DE10202791A1 - Verfahren zur hydromechanischen Umformung von Blechteilen und Umformwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Verfahren zur hydromechanischen Umformung von Blechteilen und Umformwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur hydromechanischen Umformung von Blechbauteilen (1) und ein Umformwerkzeug (2, 2', 2'') zur Durchführung des Verfahrens. Das Umformwerkzeug (2, 2', 2'') besteht aus einem Unterwerkzeug (3, 23) und einem Oberwerkzeug (4, 22, 30), die öffen- und schließbar sind. Zwischen den beiden Werkzeugteilen ist das Blechbauteil (1) einspannbar, das den Innenraum (5) des Umformwerkzeuges (2, 2', 2'') in einen Druckraum (6) und einen Matrizenraum (7) unterteilt. Erfindungsgemäß wird nach der Umformung des Blechbauteiles (1) mittels eines Wirkmediums (14) bei noch geschlossenem Umformwerkzeug (2, 2', 2'') über eine Druckgasleitung (16) ein Druckgas in den Druckraum (6) eingeleitet. Dadurch wird ein möglicherweise entstehender Unterdruck durch das abfließende Wirkmedium verhindert und somit eine ungewollte nachträgliche Verformung des Blechbauteiles (1) ausgeschlossen. Zusätzlich wird über die Einleitung des Druckgases in den Druckraum (6) das Wirkmedium (14) schneller aus diesem verdrängt, so dass die Zykluszeit verkürzt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur hydromechanischen Umformung von Blechteilen und Umformwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
  • Bei einem gattungsgemäßen, allgemein bekannten Verfahren zur hydromechanischen Umformung von Blechteilen mit dazu bekannten Umformwerkzeugen werden folgende Verfahrensschritte durchgeführt:
    Ein Blechteil wird zwischen dicht schließenden Anlageflächen eines öffenbaren Umformwerkzeugs eingespannt dergestalt, dass der umzuformende Blechteilformbereich im Innenraum des Umformwerkzeugs liegt. Durch diesen eingespannten Blechteilformbereich wird der Innenraum des Werkzeugs in einen Druckraum und einen Matrizenraum mit Matrizenanlagefläche getrennt.
  • Der Druckraum wird dann gesteuert mit flüssigem Wirkmedium befüllt und mit Druck beaufschlagt. Dadurch wird der im Umformwerkzeug eingespannte Blechteilformbereich verformt und an die Matrizenanlagefläche angepresst, bis er entsprechend der Gestalt der Matrizenanlagefläche umgeformt ist.
  • Nach dieser Umformung wird der Druckraum dekomprimiert, und das Wirkmedium wird aus dem Druckraum abgeführt bis dieser zumindest teilweise entleert ist.
  • Bei leerem Druckraum oder zumindest wenn die Wirkmediumoberfläche unter die Blechhalterebene abgesunken ist wird das Umformwerkzeug geöffnet und das umgeformte Blechteil entnommen.
  • Grundsätzlich sind zwei Varianten zur Druckbeaufschlagung des Druckraums bei eingespanntem Blechteil bekannt, wobei diese beiden Varianten auch kombinierbar sind:
    Bei der ersten Variante wird die Druckbeaufschlagung des Druckraums unmittelbar durch eine Volumenvergrößerung des flüssigen Wirkmediums im Druckraum und durch Befüllen mit einem hohen Fülldruck erreicht, wobei beim Umformprozess das Blechteil in eine Matrize gedrückt bzw. an die Matrizenanlagefläche angepresst wird. Bei dieser Variante ergeben sich Schwierigkeiten beim Dekomprimieren des Wirkmediums nach der Umformung und beim Entnehmen des geformten Bauteils, insofern als das Wirkmedium während des Dekomprimierens bedingt durch die Entspannung des Blechteils mit großer Geschwindigkeit aus dem Druckraum abströmt. Dieser Fluidstrom des Wirkmediums wird jedoch kurz darauf sehr schnell verzögert. Die dabei entstehenden Trägheitskräfte bewirken einen Unterdruck im Druckraum, der eine unerwünschte zusätzliche plastische Verformung des umgeformten Blechteils zur Folge haben kann. Dies kann entweder zu Ausschussblechteilen oder zumindest zu umgeformten Blechteilen mit störenden hohen Maßabweichungen führen.
