DE102007017194A1 - Internal high-pressure shaping/forming device for semi-finished products, has fluid high-pressure generating device coupled to fluid supply lines of two units to retain required pressure - Google Patents

Abstract

An internal high pressure shaping or forming device (10) has at least two different units each comprising a pressure space, in which a semi-finished product can be mounted, where each unit has a fluid line (18) for supplying fluid into the semi-finished product. A fluid high pressure generating device (20) is coupled to the supply lines (18) of at least two units and retains the pressure of the fluid in the feed lines at or above atmospheric pressure. A valve (22) is provided in at least one line (18) and is decoupled hydraulically from the high pressure device (20).

Description

Die Erfindung betrifft eine Innenhochdruckumformvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Eine solche Innenhochdruckumformvorrichtung ist aus der DE 10 2004 015 121 B3 bekannt.The invention relates to a hydroforming apparatus according to the preamble of claim 1. Such a hydroforming apparatus is known from DE 10 2004 015 121 B3 known.

Diese Innenhochdruckumformvorrichtung dient zum gleichzeitigen Umformen zumindest zweier Halbzeuge. Hierzu weist sie zumindest zwei verschiedene Einheiten (sogenannte Nester) auf. Die Einheiten umfassen jeweils einen Formraum (Matrize), in den ein Halbzeug (üblicherweise als Hohlprofilrohling ausgebildet) einbringbar ist. Stempel dienen zum Abdichten des Halbzeugs. Üblicherweise ist für jedes offene Ende des Halbzeugs ein Stempel vorgesehen, es genügt aber ein Stempel, und es können auch mehr als zwei Stempel an dem Halbzeug angreifen. Die Einheiten umfassen eine Zuleitung zum Zuführen von Fluid in das Halbzeug hinein. Üblicherweise führt die Zuleitung durch einen der Stempel. Bei zwei Stempeln sind zwei Zuleitungen vorgesehen. Wird das Fluid in das Halbzeug hineingeleitet, bewirkt dieses, wenn es unter Hochdruck (deutlich über Atmosphärendruck) steht, dass sich das Halbzeug umformt, insbesondere nach außen ausdehnt, und zwar so lange, bis es sich in den Formraum anschmiegt und die Innenform des Formraums annimmt.These Hydroforming device serves for simultaneous forming at least two semi-finished products. For this purpose, it has at least two different ones Units (so-called nests) on. The units each include a mold space (die), in which a semi-finished product (usually as a hollow section blank trained) can be introduced. Stamp serve to seal the semifinished product. Usually is for each open end of the semi-finished product provided a stamp, but it is sufficient a stamp, and it can too attack more than two punches on the semi-finished product. The units include a supply line for feeding of fluid into the semifinished product. Usually the leads Supply line through one of the stamps. Two stamps have two leads intended. If the fluid is introduced into the semi-finished causes this when it is under high pressure (well above atmospheric pressure) that stands up transforms the semi-finished product, in particular expands it to the outside, and for so long, until it nestles in the mold cavity and the inner shape of the mold cavity accepts.

Die Innenhochdruckumformvorrichtung umfasst eine mit den Zuleitungen zweier Einheiten gekoppelte Fluidhochdruckerzeugungseinrichtung, die dazu dient, den Druck des in den Zuleitungen befindlichen (und gegebenenfalls durch sie fließenden) Fluids über Atmosphärendruck zu erhöhen bzw. zu halten. Übliche Drücke des Fluids überschreiten 800 bar. Bisweilen können auch Formänderungen bei geringerem Druck auftreten. Die Fluidhochdruckerzeugungseinrichtung kann beispielsweise als einfacher Druckübersetzer bereitgestellt sein, der in einigen hydraulischen Systemen verwendet wird.The Hydroforming device includes one with the leads two units coupled fluid high pressure generating device, which serves to reduce the pressure in the supply lines (and possibly flowing through it) Fluids over atmospheric pressure to increase or to keep. usual pressures of the fluid 800 bar. Sometimes you can also shape changes occur at lower pressure. The fluid high-pressure generating device can be provided for example as a simple pressure intensifier, which is used in some hydraulic systems.

