(57)【要約】本発明は、絞りパンチと絞りダイを用いて半殻部品を製造する方法に関する。高い寸法安定性のある半殻部品のプロセス信頼性があり、かつ費用効率が高い製造のための方法を提供するという目的は、単一の作業工程で、絞りパンチを絞りダイの中に進め、板金ブランクを少なくとも１つのベース区分と、少なくとも１つのフレーム区分とを備え、かつ任意にフランジ区分を備え得る板金未加工部品に予備成形し、この予備成形中に、絞りパンチを用いて、板金未加工部品のベース区分及びフレーム区分又は任意のフランジ区分のいずれかに材料過剰分を導入し、かつ半殻部品を形成するように板金未加工部品を仕上げ、較正するという点において達成される。【選択図】図１ａ
2013514185.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）と絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）を用いて半殻部品を製造する方法において、単一の作業工程で、絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）を絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）の中に進め、板金ブランク（１７、１７’、１７’’、１７’’’）を少なくとも１つのベース区分（４、４’、４’’、４’’’）と、少なくとも１つのフレーム区分（１５、１５’、１５’’、１５’’’）とを備え、かつ任意にフランジ区分（２３’’、２３’’’）を備え得る板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）に予備成形し、この予備成形中に、絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）を用いて、板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）のベース区分（４、４’、４’’、４’’’）及びフレーム区分（１５、１５’、１５’’、１５’’’）又は任意のフランジ区分（２３’’２３’’’）のいずれかに材料過剰分を導入し、かつ半殻部品（３、３’、３’’、３’’’）を形成するように板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）を仕上げ、較正することを特徴とする方法。
【請求項２】
絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）の方向に突出して位置付けできる少なくとも１つのベースパンチ（６、６’、６’’、６’’’）を含む絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）を使用し、かつ板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）の前記予備成形中に、前記突出位置に配置されたベースパンチ（６、６’、６’’、６’’’）を用いて、板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）のベース区分（４、４’、４’’、４’’’）及びフレーム区分（１５、１５’、１５’’、１５’’’）及び／又は任意のフランジ区分（２３’’、２３’’’）に前記材料過剰分を導入することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ベースパンチ（６、６’、６’’、６’’’）が、絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）に隣接する板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）の上で静止したらすぐに、ベースパンチ（６、６’、６’’、６’’’）をベースパンチ受け部（７、７’、７’’、７’’’）の中に進めることによって板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）を仕上げ、較正することを特徴とする請求項１及び２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
前記単一の作業工程で、好ましくは絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）に配置された切断エッジ（１０、１０’、１０’’、１０’’’）を用いて、板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）をトリミングすることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）に接している板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）の上にベースパンチ（６、６’、６’’、６’’’）を置くと同時に切断エッジ（１０、１０’、１０’’、１０’’’）を板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）と接触させることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記仕上げ及び較正中に、前記材料過剰分を板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）のベース区分（４、４’、４’’、４’’’）から板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）のフレーム区分（１５、１５’、１５’’、１５’’’）に押し込むことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）を、少なくともフレーム区分（１５、１５’’、１５’’’）内で、好ましくはベース区分（４、４’’、４’’’）内でも、圧縮面（１１、１１’’、１１’’’）を用いて、特に切断エッジ（１０）に接している圧縮面（１１）を用いて圧縮することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
板金ブランク（１７、１７’、１７’’、１７’’’）を少なくとも予備成形の開始時に押下装置（１８、１８’、１８’’、１８’’’）で保持することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
