ABGEWINKELTES BLECHTEIL

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Blechbauteil (1, 1A) aus umgeformten Blech, mit wenigstens zwei gegeneinander gewinkelt angeordneten ebenen Funktionsflächen (5, 6), welche durch einen Übergangsbereich (10, 10A) miteinander verbunden sind. Erfindungsgemäß weist der Übergangsbereich (10, 10A) mindestens eine ebene Übergangsfläche (12) auf, deren den Funktionsflächen (5, 6) zugewandten Enden jeweils in einen abgerundeten Bereich (13, 14) übergehen.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Blechbauteil gemäß der Gattung des Patentanspruchs 1.

[0002] Blechbauteil aus umgeformten Blech, mit wenigstens zwei gegeneinander gewinkelt angeordneten ebenen Funktionsflächen, welche durch einen Übergangsbereich miteinander verbunden sind, sind in zahlreichen Variationen bekannt. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Blechbauteilen werden die Funktionsflächen mit großen weichen Radien verbunden. Dieses Konstruktionsweise ermöglicht es, dass die Bauteilgeometrie im Tiefziehverfahren herstellt werden kann. Dieses Vorgehen wird auf alle Bauteile, ohne Berücksichtigung des eingesetzten Bauteilmaterials bzw. der erforderlichen Festigkeit angewendet.

[0003] Als nachteilig kann bei derartigen Bleichbauteilen anzusehen werden, dass sich durch die großen weichen Radien große Bereiche ergeben, in welchen Spannungen von Blechoberseite zur Blechunterseite wirken können. Diese Spannungen treten vor allem bei hoch- und höchstfesten Stählen ab 600 N/mm² Zugfestigkeit und höher auf. Die auftretenden Spannungen zeigen sich insbesondere in einem verstärkten Rückfederungsverhalten.

[0004] Aus der DE 198 15 022 A1 sind Ziehteile aus Federstahlblech, insbesondere für Kraftfahrzeugkarosserien bekannt. Hierbei wird im Ausgangszustand bereits gehärtetes Federstahlblech verwendet, um Ziehteile mit einer hohen Teilefestigkeit aber geringem Gewicht und geringer Beulempfindlichkeit zu fertigen. Dadurch können Platinen mit einer Blechdicke von etwa 0,3 mm bis 0,5 mm verwendet werden. Die Streckungsgrenze des Platinenwerkstoffs liegt etwa im Bereich von 800 bis 1800 N/mm² und die Zugfestigkeit darüber.

[0005] Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Blechbauteil bereitzustellen, welches im Übergangsbereich zwischen wenigstens zwei gegeneinander gewinkelt angeordneten ebenen Funktionsflächen reduzierte Spannungen zwischen Blechoberseite und Blechunterseite und ein reduziertes Rückspringverhalten aufweist.

[0006] Diese Aufgabe wird durch ein Blechbauteil mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.

[0007] Um ein Blechbauteil bereitzustellen, welches im Übergangsbereich zwischen wenigstens zwei gegeneinander gewinkelt angeordneten ebenen Funktionsflächen reduzierte Spannungen zwischen Blechoberseite und Blechunterseite und ein reduziertes Rückspringverhalten aufweist, weist der Übergangsbereich mindestens eine ebene Übergangsfläche auf, deren den Funktionsflächen zugewandten Enden jeweils in einen abgerundeten Bereich übergehen.

[0008] Das hat zur Folge, dass sich Radius- und Formbereiche, und somit auch der Einflussbereich der Spannungen zwischen Blechoberseite und Blechunterseite verkleinern. In vorteilhafter Weise werden Bereiche mit Spannungsdifferenzen zwischen Blechoberseite und Blechunterseite über ein Bauteil betrachtet in Summe geringer, so dass das Bauteil dadurch rückfederungsstabiler wird. Dadurch können auch Blechbauteile aus Stählen mit einer Festigkeit größer als 600 N/mm² im Tiefziehverfahren hergestellt werden, ohne dass diese ein nicht akzeptables Rückspringverhalten aufweisen.