  • Insbesondere ergibt sich dieses Problem bei einer Umformung der Blechteile in einem Oberwerkzeug, da beim Abfließen des flüssigen Wirkmediums gerade hier die Gefahr eines Unterdrucks entsteht, der insbesondere bei großflächigen Bauteilen, wie z. B. bei Fahrzeugdächern zu einer Beschädigung führen kann. Bereits geringe Unterdrücke können zu plastischen Verformungen und Schäden führen. Das Wirkmedium läuft hier nach dem Öffnen einer Abfuhrleitung durch seine Schwerkraft zur Entleerung aus dem Werkzeug. Dies erfordert eine relativ lange Zeit und führt zu entsprechend großen Zykluszeiten, was die Wirtschaftlichkeit dieser Verfahren entsprechend verringert.
  • Bei der zweiten Variante wird die Druckbeaufschlagung im Druckraum mittels eines durch Anlage am Blechteilformbereich in das Wirkmedium eindringenden Stempels durchgeführt, wobei das Wirkmedium aus dem Druckraum über eine Drossel gezielt und gesteuert verdrängt wird. Auch hier ergeben sich etwa die gleichen Probleme wie sie vorstehend erläutert worden sind. Nach dem Dekomprimieren des Werkzeugs erzeugt auch hier das aus dem Unterwerkzeug abströmende Wirkmedium bedingt durch dessen Massenträgheit einen Unterdruck, der das Bauteil in unerwünschter Weise plastisch verformen kann. Falls sich, bedingt durch die Prozessführungsstrategie bzw. die Bauteilgeometrie flüssiges Wirkmedium auch oberhalb der Blechhalterebene befindet, ergibt sich zusätzlich das Problem, dass vor der Entnahme des Blechbauteils dieses Wirkmediumvolumen entleert werden muss. Damit dieses Wirkmediumvolumen abfließen kann, muss ein Nachströmen von Luft ermöglicht werden. Dieses Nachströmen der Luft ist im Vergleich zur restlichen Zykluszeit sehr zeitintensiv, wobei zusätzliche die Gefahr besteht, dass im Vergleich zum abfließenden Medium zu wenig Luft nachströmt und dadurch ein unzulässig hoher Unterdruck mit einer Beschädigung des Blechbauteils entsteht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es ein gattungsgemäßes Verfahren so weiter zu bilden, dass die Zykluszeit verkürzt und eine Beschädigung eines umgeformten Blechbauteils durch Unterdruck verhindert werden kann. Eine weitere Aufgabe besteht darin ein Umformwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Gemäß Anspruch 1 wird mit Beginn der Abfuhr des Wirkmediums bei geschlossenem Umformwerkzeug der Druckraum gesteuert mit Druckgas beaufschlagt, das den vom abströmenden Wirkmedium freigegebenen Druckraum einnimmt. Durch den mit dem Druckgas gezielt aufgebrachten Gasdruck, der am Wirkmedium angreift wird dessen Abströmung beschleunigt und dadurch die Abström- und Entleerungszeit verkürzt. Da die Zykluszeit wesentlich durch die Länge der Abströmzeit bestimmt ist, kann die Zykluszeit bei verkürzten Abströmzeiten vorteilhaft entsprechend insgesamt verkürzt werden. Zudem wird durch den anliegenden Gasdruck der umgeformte Blechteilformbereich gegen die Matrizenanlagefläche beim Abströmen des Wirkmediums abgestützt und einem durch die Massenträgheit des abströmenden Wirkmediums bedingten Unterdruck entgegengewirkt. Damit können Beschädigungen an umgeformten Blechbauteilen die bisher durch Unterdruck bedingt waren zuverlässig verhindert werden, da ein solcher Unterdruck durch den Gasdruck kompensiert wird und nicht mehr auftritt. Nach der Wirkmediumentleerung wird die Druckgaszufuhr beendet, ein Druckausgleich zur Umgebung abgewartet oder ggf. aktiv hergestellt, das Umformwerkzeug geöffnet und das umgeformte Blechteil entnommen.