フランジのない半殻部品（３、３’、３’’’）又はフランジ付き半殻部品（３’’）を板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）から製造することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法を用いて半殻部品を製造するための、絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）と絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）を備える装置において、この装置は絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）を絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）の中に進める手段を含み、この装置では、板金ブランク（１７、１７’、１７’’、１７’’’）を絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）と絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）の間に位置付けることができ、前記板金ブランクを前記絞りパンチで板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）に予備成形することができ、絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）は、材料過剰分を板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）のベース区分（４、４’、４’’、４’’’）及びフレーム区分（１５、１５’、１５’’、１５’’’）又は任意のフランジ区分（２３’’、２３’’’）のいずれかに導入する手段を含み、かつ半殻部品（３、３’、３’’、３’’’）を形成するように板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）を絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）を用いて仕上げ、較正することができることを特徴とする装置。
【請求項１１】
絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）が、絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）の方向に突出して位置付けできる少なくとも１つのベースパンチ（６、６’、６’’、６’’’）を有し、かつ任意にそれに対応するベースパンチ受け部（７、７’、７’’、７’’’）を有し得ることを特徴とする請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
トリミングするための手段、特に絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）に配置された少なくとも１つの切断エッジ（１０、１０’、１０’’、１０’’’）が設けられていることを特徴とする請求項１０及び１１のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）が、絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）の切断エッジ（１０、１０’、１０’’、１０’’’）と関連する少なくとも１つのクリアランス（１２、１２’、１２’’、１２’’’）を有することを特徴とする請求項１２に記載の装置。
【請求項１４】
クリアランス（１２、１２’、１２’’、１２’’’）の深さ（Ｔ、Ｔ’、Ｔ’’、Ｔ’’’）が、少なくとも、形成すべき板金ブランク（１７、１７’、１７’’、１７’’’）の板金ブランク厚（Ｐ、Ｐ’、Ｐ’’、Ｐ’’’）に相当することを特徴とする請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）が、流入円形部分、特に前記クリアランスに配置された流入円形部分（１３、１３’、１３’’、１３’’’）を有することを特徴とする請求項１３及び１４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記絞りパンチが前記絞りダイの中に完全に進んだ位置にある切断エッジ（１０、１０’、１０’’、１０’’’）は、絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）、特にクリアランス（１２、１２’、１２’’、１２’’’）に配置された対向切断エッジ（１４、１４’、１４’’、１４’’’）から深絞り方向に間隔を空けて配置され、或いは少なくとも対向切断エッジ（１４’）と同じ高さに配置されることを特徴とする請求項１３〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
対向切断エッジ（１４、１４’、１４’’、１４’’’）が丸くなっていることを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）が圧縮面（１１、１１’’、１１’’’）、特に切断エッジ（１０）に直接隣接する圧縮面（１１）を含むことを特徴とする請求項１２〜１７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
請求項４〜９のいずれか１項に記載の方法によって、特に請求項１３〜１８のいずれか１項に記載の装置を用いて製造された半殻部品において、壁厚Ｗを有し、かつ該半殻部品（３、３’、３’’、３’’’）の切断面（２０、２０’’、２０’’’）の平滑切断率が壁厚Ｗの少なくとも３分の１であることを特徴とする半殻部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絞りパンチと絞りダイを用いて半殻部品を製造する方法に関する。絞りパンチと絞りダイを用いて半殻部品を製造するための装置並びに前記方法によって製造できる半殻部品も本発明の主題である。
【背景技術】
【０００２】
自動車の組立てにおいては、閉じているか又は開いている中空プロファイルを構造要素として一般的に使用する。これらは次第にその断面及び材料厚をそれぞれの用途に合わせて明確に適合させなければならない半殻部品で構成されるようになっている。
