块上，以转换制造线。这样就能方便更换模具，并且由于采用了浮动支承，因此不必麻烦地重新调整或重新加工尤其是热成形压淬模具，因为相互间可通过浮动支承实现相对自定心。可想而知，也可以主动控制补偿垫，从而例如可以通过液压缸提高补偿垫中的压力。当压力机完全闭合的时候，就能将很高的压力注入补偿垫之中，从而使得接触加热模具和/或热成形压淬模具的接触压力提高。
[0021]按照支承的另一种优选实施方式所述，接触加热模具和/或热成形压淬模具在加入多个弹性元件的情况下可相对运动地支承在上模和/或下模上。在压力机闭合时，相向运动的接触加热模具和/或热成形压淬模具就会因为弹性元件而执行相对运动，从而保证几乎完全的紧密接触以进行接触加热或者在压淬时保证接触冷却。即使在这种情况下，接触加热模具和/或热成形压淬模具尤其也能通过滑块浮动支承在压力机的上模或下模上，从而可在更换模具以将制造线转换到其它产品的时候产生很短的装调时间，并且省去繁杂的调校工作。也能采用可以锁定的弹簧。
[0022]此外特别优选采用导向装置尤其是直线导向装置，从而当浮动支承接触加热模具和/或热成形压淬模具的时候，可基于在压机闭合方向上的直线导向装置横向于竖直方向进行定心，从而避免热成形压淬模具和/或接触加热模具侧向意外偏移。
[0023]在另一种优选实施方式中，将两个热成形压淬模具各自设计成组合式热切割和热冲孔模具.首先通过接触加热模具加热板料，接着利用输送装置将其传送到热成形压淬模具之中.然后在热成形压淬模具中将板料成形，并且在仍然热的状态下进行切割和/或冲孔.在成形过程结束之后，可以利用激冷对成形部件进行压淬.然后就能省去进一步的再加工，从而有利于缩短制造时间、降低制造成本.这里也只有很少的模具磨损，因为是在加热后比较柔软的金属板料上进行热切割或热冲孔，并且之后在已经硬化的机动车部件上不再进行加工.按照根据本发明的，接触加热模具可以设计成，使其能够完全加热板料，特别是将其完全加热到奥氏体化温度以上.
[0024]按照根据本发明的，接触加热模具也可以仅仅进行局部退火.因此某些板料区域根本没有被加热到或者略为低于AC3温度，而其它区域则被加热到奥氏体化温度以上.按照本发明也可以规定，首先对放入接触加热模具中的板料进行预热，例如均匀预热到小于等于ACl温度的温度或者小于AC3温度的温度.然后在接触加热模具中将某些区域定点加热到AC3温度以上，而小于AC3温度的区域则要么保持在该温度或者根本不进行退火，然而也不强烈冷却.
[0025]按照本发明也可以规定，分段设计热成形压淬模具，从而例如在板料完全均匀加热到AC3温度以上的时候发生局部相互不同的冷却.也可以不仅在接触加热模具中发生局部相互不同的退火，而且也在热成形压淬模具中发生局部相互不同的淬火硬化.这样就能制造具有局部相互不同的强度区域的部件.
[0026]根据本发明也可以考虑，分别分段设计接触加热模具和/或热成形压淬模具.然后就可以通过各个分段对局部相互不同的区域进行退火和/或激冷淬火，尤其可通过各分段的分离间隙在模具和板料之内或者在热成形压淬模具之内产生很少的热传导.接触加热模具和/或热成形压淬模具也可以由相互不同的物质或材料构成，从而可通过每种材料的不同导热能力实现相互不同的退火.
[0027]此外还采用输送装置将加热后的板料从接触加热模具转移到热成形压淬模具之中.尤其将输送装置设计成在压力机之内将加热后的板料转移到热成形压淬模具之中的直线输送装置.优选输送装置设计成齿条传动机构或者2轴或3轴传动机构.然而也可以适当设计输送装置，使其将冷板料输送给接触加热模具，并且从压力机中送出已完成的热成形且压淬的部件.然而也可以通过相应的操作机构，例如通过工业机器人供应冷板料并且送出制作好的部件.也可以设置多个可以同时运动的直线输送装置，其依次在输送方向上以加热或压淬模具的宽度错开排列.
