DE102016002396A1 - Method and device for incremental forming of pipe or profile components - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umformung, insbesondere zum Aufweiten von Rohr- oder Profilbauteilen (12), bei dem ein Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) mittels eines innerhalb des Rohlings (1) angeordneten Werkzeuges (2) umgeformt wird, wobei der Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) von dem mindestens einen relativ zu dem Rohling (1) bewegbar angeordneten Umformwerkzeug (2) durch lokale plastische Umformung inkrementell und sukzessive in die umgeformte Fertigform gebracht wird. Ebenfalls wird ein zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung vorgeschlagen.The invention relates to a method for forming, in particular for expanding pipe or profile components (12), in which a blank (1) of the pipe or profile component (12) by means of a within the blank (1) arranged tool (2) is formed wherein the blank (1) of the pipe or profile component (12) of the at least one relative to the blank (1) movably arranged forming tool (2) is brought by local plastic deformation incrementally and successively in the formed finished mold. Also proposed is a device suitable for carrying out the method.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur inkrementellen Umformung von Rohr- oder Profilbauteilen gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruches 25.The invention relates to a method for the incremental deformation of tubular or profile components according to the preamble of
Zur Herstellung von komplexen Rohr- und Profilbauteilen mit über der Längsachse variierenden und beliebig geformten Querschnittsgeometrien können verschiedene Umformprozesse eingesetzt werden. Die Formgebung kann dabei grundsätzlich auf zwei Arten stattfinden. Zum einen kann das Halbzeug durch von außen angreifende aktive Werkzeuge umgeformt werden. Typische Verfahrensbeispiele sind dabei das Rundkneten, Gleitziehen, Drücken und das Inkrementelle Rohr- und Profilumformen. Zum anderen kann die Formgebung durch von innen nach außen wirkende Werkzeuge realisiert werden. Ein wesentlicher Unterschied der beiden Varianten liegt darin, dass bei der Umformung von innen nach außen der Raumbereich, in den umgeformt wird, sehr viel größer (theoretisch bis ins Unendliche) ist und somit ebenfalls eine viel größere Formänderung erzielt werden kann. Im Vergleich dazu können die angreifenden Werkzeuge bei der Umformung von außen nach innen lediglich den Raum im Inneren des Rohres ausnutzen.Various forming processes can be used for the production of complex pipe and profile components with cross-sectional geometries varying over the longitudinal axis and arbitrarily shaped. The shaping can basically take place in two ways. On the one hand, the semifinished product can be reshaped by externally acting active tools. Typical process examples are the swaging, sliding, pressing and the incremental pipe and profile forming. On the other hand, the shaping can be realized by acting from inside to outside tools. An essential difference between the two variants is that when forming from the inside to the outside, the area of the space to which it is formed is much larger (theoretically to infinity) and therefore a much larger change in shape can also be achieved. In comparison, the attacking tools in the transformation from outside to inside can only exploit the space inside the tube.
Das bekannteste Verfahren zur Rohrinnenumformung ist das Innenhochdruckumformen (IHU). Beim IHU wird im ersten Schritt ein Rohrhalbzeug in ein starres Gesenk eingelegt, welches die Negativgeometrie der herzustellenden Profilgeometrie aufweist. Im zweiten Schritt wird ein Wirkmedium (z. B. Fluid, Stahlkugeln, Sand), welches als Werkzeug dient, in das Innere des Rohres geleitet und unter Druck gesetzt, so dass das Rohr aufgeweitet und nach außen und an das Gesenk gedrückt wird. Ein Vorteil dieses Verfahrens liegt in der hohen erzielbaren Bauteilkomplexität. Der wesentliche Nachteil dieses Verfahrens liegt in der sehr geringen Verfahrensflexibilität infolge des hohen Werkzeugaufwands, da für jede zu fertigende Profilgeometrie ein eigenes Gesenk zur Verfügung gestellt werden muss.The most well-known process for internal tube forming is hydroforming (IHU). In the case of the hydroforming process, a semi-finished tube is inserted into a rigid die in the first step, which has the negative geometry of the profile geometry to be produced. In the second step, a working medium (eg fluid, steel balls, sand), which serves as a tool, is directed into the interior of the tube and pressurized, so that the tube is widened and pressed outwards and against the die. An advantage of this method lies in the high achievable component complexity. The main disadvantage of this method is the very low process flexibility due to the high tooling costs, since a separate die must be provided for each profile geometry to be produced.
Weitere Verfahren zur Rohrinnenumformung sind beispielsweise das Weiten von Hohlkörpern (siehe
Eine weitere Möglichkeit zum Aufweiten von Hohlkörpern liegt in der Verwendung von innenliegenden segmentförmigen Spreizwerkzeugen oder rotierenden Walzwerkzeugen, die z. B. mittels Keil oder Kegel gegen die Innenwand des Hohlkörpers gedrückt werden. Dabei erfolgt die Umformung gleichzeitig am gesamten innenliegenden Umfang des Rohres. Die Nachteile der beschriebenen Verfahren zum Weiten von Hohlkörpern durch innenliegende Dorn-, Walz- oder Spreizwerkzeuge liegen zum einen in der limitierten Bauteilkomplexität, d. h. mit einem Werkzeug ist zwar eine Profilquerschnittsänderung möglich, allerdings beschränkt sich diese, aufgrund der Formgebundenheit der Werkzeuge, lediglich auf eine Änderung der Querschnittsgröße, d. h. kreisrunde Rohrquerschnitte werden beispielsweise von ihrem Anfangsdurchmesser auf einen größeren kreisrunden Rohrdurchmesser vergrößert. Die Symmetrien der Anfangsquerschnitte bleiben somit erhalten. Im Vergleich zur Innenhochdruckumformung weisen und ermöglichen die zuletzt genannten Verfahren somit eine wesentlich geringere Gestaltungsfreiheit auf.Another possibility for expanding hollow bodies lies in the use of internal segment-shaped spreading tools or rotating rolling tools, the z. B. be pressed by means of wedge or cone against the inner wall of the hollow body. The forming takes place simultaneously on the entire inner circumference of the tube. The disadvantages of the described method for expanding hollow bodies by means of internal mandrel, rolling or spreading tools lie, on the one hand, in the limited component complexity, i. H. Although a profile cross-section change is possible with a tool, this is limited only to a change in the cross-sectional size due to the shape of the tools, d. H. Circular tube cross sections are increased, for example, from their initial diameter to a larger circular tube diameter. The symmetries of the initial cross sections are thus preserved. Compared to hydroforming, the last-mentioned methods thus enable and provide considerably less design freedom.
