DE102016002396A1 - Method and device for incremental forming of pipe or profile components - Google Patents

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Erman A. Tekkaya
Goran Grzancic
Christoph Becker
Sebastian Michel
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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.

Figure DE102016002396A1_0001
Figure DE102016002396A1_0001

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 claim 1 and a device suitable for carrying out the method according to the preamble of claim 25.

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 DIN8585-3 ), bei dem der gesamte Durchmesser des Rohres durch das Hineindrücken oder Durchziehen eines starren Dornwerkzeugs/Weitkörpers, das einen im Vergleich zum Rohrinnendurchmesser größeren Außendurchmesser aufweist, vergrößert wird. Die erzielbaren Geometrien sind dabei immer symmetrisch bzw. bei Rohren rotationssymmetrisch.Further processes for internal tube forming include, for example, the widening of hollow bodies (see DIN8585-3 ), in which the entire diameter of the tube is increased by pushing in or pulling through a rigid mandrel tool / wide body, which has a larger outer diameter compared to the tube inner diameter. The achievable geometries are always symmetrical or rotationally symmetric in tubes.

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 claim 1 and in terms of the device from the features of claim 25, respectively, in cooperation with the features of the associated preamble. Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims.

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 claim 1, wherein the at least one forming tool in such a way is designed to be movable relative to the blank that the at least one forming tool, the blank due to the executed movements by local plastic deformation incrementally and successively transforms into the formed finished mold. The method has already outlined the characteristics and features and the resulting advantages of the method, which are equally applicable to the present device and to which reference is expressly made to the device. Therefore, only additional aspects of the device that have not already been described above for the method will be explained in more detail below.

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:

1a, 1b – eine erste Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem kreissymmetrisch ausgebildeten Rohling des Rohr- oder Profilbauteils und einem radial nach oben und unten verfahrbaren stichelartigen Umformwerkzeug in einem Schnitt (1b) und die sich daraus ergebende Umformgeometrie des Rohr- oder Profilbauteils (1a), 1a . 1b A first embodiment of the method according to the invention with a circularly symmetrical blank of the tube or profile component and a radially upwardly and downwardly movable tibial forming tool in a cut ( 1b ) and the resulting forming geometry of the pipe or profile component ( 1a )

2 – eine andere Umformgeometrie eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings des Rohr- oder Profilbauteils mit einem axial verfahrbaren stichelartigen Umformwerkzeug in einer geschnittenen räumlichen Ansicht, 2 A different forming geometry of a circularly symmetrical blank of the pipe or profile component with an axially movable tambourine forming tool in a sectional spatial view,

3a, 3b – eine weitere Umformgeometrie eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings des Rohr- oder Profilbauteils mit einem tangential in Umfangsrichtung verstellbaren stichelartigen Umformwerkzeug und die sich daraus ergebende Umformgeometrie des Rohr- oder Profilbauteils, 3a . 3b A further forming geometry of a circularly symmetrical blank of the pipe or profile component with a tangentially circumferential shaping tool which is adjustable in the circumferential direction and the resulting forming geometry of the pipe or profile component,

4 – eine weitere Umformgeometrie eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings des Rohr- oder Profilbauteils mit einem radial, axial und tangential in Umfangsrichtung verstellbaren stichelartigen Umformwerkzeug und eine damit herstellbare Umformgeometrie des Rohr- oder Profilbauteils, 4 A further forming geometry of a circularly symmetrical blank of the pipe or profile component with a radially, axially and tangentially adjustable in the circumferential direction stylet-like forming tool and thus produced Umformgeometrie the pipe or profile component,

5 – eine mit den Bewegungsmöglichkeiten des stichelartigen Umformwerkzeugs der 4 erzielbare Umformgeometrie des Rohr- oder Profilbauteils bei schraubenartiger Überlagerung der axialen und radialen Umformung, 5 - One with the possibilities of movement of the tapping-like forming tool 4 achievable forming geometry of the pipe or profile component with helical superimposition of the axial and radial deformation,

6 – eine weitere Umformgeometrie eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings des Rohr- oder Profilbauteils mit einem radial verstellbaren und um die radiale Verstellachse zusätzlich verschwenkbaren Umformwerkzeug, mit dem hinterschnittartige Formgebungen erzeugt werden können, 6 A further forming geometry of a circularly symmetrical blank of the pipe or profile component with a radially adjustable shaping tool which can additionally be pivoted about the radial adjusting axis and with which undercut-like shapes can be produced,

7 – eine andere Umformgeometrie eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings des Rohr- oder Profilbauteils mit einem radial verstellbaren und quer zu der radialen Verstellachse zusätzlich verschwenkbaren Umformwerkzeug, mit dem in axialer Richtung abgerundete Aufweitungen erzeugt werden können, 7 A different forming geometry of a circularly symmetrical blank of the pipe or profile component with a radially adjustable forming tool which can additionally be pivoted transversely to the radial adjusting axis, with which widening in the axial direction can be produced;

8 – Beispiele für mehrere gleichzeitig an einem kreissymmetrisch ausgebildeten Rohling des Rohr- oder Profilbauteils radial verstellbare und inkrementell umformende Werkzeuge, die an unterschiedlichen Stellen des gleichen Querschnittsabschnitts des Rohlings im Eingriff sind, 8th Examples of a plurality of simultaneously radially adjustable and incremental forming tools on a circularly symmetrical blank of the pipe or profile component, which are engaged at different points of the same cross-sectional section of the blank,

9 – ein Beispiel für eine erzielbare Umformgeometrie eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings des Rohr- oder Profilbauteils, bei dem mehrere radial und axial verstellbare und inkrementell umformende Werkzeuge an unterschiedlichen Stellen des gleichen Querschnittsabschnitts und axial versetzt zueinander an unterschiedlichen Querschnittsabschnitten des Rohlings im Eingriff sind, 9 An example of an achievable forming geometry of a circularly symmetrical blank of the pipe or profile component, in which a plurality of radially and axially adjustable and incrementally reshaping tools are engaged at different points of the same cross-sectional section and axially offset from one another at different cross-sectional sections of the blank,

10a10d – Beispiele für die Formgebung unterschiedlicher Umformwerkzeuge bei radialer Umformung eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings des Rohr- oder Profilbauteils mit stichelartig konvexer (10a), flach linienförmiger (10b) und konkav linienförmiger (10c) Formgebung des Umformwerkzeugs sowie einer Kombination eines flach linienförmigen mit einem stichelartig konvexen Umformwerkzeug (10d) am gleichen Querschnittsabschnitt des Rohlings, 10a - 10d Examples of the shaping of different forming tools in radial deformation of a circularly symmetrical blank of the pipe or profile component with a pin-like convex ( 10a ), flat line ( 10b ) and concave line ( 10c ) Shaping the forming tool and a combination of a flat-line with a spiky-convex forming tool ( 10d ) at the same cross-sectional portion of the blank,

11a11d – Beispiele für die Ausführung unterschiedlicher Umformwerkzeuge bei radialer Umformung eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings des Rohr- oder Profilbauteils mit einem starren, stichelartig konvexen (11a), einem walzenartig wälzgelagerten linienförmigen (11b), einem wälzgelagerten Rollenwerkzeug (11c) sowie einem kugeligen wälzgelagerten Umformwerkzeug (11d), 11a - 11d - Examples of the execution of different forming tools in radial deformation of a circularly symmetrical shaped blank of the pipe or profile component with a rigid, spiky-like convex ( 11a ), a roller-like roller-bearing linear ( 11b ), a roller bearing roller tool ( 11c ) and a spherical roller bearing forming tool ( 11d )

12 – Beispiele für einfache nicht-kreissymmetrische Rohlinge des Rohr- oder Profilbauteils 12 - Examples of simple non-circularly symmetric blanks of the pipe or profile component