[0028]输送装置将加热后的板料从接触加热模具转移到热成形压淬模具之中所需的时间小于等于冲压周期，优选小于冲压周期的一半，该时间尤其小于冲压周期的三分之一.可以执行开模运动直至到达上止点，随后再次执行压力机的合模运动，例如可在压力机开模一半或三分之二的时候开始将加热后的板料输送到热成形压淬模具，压力机到达上止点并且再次执行合模运动.在到达中间的合模行程之前，输送装置就已将加热后的板料放入热成形压淬模具之中.这就带来了根据本发明的将制造时间合理化的优点，尤其当接触加热在到达下止点之前就已因为紧密接触而开始的时候.同理适用于热成形压淬模具.只要在到达下止点之前已经结束成形，就可以开始进行压淬.采用以上所述的两项措施，又可以缩短压力机的保持时间，优选缩短为零，因此总体上能缩短制造时间.
[0029]尤其优选使用伺服压力机，或者也可以使用液压压力机作为压力机.这两种压力机尤其能够针对性地控制开模和合模运动，以及能够在合模位置中再次调校接触压力，从而不仅能够满足接触加热的要求，而且也能同时满足在压力机中进行热成形和压淬的要求.
[0030]在另一种优选实施方式中，接触加热模具设计成使其具有至少一个接触板，优选具有两个接触板，一个在上模上，一个在下模上，然后可在压力机合模时将板料包围在两个接触板之间.优选可以通过感应方式加热所述至少一个接触板.
[0031]在一种可选的实施方式中，也可以将接触板本身设计成导电体，所述导电体基于电阻发热原理在电流通过时发热，其中，电流在与板料接触之前中断以避免短路.发热导电体的紧密接触又可保证将热量从导电体传递给待加热的板料.
[0032]按照根据本发明的，也可以使用分段的接触板，从而能够针对性加热局部相互不同的板料区域.
[0033]在使用导电体的情况下，优选采用具有一个或多个间隙的平面状电导体，通过狭缝或间隙分开的部分然后就会产生导电体或电流路径，然后在连接电极时就会有电流流过导电体或电流路径并且将导电体加热.可想而知，也可以通过多个导电体形成接触板，然后对各个导电体进行相互不同的调温处理，使得板料中形成相互不同的区域.为了避免短路，最迟可在快要与板料接触之前中断电流.然后利用热传导释放剩余的热量。
[0034]也可以通过其它热源加热接触板，例如通过热辐射或者其它热传导方式.如果是接触板，则优选通过感应器进行加热.接触板本身又可以借助热传导将自身热量通过热传导释放给待加热的板料.
[0035]在另一种优选实施方式中，接触加热模具这样设计，使得形成电补偿元件.形成导电横截面积，使得接触加热模具成为电补偿元件.可将其放在待加热的板料上，然后将补偿元件的导电横截面积与待加热板料的导电横截面积相加得到总导电横截面积，通过总导电横截面积的设计实现板料的均匀加热或者针对性地局部相互不同的加热.接触加热模具被设计成组合式加热模具，其利用来自补偿元件的通过接触利用热传导传递的热量以及通过电流直接在板料中产生的热量.尤其可以利用电补偿元件针对性补偿之前切割的板料的改变的宽度和/或厚度，和/或通过改变补偿元件本身导电横截面积，尤其利用均匀的横断面分布通过传导电能影响板料中的发热。
[0036]在另一种优选实施方式中，要么接触加热模具本身、或者热成形压淬模具也可以各自具有附加的切割模具和/或冲孔模具，从而可以将开洞和/或切边整合到制造过程之中.