Die DE 10 2004 015 121 B3 offenbart, dass die einzelnen Stempel zum Abdichten der offenen Enden der Hohlprofilrohlinge jeweils mit einem separaten Hydraulikzylinder verbunden sind. Diese Hydraulikzylinder wirken nur auf die Stempel selbst ein und haben nichts mit dem Druck des Fluids zu tun. Die vorliegende Erfindung kann von der Ausführungsform mit jeweils gesondertem Hydraulikzylinder für die Stempel Gebrauch machen, was die bevorzugte Ausführungsform ist, muss dies aber nicht, sondern es genügen die Merkmale der Innenhochdruckumformvorrichtung gemäß den Patentansprüchen.The DE 10 2004 015 121 B3 discloses that the individual punches for sealing the open ends of the hollow profile blanks are each connected to a separate hydraulic cylinder. These hydraulic cylinders only act on the punches themselves and have nothing to do with the pressure of the fluid. The present invention may make use of the embodiment with each separate hydraulic cylinder for the punches, which is the preferred embodiment, but need not, but it suffice the characteristics of hydroforming according to the claims.

Es hat sich nun bei einer Innenhochdruckumformvorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 gezeigt, dass das Verwenden eines Druckübersetzers für zwei oder mehr Einheiten gemeinsam den Nachteil hat, dass im Falle der Erzeugung von Ausschuss in allen gekoppelten Einheiten gleichzeitig Ausschuss erzeugt wird. Ausschuss fällt an, wenn eines der Halbzeuge von seinem Innenraum her zu dem Formraum hin leckt, was üblicherweise dann eintritt, wenn das Halbzeug einen Riss aufweist. Das Fluid kann in diesem Fall in den Formraum hineinströmen, ohne Druck auf das Halbzeug auszuüben, und es kommt in allen gekoppelten Zuleitungen zu einem Druckabfall.It has now in a hydroforming after the The preamble of claim 1 shows that using a Pressure booster for two or more units together has the disadvantage that in the case of Generation of rejects in all coupled units simultaneously Committee is generated. Committee comes up when one of the semi-finished products leaking from its interior to the mold cavity, which is usually then occurs when the semifinished product has a crack. The fluid can in this case flow into the mold space, without pressure on the semifinished product exercise, and it comes in all coupled supply lines to a pressure drop.

Damit kann der Umformvorgang auch derjenigen Halbzeuge, die keinen Riss aufweisen, nicht abgeschlossen werden, und die nur teilweise umgeformten Halbzeuge verbleiben als zusätzlicher Ausschuss.In order to The forming process can also be of those semi-finished products that do not crack exhibit, are not completed, and only partially reshaped Semi-finished products remain as additional Committee.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Innenhochdruckumformvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 derart weiterzubilden, dass nicht stets in sämtlichen Einheiten, die mit einer gemeinsamen Fluiddruckerzeugungseinrichtung gekoppelt sind, gleichzeitig Ausschuss entsteht.It Object of the invention, a hydroforming device according to the generic term of claim 1 such that not always in all Units with a common fluid pressure generating device are coupled, at the same time committee arises.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass in zumindest einer der Zuleitungen, die mit der Fluidhochdruckerzeugungseinrichung gekoppelt ist, und bevorzugt in allen diesen Zuleitungen, ein Ventil angeordnet ist, durch das das Halbzeug (genauer gesagt dessen Innenraum) hydraulisch von der Fluidhochdruckerzeugungseinrichung entkoppelbar ist.The Task is solved by that in at least one of the supply lines connected to the Fluidhochdruckerzeugungseinrichung is coupled, and preferably in all these leads, a valve is arranged through which the semifinished product (more precisely, its interior) hydraulically decoupled from the Fluidhochdruckerzeugungseinrichung is.

Wird ein solches Ventil im Falle des Versagens eines der Halbzeuge ausreichend schnell geschlossen, fällt der Druck in den Zuleitungen zu den anderen Halbzeugen nicht übermäßig stark ab, und der Umformprozess kann an diesen nicht defekt-behafteten Halbzeugen abgeschlossen werden.Becomes such a valve in case of failure of one of the semi-finished products is sufficient quickly closed, falls the pressure in the leads to the other semi-finished products is not excessive from, and the forming process can at these non-defective semi-finished products be completed.