【０００３】
半殻部品を製造するためには、典型的に板金ブランクを深絞りする。深絞り中、必然的に半殻部品に応力が導入され、これが仕上げ段階後の弾性回復につながる。しかしながら、半殻部品の弾性回復は、例えば半殻部品を溶接して閉じた中空プロファイルを形成するためのダイにおける半殻部品の正確な位置決めを複雑にする。
【０００４】
そこで、特許文献１では、まず最初に第１装置で板金ブランクから、製造すべき半殻部品に比べて材料過剰分がベース区分にある板金未加工部品を予備成形することを提案している。この板金未加工部品を次にさらなる装置で仕上げ、ここで、ベース区分に存在する材料過剰分を板金未加工部品の他区分に移動させて半殻部品を形成する。このようにして、弾性回復の程度を減らすことができる。しかしながら、所望の半殻部品を得るためには２つの装置と２つの操作段階が必要である。
【０００５】
特許文献２から、凸構造と凹構造が両方とも存在する、半殻部品の一部の区分を改良された品質で深絞りすることができる方法がさらに知られている。このために、絞りダイにバネ荷重滑動部が設けられている。絞りパンチの下向き運動中、まず最初に絞りパンチと可動部の対応面との間の一部の関連区分に板金ブランクが形成され、その後に板金ブランクが全体として深絞りされる。このようにして材料過剰分が特定領域で阻止されるであろう。この公知方法は、半殻部品の一部の区分の形状精度を改善できるだけである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】独国特許出願公開第１０２００７０５９２５１（Ａ１）号明細書（ＤＥ  １０  ２００７  ０５９  ２５１  Ａ１）
【特許文献２】独国特許出願公開第１９８５３１３０（Ａ１）号明細書（ＤＥ  １９８  １３０  Ａ１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、上記従来技術に基づいて、本発明の目的は、高い寸法安定性のある半殻部品のプロセス信頼性があり、かつ費用効率が高い製造のための方法及び装置を提供することである。閉じているか又は開いている中空プロファイルを少ない労力と費用で製作できる半殻部品をも提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
プロセスに関しては、この目的は、半殻部品の製造のため絞りパンチと絞りダイを使用するという点、及び単一の作業工程で、絞りパンチを絞りダイの中に進め、板金ブランクを少なくとも１つのベース区分と、少なくとも１つのフレーム区分とを備え、かつ任意にフランジ区分を備え得る板金未加工部品に予備成形し、この予備成形中に、絞りパンチを用いて材料過剰分を板金未加工部品のベース区分及びフレーム区分又は任意のフランジ区分のいずれかに導入し、かつ半殻部品を形成するように板金未加工部品を仕上げ、較正するという点において本発明の第１の教示により達成される。
【０００９】
冷間成形工程として又は熱間成形工程として予備成形及び／又は仕上げを行うことができる。熱間成形では、鋼の板金ブランクを通常Ａｃ１より高い温度、好ましくはＡｃ３より高い温度で加熱して成形する。この関係では、オーステナイト構造のより良い成形特性を利用するため、かつオーステナイトのマルテンサイト又は他の構造への変化によってその後の硬化を可能にするため、熱間成形中のオーステナイトへの構造変化が望ましい。
【００１０】
従って、フランジのない半殻部品の製造では板金未加工部品のベース区分及びフレーム区分、或いはフランジ付き半殻部品の製造では板金未加工部品の任意のフランジ区分のいずれかに、半殻部品の対応領域よりも多くの材料が存在する。この材料過剰分は、仕上げ及び較正中に他の区分に移動可能であり、これが塑性域にある半殻部品全体に圧縮応力を誘導し、このようにして深絞り後の弾性回復が低減又は抑制される。従って、本発明の方法は、高い寸法安定性、すなわち、非常に低い公差によって特徴づけられる半殻部品をもたらす。
【００１１】
本方法の第１の変形では、絞りダイの方向に突出して位置付けできる少なくとも１つのベースパンチと、対応するベースパンチ受け部とを含む絞りパンチの使用が想定される。突出位置に配置されたベースパンチを用いると、板金未加工部品の予備成形中に材料過剰分が板金未加工部品のベース区分及びフレーム区分、又は任意のフランジ区分のいずれかに導入される。このような少なくとも２つの部品の絞りパンチを用いると、プロセス信頼性のある様式で予備成形中に材料過剰分が板金未加工部品に生じ得る。さらに、突出するように位置付けできるベースパンチを備える絞りパンチの製造は、ほとんど労力を必要としないので、低コストである。
【００１２】
本方法の次の変形は、ベースパンチが、絞りダイに隣接する板金未加工部品の上で静止したらすぐに、ベースパンチをベースパンチ受け部の中に進めることによって板金未加工部品を仕上げることを想定する。このようにして、ベースパンチで特に簡単な様式で絞りダイ上に板金未加工部品を保持することができ、その結果、仕上げ及び較正において、予備成形された板金未加工部品が滑るのを防止することができる。絞りダイに隣接する板金未加工部品上にベースパンチを置くことによって、成形及び較正の非常に早い段階で目標とする様式で材料の流れをさらに制御することができ、結果として、弾性回復のない半殻部品を製造することができる。
【００１３】
単一の作業工程で板金未加工部品をトリミングするという点で、本方法をさらに発展させ得る。高い寸法安定性のあるトリミングされた半殻部品の単一作業工程での製造は、一方でサイクル時間の短縮を可能にする。他方で単一装置の使用が可能である。結果として本方法の大幅な節約を達成することができる。
【００１４】
絞りパンチに配置された切断エッジで板金未加工部品をトリミングするのが好ましい。この関係では、切断エッジを絞りパンチ自体に形成することができる。しかし、これとは別に、切断エッジを含む切断プレートを設けることもでき、絞りパンチに固定し、特に可動にすることもできる。別個の切断プレートを使用することによって、例えば絞りパンチの切断エッジと残りの領域は異なる程度の摩耗を受けるという事実を考慮することができる。
【００１５】
さらなる変形は、絞りダイに接している板金未加工部品の上にベースパンチを置くと同時に切断エッジを板金未加工部品と接触させることを想定する。従って、切断エッジは、予備成形が大体完了する時点で板金未加工部品と接触する。このようにして、さらなる材料が絞りダイに流入するか又は再び絞りダイから流出するのを切断エッジで抑制する。予備成形中に材料過剰分を導入するため、切断エッジが、まだわずかな引張応力にさらされている可能性のある板金未加工部品の区分とさらに接触することができ、その結果、正確に定義された点で板金未加工部品をスクラップから分離することができる。