[0037]在另一种有益的实施方式中，在热成形压淬模具以及压力机或压力机的上模或者下模之间布置一个弹性调整机构，从而使得热成形在压力机完全合模之前就已结束，并且压力机的剩余合模行程导致弹性调整机构压缩.也可以设想，将这样的弹性调整机构布置在压力机和接触加热模具之间.每个模具优选可以使用多个弹性调整机构.这意味着在压力机本身到达下止点或反转点之前，热成形就已结束并且开始保持闭合.此外只有在完全通过下方反转点或下止点并且重新提升上模之后，保持闭合才在压力机向上运动过程中结束.通过该措施再度适当减少钣金件热成形和压淬的周期时间，因为很早就已开始成形并且在到达另一个下止点之前结束，可以最大程度将保持时间用来对成形钣金件进行激冷淬火.作为正面的附带效应，可将弹性调整机构用来补偿歪斜的接触加热模具和/或热成形压淬模具.同时可以利用弹性调整机构补偿所需的相互不同的冲压力在接触加热模具和热成形压淬模具之间共同下落的压力机中引起的差异.主要将弹性调整机构设计成被动调整机构，尤其设计成压缩弹簧.然而也可以例如通过电动、液压或者气动执行器形成主动弹性调整机构.这么做的优点是能够将下止点中的压力机保持闭合时间减小到零.
[0038]此外尤其优选在接触加热模具和压力机台板之间加入一个弹性元件，所述弹性元件能补偿接触加热模具的热膨胀，尤其能补偿分段式接触加热模具的某个分段的热膨胀.当结合使用分段式接触加热模具进行局部相互不同的接触加热的时候，热作用就会引起各个元件出现不同程度的膨胀.由于温度不同和/或热膨胀系数不一样，各个分段相互间就会发生程度不同的膨胀.几个丝米的偏差就会局部导致无法与待加热的板料接触，使得加热效果很差和/或加热边界不清晰.
[0039]通过接触加热模具尤其是接触加热模具分段上的弹性元件可以补偿这些相互不同的热膨胀.
[0040]此外上述任务根据本发明通过利用根据上述特征所述的双工位落料式加热成形模具来制造热成形和压淬机动车部件的方法解决，其中，在一个冲压周期中同时制造两个镜像颠倒的机动车部件.同样可加热两个板料，在随后的冲压周期中对其进行成形加工.
[0041]因此尤其可以制造左侧/右侧部件，朝向行驶方向观察就是左边的B立柱和右边的B立柱.尤其可产生缩短制造时间和利用协同效应的优点，因为不必使用四个单独的加热或成形装置，而是同时在一台压力机上制造所有部件.
[0042]按照根据本发明的，可以在3?20秒、尤其在4?10秒时间内在接触加热模具上进行加热.同时优选在0.1?3秒、尤其在I?2秒时间内进行成形，在成形之后随即在4?20秒、尤其优选在5?10秒时间内进行激冷淬火.
[0043]以下说明部分涉及本发明的其它优点、特征、特性和特点.附图所示均为优选实施方式，
【附图说明】
[0044]附图1根据本发明的双工位落料式加热成形模具的侧视图，
[0045]附图2具有附加补偿元件的附图1所示的模具，
[0046]附图3具有弹性支承的热成形压淬模具的横截面图，
[0047]附图4一种可选实施方式的局部剖面图，
[0048]附图5根据本发明的加热成形模具的示意俯视图，
[0049]附图6设计成导电体的接触板的俯视图，
[0050]附图7根据本发明的具有补偿元件的接触加热模具的横断面，
[0051]附图8根据本发明的加热成形模具的一种实施方式关于热成形压淬模具的详细视图，
[0052]附图9根据本发明的接触加热模具的横断面图，
[0053]附图10三工位落料式模具的一种实施例，
[0054]附图11四工位落料式模具的一种实施例，
[0055]附图12?14根据本发明的具有组合式加热成形模具的热成形制造线的工艺流程，
[0056]附图15a和b具有固定夹具元件的直线输送系统的提升功能，
[0057]附图16a和b具有可相对运动的夹具元件的直线输送系统的提升功能，以及
[0058]附图17a?c根据本发明的主动夹具.