13 – eine weitere Umformgeometrie eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings des Rohr- oder Profilbauteils mit einem außerhalb des Rohlings angeordneten und mit dem innenliegenden Umformwerkzeug zusammen wirkenden Gegenwerkzeug, 13 A further forming geometry of a circularly symmetrical blank of the pipe or profile component with a counter tool arranged outside the blank and cooperating with the inner forming tool,

14 – ein Beispiel für ein magnetisch betätigtes kugelförmiges und loses Umformwerkzeug, das zur radialen inkrementellen Umformung eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings des Rohr- oder Profilbauteils eingesetzt werden kann, 14 An example of a magnetically actuated spherical and loose forming tool which can be used for the radial incremental deformation of a circularly symmetrical blank of the pipe or profile component,

15 – ein Beispiel für ein magnetisch wirkendes Umformwerkzeug, das mittels elektromagnetischer Umformung zur radialen inkrementellen Umformung eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings des Rohr- oder Profilbauteils eingesetzt werden kann, 15 An example of a magnetically acting forming tool that can be used by means of electromagnetic forming for the radial incremental deformation of a circularly symmetrical blank of the pipe or profile component,

16 – ein Beispiel für ein erfindungsgemäß längserstrecktes Rohr- oder Profilbauteilen, dem eine Krümmung mittels Umformwerkzeugin Längsrichtung aufgeprägt wurde. 16 An example of a longitudinally extended pipe or profile component according to the invention, to which a curvature has been impressed in the longitudinal direction by means of a forming tool.

In der 1 ist eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einem kreissymmetrisch ausgebildeten Rohling 1 des Rohr- oder Profilbauteils 12 und einem radial nach oben und unten verfahrbaren stichelartigen Umformwerkzeug 2 in einem Schnitt (1b) und die sich daraus ergebende Umformgeometrie 4 des Rohr- oder Profilbauteils 12 (1a) dargestellt. Der kreissymmetrisch ausgebildete Rohling 1, vereinfacht auch als Rohr bezeichnet, wird in der Umformung gemäß der 1 punktuell durch das Umformwerkzeug 2 aufgeweitet, so dass im einfachsten Fall eine warzenartig Ausstülpung 4 als Ergebnis der inkrementellen Umformung in der Außenkontur des Rohlings 1 entsteht. Hierzu wird das stichelartig ausgebildete und im Inneren des Rohlings 1 angeordnete Umformwerkzeug 2 in radialer Richtung 3 langsam nach außen gedrückt und das Wandungsmaterial des Rohlings 1 dadurch in die in der 1a erkennbare warzenartige Ausstülpung 4 gebracht. Das Umformwerkzeug 2 ist hierbei in nicht weiter erkennbarer Weise beweglich und antreibbar an einem Werkzeughalter 13 gelagert, der z. B. ähnlich wie ein Innendrehwerkzeug stangenartig axial in das Innere des Rohlings 1 hinein ragt und die Kraftwirkung zwischen Rohling 1 und Umformwerkzeug 2 abstützt und ausleitet. Hierbei können die Antriebe und Lagerungen des Umformwerkzeuges an dem Werkzeughalter 13 angeordnet und von außen betreibbar sein. Eine derartige inkrementelle Umformung ist aus dem bereich einfacher ebener Blechteile grundsätzlich bekannt und soll daher hier nur insoweit näher erläutert werden, wie dies für das Verständnis der vorliegenden Erfindung von Wichtigkeit ist. Diese radiale punktförmige inkrementelle Umformung stellt dabei den einfachsten Fall der inkrementellen Umformung von Rohr- und Profilbauteilen 12 dar und kann durch die in den folgenden Figuren näher erkennbaren Kinematiken der Bewegung und Anordnung der Umformwerkzeuge 2 erweitert werden.In the 1 is a first embodiment of the method according to the invention with a circularly symmetrical blank 1 of the pipe or profile component 12 and a radially upwardly and downwardly movable prong-like forming tool 2 in a section ( 1b ) and the resulting forming geometry 4 of the pipe or profile component 12 ( 1a ). The circularly symmetrical blank 1 , also referred to as tube, is used in the forming according to the 1 punctually by the forming tool 2 widened, so that in the simplest case a wart-like protuberance 4 as a result of the incremental deformation in the outer contour of the blank 1 arises. For this purpose, the tichartig trained and inside the blank 1 arranged forming tool 2 in the radial direction 3 slowly pressed outwards and the wall material of the blank 1 thereby in the in the 1a recognizable wart-like protuberance 4 brought. The forming tool 2 is here in a manner not further visible movable and drivable on a tool holder 13 stored, the z. B. similar to an internal turning tool rod-like axially into the interior of the blank 1 protrudes into it and the force effect between blank 1 and forming tool 2 supports and diverts. Here, the drives and bearings of the forming tool on the tool holder 13 be arranged and operable from the outside. Such an incremental deformation is basically known from the field of simple planar sheet-metal parts and should therefore be explained in more detail here only insofar as this is of importance for the understanding of the present invention. This radial punctiform incremental forming represents the simplest case of incremental deformation of pipe and profile components 12 can and by the closer in the following figures kinematics of movement and arrangement of the forming tools 2 be extended.

In der 2 ist eine andere Umformgeometrie eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings 1 des Rohr- oder Profilbauteils 12 mit einem axial verfahrbaren stichelartigen Umformwerkzeug 2 in einer geschnittenen räumlichen Ansicht zu erkennen, bei der der Rohling 1 durch die axiale (und ggf. vorherige radiale) Verstellung des Umformwerkzeugs 2 eine flossenartig radial abstehende Umformgeometrie 4 erhalten hat. Hierzu kann z. B. das stichelartig ausgebildete Umformwerkzeug 2 vorab radial so zugestellt werden, dass es über den Innenumfang des Rohlings 1 hervorstehet und wird dann sukzessive in Richtung der Längsachse 5 des Rohlings 1 durch den ganzen Rohling 1 hindurch gedrückt, gezogen oder allgemein hindurch bewegt wird. Dabei verformt das Umformwerkzeug sukzessive und inkrementell die Wandung des Rohlings 1 im Bereich des mechanischen Kontaktes mit dem Rohling 1 und drückt diesen Wandungsabschnitt nach und nach in die gewünschte Umformgeometrie 4. Diese Umformung kann in einem Hub oder auch sukzessive durch mehrere Hübe geringerer Zustellung erfolgen, was primär von dem Grad der Umformung und der Umformeignung des Materials des Rohlings 1 abhängt.In the 2 is another forming geometry of a circularly symmetrical blank 1 of the pipe or profile component 12 with an axially movable tambourine forming tool 2 in a cutaway spatial view, where the blank 1 by the axial (and possibly previous radial) adjustment of the forming tool 2 a fin-like radially projecting Umformgeometrie 4 had received. For this purpose, z. B. the stylet-like forming tool 2 Radially be delivered in advance so that it over the inner circumference of the blank 1 protrudes and then successively in the direction of the longitudinal axis 5 of the blank 1 through the whole blank 1 pushed, pulled or generally moved through. there The forming tool successively and incrementally deforms the wall of the blank 1 in the area of the mechanical contact with the blank 1 and presses this wall section gradually in the desired Umformgeometrie 4 , This deformation can take place in one stroke or else successively by several strokes of lesser feed, which is primarily dependent on the degree of deformation and the forming suitability of the material of the blank 1 depends.