【００１６】
仕上げ及び較正中に、材料過剰分を板金未加工部品のベース区分から板金未加工部品のフレーム区分及び／又は任意のフランジ区分に押し込むという点において、本発明の方法を発展させることもできる。このようにして、材料過剰分が予備成形中に導入される領域内のみならず、隣接するフレーム区分及び／又は任意のフランジ区分内でも移動が起こり、その結果、全体として半殻部品の寸法安定性をなおさらに改善することができる。
【００１７】
本方法のさらなる改変においては、板金部品を少なくともフレーム区分内で、好ましくはベース区分内でも、圧縮面を使用することによって圧縮すれば、製造される半殻部品の寸法安定性が上昇し得る。圧縮を利用して、深絞りで起こる望ましくない不均質な応力及び膨張の分布を重ね合わせ、これによって意図的に調整することができ、その結果、これらは不要の弾性回復を生じさせない。特に、全断面長にわたる圧縮のため、全ての区分で非常に高い寸法安定性を有する半殻部品を製造することができる。
【００１８】
このためには切断エッジに隣接する圧縮面を使用するのが好ましく、その結果、同時に板金未加工部品の切断面が圧縮面で滑らかにされる。しかし、その後、特に例えばフランジ付き半殻部品の製造において切断面と直接隣接しない、板金未加工部品のフレーム区分を圧縮すべき場合、切断エッジと圧縮面を互いに別々に配置することができる。
【００１９】
本発明のさらなる変形は、少なくとも予備成形の開始時に板金ブランクを押下装置で保持することを想定する。特に薄い板金ブランクの場合、これによって深絞り中のしわの形成を大いに回避することができる。また、押下装置を用いて目標とする様式で絞りダイへの材料の流れを制御することができる。
【００２０】
本発明のさらなる改変では、フランジのない半殻部品を製造する。フランジのない半殻部品をＩ−ジョイントで接合して、いずれの干渉する突出区分をも持たない閉じた中空プロファイルを形成することができる。このようにしてさらに重量の節減を達成することができる。
【００２１】
しかしこれとは別に、フランジ付き半殻部品を製造することもできる。フランジがあれば平面が利用可能になり、例えば平面を用いて半殻部品を平構造部品上に簡単に溶接することができる。さらに、フランジは、半殻部品がさらなる構造要素に結合するための十分に大きい表面を与えることができる。
【００２２】
本発明の第２の教示により、ここで前述した目的は、絞りパンチと、絞りダイと、絞りパンチを絞りダイの中に進める手段とを含む装置であって、板金ブランクを絞りパンチと絞りダイの間に位置付けることができ、板金ブランクを絞りパンチを用いて予備成形して板金未加工部品を形成することができ、絞りパンチは、材料過剰分を板金未加工部品のベース区分及びフレーム区分又は任意のフランジ区分のいずれかに導入する手段を含み、かつ半殻部品を形成するように板金未加工部品を仕上げ、較正することができる装置によって達成された。このように本発明の装置は、単一の道具で板金ブランクを高い寸法安定性のある半殻部品にすることができ、これによって大幅なコスト削減を達成することができる。材料過剰分を導入する手段は、絞りパンチの形状を変える装置という文脈の中で利用できるようになり得る。例えば圧力媒体で上反りにアーチ状に曲げられる膜をこのために使用することができる。
【００２３】
しかしながら、装置の簡単な第１の変形は、絞りダイの方向に突出するように位置付けできるベースパンチと、対応するベースパンチ受け部とを想定し、これらを利用して、予備成形中に板金未加工部品に材料過剰分を導入することができる。このような絞りパンチの製造は比較的簡単なので、該装置は非常にコスト効率が高い。
【００２４】
装置の次の変形は、トリミングする手段、特に絞りパンチに配置された少なくとも１つの切断エッジを備えることを想定する。この変形は、同装置を用いてトリミングを行えるようにもするので、さらなるコスト優位性及び時間節約を獲得することができる。
【００２５】
さらに、絞りダイが絞りパンチの切断エッジと関連するクリアランスを有するように装置を構成することができる。板金未加工部品をトリミングするとき、このクリアランスにスクラップを移動させることができるので、特に滑らかな切断面を得ることができる。
【００２６】
装置のさらなる変形によりクリアランスの深さが少なくとも、形成すべき板金ブランクの厚さに相当する場合、スクラップの固着及び妨害を防止することができ、本発明の方法をよりプロセス信頼性のある様式で行うことができる。
【００２７】
絞りダイが流入輪郭、例えば流入円形部分を有する、装置の改変は、絞りダイへの材料の流れを促進する。さらに、流入輪郭は、配置中に切断エッジのセルフセンタリングを引き起こすという利点を有する。この関係では、好ましくは流入円形部分がクリアランスと関連する。
【００２８】
装置のさらなる変形は、絞りダイが絞りダイの中に完全に進んだ位置では、切断エッジが、絞りダイに、特にクリアランスに配置された対向切断エッジから深絞り方向に間隔を空けて配置され、或いは同じ高さに配置される。
【００２９】
板金未加工部品の圧力荷重を大幅に回避すべき場合、クリアランスの対向切断エッジを絞りパンチの切断エッジと同じ高さに配置することもできる。
【００３０】
切断エッジに匹敵する様式では、絞りダイ自体の上又は絞りダイに必要に応じて可動的に固定された対向切断プレート上に切断エッジを形成することができる。
【００３１】
深絞り方向に間隔を空けて配置される切断エッジでは、仕上げ及び較正中に絞りパンチと絞りダイの間の空間にある板金未加工部品が圧力荷重を受けることができ、その結果、板金未加工部品が圧縮される。このようにして、絞りプロセス後に存在する望ましくない不均質な応力及び膨張の分布を重ね合わせて、新たに調整された応力に変換することができ、これが半殻部品の望ましくない弾性回復を抑制する。すなわちその寸法安定性を改善することができる。断面全体にわたって行われる圧縮は、半殻部品の断面全体に塑性流動を生じさせる応力状態をもたらす。
【００３２】
本発明の別の改変は、切断エッジに隣接する絞りパンチの圧縮面を提供する。このようにして板金未加工部品を切断面で意図的に圧縮することもでき、それによって特に滑らかな切断面を得ることができる。
【００３３】