[0059]即使出于简化原因省去了重复的说明，在附图中也将相同的附图标记用于相同或类似的零件.【具体实施方式】
[0060]附图1所示为根据本发明的双工位落料式加热成形模具I的侧视图.加热成形模具I具有中央压力机2，在压力机2之内布置了两个接触加热模具3以及两个热成形压淬模具4.将板料5从板料堆垛放入加热成形模具I之中，将板料加热并且预成形成为机动车部件6并且进行压淬.按照根据本发明的，使用双工位落料式加热成形模具同时制造两个机动车部件6.将两个板料5放入接触加热模具3之中.之前在接触加热模具3中加热的两个板料5被输送装置7(这里为直线输送装置)同时转移到热成形压淬模具4之中.当加热成形模具I的压力机2合模的时候，就会对两个放入接触加热模具3中的板料5进行加热，并且将转移到热成形压淬模具4中的加热板料成形为相应的机动车部件6.
[0061]每个板料5在接触加热模具3和热成形压淬模具4之间经过的距离恒定不变，从而在每个部件中都会因为传送时间而出现相同的温度降.
[0062]还可以将热成形压淬模具4设计成热冲孔和/或热切割模具，从而在成形时也可同时进行冲孔和/或切割.
[0063]附图2所示为附图1中具有附加布置的弹簧支承8的双工位落料式加热成形模具1.在该实施方式中不仅热成形压淬模具4而且接触加热模具3也是弹性支承的.这种方式的好处在于，当压力机2合模的时候，可以通过弹簧支承8补偿接触加热模具3的上部9和下部10或者热成形压淬模具4的上部11和下部12的相对运动.这主要涉及不同的热膨胀，但是也涉及压力机2运行时在上模13以及下模14之间可能出现的扭曲变形.
[0064]附图3所示为根据本发明的压力机2关于具有上部11以及下部12的热成形压淬模具4的局部剖面.热成形压淬模具4的上部11支承在上模13上，并且热成形压淬模具4的下部12支承在下模14上，靠近下模14的压力机台板15.热成形压淬模具4 一方面具有冷却流道16，另一方面在热成形压淬模具4的上部11的模具表面18以及下部12的模具表面19之间产生模腔17.如图所示，通过歪斜尤其是相对于冲压行程方向20的旋转可能会导致热成形压淬模具4的上部11和下部12发生错位.为了补偿该错位，将弹性元件21布置在压力机台板15与热成形压淬模具4的下部12之间，当继续执行合模运动的时候，所述弹簧元件就会适当补偿热成形压淬模具4的下部12的位置，从而在模腔17中使得已成形的(图中没有详细绘出的)板料5与热成形压淬模具4的相应模具表面18近似于均匀紧密接触.通过几乎完全的紧密接触实现非常好的散热.图中还绘出了控制管路22，例如可通过控制管路锁定弹性元件21.弹性元件21本身可以设计成机械弹簧，尤其是螺旋弹簧或者螺旋压缩弹簧，但也可以设计成液压或者气动弹性元件.
[0065]附图4所示为热成形压淬模具4另一种实施方式的局部剖视图，将一个液压垫23布置在上模13和热成形压淬模具4的上部11之间.液压垫23具有垫套24，所述垫套在外周边框25上与压力机2的上模13流体密封地连通.然后将相应的流体布置在所产生的内腔26之中，使得热成形压淬模具4的上部11可以相对于压力机2的上模13运动.为了保证基本支撑并且在冲压行程方向20上传递全部冲压力，还布置了支撑条27，使得在到达压力机2的下止点的情况下热成形压淬模具4的上部11的背面28与压力机2的上模13能基于支撑条27以形锁合方式紧密接触，然后就能传递全部冲压力.然而之前由于可以基于液压垫23执行相对运动，因此可保证热成形压淬模具4的上部11和图中没有绘出的下部完美自定心.