Die Ventile können beispielsweise selbsttätig schließende Ventile sein: Ein Defekt in dem Halbzeug führt dazu, dass Fluid schnell in den Formraum fließt, so dass der Defekt sich dadurch an dem Ventil bemerkbar macht, dass eine Fluidmenge durch das Ventil fließt, die ein vorbestimmtes Volumen pro Zeiteinheit überschreitet. Derartige Ventile sind z. B. aus dem Sanitiärbereich als Rohrbruchsicherung und bei hydraulischen Kränen bekannt.The Valves can For example, self-closing valves A defect in the semifinished product causes the fluid to move quickly flowing into the mold cavity, so that the defect thereby becomes noticeable on the valve, that a quantity of fluid flows through the valve having a predetermined volume exceeds per unit of time. Such valves are z. B. from the Sanitiärbereich as a pipe rupture protection and hydraulic cranes known.

Die Ventile können auch durch eine elektrische Steuereinheit elektrisch steuerbare Ventile sein, wobei die elektrische Steuereinheit dazu ausgelegt sein soll, Steuersignale in Abhängigkeit mittels zumindest einer Messeinrichtung gemessenen Größe zu erzeugen. Die Größe kann auch hier das Volumen an Fluid pro Zeiteinheit sein, das über das Ventil fließt. Die elektrische Steuereinheit sollte dann so ausgelegt sein, dass die Ventile dann geschlossen werden, wenn das Volumen pro Zeiteinheit einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Stattdessen kann die Messeinrichtung auch den Druck in den Zuleitungen messen. Die elektrische Steuereinheit sollte dann so ausgelegt sein, die Ventile zu schließen, wenn der Druck einen vorbestimmten Grenzwert unterschreitet. Auch andere Größen sind im Übrigen denkbar, wie beispielsweise die Position der Achsen. Es ist auch eine Kombination mehrerer Größen, wie Druck und Volumenstrom möglich.The valves may also be electrically controllable valves by an electrical control unit, wherein the electrical control unit should be designed to generate control signals as a function of the size measured by at least one measuring device. Again, the size may be the volume of fluid per unit time flowing across the valve. The electrical control unit should then be designed so that the valves are then closed when the volume per unit time exceeds a predetermined limit. Instead, the measuring device can also measure the pressure in the supply lines. The electrical control unit should then be designed to close the valves when the pressure falls below a predetermined threshold. Other sizes are also conceivable, such as the position of the axles. It is also a combination of several sizes, such as pressure and flow possible.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist auch bei anderen auf Medien basierenden Umformverfahren denkbar, wie beispielsweise das hydromechanische Tiefziehen oder das Außenhochdruckumformen.The inventive device is also conceivable with other media-based forming processes, such as hydromechanical deep drawing or external high pressure forming.

Nachfolgend werden zwei bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobeifollowing become two preferred embodiments of the invention described with reference to the drawing, wherein

1 eine erste Alternative einer Innenhochdruckumformvorrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht und 1 illustrates a first alternative of a hydroforming device according to the invention and

2 eine zweite Alternative einer Innenhochdruckumformvorrichtung gemäß der Erfindung veranschaulicht. 2 illustrates a second alternative of a hydroforming apparatus according to the invention.

Eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Innenhochdruckumformvorrichtung umfasst mehrere Nester. Jedes Nest ist eine Einheit, in der ein Halbzeug durch Innenhochdruckumformen in ein fertiges Produkt umgewandelt wird. Jedes Nest umfasst eine Matrize mit einem Formraum, in den sich das Halbzeug beim Umformen einpassen soll, und Stempel zum Abdichten des Halbzeugs in der Matrize. Die Halbzeuge sind vorliegend mit Bauteil 1 und Bauteil 2 bezeichnet und voneinander unterschieden. Die Stempel sind vorliegend mit 12, 14 und 16 bezeichnet und dichten jeweils den Innenraum der Halbzeuge ab. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Möglichkeiten bekannt, wie ein entsprechender Druck von den Stempeln 12, 14 und 16 auf die Halbzeuge ausgeübt werden kann. In zumindest einem der Stempel ist eine Zuleitung zum Zuführen von Fluid in den Innenraum der Halbzeuge vorgesehen. Vorliegend handelt es sich jeweils ausschließlich um den Stempel 16. Es gibt auch Ausführungsformen von Innenhochdruckumformvorrichtungen, bei denen an zwei Stempeln Zuleitungen für Fluid vorgesehen sind. Die Zuleitungen sind vorliegend mit 18 bezeichnet. Die Zuleitungen 18 sind miteinander gekoppelt: Ein einziger Druckübersetzer 20 (mit „DÜ" abgekürzt) dient als Einrichtung zum Erzeugen von Fluidhochdruck in den Zuleitungen. Ist das Fluid Wasser, kann der Hochdruck über 800 bar erreichen. Die Zuleitungen 18 kommunizieren miteinander. Versagt ein Halbzeug, beispielsweise das Bauteil 1 dadurch, dass ein Riss auftritt, kann das Fluid aus der Zuleitung 18 durch die Wandung des Halbzeugs hindurch in die Matrize gelangen, wodurch es zu einem schnellen Druckabfall kommt. Damit dieser Druckabfall sich nicht negativ auf das zweite Halbzeug, vorliegend also z. B. das Bauteil 2, auswirkt, sind in den Zuleitungen 18 Ventile 22 bzw. 22' vorgesehen.One in total with 10 designated hydroforming device comprises a plurality of nests. Each nest is a unit in which a semi-finished product is transformed by hydroforming into a finished product. Each nest comprises a die with a mold space into which the semi-finished product is to fit during forming, and stamps for sealing the semifinished product in the die. The semi-finished products are present with component 1 and component 2 designated and distinguished from each other. The stamps are present with 12 . 14 and 16 designate and seal the interior of the semi-finished products. Various possibilities are known from the prior art, such as a corresponding pressure from the punches 12 . 14 and 16 can be exercised on the semi-finished products. In at least one of the punches a supply line for supplying fluid is provided in the interior of the semi-finished products. In the present case, it is exclusively about the stamp 16 , There are also embodiments of hydroforming devices in which two punches supply lines are provided for fluid. The leads are present with 18 designated. The supply lines 18 are coupled with each other: a single intensifier 20 (abbreviated to "DÜ") serves as a means of generating fluid high pressure in the supply lines, and if the fluid is water, the high pressure can reach over 800 bar 18 communicate with each other. Failed a semifinished product, for example, the component 1 the fact that a crack occurs, the fluid from the supply line 18 pass through the wall of the semifinished product into the matrix, which leads to a rapid pressure drop. So that this pressure drop is not negative to the second semifinished product, in this case, for. B. the component 2 , affects, are in the supply lines 18 valves 22 respectively. 22 ' intended.

Bei der Ausführungsform gemäß 1 sind die Ventile 22 selbsttätig schließende Ventile, was durch die Symboldarstellung in 1 angedeutet ist. Fällt der Druck in einer der Zuleitungen 18 stark ab, fließt schnell Fluid nach. Überschreitet das Volumen an Fluid pro Zeiteinheit einen bestimmten Grenzwert, schließt das jeweilige Ventil 22. Damit wirkt sich der Druckabfall in der einen Zuleitung 18 nicht negativ auf die andere Zuleitung 18 aus. Versagt also wie im obigen Beispiel das Bauteil 1, kann der Umformprozess am Bauteil 2 fortgesetzt werden.In the embodiment according to 1 are the valves 22 self-closing valves, which is indicated by the symbol representation in 1 is indicated. If the pressure falls in one of the supply lines 18 strong, fluid quickly flows. If the volume of fluid per unit of time exceeds a certain limit, the respective valve closes 22 , This affects the pressure drop in the one supply line 18 not negative to the other supply line 18 out. So fails as in the example above, the component 1 , the forming process on the component can 2 to be continued.

Bei der Ausführungsform gemäß 2 sind die Ventile 22' Magnetventile, die elektrisch durch eine elektrische Steuereinheit 24 steuerbar sind. Zu jeder Zuleitung 18 ist als Messeinrichtung eine Druckmessdose 26 vorgesehen. Die Druckmessdose 26 ist mit der elektrischen Steuereinheit 24 gekoppelt und gibt ein elektrisches Signal an diese ab. Unterschreitet der Druck in der Zuleitung 18 einen vorbestimmten Wert, schließt die elektrische Steuereinheit 24 über elektrische Steuersignale dasjenige der Ventile 22', in dessen zugehöriger Zuleitung 18 der Druck abgefallen ist. Wie bereits erwähnt, fällt der Druck im Falle eines Defektes des Halbzeugs ab. Das defekte Halbzeug wird über das jeweilige Ventil 22' von dem Hydrauliksystem, nämlich dem Druckübersetzer 20 und den anderen Halbzeugen abgekoppelt, so dass auch hier der Prozess des Umformens der nicht defekten Halbzeuge fortgesetzt und beendet werden kann.In the embodiment according to 2 are the valves 22 ' Solenoid valves that are electrically controlled by an electrical control unit 24 are controllable. To every supply line 18 is as a measuring device a pressure cell 26 intended. The pressure cell 26 is with the electrical control unit 24 coupled and outputs an electrical signal to this. Below the pressure in the supply line 18 a predetermined value, closes the electric control unit 24 via electrical control signals that of the valves 22 ' , in its associated supply line 18 the pressure has dropped. As already mentioned, the pressure drops in the case of a defect of the semifinished product. The defective semi-finished product is over the respective valve 22 ' from the hydraulic system, namely the pressure booster 20 and decoupled from the other semi-finished products, so that also here the process of forming the non-defective semi-finished products can be continued and terminated.