深絞り中、板金未加工部品のフレーム区分及び／又はベース区分を形成する板金ブランクの区分は、対向切断エッジと接触する可能性がある。それでもなお満足できる材料の流れを確保するため、さらなる変形では、対向切断エッジに丸みをつけることができる。
【００３４】
本発明の装置及び本発明の方法を用いて、壁厚Ｗを有する半殻部品であって、この半殻部品の切断面の平滑切断率が壁厚Ｗの少なくとも３分の１である半殻部品を製造することができる。このような半殻部品は、それらの切断面にて他の構造部品にＩ−ジョイントで特にうまく溶接可能である。
【００３５】
本発明の方法の説明で本装置のさらなる有利な特性を理解することができる。
【００３６】
以下、本発明についてさらに詳細に記載し、例示実施形態を示す図面の助けを借りて説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の装置の第１例示実施形態の様々な状態の断面図である。
【図２】図１に示す装置で製造できる半殻部品の例示実施形態の斜視図である。
【図３】図２に示す半殻部品の切断面（３ａ）を、従来技術から得た半殻部品の切断面（３ｂ）と比較した断面図である。
【図４】本発明の装置の第２例示実施形態の様々な状態の部分断面図である。
【図５】本発明の装置の第３例示実施形態の様々な状態の断面図である。
【図６】図５に示す装置で製造できる半殻部品の例示実施形態の斜視図である。
【図７】本発明の装置の第４例示実施形態の様々な状態の断面図である。
【図８】図７に示す装置で製造できる半殻部品の例示実施形態の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
図１に示す装置は、絞りパンチ１を含み、この絞りパンチ１を手段（図示せず）で絞りダイ２の中に進めることができ、それによって、板金ブランク１７からまず最初に板金未加工部品５を製造してから、この板金未加工部品５から半殻部品３を製造するように、図１ａ〜１ｃにそれぞれ示す位置に絞りパンチ１を至らせることができる。
【００３９】
絞りパンチ１は、板金未加工部品５のベース区分４に材料過剰分を導入する手段を有する。それは、ベースパンチ受け部７内に移動可能に配置されるベースパンチ６によって変更可能な形状を有する。ベースパンチ６の、絞りダイ２に面しているエッジ８及び９は丸くなっているので、板金未加工部品５のベース区分４におけるキンク形成の危険を低減することができる。
【００４０】
切断エッジ１０及び切断エッジ１０に直接隣接する圧縮面１１も絞りパンチ１に形成されている。この関係では、圧縮面１１は、深絞り方向、すなわち絞りパンチ１が絞りダイ２の中に進む方向に実質的に垂直に調整される。
【００４１】
絞りダイ２は、流入円形部分１３のあるクリアランス１２を有し、これが段階的に絞りダイフレーム区分１６に変わり、製造すべき半殻部品３のフレーム区分１５を形成し、それによって対向切断エッジ１４が形成される。同時に、深絞り中に板金ブランク１７が対向切断エッジ１４によって妨害されないように、クリアランス１２は十分に幅が広くかつ深い。
【００４２】
まず最初に板金ブランク１７を絞りパンチ１と絞りダイ２の間に配置する（図１ａに示す状態に相当する）。同時に押下装置１８を用いて厚さＰの板金ブランク１７を絞りダイ２の上で保持する。ベースパンチ６は絞りダイ２の方向に突出する位置にあり、板金ブランク１７と接触している。
【００４３】
次に、機械式、空気圧式又は水圧式であってよい推進手段（図示せず）を利用して、絞りパンチ１と絞りダイ２を図１ｂに示す位置に至らせる。それによって板金ブランク１７が、フレーム区分１５とベース区分４を備える板金未加工部品５に予備成形される。固定手段（ここでは示さず）を利用してベースパンチ６を上記位置に固定する。しかしながら、予備成形中に、例えば水圧又は空気圧シリンダーを用いて、或いはバネを利用して、ベースパンチ６を突出した位置で保持することも考えられる。
【００４４】
一方では材料を下に引くことができるが、他方では板金ブランク１７がアーチ状になり、それに伴ってしわが形成されるのを回避するように、押下装置１８によって板金ブランク１７を絞りダイ２の上で保持する。
【００４５】
突出したベースパンチ６を利用して、ベースを所望の幾何形状にたるませ、すなわち板金未加工部品５のベース区分４に材料過剰分を導入する。流入円形部分１３の領域で板金未加工部品５がクリアランス１２と接している。ベースパンチ６は、絞りダイ２に隣接する板金未加工部品５の上の図１ｂに示す位置に落ち着く。同時に絞りパンチ１の切断エッジ１０が板金未加工部品５と接触する。
【００４６】
この位置では、ベースパンチ６の固定装置がもはや解放され、その結果、絞りパンチ１がさらに絞りダイ２の中に進むにつれて、ベースパンチ６がベースパンチ受け部７の中に移動する。ベースパンチ６が水圧若しくは空気圧シリンダー又はバネで突出位置に保持されている場合、推進手段は、シリンダー又はバネによってもたらされる力に打ち勝てば足りる。
【００４７】
絞りパンチ１と絞りダイ２が正確に規定された位置に近づくにつれて、切断エッジ１０によって板金未加工部品５内に局部応力が生成され、その結果、割れ目が生じ、板金未加工部品５のトリミングが行われる。同時にスクラップ１９、すなわち板金ブランク１７の未使用材料は、絞りダイ２のクリアランス１２の中に移動する。
【００４８】
矢印で示すように、同時に、予備成形で生じた材料過剰分は、ベース区分４及びフレーム区分１５から板金未加工部品５全体に押し込まれる。このようにして板金ブランク１７の深絞りに起因するフレーム区分１５内の応力が意図的に調整される。従って、この装置で製造された半殻部品の弾性回復はいずれの場合もほんのわずかであり、半殻部品の寸法安定性が改善される。
【００４９】
図１ｃに示す位置では、絞りパンチ１が絞りダイ２の中に完全に進んでいる。従って、絞りパンチ１と絞りダイ２は基本的に、製造すべき半殻部品の内部及び外部の輪郭のネガ像を形成する。
【００５０】
この関係では絞りパンチ１の切断エッジ１０が、絞りダイ２と関連する対向切断エッジ１４から深絞り方向に間隔を空けて配置されている。このようにして仕上げ及び較正の過程でフレーム区分１５を圧縮することができる。このことは、図２に示すフランジのない完成半殻部品３の高い寸法安定性にも寄与し、特に相対的に滑らかな切断面２０によって特徴づけられる。
【００５１】
本発明の半殻部品３の壁厚Ｗについては、図３ａに示すように、切断面２０の平滑切断率が、従来技術（図３ｂ）から得た半殻部品に比べて３分の１より高い。結果として、図示した半殻部品３を特に簡単なやり方で、さらなる構造要素、特に匹敵装置で製造された半殻部品に、Ｉ−ジョイントで、閉じた中空殻プロファイルを形成するように溶接することができる。