In den 3a und 3b ist eine weitere Umformgeometrie eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings 1 des Rohr- oder Profilbauteils 12 zu erkennen, bei der mit einem tangential in Umfangsrichtung verstellbaren stichelartigen Umformwerkzeug 2 gearbeitet wird. Ebenfalls ist eine beispielhafte sich daraus ergebende Umformgeometrie 4 des Rohr- oder Profilbauteils 12 zu erkennen. Das Umformwerkzeug 2 kann in einem vorgelagerten Bearbeitungsschritt zum Beispiel wie in der 1b radial nach außen eingestellt worden sein und wird gemäß 3b dann durch eine tangentiale bzw. in Umfangsrichtung des kreissymmetrischen Rohteils 12 verlaufende Schwenkbewegung 3 umgeformt werden, anschließend nimmt das Umformwerkzeug 2 die Stellung gemäß Sachnummer 2' ein. Hierdurch ergibt sich entsprechend der Breite des Umformwerkzeugs 2 eine ringförmige Ausstülpung 4 auf der Außenwandung des Rohlings 1. Wiederholt man derartige tangentiale Umformbewegungen 3 des Umformwerkzeugs 2 und verstellt dazwischen das Umformwerkzeug 2 ein wenig in axialer Richtung 5 des Rohlings 1, so ergibt sich nach und nach die breite ringförmige Ausstülpung 4 gemäß 3a. Auch hier kann die Ausstülpung 4 wieder mittels vieler inkrementeller Umformbewegungen des Umformwerkzeuges 2 mit nur wenig Zustellung in Richtung auf die Wandung des Rohlings 1 erfolgen.In the 3a and 3b is another forming geometry of a circularly symmetrical blank 1 of the pipe or profile component 12 to recognize, in which with a tangentially adjustable in the circumferential direction stylet-like forming tool 2 is working. Also, an exemplary resulting forming geometry 4 of the pipe or profile component 12 to recognize. The forming tool 2 can in an upstream processing step for example as in the 1b be adjusted radially outward and is according to 3b then by a tangential or in the circumferential direction of the circularly symmetrical blank 12 running pivoting movement 3 be transformed, then takes the forming tool 2 the position according to item number 2 ' one. This results in accordance with the width of the forming tool 2 an annular protuberance 4 on the outer wall of the blank 1 , Repeating such tangential forming movements 3 of the forming tool 2 and adjusts the forming tool in between 2 a little bit in the axial direction 5 of the blank 1 , the result is gradually the broad annular protuberance 4 according to 3a , Again, the protuberance can 4 again by means of many incremental forming movements of the forming tool 2 with little delivery towards the wall of the blank 1 respectively.

In der 4 ist ein weiteres Beispiel für eine Umformgeometrie 4, 4' eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings 1 des Rohr- oder Profilbauteils 12 mit einem radial, axial und tangential in Umfangsrichtung verstellbaren stichelartigen Umformwerkzeug 2 und eine damit herstellbare Umformgeometrie 4, 4' des Rohr- oder Profilbauteils 12 dargestellt. Hierbei kann entweder durch eine sukzessive Ausführung von axialen Umformungen gemäß 2 unter jeweils tangentialer Zustellung 3 des Umformwerkzeugs 2 oder auch durch sukzessive Ausführung von tangentialen Umformungen gemäß 3b unter jeweils axialer Zustellung 3 des Umformwerkzeugs 2 die nutförmig ausgestülpte Umformgeometrie 4 erzeugt werden. Ebenfalls ist es in analoger Weise möglich, in dieser ausgestülpten Umformgeometrie 4 eine weitere Ausstülpung 4' zu erzeugen, die weiter aus dem Rohling hervor steht. Zur Erzeugung dieser Umformgeometrien 4, 4' ist lediglich das Umformwerkzeug 2 und eine entsprechende Bewegungsvorgabe für das Umformwerkzeug 2 notwendig, die mittels numerischer Steuerung einfach zu gewährleisten ist. Kombiniert man bei den vorstehend beschriebenen Umformungen noch eine angepasste radiale Bewegung 3 des Umformwerkzeugs 2 hinzu, können auch ebene Wandungsbereiche an dem Rohr- oder Profilbauteil 12 erzeugt werden.In the 4 is another example of a forming geometry 4 . 4 ' a circularly symmetrical blank 1 of the pipe or profile component 12 with a radially, axially and tangentially adjustable in the circumferential direction stylet-like forming tool 2 and a forming geometry that can be produced therewith 4 . 4 ' of the pipe or profile component 12 shown. This can be done either by a successive execution of axial transformations according to 2 under each tangential delivery 3 of the forming tool 2 or by successive execution of tangential transformations according to 3b under each axial delivery 3 of the forming tool 2 the groove-shaped bulged Umformgeometrie 4 be generated. It is also possible in an analogous manner, in this everted Umformgeometrie 4 another protuberance 4 ' to produce, which continues to stand out of the blank. For generating these forming geometries 4 . 4 ' is only the forming tool 2 and a corresponding motion specification for the forming tool 2 necessary, which is easy to ensure by means of numerical control. Combined in the above-described transformations still a matched radial movement 3 of the forming tool 2 In addition, even wall areas on the pipe or profile component can 12 be generated.

In der 5 ist eine Abwandlung der Umformgeometrie 4 gemäß 4 zu erkennen, bei der mit den Bewegungsmöglichkeiten des stichelartigen Umformwerkzeugs 2 eine schraubenartige Überlagerung der axialen und radialen Umformung erfolgt ist. Damit wendelt sich die Umformgeometrie 4 auf der Außenwandung des Rohlings 1 einmal halb um den Außenumfang des Rohlings 1 herum. Derartige Formgebungen werden z. B. häufig für fluidische Medien benötigt, um diese fluidische Medien gezielt zu beeinflussen. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich solche Formgebungen 4 an Rohren 12 einfach herstellen Die 6 zeigt eine weitere Umformgeometrie 4 eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings 1 des Rohr- oder Profilbauteils 12 mit einem radial (3) verstellbaren und um die radiale Verstellachse (3) zusätzlich verschwenkbaren Umformwerkzeug 2, mit dem hinterschnittartige Formgebungen 4'' erzeugt werden können. Hierzu wird das in einer Raumrichtung kreuzartige Umformwerkzeug 2 (zu erkennen im rechten Teilbild der 6) vorher gemäß 1b zum Aufweiten der Umformgeometrie 4 des kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings 1 genutzt und dieses kreuzartige Umformwerkzeug 2 dann um die radiale Verstellrichtung 3 herum um 90° gedreht und der Rohling in dieser Stellung des Umformwerkzeugs 2 anschließend in axialer Richtung 5 verformt. Hierdurch bilden die horizontal liegenden Arme des kreuzartigen Umformwerkzeugs 2 die hinterschnittartigen Formgebungen 4'' in der Ausstülpung 4 aus, in die z. B. in Längsrichtung der Achse 5 des Rohlings 1 einsteckbare und führungsartig geführt Stangenelemente oder dgl. eingesteckt werden können.In the 5 is a modification of the forming geometry 4 according to 4 to recognize, in which with the possibilities of movement of the tapping-like forming tool 2 a helical superposition of the axial and radial deformation is done. This turns the forming geometry 4 on the outer wall of the blank 1 once halfway around the outer circumference of the blank 1 around. Such shapes are z. B. often required for fluidic media to influence these fluidic media targeted. With the method according to the invention, such shapes can be 4 on pipes 12 simply manufacture the 6 shows another forming geometry 4 a circularly symmetrical blank 1 of the pipe or profile component 12 with a radial ( 3 ) adjustable and about the radial adjustment axis ( 3 ) additionally swiveling forming tool 2 , with the undercut-like shapes 4 '' can be generated. For this purpose, the cross-shaped in a spatial direction forming tool 2 (recognizable in the right part of the picture) 6 ) according to 1b for expanding the forming geometry 4 of the circularly symmetrical blank 1 used and this cross-like forming tool 2 then to the radial adjustment direction 3 rotated around 90 ° and the blank in this position of the forming tool 2 then in the axial direction 5 deformed. As a result, form the horizontal lying arms of the cross-like forming tool 2 the undercut-like shapes 4 '' in the protuberance 4 out, in the z. B. in the longitudinal direction of the axis 5 of the blank 1 insertable and guide-like guided rod elements or the like. Can be inserted.