[0009] Unter einem Blechbauteil aus umgeformten Blech wird nachfolgend ein Blechbauteil mit wenigstens zwei gegeneinander gewinkelt angeordneten ebenen Funktionsflächen verstanden, welche durch einen Übergangsbereich miteinander verbunden sind. Bei Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Blechbauteile werden die Funktionsflächen in einem Bauteil anstatt mit großen Radien durch geraden Flächen verbunden, welche über abgerundete Bereiche ineinander oder in die anliegende Funktionsfläche übergehen.

[0010] In vorteilhafter Ausgestaltung des Blechbauteils kann der Übergangsbereich jeweils einen Flächenauslauf zu den angrenzenden Funktionsflächen ausbilden. Dadurch können die ebene Übergangsfläche und die möglichen Bereiche zur Verursachung von Spannungen zwischen Blechoberseite und Blechunterseite verkleinert werden.

[0011] In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Blechbauteils können die Flächenausläufe jeweils als ebene Flächen ausgebildet werden. Die ebenen Flächenausläufe der Funktionsflächen können jeweils über die abgerundeten Bereiche in die ebene Übergangsfläche übergehen. So kann der Übergangsbereich des Blechbauteils beispielsweise mit der ebenen Übergangsfläche und zwei ebenen Flächenausläufen aufgebaut werden, welche jeweils über abgerundete Bereiche mit kleinen Radien in die ebene Übergangsfläche übergehen. Alternativ können die Flächenausläufe jeweils als abgerundete Flächen ausgebildet werden. Hierbei können die abgerundeten Flächenausläufe jeweils über die abgerundeten Bereiche oder direkt in die ebene Übergangsfläche übergehen.

[0012] In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Blechbauteils können ein erster Innenbiegeradius und ein zweiter Innenbiegeradius der direkt an die ebene Übergangsfläche angrenzenden abgerundeten Bereiche jeweils einen Wert aufweisen, welcher nicht größer als die dreifache Blechdicke ist. Alternativ können der erste Innenbiegeradius und der zweite Innenbiegeradius der direkt an die ebene Übergangsfläche angrenzenden abgerundeten Bereiche jeweils einen Wert aufweisen, welcher nicht größer als die halbe Blechdicke ist.

[0013] In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Blechbauteils kann die ebene Übergangsfläche einen abgerundeten Übergangsbereich zwischen den mindestens zwei ebenen Funktionsflächen unterbrechen. Hierbei kann der abgerundete Übergangsbereich einen dritten Innenbiegeradius aufweisen und jeweils die abgerundeten Flächen der Flächenausläufe ausbilden. Hierbei können die abgerundeten Flächenausläufe mit dem größeren dritten Innenbiegeradius über die abgerundeten Bereiche mit dem kleineren ersten und zweiten Innenbiegeradius in die ebene Übergangsfläche übergehen. Alternativ kann der abgerundete Übergangsbereich radiusgleiche abgerundete Flächenausläufe und abgerundete Bereiche ausbilden, über welche die ebene Übergangsfläche in die jeweilige ebene Funktionsfläche übergeht.

[0014] In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des Blechbauteils kann die ebene Übergangsfläche zwischen 50% und 70% einer Radiussehne des abgerundeten Übergangsbereichs ausschneiden.

[0015] Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen als von der Erfindung umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt oder erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind.

[0016] Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In der Zeichnung bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen. Hierbei zeigen:

Fig. 1

eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blechbauteils;

Fig. 2

eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines Blechbauteils gemäß dem Stand der Technik; und

Fig. 3

eine schematische und perspektivische Darstellung eines Ausschnitts eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Blechbauteils.

[0017] Wie aus Fig. 1 und 3 ersichtlich ist, weisen die dargestellten Ausführungsformen des Blechbauteils 1, 1A, 1B aus umgeformten Blech wenigstens zwei gegeneinander gewinkelt angeordnete ebene Funktionsflächen 5, 6 auf, welche durch einen Übergangsbereich 10, 10A, 10B miteinander verbunden sind.