【００５２】
図４は、フランジのない半殻部品３’を製造するための装置の代替実施形態の一部を示す。これは同様にベースパンチ６’を備える絞りパンチ１’と絞りダイ２’とを含む。しかし、クリアランス１２’には段がないが、傾斜面２１’を備えて絞りダイフレーム区分１６’になっている。
【００５３】
傾斜面２１’を段のある移行部と比較すると、より鈍角の対向切断エッジ１４’が形成されるという利点がある。そのため対向切断エッジ１４’の摩耗を減らすことができる。さらに、より簡単に製造することができる。他方で、段のある移行部はトリミグ中に移動されるスクラップへの抵抗が少なく、装置のスクラップ妨害の危険を低減する。さらに、傾斜面２１’は、トリミング中の切断エッジ１０’のセルフセンタリングを引き起こす。
【００５４】
図１に示す装置と同様に、完全に絞りダイ２’の中に進んだ絞りパンチ１’の位置の切断エッジ１０’は、さらに、対向切断エッジ１４’より深い絞り方向にある（図４ｅ参照）。結果として、図４に示す装置では、半殻部品３’の断面全体が圧縮され、塑性状態に変わる。
【００５５】
傾斜面を有するクリアランスのみならず、段のあるクリアランスも切断エッジ及び対向切断エッジの配置を併せ持つことができ、その場合、絞りダイの中に完全に進んだ絞りパンチの位置の切断エッジと対向切断エッジは、少なくとも同じ高さである。
【００５６】
板金ブランク１７’から板金未加工部品５’を経て半殻部品３’への成形手順の順序については、図１に関して与えた説明を参照されたい。
【００５７】
最後に、図５は、フランジ付き半殻部品３’’を製造できる本発明の装置の実施形態を示す。前述した装置に対応して、図５に示す装置は同様にベースパンチ６’’を備える絞りパンチ１’’を含み、さらにフランジ形成パンチ３３’’を包含する。
【００５８】
絞りダイ２’’は、板金未加工部品５’’のベース区分４’’を形成する絞りダイベース区分２２’’と、板金未加工部品５’’のフレーム区分１４’’を形成する絞りダイフレーム区分１６’’と、板金未加工部品５’’のフランジ区分２３’’を形成する絞りダイフランジ区分２４’’とを含む。この関係では、絞りダイフランジ区分２４’’から絞りダイフレーム区分１６’’への移行部２５’’は、流入円形部分と絞り角半径を含む。
【００５９】
対応する様式で、ベースパンチ６’’は、ベース区分２６’’とベースパンチフレーム区分２７’’を含み、フランジ形成パンチ３３’’は、切断エッジ１０’’を備えるフランジ形成パンチ区分２８’’を含む。拡大して示してある傾斜面２１’’は、この切断エッジ１０’’と絞りダイ２’’側で係り合いを持って、切断エッジ１０’’のセルフセンタリングを可能にする。
【００６０】
フランジ付き半殻部品３’’を製造するため、図５ａに示すように、まず最初に板金ブランク１７’’を絞りパンチ１’’と絞りダイ２’’の間に配置する。そのとき絞りパンチ１’’のベースパンチ６’’は、絞りダイ２’’の方向に突出する位置にある。絞りダイフランジ区分２４’’の外側で押下装置１８’’によって板金ブランク１７’’を絞りダイ２’’の上で保持する。同時に、押下装置１８’’によって板金ブランク１７’’に対して保持されている絞りダイ２’’の対向保持区分３０’’は、絞りダイフランジ区分２４’’に比べて絞りダイベース区分２２’’からさらに間隔を空けて配置されている。
【００６１】
絞りパンチ１’’を絞りダイ２’’の中に進めることによって、まず最初に板金未加工部品５’’が形成され、この板金未加工部品５’’のフランジ区分２３’’に材料過剰分が生じる（図５ｂ参照）。板金未加工部品５’’のフランジ区分２３’’は、絞りパンチフランジ区分２４’’の移動平面及び対向保持区分３０’’のため、板金ブランクが絞られるときに凹状屈曲のみならず凸状屈曲も経験する。
【００６２】
絞りダイベース区分２２’’と接している板金未加工部品５’’の上にベースパンチ６’’が置かれると同時に、切断エッジ１０’’が板金未加工部品５’’と接触する。
【００６３】
板金未加工部品５’’上にベースパンチ６’’が置かれた後、フランジ形成パンチ３３’’だけはまだ絞りダイ２’’の方向に移動し、板金未加工部品５’’が切断エッジ１０’’でトリミングされてフランジ付き半殻部品３’’が形成され、仕上げ及び較正される。
【００６４】
図５ｃに示すように、絞りパンチ１’’が絞りダイ２’’の中に完全に進んだ位置では、フランジ形成パンチ区分２８’’は絞りパンチフランジ区分２４’’のオフセット輪郭として形成されるのが分かる。このオフセットは板金ブランク１７’’の厚さＰ’’を有するので、フランジ区分２３’’の過剰材料によって圧縮される。絞りパンチベース区分２６’’と絞りダイベース区分２２’’の間のオフセットは、板金ブランク１７’’の厚さＰ’’に相当する。絞りダイフレーム区分１６’’と絞りパンチフレーム区分２７’’の間では、図５ａ〜５ｃには示していないが、仕上げ及び較正中の板金未加工部品５’’の異なる区分間の材料の流れを許容するように、絞りギャップによってオフセットが増加する。
【００６５】
このようにして、例えば、本装置で非常に寸法安定性のあるトリミングされた半殻部品３’’を製造することができ、図６にその斜視図を示してある。
【００６６】
図７は、本発明の装置の実施形態のさらなる変形を示し、これを用いて、図８に斜視図を示すように、フランジのない半殻部品３’’’を製造することができる。
【００６７】
図５ａ〜５ｃに示す装置に比べて唯一の差異は、フランジ形成パンチ３３’’’が、切断エッジ１０’’’を備える凹所を有することであり、その結果、板金未加工部品５’’’のトリミング後に、装置がさらに進むため、板金未加工部品５’’’の末端区分が凹所に変わる。フランジのない半殻部品３’’’が仕上げられ、較正される。
【００６８】
圧縮のため、全断面が塑性状態に変わり、それによって目標とする様式で応力を調整できるという事実によって、フランジのない又はフランジ付きの半殻部品３、３’、３’’、３’’’の高い寸法安定性が促進される。
【符号の説明】
【００６９】
１、１’、１’’、１’’’    絞りパンチ
２、２’、２’’、２’’’    絞りダイ
３、３’、３’’、３’’’    半殻部品
４、４’、４’’、４’’’    ベース区分
５、５’、５’’、５’’’    板金未加工部品
６、６’、６’’、６’’’    ベースパンチ
７、７’、７’’、７’’’    ベースパンチ受け部
１０、１０’、１０’’、１０’’’    切断エッジ