  • Die erfindungsgemäße gezielte Beaufschlagung des Druckraums mit einem Gasüberdruck kann in Verbindung mit der Mehrzahl bekannter Verfahren zur hydromechanischen Umformung eingesetzt werden. Insbesondere sind diese Maßnahmen gemäß Anspruch 2 dann einsetzbar, wenn die Matrizenanlagefläche auf einem verstellbaren Stempel gebildet ist. Weiter sind die Maßnahmen verwendbar, wenn die Druckbeaufschlagung unmittelbar durch den Fülldruck des Wirkmediums erfolgt und/oder gemäß Anspruch 3 mittels eines durch Anlage am Blechteilformbereich in das Wirkmedium eindringenden Stempels ausgeführt wird, wobei das Wirkmedium über eine Drossel zur Aufrechterhaltung eines Gegendrucks gezielt verdrängt wird.
  • Die Druckgaszufuhr kann nach Anspruch 4 einfach und kostengünstig dadurch gesteuert werden, dass in einer jeweils vor dem Ende der Umformung mit Druckgas beaufschlagten Druckgasleitung ein Rückschlagventil eingebaut ist, welches in Zufuhrrichtung öffnet. Der bei der Umformung anliegende Wirkmediumdruck muss höher sein als der am Rückschlagventil anstehende Gasdruck, so dass während des Umformvorgangs das Rückschlagventil geschlossen ist. Ist die Umformung beendet, wird das Abströmventil des Wirkmediums geöffnet, wodurch das Werkzeug dekomprimiert wird und sich zu entleeren beginnt. Sinkt der Druck im Werkzeug bzw. im Druckraum unter den Wert des anliegenden Gasdrucks, so strömt Druckgas in den Druckraum nach, was zu einem aktiven Verdrängen des Wirkmediums aus dem Werkzeug führt und zudem einen Überdruck sicherstellt, der die Beschädigung des Blechbauteils durch Unterdruck verhindert. Damit wird das flüssige Wirkmedium im noch geschlossenen Werkzeug ganz oder zumindest teilweise durch Druckgas ersetzt. Nach Beendigung der Druckgaszufuhr wird ein teilweiser oder vollständiger Druckausgleich mit der Umgebung abgewartet und anschließend kann das Werkzeug zur Entnahme des Blechbauteils geöffnet werden.
  • Der Matrizenraum kann nach Anspruch 5 in an sich bekannter Weise während der Umformung bei seiner durch die Druckbeaufschlagung des Druckraums und Verformung des Blechteils bedingten Volumenverkleinerung entlüftet werden. Ebenso ist auch eine aktive Entlüftung des Druckraums nach Beendigung der Druckluftzufuhr vor dem Öffnen des Werkzeugs zur Gasdruckentlastung möglich. Eine solche Entlüftung kann entweder über eine Gasleitung und/oder ggf auch über eine geöffnete Wirkmediumleitung erfolgen.
  • Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Ersetzung des abströmenden, flüssigen Wirkmediums im noch geschlossenen Umformwerkzeug ganz oder teilweise durch Druckgas sowohl bei einer Umformung im Bereich des Oberwerkzeugs als auch bei einer Umformung im Unterwerkzeug vorteilhaft eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist dies nach Anspruch 6 bei einer Umformung im Oberwerkzeug einsetzbar, wenn das Wirkmedium am Unterwerkzeug zugeführt und daraus wieder abgeführt wird, da hier die sonst übliche Schwerkraft-Abströmung des Wirkmediums durch den aufgebrachten Gasdruck erheblich beschleunigt werden kann.
  • Gemäß Anspruch 7 kann als Druckgas kostengünstig Druckluft verwendet werden, die üblicherweise in Fertigungsbetrieben ohnehin allgemein zur Verfügung steht.