In der 7 ist eine andere Umformgeometrie 4 eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings 1 des Rohr- oder Profilbauteils 12 mit einem radial verstellbaren und quer zu der radialen Verstellachse zusätzlich verschwenkbaren Umformwerkzeug 2 zu erkennen, mit dem in axialer Richtung 5 abgerundete Aufweitungen 4 erzeugt werden können. Hierzu wird nach einer anfänglichen Aufweitung gemäß 1b das Umformwerkzeug 2 um eine radiale Querachse 3 herum in die Stellung gemäß Sachnummer 2' verschwenkt und bildet eine gerundete Tasche 4 in der Außenwandung des Rohteils 1. In eine solche Tasche 4 könnten bei entsprechender Breite etwa Sensoren eingebracht werden, die im Inneren des Rohr- oder Profilbauteils 12 herrschende Umgebungsbedingungen erfassen können. Auch könnten derartige Taschen als Schmierstofftaschen dienen oder als mechanischer Mitnehmer dienen.In the 7 is another forming geometry 4 a circularly symmetrical blank 1 of the pipe or profile component 12 with a radially adjustable and transverse to the radial adjustment axis additionally pivotable forming tool 2 to recognize with the in the axial direction 5 rounded expansions 4 can be generated. This is done after an initial expansion according to 1b the forming tool 2 around a radial transverse axis 3 around in the position according to item number 2 ' pivots and forms a rounded pocket 4 in the outer wall of the blank 1 , In such a bag 4 could be introduced with a corresponding width about sensors that are inside the pipe or profile component 12 can capture prevailing environmental conditions. Also, such pockets could serve as lubricant pockets or serve as a mechanical driver.

Die 8 zeigt Beispiele für mehrere gleichzeitig an einem kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings 1 des Rohr- oder Profilbauteils 12 radial verstellbare und inkrementell umformende Umformwerkzeuge 2, die an unterschiedlichen Stellen des gleichen Querschnittsabschnitts des Rohlings 1 im Eingriff sind. Derartige mehrere Werkzeuge 2 können z. B. am Außenumfang eines nicht weiter dargestellten Werkzeughalters 13 und jeweils um den entsprechenden Teilungswinkel versetzt angeordnet werden. Durch jeweils radiales Aufweiten mit diesen Umformwerkzeugen 2 lassen sich die Umformgeometrien 4 gemäß 8 mit z. B. 2 oder 4 Ausstülpungen 4 erzeugen. Hierbei versteht es sich von selbst, dass einzelne oder alle diese Umformwerkzeuge 2 grundsätzlich in alle Bewegungsrichtungen synchron oder unabhängig voneinander bewegt werden können. The 8th shows examples of several simultaneously formed on a circular symmetrical blank 1 of the pipe or profile component 12 radially adjustable and incrementally forming forming tools 2 at different points of the same cross-section of the blank 1 are engaged. Such several tools 2 can z. B. on the outer circumference of a tool holder, not shown 13 and each offset by the corresponding pitch angle. By each radial expansion with these forming tools 2 can be the forming geometries 4 according to 8th with z. B. 2 or 4 protuberances 4 produce. It goes without saying that single or all of these forming tools 2 basically in all directions of movement can be moved synchronously or independently.

In einer Ausgestaltung gemäß 9 ist es auch denkbar, nicht nur am gleichen Querschnittsabschnitt des Rohlings 1 mit mehreren Umformwerkzeugen 2 umzuformen, sondern die Umformwerkzeuge 2 auch in axialer Richtung 5 versetzt innerhalb des Rohlings 1 zur inkrementellen Umformung zu nutzen. Die 9 zeigt ein Beispiel für eine erzielbare Umformgeometrie 4 eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings 1 des Rohr- oder Profilbauteils 12, bei dem mehrere radial und axial verstellbare und inkrementell umformende Umformwerkzeuge 2 jeweils flossenartig heraus stehende Ausstülpungen 4 in der Außenwand des Rohlings 1 erzeugen. Hierzu werden die jeweiligen Umformwerkzeuge 2 zuerst gemäß z. B. 1b radial nach außen gefahren und dann in axialer Richtung 5 des Rohling bewegt. Sind die Umformwerkzeuge 2 z. B. an einem gemeinsamen Werkzeughalter 13 passend angeordnet, so können viele oder alle Ausstülpungen 4 in einem Hub oder mit wenigen Hubbewegungen der Umformwerkzeuge 2 erzeugt werden. Selbstverständlich ist es auch denkbar, die Ausstülpungen mit nur einem Umformwerkzeug oder auch weniger Umformwerkzeugen als in 9 zu erkennen nacheinander herzustellen.In an embodiment according to 9 It is also conceivable, not only on the same cross-sectional section of the blank 1 with several forming tools 2 but reshape the forming tools 2 also in the axial direction 5 offset within the blank 1 to use for incremental forming. The 9 shows an example of an achievable forming geometry 4 a circularly symmetrical blank 1 of the pipe or profile component 12 in which a plurality of radially and axially adjustable and incrementally reshaping forming tools 2 each fins protruding outward protrusions 4 in the outer wall of the blank 1 produce. For this purpose, the respective forming tools 2 first according to z. B. 1b moved radially outward and then in the axial direction 5 of the blank moves. Are the forming tools 2 z. B. on a common tool holder 13 arranged appropriately, so can many or all protuberances 4 in one stroke or with few strokes of the forming tools 2 be generated. Of course, it is also conceivable, the protuberances with only one forming tool or less forming tools than in 9 to recognize one after the other.

In den 10a bis 10d sind Beispiele für die Formgebung unterschiedlicher Umformwerkzeuge 2 bei radialer Umformung eines hier nur beispielhaft kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings 1 des Rohr- oder Profilbauteils 12 einmal mit stichelartig konvexer (10a), flach linienförmiger (10b) und konkav linienförmiger (10c) Formgebung des Umformwerkzeugs 2 sowie in einer Kombination eines flach linienförmigen mit einem stichelartig konvexen Umformwerkzeug (10d) am gleichen Querschnittsabschnitt des Rohlings 1 zu erkennen. Ähnlich wie bei der inkrementellen Umformung ebener Blechbauteile kann durch die Formgebung des Umformwerkzeuges eine Anpassung der Umformung an die gewünschte Umformgeometrie 4 vereinfacht werden. Selbstverständlich können die Umformwerkzeuge 4 auch in Längsrichtung des Rohr- oder Profilbauteils 12 konkave oder konvexe Formgebungen aufweisen.In the 10a to 10d are examples of the shaping of different forming tools 2 in the case of radial deformation of a blank which is circularly symmetrical here, by way of example only 1 of the pipe or profile component 12 once with a spiky convex ( 10a ), flat line ( 10b ) and concave line ( 10c ) Shaping the forming tool 2 as well as in a combination of a flat-line and a punch-like convex forming tool ( 10d ) at the same cross-sectional portion of the blank 1 to recognize. Similar to the incremental forming flat sheet metal components can be an adaptation of the deformation of the desired Umformgeometrie by shaping the forming tool 4 be simplified. Of course, the forming tools 4 also in the longitudinal direction of the pipe or profile component 12 have concave or convex shapes.