[0018] Erfindungsgemäß weist der Übergangsbereich 10, 10A, 10B zumindest eine ebene Übergangsfläche 12 auf, deren den Funktionsflächen 5, 6 zugewandten Enden jeweils in einen abgerundeten Bereich 13, 14 übergehen.

[0019] Wie aus Fig. 1 und 3 weiter ersichtlich, bildet der Übergangsbereich 10, 10A, 10B in den dargestellten Ausführungsbeispielen jeweils einen Flächenauslauf 15, 16 zu den angrenzenden ebenen Funktionsflächen 5, 6 aus. Zudem weist das Blech in den dargestellten Ausführungsbeispiel eine Festigkeit von mehr als 600 N/mm² auf.

[0020] Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, sind die Flächenausläufe 15, 16 im dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Blechbauteils 1A jeweils als ebene Flächen 15A, 16A ausgebildet. Wie aus Fig. 1 weiter ersichtlich ist, geht eine ebene erste Funktionsfläche 5 über einen ebenen ersten Flächenauslauf 15A in einen ersten abgerundeten Bereich 13 über. Der erste abgerundete Bereich 13 weist einen ersten Innenbiegeradius R1 auf und geht in die ebene Übergangsfläche 12 über. Eine ebene zweite Funktionsfläche 6 geht über einen ebenen zweiten Flächenauslauf 16A in einen zweiten abgerundeten Bereich 14 über. Der zweite abgerundete Bereich 14 weist einen zweiten Innenbiegeradius R2 auf und geht in die ebene Übergangsfläche 12 über. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen der erste Innenbiegeradius R1 und der zweite Innenbiegeradius R2 den gleichen Wert auf, welcher nicht größer als die dreifache Blechdicke ist. Bei einem alternativen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel weisen der erste Innenbiegeradius R1 und der zweite Innenbiegeradius R2 jeweils einen Wert auf, welcher nicht größer als die halbe Blechdicke ist.

[0021] Wie aus Fig. 2 weiter ersichtlich ist, sind bei einem aus dem Stand der Technik bekannten entsprechendem Blechbauteil 100 aus umgeformten Blech wenigstens zwei gegeneinander gewinkelt angeordnete ebene Funktionsflächen 5, 6 über einen abgerundeten Übergangsbereich 110 miteinander verbunden. Der abgerundete Übergangsbereich 110 weist einen Innenbiegeradius R auf, welcher deutlich größer als der erste Innenbiegeradius R1 des ersten abgerundeten Bereichs 13 und als der zweite Innenbiegeradius R2 des zweiten abgerundeten Bereichs 14 bei den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen ist.

[0022] Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, unterbricht die ebene Übergangsfläche 12 im dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Blechteils 1B einen abgerundeten Übergangsbereich 17 zwischen den mindestens zwei ebenen Funktionsflächen 5, 6. Der abgerundete Übergangsbereich 17 weist einen dritten Innenbiegeradius R3 auf, welcher deutlich größer als der erste Innenbiegeradius R1 des ersten abgerundeten Bereichs 13 und als der zweite Innenbiegeradius R2 des zweiten abgerundeten Bereichs 14 aus dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Blechteils 1A ist. Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, bildet der abgerundete Übergangsbereich 17 radiusgleiche abgerundete Flächenausläufe 15B, 16B und die abgerundeten Bereiche 13, 14 mit dem dritten Innenbiegeradius R3 aus, über welche die ebene Übergangsfläche 12 in die jeweilige ebene Funktionsfläche 5, 6 übergeht.

[0023] In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel des Blechteils 1 unterbricht die ebene Übergangsfläche 12 einen abgerundeten Übergangsbereich 17 zwischen den mindestens zwei ebenen Funktionsflächen 5, 6. Hierbei bildet der abgerundete Übergangsbereich 17 mit dem dritten Innenbiegeradius R3 nur die abgerundeten Flächen 15B, 16B der Flächenausläufe 15, 16 aus. Die abgerundeten Flächenausläufe 15B, 16B gehen jeweils über die abgerundeten Bereiche 13, 14 in die ebene Übergangsfläche 12 über. Hierbei ist der dritte Innenbiegeradius R3 des abgerundeten Übergangsbereichs und der abgerundeten Flächenausläufe 15, 16 deutlich größer als der erste Innenbiegeradius R1 des ersten abgerundeten Bereichs 13 und als der zweite Innenbiegeradius R2 des zweiten abgerundeten Bereichs 14.