Für die dreidimensionale Umformung von ursprünglich ebenen Blechbauteilen ist ein Herstellungsverfahren bekannt geworden, bei dem mittels sog. inkrementeller Umformung das Blechbauteil jeweils lokal plastisch umgeformt wird und durch systematische Verlagerung der Umformzone über die relevante Fläche des Blechbauteils so sukzessive die herzustellende verformte Konfiguration des Blechbauteils erzeugt wird. Diese inkrementelle Umformung bietet insbesondere für kleine Stückzahlen der herzustellenden Bauteile den Vorteil, weitgehend ohne speziell anzufertigende Formen auskommen zu können und erlaubt trotzdem eine weitreichend flexible Formgebung der zu verformenden Bleche. Als Werkzeuge werden z. B. stichelartige Werkzeuge genutzt, die entlang vorgebbarer Bahnen relativ zu dem zu verformenden Blechbauteil bewegt werden und hierbei das Blechbauteil jeweils nur lokal wirkend umformen. Wiederholt man den Vorgang oft genug, so lassen sich durch die Addition dieser einzelnen lokalen und jeweils relativ geringen Umformungen auch größere Umformungen des Blechbauteils erzeugen. Hierfür sind lediglich die Bewegungen des Umformwerkzeuges entsprechend auszuführen und z. B. mittels numerischer Steuerung entsprechend vorzugeben.For the three-dimensional forming of originally flat sheet metal parts, a manufacturing process has become known in which by means of so-called. Incremental forming the sheet metal component is locally plastically deformed and by systematic displacement of the forming over the relevant surface of the sheet metal component so gradually produced the deformed configuration of the sheet metal component , This incremental deformation offers, in particular for small quantities of the components to be produced, the advantage of being able to do largely without special forms to be made and still allows a far-reaching flexible shaping of the sheets to be deformed. As tools are z. B. stylus-like tools used, which are moved along predeterminable paths relative to the sheet metal component to be deformed and in this case reshape the sheet metal component only locally acting. Repeating the process often enough, so can be generated by the addition of these individual local and each relatively small transformations and larger transformations of the sheet metal component. For this purpose, only the movements of the forming tool to execute accordingly and z. B. pretend by numerical control accordingly.
Ein Verfahren, welches eine Gesamt-Umformung von Rohr- und Profilbauteilen durch im Inneren des Rohr- und Profilbauteiles befindliche Werkzeuge ermöglicht und dadurch ähnlich hohe Bauteilkomplexitäten wie beim IHU-Verfahren erzielt werden können, ist derzeit nicht bekannt.A method which allows a total deformation of pipe and profile components by located in the interior of the pipe and profile component tools and thus similarly high component complexities can be achieved as in the hydroforming process, is not currently known.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren für die Umformung, insbesondere zum Aufweiten von Rohr- oder Profilbauteilen mit über der Längsachse variierenden und beliebig geformten Querschnittsgeometrien vorzuschlagen, das wesentlich flexibler als die herkömmlichen Verfahren ist und die Herstellung entsprechend komplexer Rohr- oder Profilbauteile wie auch mit der Innenhochdruckumformung herstellbar ermöglicht.The object of the present invention is therefore to propose a method for forming, in particular for expanding tubular or profile components with over the longitudinal axis varying and arbitrarily shaped cross-sectional geometries, the is much more flexible than the conventional method and the manufacture of correspondingly complex pipe or profile components as well as with the hydroforming made possible.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich hinsichtlich des Verfahrens aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und hinsichtlich der Vorrichtung aus den Merkmalen des Anspruchs 25 jeweils in Zusammenwirken mit den Merkmalen des zugehörigen Oberbegriffes. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the object of the invention results in terms of the method of the characterizing features of
Die Erfindung betreffend das Verfahren geht aus von einem Verfahren zur Umformung, insbesondere zum Aufweiten von Rohr- oder Profilbauteilen mit über der Längsachse variierenden und beliebig geformten Querschnittsgeometrien, bei dem ein Rohling des Rohr- oder Profilbauteils mittels eines innerhalb des Rohlings angeordneten Werkzeuges umgeformt wird. Ein derartiges gattungsgemäßes Verfahren wird dadurch in erfindungsgemäßer Weise weiter entwickelt, dass der Rohling des Rohr- oder Profilbauteils von dem mindestens einen relativ zu dem Rohling bewegbar angeordneten Umformwerkzeug durch lokale plastische Umformung inkrementell und sukzessive in die umgeformte Fertigform gebracht wird. Unter dem Begriff Aufweiten von Rohr- und Profilbauteilen mit über der Längsachse variierenden und beliebig geformten Querschnittsgeometrien soll im weiteren eine jeweils lokal wirkende Formänderung des Rohr- und Profilbauteils ausgehend von einem passend vorgeformten Rohling verstanden werden, bei dem die Querschnittsform, insbesondere die Querschnittsgeometrie und die Querschnittsmaße, und/oder die Wandungsstärken des Rohr- und Profilbauteils unter Einfluss von innen und/oder außen an dem Rohr- und Profilbauteil angreifenden Werkzeugen verändert wird. Hierbei können derartige Bearbeitungen sowohl in Umfangsrichtung als auch in Längsrichtung die Gestalt des Rohr- und Profilbauteils verändern und zu entsprechenden lokalen oder globalen Änderungen des Rohr- und Profilbauteils führen. Die jeweils verarbeitbaren Querschnittsformen der Rohr- und Profilbauteile umfassen dabei beliebige denkbare geschlossene oder auch offene Profilquerschnitte, insbesondere natürlich auch rohrförmige Querschnitte. Derartige Profilquerschnitte sind nicht auf (rotations-)symmetrische Querschnitte beschränkt.The invention relating to the method is based on a method for forming, in particular for expanding tubular or profile components with cross-sectional geometries varying over the longitudinal axis and in any shape, in which a blank of the tube or profile component is formed by means of a tool arranged inside the blank. Such a generic method is further developed according to the invention that the blank of the pipe or profile component of the at least one relative to the blank movably arranged forming tool is brought by local plastic deformation incrementally and successively in the formed finished mold. The term expansion of tubular and profile components with varying over the longitudinal axis and arbitrarily shaped cross-sectional geometries will be understood in the following a locally acting change in shape of the pipe and profile component, starting from a suitably preformed blank, in which the cross-sectional shape, in particular the cross-sectional geometry and Cross-sectional dimensions, and / or the wall thicknesses of the pipe and profile component under the influence of inside and / or outside of the pipe and profile component attacking tools is changed. In this case, such machining both in the circumferential direction and in the longitudinal direction change the shape of the pipe and profile component and lead to corresponding local or global changes of the pipe and profile component. The respective processable cross-sectional shapes of the pipe and profile components include any conceivable closed or open profile cross sections, in particular of course also tubular cross sections. Such profile cross sections are not limited to (rotational) symmetrical cross sections.
Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt den Grundgedanken der für ebene Blechbauteile an sich schon bekannten inkrementellen Blechumformung und überträgt diese lokale Umformung auf die Umformung insbesondere beim Aufweiten von Rohr- oder Profilbauteilen. Damit kann eine komplexe, bisher nicht oder nur sehr kostenaufwändig herstellbare Fertigteilgeometrie auch an Rohr- oder Profilbauteilen mit einfachen Werkzeugen dadurch erzeugt werden, dass ein oder mehrere Umformwerkzeuge das Material des Rohlings jeweils lokal inkrementell umformen und durch entsprechend häufige Ausführung derartiger Umformungen so sukzessive die gewünschte Fertigteilgeometrie des Rohr- oder Profilbauteils entsteht. Lediglich durch Vorgabe entsprechend abzufahrender Bahndaten des mindestens einen, an sich einfach geformten Umformwerkzeugs sind unterschiedlich komplexe Bauteilgeometrien realisierbar, die bisher nur mithilfe der Innenhochdruckumformung wesentlich kostenaufwändiger herstellbar waren. Basierend auf den einfachen lokalen Umformgeometrien ist aufgrund der großen kinematischen Flexibilität des erfindungsgemäßen Verfahrens die Herstellung nahezu beliebiger Hohlprofile mit entlang der Längsachse variierenden Querschnitte möglich. Aufgrund der geringen Werkzeugkosten und der sehr hohen Flexibilität ist das Verfahren insbesondere für Bauteile aus dem Prototypenbau interessant. Insbesondere kann eine Variation hochkomplexer Profilquerschnitte entlang der Bauteillängsachse in einem Prozessschritt realisiert werden, wie sie bislang lediglich mit der Innenhochdruckumformung möglich war. Der Werkzeugaufwand sowie die Werkzeugkosten sind mit der vorliegenden Erfindung im Vergleich zur IHU sehr viel geringer, was einen weiteren wesentlichen Vorteil gegenüber den bisherigen Verfahren zur Innenumformung darstellt. Ähnlich wie bei der inkrementellen Blechumformung werden durch die inkrementelle Vorgehensweise bei dieser Erfindung im Vergleich zu den gängigen Verfahren wesentlich höhere Formänderungen erreicht, was eine höhere Materialausnutzung mit sich bringt.The method according to the invention uses the basic idea of the incremental sheet metal forming which is already known per se for plane sheet metal components and transfers this local forming to the shaping, in particular during the expansion of pipe or profile components. Thus, a complex, previously or only very costly manufacturable finished part geometry can also be produced on pipe or profile components with simple tools that one or more forming tools locally reshape the material of the blank locally and by correspondingly frequent execution of such transformations so successively the desired Prefabricated geometry of the pipe or profile component is created. Only by specifying corresponding trajectory data of the at least one forming tool, which is in itself simply shaped, are it possible to realize component geometries of different complexities, which up to now could only be produced considerably more costly by means of hydroforming. Based on the simple local forming geometries, the production of virtually any hollow profiles with varying cross-sections along the longitudinal axis is possible due to the great kinematic flexibility of the method according to the invention. Due to the low tooling costs and the very high flexibility, the process is of particular interest for components from prototype construction. In particular, a variation of highly complex profile cross-sections along the component longitudinal axis can be realized in one process step, which until now was only possible with hydroforming. The tool cost and the tool costs are much lower with the present invention compared to the hydroforming, which represents a further significant advantage over the previous method for internal forming. Similar to incremental sheet metal forming, the incremental approach of this invention achieves significantly higher shape changes compared to current methods, resulting in higher material utilization.
In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung wird das mindestens eine Umformwerkzeug in mindestens einer Raumrichtung relativ zu dem Rohling des Rohr- oder Profilbauteils verfahrbar und/oder um mindestens eine Raumachse schwenkbar angetrieben. Je nach der vorzunehmenden Umformgeometrie kann das Umformwerkzeug relativ zu dem Rohteil so bewegt werden, dass sich die herzustellende Umformgeometrie des Rohr- oder Profilbauteils besonders einfach aus den jeweils lokal wirkenden inkrementellen Umformungen zusammen setzen bzw. kinematisch einfach erzeugen lässt. Hierfür stehen die sechs denkbaren Freiheitsgrade einer räumlichen Bewegung des Umformwerkzeugs relativ zu dem Rohteil zur Verfügung, nämlich drei translatorische Bewegungen und drei rotatorische Bewegungen. Selbstverständlich können einzelne oder alle derartig denkbaren Bewegungen des Umformwerkzeuges relativ zu dem Rohteil miteinander kombiniert werden, um eine der jeweiligen lokalen Fertigteilgeometrie des Rohr- oder Profilbauteils möglichst nahe zu kommen bzw. die entsprechende Form möglichst einfach zu erzeugen. Auch können abgeleitete Bewegungen des Umformwerkzeuges oder auch Bewegungen des Rohteils ausgeführt werden, die hierbei hilfreich sein können. Es versteht sich von selbst, dass neben einer Bewegung des Umformwerkzeuges relativ zu dem feststehenden Rohling auch in kinematischer Umkehr Bewegung des Rohlings relativ zu dem feststehenden Umformwerkzeug zu den gleichen Ergebnissen führen können, daher wird im Weiteren immer nur allgemein von Relativbewegungen zwischen Umformwerkzeug und Rohling gesprochen. Auch sind selbstverständlich gleichzeitige Relativbewegungen von Umformwerkzeug und Rohling zueinander denkbar.In a first advantageous embodiment, the at least one forming tool is movable in at least one spatial direction relative to the blank of the pipe or profile component and / or driven pivotably about at least one spatial axis. Depending on the forming geometry to be carried out, the forming tool can be moved relative to the blank in such a way that the forming geometry of the tube or profile component to be produced can be composed particularly simply from the respectively locally acting incremental deformations or can be generated kinematically simply. For this purpose, the six conceivable degrees of freedom of a spatial movement of the forming tool relative to the blank are available, namely three translational movements and three rotational movements. Of course, individual or all conceivable movements of the forming tool relative to the blank can be combined with each other in order to come as close as possible to one of the respective local finished part geometry of the pipe or profile component or to produce the corresponding shape as simply as possible. Also derived movements of the forming tool or movements of the blank can be performed here can be helpful. It goes without saying that in addition to a movement of the forming tool relative to the fixed blank in kinematic reversal movement of the blank relative to the fixed forming tool can lead to the same results, therefore, in the following is always spoken only of relative movements between the forming tool and blank , Also, of course, simultaneous relative movements of forming tool and blank to each other are conceivable.