１１、１１’’、１１’’’    圧縮面
１２、１２’、１２’’、１２’’’    クリアランス
１３、１３’、１３’’、１３’’’    円形部分
１４、１４’、１４’’、１４’’’    対向切断エッジ
１５、１５’、１５’’、１５’’’    フレーム区分
１７、１７’、１７’’、１７’’’    板金ブランク
１８、１８’、１８’’、１８’’’    押下装置
２０、２０’’、２０’’’    切断面
２３’’、２３’’’    フランジ区分
Ｔ、Ｔ’、Ｔ’’、Ｔ’’’    深さ
Ｐ、Ｐ’、Ｐ’’、Ｐ’’’    板金ブランク厚
Ｗ    壁厚
【図１】
2013514185.tif 000003
【図２】
2013514185.tif 000004
【図３】
2013514185.tif 000005
【図４】
2013514185.tif 000006
【図５】
2013514185.tif 000007
【図６】
2013514185.tif 000008
【図７】
2013514185.tif 000009
【図８】
2013514185.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成24年8月21日(2012.8.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）と絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）を用いて半殻部品を製造する方法であって、単一の作業工程で、絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）を絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）の中に進め、板金ブランク（１７、１７’、１７’’、１７’’’）を少なくとも１つのベース区分（４、４’、４’’、４’’’）と、少なくとも１つのフレーム区分（１５、１５’、１５’’、１５’’’）とを備え、かつ任意にフランジ区分（２３’’、２３’’’）を備え得る板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）に予備成形し、この予備成形中に、絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）を用いて、板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）のベース区分（４、４’、４’’、４’’’）及びフレーム区分（１５、１５’、１５’’、１５’’’）又は任意のフランジ区分（２３’’２３’’’）のいずれかに材料過剰分を導入し、かつ半殻部品（３、３’、３’’、３’’’）を形成するように板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）を仕上げ、較正する方法において、前記単一の作業工程で、好ましくは絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）に配置された切断エッジ（１０、１０’、１０’’、１０’’’）を用いて、板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）をトリミングすることを特徴とする方法。
【請求項２】
絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）の方向に突出して位置付けできる少なくとも１つのベースパンチ（６、６’、６’’、６’’’）を含む絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）を使用し、かつ板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）の前記予備成形中に、前記突出位置に配置されたベースパンチ（６、６’、６’’、６’’’）を用いて、板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）のベース区分（４、４’、４’’、４’’’）及びフレーム区分（１５、１５’、１５’’、１５’’’）及び／又は任意のフランジ区分（２３’’、２３’’’）に前記材料過剰分を導入することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ベースパンチ（６、６’、６’’、６’’’）が、絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）に隣接する板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）の上で静止したらすぐに、ベースパンチ（６、６’、６’’、６’’’）をベースパンチ受け部（７、７’、７’’、７’’’）の中に進めることによって板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）を仕上げ、較正することを特徴とする請求項１及び２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項４】
絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）に接している板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）の上にベースパンチ（６、６’、６’’、６’’’）を置くと同時に切断エッジ（１０、１０’、１０’’、１０’’’）を板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）と接触させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記仕上げ及び較正中に、前記材料過剰分を板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）のベース区分（４、４’、４’’、４’’’）から板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）のフレーム区分（１５、１５’、１５’’、１５’’’）に押し込むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）を、少なくともフレーム区分（１５、１５’’、１５’’’）内で、好ましくはベース区分（４、４’’、４’’’）内でも、圧縮面（１１、１１’’、１１’’’）を用いて、特に切断エッジ（１０）に接している圧縮面（１１）を用いて圧縮することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