[0066]作为替代或补充方案，也可以在接触加热模具3上应用附图3或附图4的相应浮动支承.
[0067]附图5所示为加热成形模具I的示意俯视图.图中绘出了直线输送装置29形式的输送装置7.加热之后将板料5在输送方向30上传送给图中没有详细绘出的压淬模具.为此在输送装置29上设置了一些支座31，然后这些支座可借助图中没有详细绘出的接触或抓取装置抓住板料5并且在输送方向30上输送板料.此外如图所示，板料5的参照绘图平面在左边的区域已被加热到ACl温度，并且参照绘图平面在右边的板料5区域已被加热到AC3温度.因此就会在板料5上产生相互不同的温度区域，然后在压淬过程结束之后就会在所制成的机动车部件32上产生两个相互不同的区域33、34，第一个区域33与第二个区域34相比具有更小的强度.所制成的两个机动车部件32可以是例如在一个冲压周期中同时制造的机动车车身的左侧B立柱和右侧B立柱.
[0068]附图6所示为设计成导电体的接触板35的俯视图.所述接触板35本身具有矩形结构，在接触板35之内形成各个不同的狭缝36，其相对于绘图方向从接触板35的顶面延伸至底面.这样就使得接触板35被狭缝36电分离，从而产生穿过接触板35的电流通路37.如果现在连接两个电极38并且给接触板35通电，电流就会流过电流通路37，并且因为电阻发热而加热接触板35.当执行合模运动和/或将待加热的板料5放在接触板35上的时候，可在表面快要接触之前中断电流，以避免短路.接触板35中的热量然后就会因为接触板35的紧密接触而释放给待加热的板料.
[0069]附图7所示为根据本发明的接触加热模具3的横断面.可以清楚看出，一方面已放入了待加热的板料5，然而在接触加热模具3的上部9还布置了补偿元件39.在外侧将电极38布置在补偿元件39上，从而当接触加热模具3合模的时候，尤其当补偿元件39和板料5紧密接触、优选出现紧密接触可以导电的时候就会通上电流，不仅可对补偿元件39进行电阻加热，而且也可选择对板料5进行电阻加热.然而补偿元件39同时具有剩余热量，因此同样可通过紧密接触引起的热传导将热量输入到待加热的板料5之中.可以看出，补偿元件39在横向Q上具有相互不同的横截面积，整个补偿元件39由一种导电材料构成.通过相互不同的横截面积产生相互不同的导电横截面积，从而因为电流密度而产生局部相互不同程度的加热.尤其在横截面较小的左端和右端，由于电流密度比较高，会产生比中间区域更强的加热.由于板料5具有始终不变的横截面，当电极38通电的时候，外侧区域中就会有更多电流流过板料5，因此这里会有更强的加热.补偿元件39的导电横截面积与板料5的导电横截面积之和就是总导电横截面积.此外在接触加热模具3的下部10上还绘出了隔离垫板40，以及接触加热模具3的上部9与补偿元件39之间同样也绘出了隔离垫板40.
[0070]附图8所示为根据本发明的加热成形模具I的一种实施方式关于热成形压淬模具4的详细视图.从图中又可看出，相应热成形压淬模具4的上部11和下部12布置在压力机2的上模13以及下模14上.在冲压行程方向20上相对于下模14的压力机台板15以距离a支承热成形压淬模具4的下部12.当执行合模运动的时候，相应热成形压淬模具4的上部11和下部12就已在加入板料5的情况下紧密接触，从而在到达下止点之前就已结束成形过程.然后继续下降导致压缩相应的弹性调整机构41，使得热成形压淬模具4的下部12朝向下模14的压力机台板15运动.在该时段期间已经因为冷却流道16而开始压淬过程，并且再度保证上模11与成形板料5以及热成形压淬模具4的下部12与成形板料5几乎完全紧密接触，从而保证形成良好的热传导.此外还有定心销形式的定心装置42，这些定心销相对于热成形压淬模具4的下部12伸出，在冲压行程方向20执行合模运动的时候，就会伸入到热成形压淬模具4的上部11上的定心槽43之中.这样即可在冲压行程方向20进行直线导向，尤其可避免执行机构41引起的弹性支承导致热成形压淬模具4的上部11和下部12侧向偏移.也可以在接触加热模具3上采用这种实施方式.