In den 11a bis 11d sind Beispiele für die Ausführung unterschiedlicher Umformwerkzeuge 2 bei radialer Umformung eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings 1 des Rohr- oder Profilbauteils 12 mit einem starren, stichelartig konvexen (11a), einem walzenartig wälzgelagerten linienförmigen (11b), einem wälzgelagerten Rollenwerkzeug 2 (11c) sowie einem kugeligen wälzgelagerten Umformwerkzeug 2 (11d) zu erkennen. So kann durch wälzgelagerte Umformwerkzeuge 2, die zudem noch an die Form der herzustellenden Umformgeometrie 4 angepasst sind, eine wesentliche Verbesserung des Umformverhaltens des Rohlings erreicht werden, da hierdurch die Reibungsverhältnisse zwischen Umformwerkzeug 2 und Material des Rohlings in der Umformzone beeinflusst wird. Selbstverständlich können die Umformwerkzeuge 4 auch in Längsrichtung des Rohr- oder Profilbauteils 12 konkave oder konvexe Formgebungen aufweisen.In the 11a to 11d are examples of the execution of different forming tools 2 at radial deformation of a circularly symmetrical blank 1 of the pipe or profile component 12 with a rigid, prickly convex ( 11a ), a roller-like roller-bearing linear ( 11b ), a roller bearing roller tool 2 ( 11c ) and a spherical roller-mounted forming tool 2 ( 11d ) to recognize. So can by rolling-mounted forming tools 2 , in addition to the shape of the Umformgeometrie to be produced 4 are adapted, a significant improvement in the forming behavior of the blank can be achieved, as a result, the friction conditions between forming tool 2 and material of the blank is affected in the forming zone. Of course, the forming tools 4 also in the longitudinal direction of the pipe or profile component 12 have concave or convex shapes.

In der 12 ist an nur exemplarischen Beispielen zu erkennen, dass das erfindungsgemäße Verfahren nicht wie bisher in den 1 bis 11 dargestellt an kreissymmetrischen Querschnitten ausgeführt werden kann, sondern ganz allgemein auch für nicht-kreissymmetrische Rohlinge 1 des Rohr- oder Profilbauteils 12 Anwendung finden kann, insbesondere auch bei nicht-kreissymmetrischen Rohlingen 1 mit Eckbereichen 7 oder sehr kleinen Radien.In the 12 can be seen by way of example only examples, that the inventive method not as previously in the 1 to 11 can be performed on circular symmetric cross-sections, but in general for non-circular symmetric blanks 1 of the pipe or profile component 12 Can be used, especially in non-circularly symmetrical blanks 1 with corner areas 7 or very small radii.

Die 13 zeigt eine weitere Umformgeometrie 4 eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings 1 des Rohr- oder Profilbauteils 12, bei dem die Umformung mit einem außerhalb des Rohlings 1 angeordneten und mit dem innenliegenden Umformwerkzeug 2 zusammen wirkenden Gegenwerkzeug 8 gearbeitet wird. In der einfachsten Ausgestaltung ist das Gegenwerkzeug 8 ortsfest im Bereich der Umformzone angeordnet und stützt das von dem innenliegenden Umformwerkzeug 2 sukzessive heraus gedrückte Material der Wandung des Rohlings 1 gegen die Kraftwirkung des Umformwerkzeugs 2 ab. Hierdurch kann die Genauigkeit der Formgebung der von dem Umformwerkzeug 2 erzeugten Umformgeometrie 4 verbessert werden. Es ist aber auch denkbar, dass das Gegenwerkzeug 8 selbst beweglich ist und z. B. abgestimmt auf die Bewegung des Umformwerkzeugs 2 selbst entsprechende Bewegungen ausführt. Auch kann die Formgebung des Gegenwerkzeugs 8 selbst anders als in der 13 ausgebildet werden, z. B. könnte das Gegenwerkzeug 8 selbst auch stichelartig geformt sein.The 13 shows another forming geometry 4 a circularly symmetrical blank 1 of the pipe or profile component 12 in which the forming with an outside of the blank 1 arranged and with the internal forming tool 2 co-acting counter tool 8th is working. In the simplest embodiment is the counter-tool 8th arranged stationary in the region of the forming zone and supports that of the internal forming tool 2 successively pressed out material of the wall of the blank 1 against the force effect of the forming tool 2 from. As a result, the accuracy of the shaping of the forming tool 2 generated forming geometry 4 be improved. But it is also conceivable that the counter-tool 8th itself is movable and z. B. matched to the movement of the forming tool 2 even carries out appropriate movements. Also, the shaping of the counter tool 8th even differently than in the 13 be formed, for. B. could be the counter tool 8th itself also be shaped like a spike.

Die 14 zeigt ein nur schematisch angedeutetes Beispiel für ein magnetisch betätigtes kugelförmiges und loses Umformwerkzeug 2, das hier zur radialen inkrementellen Umformung eines kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings 1 des Rohr- oder Profilbauteils 12 eingesetzt werden kann. So könnte z. B. ein loses, elektromagnetisches Umformwerkzeug 2 in das Innere des Rohlings 1 eingebracht und dann von der Magnetwirkung des passend außerhalb des Rohlings 1 plazierten Magneten 10 angezogen werden. Verstärkt man nun die Magnetwirkung des Magneten 10, z. B. indem der Magnet 10 als Elektromagnet ausgebildet ist, wird das Umformwerkzeug 2 im abgebildeten Fall radial nach außen gezogen und verformt die Wandung des Rohlings 1 wie in 14 zu erkennen ähnlich warzenförmig wie das mechanisch wirkende stichelartig ausgebildet Umformwerkzeug 2 der 1b. Selbstverständlich kann die Magnetwirkung auch räumlich anders ausgerichtet werden, so dass die Umformung durch das Umformwerkzeug 2 andere Geometrien hervorrufen kann.The 14 shows an example only schematically indicated for a magnetically actuated spherical and loose forming tool 2 , here for the radial incremental deformation of a circularly symmetrical blank 1 of the pipe or profile component 12 can be used. So z. B. a loose, electromagnetic forming tool 2 into the interior of the blank 1 introduced and then by the magnetic effect of fitting outside of the blank 1 placed magnets 10 be attracted. If you now strengthen the magnetic effect of the magnet 10 , z. B. by the magnet 10 is designed as an electromagnet, the forming tool 2 pulled radially outward in the case shown and deforms the wall of the blank 1 as in 14 to recognize similar wart-like as the mechanically acting stylet-like forming tool 2 of the 1b , Of course, the magnetic effect can also be spatially aligned differently, so that the deformation by the forming tool 2 other geometries can cause.

In der 15 wird ein weiteres Beispiel für ein elektromagnetisch wirkendes Umformwerkzeug 2 angegeben, das mittels elektromagnetischer Umformung zur radialen inkrementellen Umformung eines hier nur beispielhaft kreissymmetrisch ausgebildeten Rohlings 1 des Rohr- oder Profilbauteils 12 eingesetzt werden kann. Die elektromagnetische Umformung ist grundsätzlich bekannt und kann zu räumlich begrenzten, aber sehr wirkungsvollen lokalen Umformung elektromagnetischer Materialien benutzt werden. Ein solches elektromagnetisch wirkendes Umformwerkzeug 2 wird wandungsnah im Bereich der Umformzone des Rohlings 1 plaziert und gibt bei einer schlagartigen Freisetzung der Magnetenergie 12 einen mechanisch ebenfalls schlagartigen Impuls auf die entsprechenden Wandungsabschnitte des Rohlings 1, wodurch diese Wandungsabschnitte sich mechanisch verformen und in die umgeformte Umformgeometrie 4 einnehmen.In the 15 becomes another example of an electromagnetically acting forming tool 2 specified by means of electromagnetic deformation for the radial incremental deformation of an example only circularly symmetrical shaped blank 1 of the pipe or profile component 12 can be used. The electromagnetic transformation is basically known and can be used to spatially limited, but very effective local transformation of electromagnetic materials. Such an electromagnetically acting forming tool 2 is close to the wall in the area of the forming zone of the blank 1 placed and gives in a sudden release of magnetic energy 12 a mechanically also abrupt pulse on the corresponding wall sections of the blank 1 , whereby these wall sections deform mechanically and in the formed Umformgeometrie 4 taking.