板金ブランク（１７、１７’、１７’’、１７’’’）を少なくとも予備成形の開始時に押下装置（１８、１８’、１８’’、１８’’’）で保持することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
フランジのない半殻部品（３、３’、３’’’）又はフランジ付き半殻部品（３’’）を板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）から製造することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法を用いて半殻部品を製造するための、絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）と絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）を備える装置であって、この装置は絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）を絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）の中に進める手段を含み、この装置では、板金ブランク（１７、１７’、１７’’、１７’’’）を絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）と絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）の間に位置付けることができ、前記板金ブランクを前記絞りパンチで板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）に予備成形することができ、絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）は、材料過剰分を板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）のベース区分（４、４’、４’’、４’’’）及びフレーム区分（１５、１５’、１５’’、１５’’’）又は任意のフランジ区分（２３’’、２３’’’）のいずれかに導入する手段を含み、かつ半殻部品（３、３’、３’’、３’’’）を形成するように板金未加工部品（５、５’、５’’、５’’’）を絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）を用いて仕上げ、較正することができる装置において、トリミングするための手段、特に絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）に配置された少なくとも１つの切断エッジ（１０、１０’、１０’’、１０’’’）が設けられていることを特徴とする装置。
【請求項１０】
絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）が、絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）の方向に突出して位置付けできる少なくとも１つのベースパンチ（６、６’、６’’、６’’’）を有し、かつ任意にそれに対応するベースパンチ受け部（７、７’、７’’、７’’’）を有し得ることを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）が、絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）の切断エッジ（１０、１０’、１０’’、１０’’’）と関連する少なくとも１つのクリアランス（１２、１２’、１２’’、１２’’’）を有することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１２】
クリアランス（１２、１２’、１２’’、１２’’’）の深さ（Ｔ、Ｔ’、Ｔ’’、Ｔ’’’）が、少なくとも、形成すべき板金ブランク（１７、１７’、１７’’、１７’’’）の板金ブランク厚（Ｐ、Ｐ’、Ｐ’’、Ｐ’’’）に相当することを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）が、流入円形部分、特に前記クリアランスに配置された流入円形部分（１３、１３’、１３’’、１３’’’）を有することを特徴とする請求項１１及び１２のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１４】
前記絞りパンチが前記絞りダイの中に完全に進んだ位置にある切断エッジ（１０、１０’、１０’’、１０’’’）は、絞りダイ（２、２’、２’’、２’’’）、特にクリアランス（１２、１２’、１２’’、１２’’’）に配置された対向切断エッジ（１４、１４’、１４’’、１４’’’）から深絞り方向に間隔を空けて配置され、或いは少なくとも対向切断エッジ（１４’）と同じ高さに配置されることを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１５】
対向切断エッジ（１４、１４’、１４’’、１４’’’）が丸くなっていることを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
絞りパンチ（１、１’、１’’、１’’’）が圧縮面（１１、１１’’、１１’’’）、特に切断エッジ（１０）に直接隣接する圧縮面（１１）を含むことを特徴とする請求項９〜１５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の方法によって、特に請求項９〜１６のいずれか１項に記載の装置を用いて製造された半殻部品において、壁厚Ｗを有し、かつ該半殻部品（３、３’、３’’、３’’’）の切断面（２０、２０’’、２０’’’）の平滑切断率が壁厚Ｗの少なくとも３分の１であることを特徴とする半殻部品。
【国際調査報告】
2013514185.tif 000011
2013514185.tif 000012
2013514185.tif 000013
2013514185.tif 000014
2013514185.tif 000015
2013514185.tif 000016