[0071]附图9所示为根据本发明的接触加热模具3的横截面图，所述接触加热模具3具有多个单独的分段44、45.分段44尤其是没有经过调温的分段，而分段45则是经过主动加热后比分段44的温度高的分段.所有分段44、45均通过分离间隙46相互热隔离.主动加热的分段45与分段44相比膨胀更加厉害，因此按照本发明规定，将悬挂在下方分段45上的弹性元件47布置在下模14的压力机台板15上，从而尤其在冲压行程方向20可通过弹性元件47补偿热膨胀.因此按照根据本发明的，也可以通过弹性元件47尤其以能够相对运动的方式单独支承接触加热模具3的每个分段44、45，从而可通过弹性元件47补偿相互不同的热膨胀，使得各个分段44、45与待加热的板料5具有近似于全面的紧密接触.该实施方式也可以转而应用于热成形压淬模具4。此外还采用了直线导向装置48，该直线导向装置能够在冲压行程方向20上实现直线导向，并且减少横向于冲压行程方向的剪切.
[0072]附图10所示为根据本发明的三工位落料式组合加热成形模具I的俯视图.为此将各个板料5在输送方向30放入加热成形模具I之中，首先在接触加热模具3上同时加热三个板料5.1，在随后的冲压周期中将三个加热后的板料5.2在三个热成形压淬模具4中同时成形，从而在一个冲压周期中同时制造三个机动车部件6.这种情况下描述的是一种三工位落料式加热成形模具1.
[0073]附图11所示将根据本发明的四工位落料式加热成形模具I的一种实施方式.首先从板料堆垛将板料5在输送方向30放入加热成形模具I之中.然而从现在起这里只有两个接触加热模具3，每个接触加热模具可同时加热两个待加热的板料5.1.然后将每个加热后的板料5.2放到独立的热成形压淬模具4上，并且在压力机合模运动时也就是在一个冲压周期中同时制造四个机动车部件6.在此所涉及的尤其是较小的机动车部件6，例如加强布片或类似部件.这种情况下将加热成形模具I设计成四工位落料形式.也可以设想，接触加热模具3也可以在输送方向30上并排布置，并且四个热成形压淬模具4也可以在输送方向30上并排布置.
[0074]附图12所示为根据本发明的加热成形模具I，具有接触加热模具3、热成形压淬模具4以及布置在其上的直线输送系统49.接触加热模具3为双工位落料形式.这意味着在接触加热模具3中可以同时加热两个板料5.1、5.2.热成形压淬模具4同样是双工位落料形式.这意味着在热成形压淬模具4中可将两个加热后的板料同时热成形并且随后进行压淬.优选将夹钳元件设计成板料夹钳51和/或调温夹钳52和/或产品夹钳53.直线输送系统49具有两个相互平行布置的导轨50，将夹钳元件布置在导轨50上.相对于绘图平面从左向右布置两个板料夹钳51.相对于绘图平面在中间布置两个调温夹钳52，并且相对于绘图平面在右侧布置两个产品夹钳53.因此加热成形模具I为双工位落料形式.但也可以设计成单工位、三工位、四工位或者多工位落料形式.此外图中还绘出了总移动行程G.
[0075]按照这里所示的实施方式，夹钳元件参照导轨50的轴向方向54相对于导轨50位置固定，导轨50可以在其轴向方向54上运动.可想而知，夹钳元件也可以在轴向方向54上相对于导轨50移动.
[0076]此外如图所示，导轨50可以向内垂直于其轴向方向54执行相对运动55，使得相应的夹钳元件与板料5.1、加热后的板料5.2或机动车部件6接触.