So ist es beispielsweise in einer Ausgestaltung denkbar, dass das mindestens eine Umformwerkzeug bei der Umformung bezogen auf den Rohling des Rohr- oder Profilbauteils in zumindest einer Richtung radial nach innen und/oder außen verfahren wird. Hierdurch lassen sich einfache punktuelle Umformungen des Rohteils in Form einfacher Aufweitungen erzeugen. Die radiale Richtung kann dabei in unterschiedlichen Raumrichtungen orientiert werden, z. B. vertikal radial nach außen und dazu senkrecht horizontal radial nach außen oder in einer anderen Zwischenlage radial orientiert. Treten dann in weiterer Ausgestaltung z. B. noch Bewegungen des Umformwerkzeug in zumindest einer axialen Richtung des Rohlings hinzu, können schon linienhafte Umformungen erzeugt werden, wie z. B. sickenartig in axialer Richtung verlaufende Verformungen der Außenkontur des Rohteils. Tritt zu einer solchen radialen und axialen Bewegung des Umformwerkzeugs noch eine dazu senkrechte oder zumindest teilweise dazu senkrechte Bewegung des Umformwerkzeugs hinzu, so lassen sich schon komplexe räumliche Verformungen des Rohteils erzeugen. So kann z. B. durch eine zusätzliche im wesentlichen in tangentialer Richtung bezogen auf die Außenkontur des Rohlings verlaufende Bewegung des Umformwerkzeuges eine taschen- oder nutartige Aufweitung des Rohteils erzeugt werden.So it is conceivable, for example, in one embodiment that the at least one forming tool is moved in the forming relative to the blank of the pipe or profile component in at least one direction radially inwardly and / or outwardly. As a result, simple point transformations of the blank in the form of simple widening can be generated. The radial direction can be oriented in different spatial directions, z. B. vertically radially outward and perpendicular to horizontal radially outward or radially oriented in another intermediate position. Occur then in a further embodiment z. B. still added to movements of the forming tool in at least one axial direction of the blank, even linear transformations can be generated, such. B. bead-like in the axial direction extending deformations of the outer contour of the blank. If such a radial and axial movement of the forming tool is accompanied by a movement of the forming tool that is perpendicular thereto or at least partially perpendicular thereto, complex spatial deformations of the blank can be produced. So z. B. by an additional substantially in the tangential direction relative to the outer contour of the blank extending movement of the forming tool a pocket or groove-like expansion of the blank can be generated.
Allgemein ist es daher von Vorteil, wenn das mindestens eine Umformwerkzeug bei der Umformung bezogen auf den Rohling des Rohr- oder Profilbauteils gleichzeitig in radialer und/oder in axialer und/oder in tangentialer Richtung des Rohlings verfahren werden kann, da hierdurch eine Vielzahl von Topographien in der Außenkontur des umzuformenden Rohlings erzeugt werden können. Anstelle einer im wesentlichen tangentialen Bewegung des Umformwerkzeugs kann auch eine zu der ersten radialen Verstellung senkrechte weitere radiale Bewegung des Umformwerkzeugs genutzt werden. Hierbei dürfte die tangentiale Bewegung des Umformwerkzeugs vor allem bei kreissymmetrischen Querschnitten des Rohlings von Vorteil sein, die zu der ersten radialen Verstellung senkrechte weitere radiale Bewegung des Umformwerkzeugs hingegen für den Fall nicht kreissymmetrischer Querschnitte z. B. von Profilen und insbesondere auch Profilen mit Ecken oder dgl. zu bevorzugen sein.In general, it is therefore advantageous if the at least one forming tool can be moved simultaneously in the radial and / or in the axial and / or tangential direction of the blank in the forming with respect to the blank of the pipe or profile component, as this results in a large number of topographies can be generated in the outer contour of the blank to be formed. Instead of a substantially tangential movement of the forming tool, it is also possible to use a further radial movement of the forming tool that is perpendicular to the first radial adjustment. In this case, the tangential movement of the forming tool, especially in circularly symmetrical cross sections of the blank, should be advantageous, but the further radial movement of the forming tool perpendicular to the first radial adjustment, in contrast to the case of circularly symmetrical cross sections, for example. As profiles and in particular profiles with corners or the like. To be preferred.
Neben derartigen linearen Relativbewegungen des Umformwerkzeugs kann das mindestens eine Umformwerkzeug bei der Umformung bezogen auf den Rohling des Rohr- oder Profilbauteils um die radiale und/oder um eine axiale und/oder um die tangentiale Bewegungsachse rotiert oder verschwenkt werden. Dies ermöglicht die Erzeugung weiterer Umformgeometrien, z. B. auch von lokalen Hinterschnitten oder gekrümmt berandeten Ausstülpungen in der Umformgeometrie des Rohr- oder Profilbauteils, die mit den Grundbewegungen allein nicht oder nicht ausreichend erzeugt werden können.In addition to such linear relative movements of the forming tool, the at least one forming tool can be rotated or pivoted about the radial and / or about an axial and / or about the tangential axis of movement in the forming relative to the blank of the pipe or profile component. This allows the generation of further Umformgeometrien, z. As well as local undercuts or curved edged protrusions in the forming geometry of the pipe or profile component, which can not be generated with the basic movements alone or not sufficient.
Ganz allgemein kann das mindestens eine Umformwerkzeug abhängig von der lokal herzustellenden Umformgeometrie bei der Umformung bezogen auf den Rohling des Rohr- oder Profilbauteils eine überlagerte Bewegung entlang der radialen und/oder entlang der axialen und/oder entlang der tangentialer Bewegungsachse und/oder Verschwenkungen um eine oder mehrere dieser Bewegungsachsen ausführen und ist daher an nahezu alle denkbaren Umformgeometrien des Rohr- oder Profilbauteils anpassbar.In general, the at least one forming tool, depending on the locally produced forming geometry in the forming with respect to the blank of the pipe or profile component, a superimposed movement along the radial and / or along the axial and / or along the tangential axis of movement and / or Verschwenkungen to a or perform more of these axes of motion and is therefore adaptable to almost all possible Umformgeometrien the pipe or profile component.