Die Anwendungsbereiche für die erfindungsgemäße inkrementelle Umformung von Rohr- oder Profilbauteilen 12 liegen zum einen im Strukturleichtbau, z. B. als belastungsangepasste Profile für die Automobilindustrie. Weiterhin ist die wirtschaftliche Anwendung des Verfahrens im Bereich der Möbelindustrie oder Design zu sehen, da die Herstellung von individuellen Freiform-Oberflächen ohne großen Werkzeugeinsatz möglich ist. Der Einsatz der schraubenförmigen Strukturen ist im Bereich der Wärmetechnik in Wärmetauschern (Drallrohre) sowie der Fördertechnik (z. B. Förderschnecken) denkbar.The areas of application for the incremental forming of pipe or profile components according to the invention 12 are on the one hand in structural lightweight, z. B. as load-adapted profiles for the automotive industry. Furthermore, the economic application of the method in the field of furniture industry or design is to be seen, since the production of individual free-form surfaces without great use of tools is possible. The use of the helical structures is conceivable in the field of heat engineering in heat exchangers (swirl tubes) and in conveyor technology (eg screw conveyors).

Die 16 zeigt eine Möglichkeit, den erfindungsgemäß längserstreckten Rohr- oder Profilbauteilen 12 eine Krümmung in Längsrichtung aufzuprägen, um z. B. querschnittsmäßig veränderte und in Längsrichtung gebogene Rohr- oder Profilbauteile 12 herzustellen. Hierbei wird in der 16 die Möglichkeit genutzt, in Längsrichtung verlaufende Wandungsbereiche 14 des Querschnittes so zu verformen, dass sich lokal die Wandstärke des Rohlings 1 verringert und diese lokale Änderung der Wandstärke zu einer einseitigen Längung des Rohr- oder Profilbauteils 12 Biegung des Rohr- oder Profilbauteils 12 führen. Damit können durch das gleiche Umformwerkzeug 2, dass zur Querschnittsveränderung genutzt wird auch die Biegung oder Krümmung des Rohr- oder Profilbauteils 12 erzeugt werden. Auch ist es möglich, derartige Biegungen durch außen an dem Rohling 1 angreifende Biegewerkzeuge wie z. B. ein Drei-Rollen-Biegewerkzeug oder Walzen oder dgl. zu erzeugen.The 16 shows one way, the inventively elongated pipe or profile components 12 to impart a curvature in the longitudinal direction, to z. B. changed in cross-section and bent in the longitudinal direction pipe or profile components 12 manufacture. This is in the 16 used the possibility, extending in the longitudinal direction wall areas 14 deform the cross-section so that locally the wall thickness of the blank 1 decreases and this local change in wall thickness to a one-sided elongation of the pipe or profile component 12 Bending of the pipe or profile component 12 to lead. This can be done by the same forming tool 2 in that the change in cross section is also used for the bending or bending of the pipe or profile component 12 be generated. It is also possible, such bends through the outside of the blank 1 attacking bending tools such. B. a three-roll bending tool or rolls or the like. To produce.

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

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  • DIN8585-3 [0004] DIN8585-3 [0004]

Claims (49)