  • Hinsichtlich des Umformwerkzeugs wird die Aufgabe der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst.
  • Gemäß Anspruch 8 ist mit dem Druckraum wenigstens eine Druckgasleitung verbunden für eine gesteuerte Befüllung des bei der Entleerung vom Wirkmedium freigegebenen Druckraumvolumens mit Druckgas. Damit werden die in Verbindung mit dem Verfahren angegebenen Vorteile erreicht.
  • In einer konstruktiv günstigen Ausführung nach Anspruch 9 kann eine mit dem Druckraum verbundene Wirkmediumleitung zu einer gesteuert beaufschlagbaren Wirkmedium-Zufuhrleitung und einer steuerbaren Wirkmedium-Abfuhrleitung verzweigt werden, so dass nur eine Wirkmediumleitung im Werkzeug zum Druckraum erforderlich ist.
  • Das mit Anspruch 10 beanspruchte Rückschlagventil in der Druckgasleitung kann entsprechend der in Verbindung mit Anspruch 4 angegebenen Funktion betrieben werden.
  • Zweckmäßig wird nach Anspruch 11 der Matrizenraum in an sich bekannter Weise durch eine Entlüftungsleitung mit der Umgebung verbunden, so dass die dort zu Beginn der Umformung enthaltene Luft während des Umformvorgangs abströmen kann.
  • Nach Anspruch 12 kann in an sich bekannter Weise ein dem Blechteil zugewandter Bereich des Oberwerkzeugs als verstellbarer Stempel mit einer Matrizenanlagefläche ausgebildet sein, der ggf. auch zur Druckaufbringung herangezogen werden kann.
  • Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • Fig. 1a bis 1d eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte einer hydromechanischen Umformung von Blechbauteilen,
  • Fig. 2e bis 2h eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte einer alternativen hydromechanischen Umformung von Blechbauteilen mit einem verstellbaren Stempel in einem Oberwerkzeug, und
  • Fig. 31 bis 31 eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte einer weiteren alternativen hydromechanischen Umformung von Blechbauteilen mit einem verstellbaren Stempel in einem Oberwerkzeug, der ins Unterwerkzeug eintaucht.
  • In Fig. 1a bis 1d sind die Verfahrensschritte einer hydromechanischen Umformung von Blechbauteilen 1 schematisch dargestellt. Ein Umformwerkzeug 2 besteht aus einem Unterwerkzeug 3 und einem Oberwerkzeug 4. Das Umformwerkzeug 2 ist öffen- und schließbar und zwischen den Anlageflächen des Unterwerkzeugs 3 und des Oberwerkzeugs 4 ist das zu bearbeitende Blechbauteil 1 einspannbar. Durch die Anlageverbindung zwischen dem Unterwerkzeug 3 und dem Oberwerkzeug 4 mit dem dazwischen eingespannten Blechbauteil 1 entsteht ein abgedichteter Innenraum 5 des Umformwerkzeugs 2. Der Innenraum 5 wird durch das Blechbauteil 1 in einem dem Unterwerkzeug 3zugeordneten Druckraum 6 und einem dem Oberwerkzeug 4 zugeordneten Matrizenraum 7 unterteilt. Im Oberwerkzeug 4 ist eine Entlüftungsleitung 8 ausgebildet, die eine Verbindung zwischen der Matrizenanlagefläche 9 und der Umgebung 10 herstellt. Mit dem Druckraum 6 ist eine Wirkmediumleitung verbunden, die in eine gesteuert druckbeaufschlagbare Wirkmedium-Zufuhrleitung 11 und eine durchflusssteuerbare Wirkmedium-Abfuhrleitung 12 verzweigt ist. In der Wirkmedium-Abfuhrleitung 12 ist ein öffen- und schließbares Ventil 13 angeordnet, mittels dem abfließendes Wirkmedium 14 in einen Tank 15 abführbar ist. Mit dem Druckraum 6 ist eine Druckgasleitung 16 mit einem in Zufuhrrichtung öffnenden Rückschlagventil 17 verbunden.