Weiterhin ist es von besonderem Vorteil, dass das mindestens eine Umformwerkzeug bei der Umformung bezogen auf den Rohling des Rohr- oder Profilbauteils die Umformung entlang der gesamten Längsachse des Rohlings oder von Teilen der Längsachse des Rohlings ausführen kann. Hierdurch kann sowohl stirnseitig des Rohlings als auch im Mittenbereich des Rohlings eine entsprechende Umformung vorgenommen werden. Auch müssen derartige Umformungen nicht über die ganze Länge des Rohr- oder Profilbauteils gleichmäßig ausgeführt werden, sondern es kann z. B. im Mittenbereich eine ganz andere Umformungskontur als an den Stirnseiten vorliegen und dazwischen können z. B. auch unverformte Abschnitte angeordnet sein.Furthermore, it is of particular advantage that the at least one forming tool can perform the deformation along the entire longitudinal axis of the blank or of parts of the longitudinal axis of the blank in the forming relative to the blank of the pipe or profile component. In this way, a corresponding deformation can be made both on the face side of the blank and in the middle region of the blank. Also, such transformations do not have to be performed uniformly over the entire length of the pipe or profile component, but it can, for. B. in the middle area a completely different transformation contour than present at the end faces and in between z. B. also be arranged undeformed sections.
Besonders vorteilhaft hinsichtlich der Hauptzeiten und damit auch hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit eines erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, wenn zwei oder mehrere Umformwerkzeuge bei der Umformung bezogen auf den Rohling des Rohr- oder Profilbauteils gleichzeitig an verschiedenen Stellen des Rohlings den Rohling jeweils inkrementell umformen. Sind die Bewegungen für die jeweilige inkrementelle Umformung voneinander unabhängig ausführbar, so reduziert sich aufgrund der zeitlich parallelen Ausführung der jeweiligen Umformungen die notwendige Herstellzeit drastisch. Die Zahl zeitlich parallel ausführbarer inkrementeller Umformungen hängt dabei vor allem von dem für die Anordnung und Bewegung der Umformwerkzeuge innerhalb des Rohlings zur Verfügung stehenden Raum und der Komplexität der auszuführenden Bewegungen und eventuell möglicher Kollisionen der Umformwerkzeuge miteinander ab. Hierbei ist es in einer ersten Ausgestaltung denkbar, dass die zwei oder mehreren gleichzeitig umformenden Umformwerkzeuge radial versetzt zueinander an unterschiedlichen Stellen des gleichen Umfangsabschnitts des Rohlings den Rohling jeweils inkrementell umformen. so können z. B. radial versetzt zueinander symmetrisch verformte Profilquerschnitte wie etwa flossenartige Formgebungen erzeugt werden. In anderer Ausgestaltung ist es aber auch denkbar, dass die zwei oder mehreren gleichzeitig umformenden Umformwerkzeuge axial versetzt zueinander an unterschiedlichen Querschnittsabschnitten entlang der Längsachse des Rohlings den Rohling jeweils inkrementell umformen. Hierdurch können die gleichen oder auch unterschiedliche Formgebungen in dem Außenumfang des Rohr- oder Profilbauteils erzeugt werden, die axial versetzt zueinander angeordnet sind.Particularly advantageous in terms of the main times and thus also with regard to the economic viability of a method according to the invention, it is when two or more forming tools in the forming relative to the blank of the pipe or profile component simultaneously in each case at different points of the blank, the blank incrementally. If the movements for the respective incremental forming can be carried out independently of each other, the necessary manufacturing time is drastically reduced due to the temporally parallel execution of the respective transformations. The number of parallel incremental transformations that can be executed in parallel depends primarily on the space available for the arrangement and movement of the forming tools within the blank and on the Complexity of the movements to be performed and possibly possible collisions of the forming tools with each other. In a first embodiment, it is conceivable that the two or more simultaneously forming forming tools radially offset each other at different points of the same peripheral portion of the blank, the blank in each case incrementally. so z. B. radially staggered symmetrically deformed profile cross-sections such as fin-like shapes are generated. In another embodiment, it is also conceivable that the two or more simultaneously forming forming tools axially offset each other at different cross-sectional portions along the longitudinal axis of the blank, the blank in each case incrementally. In this way, the same or different shapes can be generated in the outer periphery of the pipe or profile component, which are arranged axially offset from one another.
Für die Genauigkeit der Umformung des Rohlings kann es von Vorteil sein, wenn der Rohling des Rohr- oder Profilbauteils zumindest abschnittsweise, vorzugsweise im Bereich der jeweiligen inkrementellen Umformung, von mindestens einem außen an dem Rohling angeordneten, lokal wirkenden Gegenwerkzeug abgestützt wird, das die Formbildung der inkrementellen Umformung mit beeinflusst. Hierdurch wird das lokal umzuformende Material des Rohlings zumindest in der Umformzone stabilisiert und das Gegenwerkzeug wirkt wie ein aus anderen Umformverfahren bekannter Gegenhalter. Zwischen Umformwerkzeug und Gegenwerkzeug wird das umzuformende Material des Rohlings klemmend fest gehalten und kann daher aufgrund der Umformung nicht beulen oder lokal reißen. Auch kann eine entsprechende Klemmung zwischen Umformwerkzeug und Gegenwerkzeug gezielt dazu genutzt werden, um den Spannungszustand bei der Umformung zu beeinflussen und z. B. auch lokale Querschnittsverringerungen herbei zu führen. Auch können dadurch hervorgerufene Änderungen des Spannungszustands gezielt zur Minimierung der lokalen Rückfederung des Materials des Rohlings nach der Umformung und der zur Umformung benötigten Umformkräfte genutzt werden.For the accuracy of the deformation of the blank, it may be advantageous if the blank of the pipe or profile component is at least partially, preferably in the region of the respective incremental deformation, supported by at least one externally arranged on the blank, locally acting counter tool, which forms the shape the incremental deformation influenced. As a result, the material to be reshaped locally of the blank is stabilized at least in the forming zone and the counter tool acts like a counter-holder known from other forming processes. Between forming tool and counter tool, the material to be reshaped of the blank is clamped tight and therefore can not buck due to the deformation or locally crack. Also, a corresponding clamping between the forming tool and counter tool can be used specifically to influence the state of stress during the forming and z. B. cause local cross-sectional reductions cause. In addition, changes in the state of stress caused thereby can be used specifically for minimizing the local springback of the material of the blank after the forming and the forming forces required for forming.