[0077]直线输送系统49然后在导轨50的轴向方向54上执行输送运动.附图13中所示为最终位置.将成形后的机动车部件6放在示意绘出的存放堆垛56上.将加热后的薄板板料5.2放在热成形压淬模具4上.将新拾取的薄板板料5.1放在接触加热模具3上，并且再次准备好新的薄板板料5.1进行加热.接着导轨50向外执行运动，使得全部导轨50与相应的夹钳元件相对于导轨50的轴向方向54向外运动，并且不再与薄板板料5.1、5.2和机动车部件6接触.
[0078]然后在导轨50的轴向方向54上执行返回运动57，尤其这两个导轨50同步执行该返回运动57，如附图14中所示.然后再次开始如附图12中所示的过程.返回的导轨50相向运动，使得夹钳元件与加热后的薄板板料5.2和机动车部件6接触.
[0079]附图15a和b所示为利用板料夹钳51将板料抬起的过程.导轨50已经垂直于其轴向方向54执行相向运动55，使得板料夹钳51参照竖直方向V位于薄板板料5.1下方.接着如附图15b中所示通过导轨50执行抬起运动.这意味着使得全部导轨50在竖直方向上向上运动.然后薄板板料5.1平躺在板料夹钳51上并且同样被抬起.
[0080]附图16a和b所示为另一种替代实施方式.这里没有在竖直方向V上抬起导轨50，而是仅仅抬起板料夹钳51.因此这些板料夹钳以能够在竖直方向上相对运动地支承在导轨50上，并且也可以被抬起或者下降.
[0081]附图17a?c所示为类似于附图16a和b的相对运动，区别在于这里将板料夹钳51表示为主动夹钳.这些夹钳在附图17a所示的打开位置中，因此导轨50已执行了相向的相对运动55.然后按照附图17b所示，使得作为主动夹钳的板料夹钳51闭合，并且按照附图17c所示在竖直方向V上抬起.
[0082]附图标记
[0083]I加热成形模具
[0084]2压力机
[0085]3接触加热模具
[0086]4热成形压淬模具
[0087]5 板料
[0088]5.1待加热的板料
[0089]5.2加热后的板料
[0090]6机动车部件
[0091]7输送装置
[0092]8弹簧支承
[0093]9 3的上部
[0094]10 3的下部
[0095]11 4的上部
[0096]12 4的下部
[0097]13 2的上模
[0098]14 2的下模
[0099]15 14的压力机台板
[0100]16冷却流道
[0101]17模腔
[0102]1811的模具表面
[0103]1912的模具表面
[0104]20冲压行程方向
[0105]21弹性元件
[0106]22控制线路
[0107]23液压垫
[0108]24垫套
[0109]25框架
[0110]26内腔
[0111]27支撑条
[0112]2811 的背面
[0113]29直线输送装置
[0114]30输送方向
[0115]31支座
[0116]32机动车部件
[0117]3332的第一区域
[0118]3432的第二区域
[0119]35接触板
[0120]36狭缝
[0121]37电流通路
[0122]38电极
[0123]39补偿元件
[0124]40隔离垫板
[0125]41调整机构
[0126]42定心装置
[0127]43定心槽
[0128]44分段
[0129]45分段
[0130]46分离缝隙
[0131]47弹性元件
[0132]48直线导向装置
[0133]49直线输送系统
[0134]50导轨
[0135]51板料夹钳
[0136]52调温夹钳
[0137]53产品夹钳
[0138]54轴向方向
[0139]55相对运动
[0140]56存放堆垛
[0141]57返回运动
[0142]a 距离
[0143]G总移动行程
[0144]Q 横向
[0145]V竖直方向
【主权项】