  • Alle Bauteile sind im Verfahrensschritt entsprechend Fig. 1a mit Bezugszeichen versehen, wobei diese aus Übersichtlichkeitsgründen in den Verfahrensschritten entsprechend den Fig. 1b bis 1e weggelassen wurden. Im weiteren sind die Verfahrensschritte entsprechend den Figurenbezeichnungen angegeben. Im Verfahrensschritt a) sind das Unterwerkzeug 3 und das Oberwerkzeug 4 mit dem dazwischenliegenden Blechbauteil 1 zusammengespannt. Die dafür benötigte Spannkraft ist mit den Kraftpfeilen 18 und 18' eingezeichnet. Das Ventil 13 und das Rückschlagventil 17 sind beide geschlossen. Im Verfahrensschritt b) wird flüssiges Wirkmedium 14, eingezeichnet mit dem Flusspfeil 19, in den Druckraum 6 gefüllt und mit Druck beaufschlagt. Dadurch wird das Blechbauteil 1 an die Matrizenanlagefläche 9 angepresst und entsprechend der Gestalt der Matrizenanlagefläche 9 umgeformt. Die im Matrizenraum 7 befindliche Luft wird über die Entlüftungsleitung 8 an die Umgebung 10 abgeleitet. Nach Beendigung der Umformung des Blechbauteiles 1 wird das Ventil 13 geöffnet und das im Druckraum 6 befindliche Wirkmedium 14 kann in den Tank 15 abfließen. Dies ist im Verfahrensschritt c) mit dem Flusspfeil 19' eingezeichnet. Die Druckgasleitung 16 wird kurz vor Beendigung der Umformung des Blechbauteiles 1 mit Druckgas beaufschlagt, wobei der am Rückschlagventil 17 anliegende Wirkmediumdruck dieses geschlossen hält. Wird der Wirkmediumdruck kleiner als der Gasdruck öffnet sich das Rückschlagventil 17für ein Nachströmen von Druckgas. Dies ist mit dem Druckpfeil 20 im Verfahrensschritt c) eingezeichnet. Nach Beendigung der Druckluftzufuhr über die Druckgasleitung 16 wird das Umformwerkzeug 2 über eine geöffnete Wirkmediumleitung gesteuert entlüftet und das Oberwerkzeug 4 ist vom Unterwerkzeug 3 verfahrbar zum Entnehmen des verformten Blechbauteiles 1. Dies ist im Verfahrensschritt d) gezeigt.
  • Durch die Beaufschlagung des Druckraumes 6 mit Druckgas bei noch geschlossenem Umformwerkzeug 2 wird ein durch das abfließende Wirkmedium 14 erzeugter Unterdruck im Druckraum 6 verhindert. Damit können Beschädigungen an umgeformten Blechbauteilen 1, die durch den Unterdruck bedingt waren, zuverlässig verhindert werden. Ebenso wird die Zykluszeit verkürzt, da die Abströmzeit des Wirkmediums durch die Druckbeaufschlagung über die Druckgasleitung 16 in den Druckraum 6 verkürzt wird.
  • In Fig. 2 sind schematisch die Verfahrensschritte e)-h) einer hydromechanischen Umformung von Blechbauteilen 1 mit einem verstellbaren Stempel 21 in einem Oberwerkzeug 22 dargestellt. In einem Unterwerkzeug 23 ist eine Aussparung 24 im Druckraum 6 angeordnet, in der sich bereits vor der Umformung des Blechbauteiles 1 Wirkmedium 14 befinden kann. Das Oberwerkzeug 22 besteht aus einem Halter 25, mit dem die Anlageverbindung mit dem Unterwerkzeug 23 geschaffen wird, und einem darin verschiebbaren Stempel 21. Der Aufbau bezüglich Entlüftung, Wirkmedium- und Druckgasleitungen ist identisch mit dem in Fig. 1 und ist mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Innenraum 5 des Umformwerkzeugs 2' wird durch das Blechbauteil 1 ebenfalls in den Druckraum 6 und den Matrizenraum 7 unterteilt und ist mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen.