Weiterhin ist es denkbar, dass das mindestens eine Gegenwerkzeug und das jeweils zugeordnete Umformwerkzeug zueinander koordinierte Bewegungen für die inkrementelle Umformung des zwischen ihnen umzuformenden Abschnittes des Rohlings ausführen, vorzugsweise sich das Gegenwerkzeug passend oder im wesentlichen synchron zu der Bewegung des oder der Umformwerkzeuge mitbewegt. Hierdurch wird zum einen erreicht, dass auch das Gegenwerkzeug geometrisch einfach wie auch das Umformwerkzeug ausgebildet werden kann, da durch die Beweglichkeit des Gegenwerkzeugs die gleichen Vorteile wie aufgrund der Beweglichkeit des Umformwerkzeugs auch für das Gegenwerkzeug gelten. Zum anderen können Umformwerkzeug und Gegenwerkzeug zumindest zeitweise auch ihre jeweilige Funktion tauschen, so dass z. B. bei einer entsprechenden Umformgeometrie das Gegenwerkzeug quasi die Funktion des Umformwerkzeugs übernimmt und das eigentliche Umformwerkzeug quasi als Gegenhalter dient.Furthermore, it is conceivable that the at least one counter tool and the respective associated forming tool perform mutually coordinated movements for the incremental deformation of the section of the blank to be formed between them, preferably the counter tool moves in a manner suitable or substantially synchronous with the movement of the forming tool or tools. This achieves, on the one hand, that the counter-tool can also be geometrically simple as well as the forming tool, since the same advantages as due to the mobility of the forming tool also apply to the counter-tool due to the mobility of the counter-tool. On the other hand, forming tool and counter tool at least temporarily also exchange their respective function, so that z. B. at a corresponding forming geometry, the counter tool virtually takes over the function of the forming tool and the actual forming tool acts as a kind of counter-holder.
Von besonderen Vorteil ist es, dass der Rohling im kalten oder im erwärmten Zustand umgeformt werden kann. So ist z. B. bei gut umformbaren Werkstoffen häufig eine kalte Umformung ausreichend, bei schlechter umformbaren Werkstoffen kann hingegen bei entsprechend höheren Umformtemperaturen umgeformt werden und dadurch das schlechte Umformverhalten verbessert werden. Eine Umformung bei höheren Temperaturen kann auch sinnvoll zur Erweiterung der Formänderungsgrenzen, zur Reduktion der Umformkräfte, zur Reduktion der Rückfederung sowie zum Einstellen eines definierten Gefügezustands (Presshärten) genutzt werden.Of particular advantage is that the blank can be formed in the cold or in the heated state. So z. For example, in the case of readily deformable materials, a cold forming is often sufficient, but in the case of poorly deformable materials, conversions can be formed at correspondingly higher forming temperatures, thereby improving the poor forming behavior. Forming at higher temperatures can also be usefully used to extend the deformation limits, to reduce the deformation forces, to reduce the springback and to set a defined microstructure state (press hardening).
In einer ersten Ausgestaltung ist es z. B. denkbar, dass der Rohling des Rohr- oder Profilbauteils aus einem metallischen Material besteht oder ein metallisches Material aufweist. So können z. B. Rohr- oder Profilbauteile aus Stahlwerkstoffen, Leichtmetallen, aber auch schwer umformbaren metallischen Werkstoffen auf die erfindungsgemäße Weise inkrementell umgeformt werden. In einer anderen Ausgestaltung ist es aber auch denkbar, dass der Rohling des Rohr- oder Profilbauteils aus einem kunststoffhaltigen Material, vorzugsweise einem thermoplastischen Material besteht.In a first embodiment, it is z. B. conceivable that the blank of the pipe or profile component consists of a metallic material or has a metallic material. So z. B. pipe or profile components made of steel materials, light metals, but also difficult to deform metallic materials are formed incrementally in the manner according to the invention. In another embodiment, however, it is also conceivable that the blank of the pipe or profile component consists of a plastic-containing material, preferably a thermoplastic material.
Weiterhin kann der Rohling eine kreissymmetrische oder in sich geschlossene profilierte Querschnittsform aufweisen. Neben der klassischen Umformung kreissymmetrischer oder ovalisierter Rohre kann das erfindungsgemäße Verfahren aufgrund seiner hohen Flexibilität der Geometrieerzeugung besonders gut für Profile nahezu beliebiger Querschnitte eingesetzt werden. So können aufgrund der flexiblen Beweglichkeit der Umformwerkzeuge problemlos auch eckige oder sonst komplex geformte Profilquerschnitte umgeformt werden, was bisher nur viel aufwändiger mittels Innenhochdruckumformung möglich war.Furthermore, the blank may have a circular-symmetrical or self-contained profiled cross-sectional shape. In addition to the classic deformation of circularly symmetrical or ovalized tubes, the method according to the invention can be used particularly well for profiles of almost any cross-section due to its high flexibility of geometry generation. Thus, due to the flexible mobility of the forming tools even angular or otherwise complex shaped profile cross-sections can be reshaped, which was previously only much more complex by hydroforming possible.
In einer weiteren Ausgestaltung kann das mindestens eine Umformwerkzeug und der Rohling zumindest lokal mechanisch miteinander wechselwirken. So kann aufgrund eines mechanischen Kontaktes zwischen Rohling und Umformwerkzeug das Material des Rohlings lokal plastisch verformt und damit dauerhaft in eine veränderte Topographie gebracht werden.In a further embodiment, the at least one forming tool and the blank interact mechanically with each other at least locally. Thus, due to a mechanical contact between the blank and the forming tool, the material of the blank can be plastically deformed locally and thus permanently brought into a different topography.
Es ist in einer anderen Ausgestaltung aber auch denkbar, dass das mindestens eine Umformwerkzeug und der Rohling zumindest lokal berührungslos miteinander wechselwirken. So kann z. B. die magnetische Wechselwirkung zu einer Umformung ausgenutzt werden, indem zumindest punktuell mindestens ein Umformwerkzeug ein Werkzeug für die elektromagnetische Umformung aufweist. Derartige Werkzeuge für die elektromagnetische Umformung sind an sich bekannt und erlauben aufgrund hoher und schlagartig erzeugter magnetischer Felder eine sehr schnelle lokale Umformung von insbesondere Blechen und Rohren. In another embodiment, however, it is also conceivable that the at least one forming tool and the blank interact with each other at least locally without contact. So z. B. the magnetic interaction can be exploited to a deformation by at least selectively at least one forming tool has a tool for the electromagnetic deformation. Such tools for the electromagnetic deformation are known per se and allow due to high and abruptly generated magnetic fields a very fast local deformation of particular sheets and tubes.