Claims (5)

Innenhochdruckumformvorrichtung (10) mit zumindest zwei verschiedenen Einheiten, die jeweils einen Formraum umfassen, in den ein Halbzeug einbringbar ist, wobei jede Einheit eine Zuleitung (18) zum Zuführen von Fluid in das Halbzeug hinein umfasst, und wobei eine mit den Zuleitungen (18) zumindest zweier der Einheiten gekoppelte Fluidhochdruckerzeugungseinrichtung (20) der Innenhochdruckumformvorrichtung (10) den Druck des in den Zuleitungen befindlichen Fluids über Atmosphärendruck erhöht oder hält, dadurch gekennzeichnet, dass in zumindest einer derjenigen Zuleitungen (18), die mit der Fluidhochdruckerzeugungseinrichtung (20) gekoppelt sind, ein Ventil (22, 22') angeordnet ist, durch das das Halbzeug hydraulisch von der Fluidhochdruckerzeugungseinrichtung (20) entkoppelbar ist.Hydroforming device ( 10 ) with at least two different units, each comprising a mold space, in which a semifinished product can be introduced, each unit having a supply line ( 18 ) for supplying fluid into the semifinished product, and wherein one with the supply lines ( 18 ) at least two of the units coupled fluid high pressure generating device ( 20 ) of the hydroforming device ( 10 ) increases or maintains the pressure of the fluid in the supply lines above atmospheric pressure, characterized in that in at least one of those supply lines ( 18 ) connected to the high-pressure fluid-generating device ( 20 ), a valve ( 22 . 22 ' ) is arranged, through which the semi-finished product hydraulically from the fluid high pressure generating device ( 20 ) can be decoupled. Innenhochdruckumformvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile solche Ventile (22) sind, die bei Durchströmen einer Fluidmenge durch das Ventil (22), welche ein vorbestimmtes Volumen pro Zeiteinheit überschreitet, selbsttätig schließen.Hydroforming device ( 10 ) to Claim 1, characterized in that the valves such valves ( 22 ), which flow through an amount of fluid through the valve ( 22 ), which exceeds a predetermined volume per unit time, close automatically. Innenhochdruckumformvorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventile durch eine elektrische Steuereinheit (24) elektrisch steuerbare Ventile (22') sind, wobei die elektrische Steuereinheit (24) dazu ausgelegt ist, Steuersignale an die Ventile (22') in Abhängigkeit von zumindest einer Messeinrichtung (26) gemessenen Größe zu erzeugen.Hydroforming device ( 10 ) according to claim 1, characterized in that the valves by an electrical control unit ( 24 ) electrically controllable valves ( 22 ' ), wherein the electrical control unit ( 24 ) is designed to supply control signals to the valves ( 22 ' ) as a function of at least one measuring device ( 26 ) to produce measured size. Innenhochdruckumformvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung oder die Messeinrichtungen das die Ventile durchströmende Volumen an Fluid pro Zeiteinheit misst bzw. messen.Hydroforming apparatus according to claim 3, characterized in that the measuring device or the measuring devices the valves flowing through the valves Measure volume of fluid per unit time. Innenhochdruckumformvorrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (26) oder die Messeinrichtungen (26) den Druck in den Zuleitungen (18) misst bzw. messen.Hydroforming device ( 10 ) according to claim 3, characterized in that the measuring device ( 26 ) or the measuring equipment ( 26 ) the pressure in the supply lines ( 18 ) measures or measures.