  • Die Verfahrensschritte e)-h) entsprechen im Wesentlichen denen der Fig. 1a)-d). Im Verfahrensschritt e) ist mit den Kraftpfeilen 26, 26' und 27 das Unterwerkzeug 23 am Oberwerkzeug 22 dicht gehalten. Das Blechbauteil 1 ist dazwischen eingespannt. Im Verfahrensschritt f) wird über die Wirkmedium-Zufuhrleitung 11 Wirkmedium in den Druckraum 6 geleitet. Dadurch wird das Blechbauteil 1 an die Matrizenanlagefläche 9 des Oberwerkzeuges 22 gedrückt, wobei der Stempel 21 des Oberwerkzeuges 22 während der Verformung des Blechbauteiles im Halter 25 verschoben wird und dadurch die gewünschte Form des Blechbauteiles 1 gezogen wird. Die Verschiebung des Stempels ist mit dem Verschiebepfeil 28 eingezeichnet. Im Verfahrensschritt g) wird das Ventil 13 geöffnet, das Wirkmedium 14 kann daraus folgend in den Tank 15 ablaufen und durch den Abfall des Wirkmediumdrucks wird dieser geringer als der Gasdruck in der Druckgasleitung 16 und das Rückschlagventil 17 öffnet sich für ein Einströmen des Druckgases in den Druckraum 6. Nach dem Dekomprimieren des Umformwerkzeuges 2' ist dieses im Verfahrensschritt h) zur Bauteilentnahme öffenbar, wobei in der Aussparung 24 des Unterwerkzeuges 23 sich noch Wirkmedium 14 befinden kann.
  • Die Funktion und die Vorteile des in Fig. 2 dargestellten Umformwerkzeuges 2' entsprechen den oben beschriebenen Funktionen und Vorteilen des in Fig. 1 dargestellten Umformwerkzeuges 2.
  • In Fig. 3 sind schematisch die Verfahrensschritte i)-l) einer hydromechanischen Umformung von Blechbauteilen 1 mit einem verstellbaren Stempel 29 im Oberwerkzeug 30 dargestellt. Der verstellbare Stempel 29 taucht während der Verformung des Blechbauteiles 1 in die Aussparung 24 des Unterwerkzeugs 23 ein. Der Aufbau des Unterwerkzeugs 23 entspricht dem des in Fig. 2 gezeigten Unterwerkzeugs 23 und ist mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • Im Verfahrensschritt i) wird das Oberwerkzeug 30 auf das Unterwerkzeug 23 mit dem dazwischenliegenden Blechbauteil 1 gespannt. Dies ist mit den Kraftpfeilen 26, 26' und 27 im Verfahrensschritt i) eingezeichnet. Im Verfahrensschritt j) wird der Stempel 29 des Oberwerkzeugs 30 zur Verformung des Blechbauteils 1 nach unten in die Aussparung 24 des Unterwerkzeugs 23verschoben. Dies ist mit dem Verschiebepfeil 31 eingezeichnet. Das in der Aussparung 24 befindliche Wirkmedium, das über die Wirkmedium-Zufuhrleitung 11 unter Druck gesetzt ist, wird geregelt über das Ventil 13 in der Wirkmedium- Abführleitung 12 in den Tank 15 entlassen. Der Druck des Stempels 29 und die Auslassgeschwindigkeit durch das Ventil 13 sind aufeinander abgestimmt zur exakten Umformung des Blechbauteils 1. Über die Druckgasleitung 16 wird im Verfahrensschritt k) Druckgas beaufschlagt, das über ein sich öffnendes Rückschlagventil 17, abhängig von dem Verhältnis Wirkmediumdruck zu Gasdruck, in den Druckraum 6 geleitet wird. Im Verfahrensschritt I), nach Dekomprimierung des Umformwerkzeuges 2" wird das Oberwerkzeug 30 und der Stempel 29 vom verformten Blechbauteil 1 weg verfahren und das Blechbauteil 1 kann entnommen werden.