Weiterhin ist es von besonderem Vorteil, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mehr als ein Rohling als Rohr- oder Profilbauteil gleichzeitig in einer derartigen räumlichen Anordnung derart miteinander verformt werden können, dass zumindest im Bereich der umgeformten Abschnitte die Rohlinge, vorzugsweise formschlüssig oder kraftschlüssig, miteinander verbunden werden. Ordnet man z. B. zwei jeweils rohr- oder profilförmige Rohteile mit leicht variierenden Querschnittsabmessungen koaxial zueinander und der kleinere Rohling innenliegend innerhalb des größeren Rohlings an, so kann aufgrund der lokalen Umformung zumindest in einzelnen umgeformten Abschnitten der innenliegende Rohling so kraft- oder formschlüssig an den außenliegenden Rohling angelegt werden, dass diese beiden Rohlinge miteinender dauerhaft verbunden werden.Furthermore, it is of particular advantage that in the method according to the invention more than one blank as a pipe or profile component can be deformed together in such a spatial arrangement that at least in the region of the deformed sections, the blanks, preferably positively or non-positively connected to each other become. If you assign z. B. two each tubular or profile-shaped blanks with slightly varying cross-sectional dimensions coaxially to each other and the smaller blank inside within the larger blank, so may due to the local deformation at least in individual deformed sections of the inner blank so non-positively or positively applied to the outer blank be that these two blanks miteinender permanently connected.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Umformung, insbesondere zum Aufweiten von Rohr- oder Profilbauteilen, wobei ein innerhalb eines Rohlings des Rohr- oder Profilbauteils angeordnetes Werkzeug den Rohling umformt, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der das mindestens eine Umformwerkzeug derart relativ zu dem Rohling bewegbar ausgebildet ist, dass das mindestens eine Umformwerkzeug den Rohling aufgrund der ausgeführten Bewegungen durch lokale plastische Umformung inkrementell und sukzessive in die umgeformte Fertigform umformt. Vorstehend zu dem Verfahren wurden schon die Eigenschaften und Merkmale sowie die sich daraus ergebenden Vorteile des Verfahrens dargestellt, die ebenso für die vorliegende Vorrichtung zutreffen und auf die ausdrücklich auch zu der Vorrichtung Bezug genommen wird. Daher werden im Folgenden weitgehend nur noch zusätzliche Aspekte der Vorrichtung eingehender erläutert, die nicht schon vorstehend für das Verfahren beschrieben wurden.The invention further relates to a device for forming, in particular for expanding pipe or profile components, wherein a tool arranged within a blank of the pipe or profile component transforms the blank, in particular for carrying out the method according to
Für die kinematische Umkehr der auszuführen Relativbewegungen oder auch zur Bereitstellung zusätzlicher Beweglichkeiten kann es bei der Vorrichtung von Vorteil sein, wenn die Vorrichtung neben der Halterung des Rohr- oder Profilbauteils auch die Möglichkeit bereit stellt, dass der Rohling derart gehaltert und bewegbar ausgebildet wird, dass der Rohling bei der Umformung relativ zu dem mindestens einen Umformwerkzeug verdrehbar und/oder verschiebbar ist. Hierdurch können alternativ zu der Bewegung des Umformwerkzeuges Relativbewegungen zwischen Umformwerkzeug und Rohling auch durch eine Bewegung des Rohlings selbst erzeugt werden. So kann es z. B. einfacher möglich sein, eine tangentiale, sprich in Umfangsrichtung verlaufende Relativbewegung zwischen Rohling und Umformwerkzeug dadurch auszuführen, dass der Rohling um seine Längsachse rotiert wird.For the kinematic reversal of the relative movements or also to provide additional mobility, it may be advantageous in the device if the device in addition to the support of the pipe or profile component also provides the possibility that the blank is designed such held and movable that the blank during the forming relative to the at least one forming tool is rotatable and / or displaceable. As a result, as an alternative to the movement of the forming tool, relative movements between the forming tool and the blank can also be generated by a movement of the blank itself. So it may be z. B. be easier to perform a tangential, ie extending in the circumferential direction relative movement between the blank and forming tool characterized in that the blank is rotated about its longitudinal axis.
Besonders stabil in Bezug auf die wirkenden Umformkräfte ist eine Ausgestaltung des mindestens einen Umformwerkzeugs, bei der das mindestens eine Umformwerkzeug an einem an den Querschnitt des Rohlings des Rohr- oder Profilbauteils angepassten Werkzeughalter angeordnet und relativ zu diesem Werkzeughalter beweglich ausgebildet ist. Der Werkzeughalter kann bei einem kreissymmetrischen Querschnitt des Rohlings etwa stangenartig ebenfalls mit kreissymmetrischem Querschnitt ausgebildet werden und nur etwas kleiner als der Innendurchmesser des Rohlings sein, so dass er die radialen Umformkräfte besonders gut und ohne unzulässige Verformungen aufnehmen kann. Relativ zu diesem Werkzeughalter und mittels in dem Werkzeughalter angeordneter Antriebe kann dann das mindestens eine Umformwerkzeug relativ zu dem Werkzeughalter bewegt und für die Umformung an das Rohteil angepresst werden. Denkbar ist es aber auch, dass die jeweils lokal wirkenden Umformkräfte im Inneren des Rohr- oder Profilbauteils selbst dadurch kompensiert und dadurch gar nicht auf den Werkzeughalter aufgebracht werden, indem zwei gegengleiche Verformungen gleichzeitig und z. B. um 180° versetzt an dem Querschnitt des Rohr- oder Profilbauteils ausgeführt werden und sich dadurch gegenseitig in ihrer Kraftwirkung auf das Rohr- oder Profilbauteil aufheben. Auch kann gegenüberliegend zu dem die eigentliche lokale Umformung ausführenden Umformwerkzeug ein passive und ggf. gar keine Umformung ausführendes passives Abstützwerkzeug angeordnet werden, so dass auch hier die resultierende Kraftwirkung auf das Rohr- oder Profilbauteil weitgehend oder komplett kompensiert wird.Particularly stable with respect to the acting forming forces is an embodiment of the at least one forming tool, wherein the at least one forming tool is arranged on a adapted to the cross section of the blank of the pipe or profile component tool holder and is designed to be movable relative to this tool holder. In the case of a circular-symmetrical cross-section of the blank, the tool holder can also be designed with a circular symmetrical cross section and only slightly smaller than the inner diameter of the blank, so that it can absorb the radial forming forces particularly well and without undue deformation. Relative to this tool holder and arranged in the tool holder drives then the at least one forming tool can be moved relative to the tool holder and pressed for the forming of the blank. It is also conceivable, however, that the respectively locally acting forming forces in the interior of the pipe or profile component itself compensated thereby and are not applied to the tool holder by two opposing deformations simultaneously and z. B. offset by 180 ° to be performed on the cross section of the pipe or profile component and thereby cancel each other in their force on the pipe or profile component. Also can be arranged opposite to the actual local forming exporting forming a passive and possibly no deformation exporting passive support tool, so that here the resulting force on the pipe or profile component is largely or completely compensated.