1.一种用于同时制造两个热成形的且压淬的机动车部件(6，32)的双工位落料式加热成形模具(I)，包括相互平行并排地布置在压力机(2)中的至少两个接触加热模具(3)和至少两个热成形压淬模具(4)，从而在合模运动时加热两个板料(5)，并且将两个加热后的板料(5.2)热成形和压淬成为两个机动车部件(32).2.根据权利要求1所述的加热成形模具，其特征在于，所述两个接触加热模具(3)和/或所述两个热成形压淬模具(4)弹性地支承、尤其弹性支承在上模(13)上.3.根据权利要求1或2所述的加热成形模具，其特征在于，将所述两个热成形压淬模具(4)各自设计成组合式热切割和/或热冲孔模具.4.根据权利要求1?3中任一项所述的加热成形模具，其特征在于，设置输送装置(7)，所述输送装置将加热后的板料(5)从接触加热模具(3)转移到热成形压淬模具(4)之中，尤其在小于等于冲压周期的时间内、优选在部分冲压周期中将加热后的板料从接触加热模具转移到热成形压淬模具之中.5.根据权利要求1?4中任一项所述的加热成形模具，其特征在于，使用机械式压力机(2)、尤其是伺服压力机，或者使用液压压力机(2).6.根据权利要求1?5中任一项所述的加热成形模具，其特征在于，接触加热模具(3)具有至少一个接触板(35)，优选通过感应器加热所述接触板(35)，或者接触板(35)通过可电加热的导电体形成.7.根据权利要求1?6中任一项所述的加热成形模具，其特征在于，接触加热模具(3)各有一个电补偿元件(39)，该电补偿元件(39)的导电横截面积与待加热的板料(5)的导电横截面积相加就是总导电横截面积，通过总导电横截面积的设计实现板料(5)的均匀加热或者针对性地局部相互不同的加热.8.根据权利要求1?7中任一项所述的加热成形模具，其特征在于，接触加热模具(3)和/或热成形压淬模具(4)各自以能相对运动的方式支承在、尤其弹性支承在压力机(2)的座板上.9.根据权利要求1?8中任一项所述的加热成形模具，其特征在于，接触加热模具(3)和/或热成形压淬模具(4)各自具有附加的切割模具和/或冲孔模具.10.根据权利要求1?9中任一项所述的加热成形模具，其特征在于，弹性调整机构(41)布置在热成形压淬模具(4)以及压力机(2)之间，从而在压力机(2)完全合模之前就已结束热成形，并且压力机(2)的剩余合模行程导致弹性调整元件(41)压缩.11.根据权利要求1?10中任一项所述的加热成形模具，其特征在于，在接触加热模具(3)和压力机台板(15)之间加入弹性元件(47)，所述弹性元件(47)能补偿接触加热模具(3)、尤其是分段式接触加热模具(3)的热膨胀.12.根据权利要求1?11中任一项所述的加热成形模具，其特征在于，沿着加热成形模具(I)设置一个直线输送系统(49)，所述直线输送系统由至少两个平行对置的导轨(50)构成，所述导轨能够在至少一个平移方向上移动，并且在导轨(50)上布置夹钳元件(51，52，.53)，所述夹钳元件(51，52，53)能够在导轨(50)的轴向方向(54)上移动，并且夹钳元件(51，.52，53)能够垂直于导轨(50)的轴向方向(54)在竖直方向(V)上抬起和下降.13.根据权利要求1?12中任一项所述的加热成形模具，其特征在于，导轨能够垂直于其轴向方向且相对于加热成形模具(I)向外或者向内移动，和/或导轨能够在其轴向方向(54)上移动以输送板料(5)和机动车部件(32).14.一种使用至少根据权利要求1的特征的所述双工位落料式加热成形模具(3)制造热成形的且压淬的机动车部件(6，32)的方法，其特征在于，在一个冲压周期中同时制造两个镜像颠倒的机动车部件(32)。
【文档编号】B21D37/08GK105855380SQ201610236359
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年2月5日
【发明人】G·弗罗斯特, M·尼泽, O·吕特克迈尔, J·拉克曼, S·康拉德, U·胡申, J·克斯特
【申请人】本特勒尔汽车技术有限公司