  • Auch bei dieser Art des Umformwerkzeuges 2" sind o. g. Funktionen und Vorteile anzuführen. Durch die Einleitung von Druckgas über die Druckgasleitung 16 in den Druckraum 6 wird einerseits die Zykluszeit verkürzt und andererseits mögliche ungewollte Verformungen am Blechbauteil durch Unterdruck verhindert.

Claims (12)

1. Verfahren zur hydromechanischen Umformung von Blechbauteilen, mit folgenden Verfahrensschritten:
in Blechteil wird zwischen dicht schließenden Anlageflächen eines öffenbaren Umformwerkzeugs eingespannt, dergestalt dass der umzuformende Blechteilformbereich im Innenraum des Umformwerkzeugs liegt und der Innenraum des Werkzeugs durch den Blechteilformbereich in einen Druckraum und einen Matrizenraum mit einer Matrizenanlagefläche getrennt wird,
der Druckraum wird gesteuert mit flüssigem Wirkmedium befüllt und mit Druck beaufschlagt, wodurch der im Umformwerkzeug eingespannte Blechteilformbereich an die Matrizenanlagefläche angepresst und entsprechend der Gestalt der Matrizenanlagefläche umgeformt wird,
nach der Umformung wird der Druckraum dekomprimiert und das Wirkmedium wird gesteuert aus dem Druckraum abgeführt,
nachdem der Druckraum zumindest teilweise entleert ist wird das Umformwerkzeug geöffnet, und
das umgeformte Blechteil wird entnommen
dadurch gekennzeichnet,
dass mit Beginn der Abfuhr des Wirkmediums (14) bei geschlossenem Umformwerkzeug (2, 2', 2") der Druckraum (6) gesteuert mit Druckgas beaufschlagt wird, das den vom abströmenden Wirkmedium (14) freigegebenen Druckraumbereich einnimmt, wodurch einerseits die Abströmung des Wirkmediums (14) beschleunigt und die Abströmzeit verkürzt werden und andererseits der umgeformte Blechteilformbereich durch den anliegenden Gasdruck gegen die Matrizenanlagefläche (9) beim Abströmen des Wirkmediums (14) abgestützt bleibt, und
dass nach Beendigung der Druckgaszufuhr und einem Druckausgleich zur Umgebung das Umformwerkzeug geöffnet und das Blechbauteil (1) entnommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrizenanlagefläche (9) auf einem verstellbaren Stempel (21, 29) gebildet ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckbeaufschlagung im Druckraum (6) unmittelbar durch den Fülldruck des Wirkmediums (14) und/oder mittels eines durch Anlage am Blechteilformbereich, in das Wirkmedium (14) eindringenden Stempels (29) erfolgt, wobei das Wirkmedium (14) über eine Drossel (13) gezielt verdrängt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
dass in einer jeweils vor dem Ende der Umformung mit Druckgas beaufschlagten Druckgasleitung (16) zur Steuerung der Druckgaszufuhr ein Rückschlagventil (17) angeordnet ist, welches in Zufuhrrichtung öffnet,
dass der bei der Umformung anliegende Wirkmediumdruck höher ist als der Gasdruck, so dass das Rückschlagventil (17) geschlossen ist, und
dass der Wirkmediumdruck des abströmenden Wirkmediums (14) kleiner ist als der Gasdruck, so dass dann das Rückschlagventil (17) für ein Nachströmen von Druckgas öffnet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Matrizenraum (7) bei seiner durch die Druckbeaufschlagung des Druckraums (6) bedingten Verkleinerung entlüftet wird und/oder der Druckraum (6) nach Beendigung der Druckluftzufuhr vor dem Öffnen des Umformwerkzeugs (2, 2', 2") zur Gasdruckentlastung gesteuert über eine Gasleitung oder über eine geöffnete Wirkmediumleitung (11, 12) entlüftet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (6) einem Unterwerkzeug (3, 23) und der Matrizenraum (7) mit Matrizenanlagefläche (9) einem Oberwerkzeug (4, 22, 30) des Umformwerkzeugs zugeordnet ist, wobei das Blechbauteil (1) zwischen Unterwerkzeug (3, 23) und Oberwerkzeug (4, 22, 30) eingespannt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Druckgas Druckluft verwendet wird
8. Umformwerkzeug zur Durchführung der Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass das Umformwerkzeug (2, 2', 2") aus einem Unterwerkzeug (3, 23) und einem Oberwerkzeug (4, 22, 30) besteht, die öffenbar und schließbar sind, so dass das Unterwerkzeug und das Oberwerkzeug an Anlageflächen dicht an einem dazwischen eingespannten Blechbauteil (1) anliegen, wobei durch das Blechbauteil (1) der Innenraum (5) des Werkzeugs in einen Druckraum (6) und einen mit einer Matrizenanlagefläche (9) versehenen Matrizenraum (7) getrennt ist,
dass mit dem Druckraum (6) wenigstens eine Wirkmediumleitung (11, 12) für eine gesteuerte Befüllung und Entleerung verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass mit dem Druckraum wenigstens eine Druckgasleitung (16) verbunden ist für eine gesteuerte Befüllung des bei der Entleerung von Wirkmedium freigegebenen Druckraumvolumens mit Druckgas.