In einer ersten denkbaren Ausgestaltung kann das Umformwerkzeug und/oder das Gegenwerkzeug ein stichelartig ausgebildetes, punktuell wirkendes Umformwerkzeug sein, das z. B. ein abgerundet ausgebildetes, vorzugsweise halbkugelig ausgebildetes Wirkende zur mechanischen Umformung des Rohteils aufweisen kann. Hierdurch ist eine geometrisch eindeutige Formgebung des Umformwerkzeuges gegeben, die eine Vielzahl von Umformgeometrien erzeugen kann. Abhängig von Durchmesser des stichelartig ausgebildeten Umformwerkzeuges und dem Radius des Wirkendes sind auch nahezu eckige Umformgeometrien erzeugbar.In a first conceivable embodiment, the forming tool and / or the counter tool may be a punctiform formed, punctiform acting forming tool, the z. B. may have a rounded trained, preferably hemispherical trained end effector for mechanical deformation of the blank. As a result, a geometrically unique shape of the forming tool is given, which can produce a variety of Umformgeometrien. Depending on the diameter of the prickly trained Forming tool and the radius of the action end are also almost square Umformgeometrien generated.
In einer anderen denkbaren Ausgestaltung kann das Umformwerkzeug und/oder das Gegenwerkzeug ein linienartig wirkendes Umformwerkzeug, z. B. ein rollenartig oder walzenartig ausgebildetes Umformwerkzeug zur mechanischen Umformung des Rohteils aufweisen. Hierdurch wird der Wirkbereich des Umformwerkzeuges verlängert und es wird möglich, z. B. durch wälzgelagerte Ausführung derartiger rollenartig oder walzenartig ausgebildeter Umformwerkzeuge die Reibungskräfte in der Umformzone zu verringern.In another conceivable embodiment, the forming tool and / or the counter-tool a linear acting forming tool, for. B. have a roll-like or roller-like formed forming tool for mechanical deformation of the blank. As a result, the effective range of the forming tool is extended and it is possible, for. B. to reduce the frictional forces in the forming zone by roller bearing design of such roller-like or roller-like formed forming tools.
Auch ist es in weiterer Ausgestaltung denkbar, dass das Umformwerkzeug und/oder das Gegenwerkzeug eine Formgebung aufweist, die an die herzustellende Form des umzuformenden Abschnittes des Rohr- oder Profilbauteils angepasst ist. Bei komplexen Umformgeometrien kann hierdurch eine Vereinfachung der Umformung erreicht werden, indem ein Teil der Geometrieinformation, die sonst durch sukzessive inkrementelle Umformung hergestellt werden müsste, durch die Formgebung von Umformwerkzeug und/oder Gegenwerkzeug bereitgestellt wird.It is also conceivable in a further embodiment that the forming tool and / or the counter-tool has a shape which is adapted to the shape to be produced of the section of the pipe or profile component to be formed. In the case of complex forming geometries, a simplification of the forming can thereby be achieved by providing a part of the geometry information that otherwise would have to be produced by successive incremental forming through the shaping of the forming tool and / or counter-tool.
Für die Ausführung der Bewegungen des Umformwerkzeugs und/oder des Gegenwerkzeugs ist es von Vorteil, wenn das mindestens eine Umformwerkzeug und/oder des Gegenwerkzeugs mechanisch und/oder elektrisch und/oder fluidisch bewegbar und steuerbar ausgebildet ist. Hierdurch können konventionelle Bewegungssteuerungen auf herkömmlichen Werkzeugmaschinen genutzt oder entsprechende Komponenten zur Herstellung spezieller Maschinen bereitgestellt werden.For the execution of the movements of the forming tool and / or the counter tool, it is advantageous if the at least one forming tool and / or the counter tool is formed mechanically and / or electrically and / or fluidically movable and controllable. As a result, conventional motion controls can be used on conventional machine tools or appropriate components can be provided for the production of special machines.
Von Vorteil für die Erhöhung der Komplexität erzielbarer Umformungen ist es, wenn jedes der Umformwerkzeuge einen eigenständigen Antrieb zur Relativverstellung zu anderen Werkzeugen und/oder zum Werkzeughalter aufweist. Dies erlaubt ein Höchstmaß von Flexibilität, erfordert aber auch gerade bei zeitlich paralleler Anwendung mehrerer Umformwerkzeuge eine Beachtung der Kollisionsproblematik.An advantage for increasing the complexity of recoverable transformations is when each of the forming tools has an independent drive for relative adjustment to other tools and / or the tool holder. This allows a maximum of flexibility, but also requires attention to the collision problem, especially when several forming tools are used in parallel at the same time.
In einer anderen denkbaren Ausgestaltung kann das mindestens eine Umformwerkzeug mittels magnetischer Wirkung, vorzugsweise mittels elektromagnetischer Kräfte, bewegbar und steuerbar ausgebildet sein. So kann z. B. durch innerhalb oder außerhalb des Rohlings angeordnete Elektromagneten die Bewegung einzelner Umformwerkzeuge ausgelöst und ggf. auch gesteuert werden, wobei in weiterer Ausgestaltung die magnetische Wirkung auf das Umformwerkzeug innerhalb des Werkzeughalters erzeugt wird oder das Umformwerkzeug mittels außerhalb des Rohlings angeordneter Magneteinrichtungen bewegt wird.In another conceivable embodiment, the at least one forming tool can be designed to be movable and controllable by means of magnetic action, preferably by means of electromagnetic forces. So z. B. triggered by inside or outside of the blank electromagnets the movement of individual forming tools and optionally also controlled, in a further embodiment, the magnetic effect is generated on the forming tool within the tool holder or the forming tool is moved by means disposed outside of the blank magnetic devices.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt die Zeichnung.A particularly preferred embodiment of the method according to the invention is shown in the drawing.
Es zeigen:Show it:
In der
In der
In den
In der
In der
In der
Die
In einer Ausgestaltung gemäß
In den
In den
In der
Die
Die
In der
Die Anwendungsbereiche für die erfindungsgemäße inkrementelle Umformung von Rohr- oder Profilbauteilen
Die
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Rohlingblank
- 22
- Umformwerkzeugforming tool
- 33
- Verstellrichtung UmformwerkzeugAdjustment direction forming tool
- 4, 4', 4''4, 4 ', 4' '
- Umformgeometrieforming geometry
- 55
- Mittelachse RohlingCentral axis blank
- 66
- Lagerung UmformwerkzeugStorage forming tool
- 77
- Eckbereichcorner
- 88th
- Gegenwerkzeugcounter-tool
- 99
- lose Kugel als Umformwerkzeugloose ball as a forming tool
- 1010
- Magnetmagnet
- 1111
- Magnet für elektromagnetische UmformungMagnet for electromagnetic transformation
- 1212
- Rohr- oder ProfilbauteilPipe or profile component
- 1313
- Werkzeughaltertoolholder
- 1414
- Abschnitt geringerer WandstärkeSection of lesser wall thickness
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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