制造硬化的异形制品的方法与硬化工具的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的硬化工具。
【背景技术】
[0002]这种冲压硬化工具通常用来制造由钢板材料制成的硬化金属板形制品，例如制造机动车辆部件，并且例如在文件DE102011108912A1和DE102009043926A1中是已知的。
[0003]通常，在此情形中，加热的钢板材料作为起始物料被布置在冲压硬化工具的工具部件之间，并且随后通过工具部件移动到一起，成形制品由钢板材料形成。在成形制品已被成形和冲压之后，成形制品在材料的临界冷却速率之上被冷却，以便硬化成形制品。在制造开放和封闭廓形形式的成形制品(下文也被称为异形制品)期间，在硬化工具中通常是这样的情形，即仅在一侧实现散热接触。对于异形制品可以设想使用内工具芯，该内工具芯通过接触允许硬化过程中更快的散热。具有相对复杂组件几何结构的异形制品可能具有底切区域，从而模具芯无法完全且在所有区域抵靠异形制品的内表面。组件的底切部分将具有这样的效果，即模具芯没有覆盖所有区域或者不再能从异形组件移除。因此不利之处在于，具有相对复杂组件几何结构的异形制品不能被完全硬化，或者仅能以相对长的硬化时间来进行硬化。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是在制造异形制品时确保具有短周期的充分硬化，即使异形制品具有相对复杂的组件几何结构。
[0005]该目的是通过一种用于利用钢板材料制造硬化的异形制品的硬化工具来实现的，该硬化工具具有相对于彼此可移动的至少两个工具部件，并且在两个工具部件之间最初特别被冷弯成型且随后被加热的异形制品在硬化过程中被冷却，其中硬化工具具有模具芯，该模具芯在硬化过程期间被布置在异形制品的凹部，并且其中模具芯具有至少一个出口孔，用于将来自冷却介质管的冷却介质加压在异形制品上。
[0006]根据本发明的硬化工具与现有技术相比具有以下优点:模具芯具有冷却介质出口，从而在异形组件因其复杂的几何结构而没有紧靠工具部件或模具芯的区域中，异形组件通过来自出口孔的冷却介质而被冷却。特别地，冷却介质进入异形组件和工具部件之间或者异形组件和模具芯之间的所有空腔中。从而确保了异形组件在其所有区域中以相应的速率被冷却并且进而被硬化。此外，通过加速冷却过程可以缩短周期，从而使用根据本发明的硬化工具制造异形组件变得更便宜。特别地，冷却介质包括冷却液，特别是冷却水形式。模具芯可以独立于两个工具部件而形成，或者可以作为两个工具部件之一的集成组成部件。所制造的异形制品例如可以是机动车辆的横梁组件，特别是车身组件。热异形制品的成形和/或校准的最终步骤还可以在硬化过程期间和/或之前在硬化工具中进行。
[0007]本发明的优选实施例和进一步改进在从属权利要求以及下文说明书并结合附图进行了说明。
[0008]在本发明的优选实施例中，至少一个出口孔面向异形制品，从而异形制品由来自出口孔的冷却介质直接加压。可以设计出来自出口孔的冷却介质在出现之后直接加压在异形制品上。
[0009]在本发明的优选实施例中，模具芯具有与冷却介质管交互的多个出口孔。冷却介质进而可以在多个位置处从冷却介质管进入异形组件和工具部件之间的或异形组件和模具芯之间的空腔中，从而异形组件的快速冷却是可行的或被确保的。
[0010]在本发明的另一优选实施例中，模具芯具有带闭合截面或带在一侧开口截面的冷却介质管。带有在一侧开口的截面的冷却介质管特别地是槽的形式，并且因而可以相对便宜且简单的方式被实现。然而，冷却管优选被形成为带有闭合的截面，也就是说作为通道孔。
[0011]在本发明的另一优选实施例中，两个工具部件沿着工作方向可相对于彼此移动，其中模具芯和/或其部件沿着另外的工作方向可相对于两个工具部件移动，所述另外的工作方向相对于所述工作方向成一角度，特别地成直角。因此有利的是可以实现具有相对复杂组件几何结构例如底切部分的异形制品。两个工具部件和模具芯特别地每个被设计为使得钢板材料至少部分抵靠相应工具部件或模具芯的工具工作表面。这样，可以实现良好散热。没有抵靠两个工具部件或模具芯的工具工作表面的那些异形制品区域由冷却介质来冷却。此外，模具芯还可以具有允许芯膨胀的装置，从而可以确保模具芯和异形制品之间改进的接触以及相关更有效的散热。模具芯例如可以是膨胀芯。模具芯的另一优点是其能够借助滑动元件来膨胀，从而首先即使在具有底切部分以及需要支持的区域中也能获得所需作用，并且其次，有助于从异形制品的凹部收回模具芯，因为异形制品的横截面因冷却而尺寸减小。
[0012]在本发明的另一优选实施例中，模具芯具有用于另外冷却介质的另外冷却介质管，其中另外的冷却介质管被设计成使得另外的冷却介质在异形制品的区域中仅在模具芯内循环。另外的冷却介质管可以有利地被用于冷却模具芯。在此情形中，另外的冷却介质管特别地独立于原冷却介质管而形成，并且在异形制品区域中没有用于另外冷却介质的出口孔。还可以设想硬化工具在工具部件的区域中具有多个此类另外的冷却介质管。
[0013]在本发明的另一优选实施例中，模具芯和/或两个工具部件的至少一个具有通风装置，特别是通风管。借助通风装置，有利的是存在于异形组件和工具部件之间或异形组件和模具芯之间空腔中的空气在冷却介质被引入空腔时可以逸出。
[0014]本发明还涉及一种用于特别地利用权利要求之一所述的硬化工具由钢板材料制造硬化的异形制品的方法，其中在第一方法步骤中，钢板材料特别地被冷弯成型以形成开放或封闭的异形制品，并且其中在第二方法步骤中，成形的异形制品被加热并且通过冷却被硬化，其中在第二方法步骤中，模具芯被布置在异形制品的凹部之中，并且异形制品利用冷却介质而被加压，其中冷却介质通过在模具芯上形成的至少一个出口孔从模具芯的冷却介质管引导到异形制品。
[0015]根据本发明的方法，类比于根据本发明的硬化工具，与现有技术相比有以下优点，即即使是具有相对复杂组件几何结构的异形制品也可快速被冷却和硬化，因为在第二方法步骤中，异形制品至少各区域利用冷却介质形式的冷却剂而被加压。这样可以确保异形制品的所有区域被硬化以及/或者实现异形制品所有区域的快速冷却。这里，冷却介质特别地被引入到下述空腔区域中，其中空腔存在于异形组件和工具部件之间或在异形组件和模具芯之间。
[0016]在本发明的一个优选实施例中，在第二方法步骤之前，异形制品被布置在两个工具部件之间，两个工具部件沿着工作方向相对于彼此朝向彼此移动，并且模具芯沿着另外工作方向被移动进入凹部，所述另外工作方向相对于所述工作方向成一角度，特别地成直角。
[0017]在本发明的另一优选实施例中，在第二方法步骤之前或期间，模具芯被部分移出凹部，特别是在冷却介质通过冷却介质管输运之前。由于模具芯被部分移出，可以设想空腔以针对性的方式被形成在异形组件和模具芯之间，其中冷却介质被引入空腔中。
[0018]在本发明的另一优选实施例中，在第二方法步骤中，模具芯通过另外的冷却介质来冷却。模具芯因此被冷却。
【附图说明】
[0019]本发明的其他细节、特征和优点将在下文对优选实施例的说明并结合附图变得明显