[0024] Wie aus Fig. 3 weiter ersichtlich ist, schneidet die ebene Übergangsfläche 12 zwischen 50% und 70% einer Radiussehne des abgerundeten Übergangsbereichs 17 aus.

BEZUGSZEICHENLISTE

[0025] 

1

Blechbauteil

5, 6

Funktionsfläche

10

Übergangsbereich

12

ebene Übergangsfläche

13, 14

abgerundeter Bereich

15, 16

Flächenauslauf der Funktionsfläche

15A, 16A

ebene Fläche

15B, 16B

abgerundete Fläche

17

abgerundete Übergangsfläche

R1, R2, R3

Innenbiegeradius

100

herkömmliches Blechbauteil

110, 120

Funktionsfläche

130

Übergangsbereich

140

abgerundete Übergangsfläche

R

Innenbiegeradius

Ansprüche

1. Blechbauteil (1, 1A, 1B) aus umgeformten Blech, mit wenigstens zwei gegeneinander gewinkelt angeordneten ebenen Funktionsflächen (5, 6), welche durch einen Übergangsbereich (10, 10A, 10B) miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Übergangsbereich (10, 10A, 10B) zumindest eine ebene Übergangsfläche (12) aufweist, deren den Funktionsflächen (5, 6) zugewandten Enden jeweils in einen abgerundeten Bereich (13, 14) übergehen.

2. Blechbauteil nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Blech eine Festigkeit von mehr als 600 N/mm² aufweist.

3. Blechbauteil nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Übergangsbereich (10, 10A, 10B) jeweils einen Flächenauslauf (15, 16) zu den angrenzenden ebenen Funktionsflächen (5, 6) ausbildet.

4. Blechbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Flächenausläufe (15, 16) jeweils als ebene Flächen (15A, 14A) ausgebildet sind.

5. Blechbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Flächenausläufe (15, 16) jeweils als abgerundete Flächen (15B, 14B) ausgebildet sind.

6. Blechbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein erster Innenbiegeradius (R1) und ein zweiter Innenbiegeradius (R2) der direkt an die ebene Übergangsfläche (12) angrenzenden abgerundeten Bereiche (13, 14) jeweils einen Wert aufweisen, welcher nicht größer als die dreifache Blechdicke ist.

7. Blechbauteil nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein erster Innenbiegeradius (R1) und ein zweiter Innenbiegeradius (R2) der direkt an die ebene Übergangsfläche (12) angrenzenden abgerundeten Bereiche (13, 14) jeweils einen Wert aufweisen, welcher nicht größer als die halbe Blechdicke ist.

8. Blechbauteil nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die ebene Übergangsfläche (12) einen abgerundeten Übergangsbereich (17) zwischen den mindestens zwei ebenen Funktionsflächen (5, 6) unterbricht, wobei der abgerundete Übergangsbereich (17) einen dritten Innenbiegeradius (R3) aufweist und jeweils die abgerundeten Flächen (15B, 14B) der Flächenausläufe (15, 16) ausbildet.

9. Blechbauteil nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, dass
der abgerundete Übergangsbereich (17) radiusgleiche abgerundete Flächenausläufe (15B, 16B) und die abgerundeten Bereiche (13, 14) mit dem dritten Innenbiegeradius (R3) ausbildet, über welche die ebene Übergangsfläche (12) in die jeweilige ebene Funktionsfläche (5, 6) übergeht.

10. Blechbauteil nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, dass
die ebene Übergangsfläche (12) zwischen 50% und 70% einer Radiussehne des abgerundeten Übergangsbereichs (17) ausschneidet.

Zeichnung