9. Umformwerkzeug nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine mit dem Druckraum (6) verbundene Wirkmediumleitung zu einer gesteuert beaufschlagbaren Wirkmedium-Zufuhrleitung (11) und einer steuerbaren Wirkmedium-Abfuhrleitung (12) verzweigt.
10. Umformwerkzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in der Druckgasleitung (16) ein in Zufuhrrichtung öffnendes Rückschlagventil (17) angeordnet ist.
11. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Matrizenraum (7) mit einer Entlüftungsleitung (8) mit der Umgebung (10) verbunden ist.
12. Umformwerkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Blechbauteil (1) zugewandter Bereich des Oberwerkzeugs (4, 22, 30) als verstellbarer Stempel (21, 29) mit einer Matrizenanlagefläche (9) ausgebildet ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10347601A1 (de) * 2003-10-14 2005-05-19 Benteler Automobiltechnik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum hydraulischen Hochdruckumformen einer Platine
US7313940B2 (en) * 2005-12-02 2008-01-01 Benteler Automobiltechnik Gbmh High-pressure shaping system

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19952105A1 (de) * 1999-10-29 2001-06-28 Schuler Smg Gmbh & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zum hydromechanischen Tiefziehen von Metallblech
DE10027079A1 (de) * 2000-05-31 2001-12-06 Konrad Schnupp Verfahren und Vorrichtung zum Umformen eines plattenförmigen Werkstücks

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19952105A1 (de) * 1999-10-29 2001-06-28 Schuler Smg Gmbh & Co Kg Verfahren und Vorrichtung zum hydromechanischen Tiefziehen von Metallblech
DE10027079A1 (de) * 2000-05-31 2001-12-06 Konrad Schnupp Verfahren und Vorrichtung zum Umformen eines plattenförmigen Werkstücks

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10347601A1 (de) * 2003-10-14 2005-05-19 Benteler Automobiltechnik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum hydraulischen Hochdruckumformen einer Platine
ES2255424A1 (es) * 2003-10-14 2006-06-16 Benteler Automobiltechnik Gmbh Dispositivo y procedimiento para la transformacion a alta presion hidraulica de una pletina.
US7150170B2 (en) 2003-10-14 2006-12-19 Benteler Automobiltechnik Gmbh Apparatus and process for hydraulic high-pressure forming of a sheet
DE10347601B4 (de) * 2003-10-14 2011-01-27 Benteler Automobiltechnik Gmbh Vorrichtung und Verfahren zum hydraulischen Hochdruckumformen einer Platine
CZ305581B6 (cs) * 2003-10-14 2015-12-23 Benteler Automobiltechnik Gmbh Zařízení a způsob hydraulického vysokotlakého tváření desky
US7313940B2 (en) * 2005-12-02 2008-01-01 Benteler Automobiltechnik Gbmh High-pressure shaping system

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