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, dadurch gekennzeichnet, dass 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.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 one inside the blank ( 1 ) arranged tool ( 2 ), characterized in that 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 incrementally and successively brought into the transformed finished mold by local plastic deformation. Verfahren zur Umformung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) in mindestens einer Raumrichtung (3) relativ zu dem Rohling des Rohr- oder Profilbauteils (12) verfahrbar und/oder um mindestens eine Raumachse (3) schwenkbar angetrieben wird.Forming process according to claim 1, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) in at least one spatial direction ( 3 ) relative to the blank of the pipe or profile component ( 12 ) and / or around at least one spatial axis ( 3 ) is pivotally driven. Verfahren zur Umformung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) in zumindest einer Richtung (3) radial nach innen und/oder außen verfahren wird.Forming process according to claim 2, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) in the forming with respect to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) in at least one direction ( 3 ) is moved radially inward and / or outward. Verfahren zur Umformung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) in axialer Richtung (5) des Rohlings (1) verfahren wird.Forming process according to claim 2, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) in the forming with respect to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) in the axial direction ( 5 ) of the blank ( 1 ). Verfahren zur Umformung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) in im wesentlichen tangentialer Richtung (3) bezogen auf die Außenkontur des Rohlings (1) verfahren wird.Forming process according to claim 2, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) in the forming with respect to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) in a substantially tangential direction ( 3 ) based on the outer contour of the blank ( 1 ). Verfahren zur Umformung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) gleichzeitig in radialer und/oder in axialer und/oder in tangentialer Richtung (3) des Rohlings (1) verfahren wird.Forming process according to one of claims 2 to 5, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) in the forming with respect to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) simultaneously in the radial and / or axial and / or tangential direction ( 3 ) of the blank ( 1 ). Verfahren zur Umformung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) um die radiale und/oder um die axiale und/oder um die tangentiale Bewegungsachse (3) rotiert oder verschwenkt wird.Forming process according to one of claims 2 to 6, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) in the forming with respect to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) about the radial and / or about the axial and / or about the tangential movement axis ( 3 ) is rotated or pivoted. Verfahren zur Umformung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) eine überlagerte Bewegung entlang der radialen und/oder entlang der axialen und/oder entlang der tangentialen Bewegungsachse (3) und/oder Verschwenkungen oder Rotationen um eine oder mehrere dieser Bewegungsachsen (3) ausführt.Forming process according to one of claims 2 to 7, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) in the forming with respect to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) a superimposed movement along the radial and / or along the axial and / or along the tangential axis of motion ( 3 ) and / or pivoting or rotating about one or more of these axes of motion ( 3 ). Verfahren zur Umformung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) die Umformung entlang der gesamten Längsachse (5) des Rohlings (1) oder von Teilen der Längsachse (5) des Rohlings (1) ausführt.Forming process according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) in the forming with respect to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) the deformation along the entire longitudinal axis ( 5 ) of the blank ( 1 ) or parts of the longitudinal axis ( 5 ) of the blank ( 1 ). Verfahren zur Umformung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Umformwerkzeuge (2) bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) gleichzeitig, unabhängig voneinander oder synchron, an verschiedenen Stellen des Rohlings (1) den Rohling (1) jeweils inkrementell umformen.Forming process according to one of the preceding claims, characterized in that two or more forming tools ( 2 ) in the forming with respect to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) simultaneously, independently or synchronously, at different locations of the blank ( 1 ) the blank ( 1 ) in each case incrementally. Verfahren zur Umformung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehreren gleichzeitig umformenden Umformwerkzeuge (2) radial versetzt zueinander an unterschiedlichen Stellen des gleichen Umfangsabschnitts des Rohlings (1) den Rohling (1) jeweils inkrementell umformen.Forming process according to claim 10, characterized in that the two or more forming tools ( 2 ) offset radially to each other at different locations of the same peripheral portion of the blank ( 1 ) the blank ( 1 ) in each case incrementally. Verfahren zur Umformung gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehreren gleichzeitig umformenden Umformwerkzeuge (2) axial versetzt zueinander an unterschiedlichen Querschnittsabschnitten entlang der Längsachse (5) des Rohlings (1) den Rohling (1) jeweils inkrementell umformen.Forming process according to one of claims 9 or 10, characterized in that the two or more forming tools ( 2 ) axially offset from each other at different cross-sectional portions along the longitudinal axis ( 5 ) of the blank ( 1 ) the blank ( 1 ) in each case incrementally. Verfahren zur Umformung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (1) bei der Umformung relativ zu dem mindestens einen Umformwerkzeug (2) verdreht und/oder verschoben wird.Forming process according to one of the preceding claims, characterized in that the blank ( 1 ) during the forming relative to the at least one forming tool ( 2 ) is rotated and / or moved. Verfahren zur Umformung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) zumindest abschnittsweise, vorzugsweise im Bereich der jeweiligen inkrementellen Umformung, von mindestens einem außen an dem Rohling (1) angeordneten, lokal wirkenden Gegenwerkzeug (8) abgestützt wird, das die Formbildung der inkrementellen Umformung mit beeinflusst.Forming process according to one of the preceding claims, characterized in that the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) at least in sections, preferably in the region of the respective incremental deformation, of at least one outside of the blank ( 1 ), locally acting counter tool ( 8th ), which influences the shaping of the incremental deformation. Verfahren zur Umformung gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gegenwerkzeug (8) und das jeweils zugeordnete Umformwerkzeug (2) zueinander koordinierte Bewegungen für die inkrementelle Umformung des zwischen ihnen umzuformenden Abschnittes des Rohlings (1) ausführen, vorzugsweise sich das Gegenwerkzeug (8) passend oder im wesentlichen synchron zu der Bewegung des oder der Umformwerkzeuge (2) mitbewegt. Forming process according to claim 14, characterized in that the at least one counter tool ( 8th ) and the respective associated forming tool ( 2 ) coordinated movements for the incremental deformation of the section of the blank to be formed between them ( 1 ), preferably the counter tool ( 8th ) fitting or substantially synchronous with the movement of the forming tool or tools ( 2 ) moved. Verfahren zur Umformung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (1) im kalten oder im erwärmten Zustand umgeformt wird.Forming process according to one of the preceding claims, characterized in that the blank ( 1 ) is formed in the cold or in the heated state. Verfahren zur Umformung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) ein metallisches Material aufweist.Forming process according to one of the preceding claims, characterized in that the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) comprises a metallic material. Verfahren zur Umformung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) ein kunststoffhaltiges Material, vorzugsweise ein thermoplastisches Material aufweist.Forming process according to one of claims 1 to 16, characterized in that the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) comprises a plastic-containing material, preferably a thermoplastic material. Verfahren zur Umformung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (1) eine kreissymmetrische oder in sich geschlossene oder offene, vorzugsweise geschlitzte profilierte Querschnittsform aufweist.Forming process according to one of the preceding claims, characterized in that the blank ( 1 ) has a circularly symmetrical or self-contained or open, preferably slotted profiled cross-sectional shape. Verfahren zur Umformung gemäß Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die profilierte Querschnittsform eckig ausgebildete Abschnitte (7) aufweist.Forming method according to claim 19, characterized in that the profiled cross-sectional shape has angularly formed sections ( 7 ) having. Verfahren zur Umformung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) und der Rohling (1) zumindest lokal mechanisch miteinander wechselwirken.Forming process according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) and the blank ( 1 ) interact mechanically at least locally. Verfahren zur Umformung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) und der Rohling (1) zumindest lokal berührungslos miteinander wechselwirken.Forming process according to one of claims 1 to 20, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) and the blank ( 1 ) interact with each other at least locally without contact. Verfahren zur Umformung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) ein Werkzeug (11) für die elektromagnetische Umformung aufweist,Forming process according to one of the preceding claims, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) a tool ( 11 ) for the electromagnetic transformation, Verfahren zur Umformung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als ein Rohling (1) als Rohr- oder Profilbauteil (12) gleichzeitig in einer räumlichen Anordnung derart miteinander verformt werden, dass zumindest im Bereich der umgeformten Abschnitte (4) die Rohlinge (1), vorzugsweise formschlüssig oder kraftschlüssig, miteinander verbunden werden.Forming process according to one of the preceding claims, characterized in that more than one blank ( 1 ) as a pipe or profile component ( 12 ) are simultaneously deformed together in a spatial arrangement such that at least in the region of the deformed sections ( 4 ) the blanks ( 1 ), preferably positively or non-positively connected to each other. Vorrichtung zur Umformung, insbesondere zum Aufweiten von Rohr- oder Profilbauteilen (12), wobei ein innerhalb eines Rohlings (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) angeordnetes Werkzeug (2) den Rohling (1) umformt, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) derart relativ zu dem Rohling (2) bewegbar ausgebildet ist, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) den Rohling (1) aufgrund der ausgeführten Bewegungen (3) durch lokale plastische Umformung inkrementell und sukzessive in die umgeformte Fertigform (4) umformt.Device for forming, in particular for expanding pipe or profile components ( 12 ), whereby one within a blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) arranged tool ( 2 ) the blank ( 1 ), in particular for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) relative to the blank ( 2 ) is designed to be movable, that the at least one forming tool ( 2 ) the blank ( 1 ) due to the movements performed ( 3 ) by local plastic deformation incrementally and successively in the formed finished mold ( 4 ) transformed. Vorrichtung gemäß Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) in mindestens einer Raumrichtung (3) relativ zu dem Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) verfahrbar und/oder um mindestens eine Raumachse (3) schwenkbar angetrieben ist.Device according to claim 25, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) in at least one spatial direction ( 3 ) relative to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) and / or around at least one spatial axis ( 3 ) is pivotally driven. Vorrichtung gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) in zumindest einer Richtung (3) radial nach innen und/oder außen verfahrbar ist.Device according to claim 26, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) in the forming with respect to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) in at least one direction ( 3 ) is radially inwardly and / or externally movable. Vorrichtung gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) in axialer Richtung des Rohlings (1) verfahrbar ist.Device according to claim 26, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) in the forming with respect to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) in the axial direction of the blank ( 1 ) is movable. Vorrichtung gemäß Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) in im wesentlichen tangentialer Richtung (3) bezogen auf die Außenkontur des Rohlings (1) verfahrbar ist.Device according to claim 26, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) in the forming with respect to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) in a substantially tangential direction ( 3 ) based on the outer contour of the blank ( 1 ) is movable. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) gleichzeitig in radialer und/oder in axialer und/oder in tangentialer Richtung (3) des Rohlings (1) verfahrbar ist.Device according to one of claims 26 to 29, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) in the forming with respect to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) simultaneously in the radial and / or axial and / or tangential direction ( 3 ) of the blank ( 1 ) is movable. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) um die radiale und/oder um die axiale und/oder um die tangentiale Bewegungsachse (3) rotierbar oder verschwenkbar ist.Device according to one of claims 26 to 30, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) in the forming with respect to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) around the radial and / or around the axial and / or around the tangential movement axis ( 3 ) is rotatable or pivotable. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 26 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) derart bewegbar und steuerbar ist, dass das Umformwerkzeug (2) bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) eine überlagerte Bewegung entlang der radialen und/oder entlang der axialen und/oder entlang der tangentialen Bewegungsachse (3) und/oder Verschwenkungen oder Rotationen um eine oder mehrere dieser Bewegungsachsen (3) ausführt.Device according to one of claims 26 to 31, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) is movable and controllable such that the forming tool ( 2 ) in the forming with respect to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) a superimposed movement along the radial and / or along the axial and / or along the tangential axis of motion ( 3 ) and / or pivoting or rotating about one or more of these axes of motion ( 3 ). Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 25 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehrere Umformwerkzeuge (2) derart bewegbar und steuerbar sind, dass bei der Umformung bezogen auf den Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) gleichzeitig an verschiedenen Stellen der Rohling (1) jeweils inkrementell umgeformt wird.Device according to one of claims 25 to 32, characterized in that two or more forming tools ( 2 ) are movable and controllable in such a way that, during the forming, in relation to the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) simultaneously at different locations of the blank ( 1 ) is in each case incrementally reshaped. Vorrichtung gemäß Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehreren gleichzeitig umformenden Umformwerkzeuge (2) radial versetzt zueinander an unterschiedlichen Stellen des gleichen Umfangsabschnitts des Rohlings (1) angeordnet und derart, unabhängig voneinander oder synchron, bewegbar sind, dass sie den Rohling (1) jeweils inkrementell umformen.Apparatus according to claim 33, characterized in that the two or more simultaneously forming forming tools ( 2 ) offset radially to each other at different locations of the same peripheral portion of the blank ( 1 ) and are movable independently of one another or synchronously in such a way that they move the blank ( 1 ) in each case incrementally. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei oder mehreren gleichzeitig umformenden Umformwerkzeuge (2) axial versetzt zueinander an unterschiedlichen Querschnittsabschnitten entlang der Längsachse (5) des Rohlings (1) angeordnet und derart bewegbar sind, dass sie den Rohling (1) jeweils inkrementell umformen.Device according to one of claims 33 or 34, characterized in that the two or more simultaneously forming forming tools ( 2 ) axially offset from each other at different cross-sectional portions along the longitudinal axis ( 5 ) of the blank ( 1 ) are arranged and movable so that they the blank ( 1 ) in each case incrementally. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 25 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (1) derart gehaltert und bewegbar ausgebildet ist, dass der Rohling (1) bei der Umformung relativ zu dem mindestens einen Umformwerkzeug (2) verdrehbar und/oder verschiebbar ist.Device according to one of claims 25 to 35, characterized in that the blank ( 1 ) is designed such that it is movable and that the blank ( 1 ) during the forming relative to the at least one forming tool ( 2 ) is rotatable and / or displaceable. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 25 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) an einem an den Querschnitt des Rohlings (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) angepassten Werkzeughalter (13) angeordnet und relativ zu diesem Werkzeughalter (13) beweglich ausgebildet ist.Device according to one of claims 25 to 36, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) at one to the cross section of the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) adapted tool holder ( 13 ) and relative to this tool holder ( 13 ) is designed to be movable. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 25 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformwerkzeug (2) und/oder das Gegenwerkzeug (8) ein stichelartig ausgebildetes, punktuell wirkendes Umformwerkzeug (2) sind.Device according to one of claims 25 to 37, characterized in that the forming tool ( 2 ) and / or the counter tool ( 8th ) a punctiform trained, punctually acting forming tool ( 2 ) are. Vorrichtung gemäß Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, dass das stichelartig ausgebildete Umformwerkzeug (2) und/oder das Gegenwerkzeug (8) ein abgerundet ausgebildetes, vorzugsweise halbkugelig ausgebildetes Wirkende zur mechanischen Umformung des Rohteils (1) aufweist.Device according to claim 38, characterized in that the forming tool ( 2 ) and / or the counter tool ( 8th ) a rounded trained, preferably hemispherical trained end of action for the mechanical deformation of the blank ( 1 ) having. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 25 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformwerkzeug (2) und/oder das Gegenwerkzeug (8) ein linienartig wirkendes Umformwerkzeug (2) zur mechanischen Umformung des Rohteils (1) aufweist.Device according to one of claims 25 to 37, characterized in that the forming tool ( 2 ) and / or the counter tool ( 8th ) a linear-like forming tool ( 2 ) for mechanical deformation of the blank ( 1 ) having. Vorrichtung gemäß Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass das linienartig wirkende Umformwerkzeug (2) und/oder das Gegenwerkzeug (8) ein rollenartig oder walzenartig ausgebildetes Umformwerkzeug (2) ist.Apparatus according to claim 40, characterized in that the linear acting forming tool ( 2 ) and / or the counter tool ( 8th ) a roll-like or roller-like formed forming tool ( 2 ). Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 25 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformwerkzeug (2) und/oder das Gegenwerkzeug (8) eine Formgebung aufweist, die an die herzustellende Form des umzuformenden Abschnittes (4) des Rohr- oder Profilbauteils (12) angepasst ist.Device according to one of claims 25 to 41, characterized in that the forming tool ( 2 ) and / or the counter tool ( 8th ) has a shape that corresponds to the shape of the section to be formed ( 4 ) of the pipe or profile component ( 12 ) is adjusted. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 25 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) zumindest abschnittsweise, vorzugsweise im Bereich (4) der jeweiligen inkrementellen Umformung, von mindestens einem außen an dem Rohling (1) angeordneten, lokal wirkenden Gegenwerkzeug (8) abgestützt ist, das die Formbildung der inkrementellen Umformung mit beeinflusst.Device according to one of claims 25 to 42, characterized in that the blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) at least in sections, preferably in the region ( 4 ) of the respective incremental deformation, of at least one outside of the blank ( 1 ), locally acting counter tool ( 8th ), which influences the shaping of the incremental forming. Vorrichtung gemäß Anspruch 43, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gegenwerkzeug (8) entlang der Außenkontur des sich inkrementell verformenden Rohlings (1) des Rohr- oder Profilbauteils (12) relativ bewegbar und/oder verschwenkbar angeordnet ist.Device according to claim 43, characterized in that the at least one counter tool ( 8th ) along the outer contour of the incrementally deforming blank ( 1 ) of the pipe or profile component ( 12 ) is arranged relatively movable and / or pivotable. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 43 oder 44, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Gegenwerkzeug (8) eine Formgebung aufweist, die zumindest abschnittsweise an die herzustellende Form des umzuformenden Abschnittes (4) des Rohr- oder Profilbauteils (12) angepasst ist.Device according to one of claims 43 or 44, characterized in that the at least one counter-tool ( 8th ) has a shape which at least in sections to the shape of the section to be formed ( 4 ) of the pipe or profile component ( 12 ) is adjusted. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 25 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) mechanisch und/oder elektrisch und/oder fluidisch bewegbar und steuerbar ausgebildet ist. Device according to one of claims 25 to 45, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) is formed mechanically and / or electrically and / or fluidically movable and controllable. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 25 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Umformwerkzeuge (2) einen eigenständigen Antrieb zur Relativverstellung zu anderen Umformwerkzeugen (2) und/oder zum Werkzeughalter (13) aufweist.Device according to one of claims 25 to 46, characterized in that each of the forming tools ( 2 ) an independent drive for relative adjustment to other forming tools ( 2 ) and / or to the tool holder ( 13 ) having. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 25 bis 47, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Umformwerkzeug (2) mittels magnetischer Wirkung (10), vorzugsweise mittels elektromagnetischer Kräfte, bewegbar und steuerbar ausgebildet ist.Device according to one of claims 25 to 47, characterized in that the at least one forming tool ( 2 ) by magnetic action ( 10 ), preferably by means of electromagnetic forces, is designed to be movable and controllable. Vorrichtung gemäß Anspruch 48, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Wirkung (10) auf das Umformwerkzeug (2) innerhalb des Werkzeughalters (13) erzeugt wird oder das Umformwerkzeug (2) mittels außerhalb des Rohlings (1) angeordneter Magneteinrichtungen (10) bewegt wird.Device according to claim 48, characterized in that the magnetic effect ( 10 ) on the forming tool ( 2 ) within the tool holder ( 13 ) or the forming tool ( 2 ) by means of outside the blank ( 1 ) arranged magnetic devices ( 10 ) is moved.
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CN113333621A (en) * 2021-06-11 2021-09-03 孙冬 Welding seam-free forming method for spherical tank
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