DE19633760A1 - Verfahren zum Hydroumformen und zugehörige Vorrichtung - Google Patents
Verfahren zum Hydroumformen und zugehörige VorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Hydroumformen
und eine zugehörige Vorrichtung nach dem Oberbegriff des
Patentanspruches.
Es sind zahlreiche Verfahren und Vorrichtungen zum
Hydroumformen (auch als Innenhochdruckumformen bezeich
net) bekannt. Dabei sind Werkzeugoberteil und Werkzeug
unterteil in einer hydraulischen Presse vertikal
übereinander angeordnet.
Die Presse muß dabei so dimensioniert sein, daß der
Pressenhub zum Öffnen und Schließen der beiden
Werkzeughälften über die Schließvorrichtung den
Abmessungen des Ausgangswerkstückes angepaßt ist.
Dadurch werden Kolben-/Zylinderanordnungen mit großen
Hüben benötigt, wodurch die Kosten für die jeweils
einzusetzenden Pressen sehr hoch sind.
Eine Einrichtung zum Spritzgießen bzw. Umformen von
Werkstücken innerhalb eines zwei- oder mehrteiligen
Formwerkzeuges beschreibt WO 95/31322. Erfindungsgemäß
wird das Formwerkzeug ausschließlich in montiertem
Zustand in den Zwischenraum eines Rahmens eingeschoben.
Daß zwischen den Stützflächen des Rahmens und dem
Formwerkzeug arbeitende Preßzeug hat einen kurzen Hub und
verfügt über hohe Druckkraft. Nachteil dieser Lösung ist,
daß das Einlegen des Werkstückes und dessen Entschalung
ausschließlich außerhalb des Preßzeuges stattfinden muß.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Innen
hochdruckumformen und eine zugehörige Vorrichtung zu
entwickeln, mit welchen der für das Innenhochdruck
umformen erforderliche Hub unabhängig von den Abmessungen
des Ausgangswerkstückes auf ein Minimum reduziert werden
kann, und welches gleichzeitig unter Minimierung der
Werkzeugkosten mehr als einen Umformvorgang vom Einlegen
bis zum Entschalen des Werkstückes ermöglicht.
Dazu wird bekannter Weise ein Werkzeug aus mindestens
zwei Werkzeughälften eingesetzt, wobei sich das Werkzeug
bei Durchführung des Innenhochdruckumformens in dem
Durchbruch des Rahmens einer Schließvorrichtung befindet.
Erfindungsgemäß erfolgt bereits während des Schließens
der beiden Werkzeughälften ein Vorformen des
Ausgangswerkstückes in einer Vorformstation außerhalb der
Schließvorrichtung.
Dabei wird das Ausgangswerkstück in einer ersten Stufe,
in Form einer Einlege-/Entnahme-/Vorformstation in das
Werkzeug eingelegt und die beiden Werkzeughälften werden
in dieser Station teilweise oder vollständig geschlossen,
wobei durch die in Richtung zum Ausgangswerkstück
weisende Gravur des Werkzeuges ein Vorformen des
Werkstückes erfolgt. Das Vorformen kann sowohl mit als
auch ohne Innendruck erfolgen. Bei der Anwendung eines
Innendruckes während des Vorformens muß die resultierende
Kraft, die aus dem aufgebrachten Innendruck im Werkstück
während des Vorformens erzeugt wird, kleiner sein, als
die Schließkraft des Werkzeuges beim Vorformen.
Nachfolgend wird das zum Vorformen eingesetzte Werkzeug
mit dem darin befindlichen vorgeformten Werkstück in eine
zweite Stufe in Form der Hydroumformstation eingefahren.
Erfindungsgemäß findet in dieser Hydroumformstation eine
Zuhaltevorrichtung Anwendung.
In dieser zweiten Stufe werden in der Zuhaltevorrichtung
die teilweise geschlossenen Werkzeughälften mit dem sich
darin befindlichen Ausgangswerkstück vollständig ge
schlossen und das Werkstück damit endgültig vorgeformt.
Beide geschlossenen Werkzeughälften werden nun mit hoher
Spannkraft verspannt und es erfolgt das Innenhoch
druckumformen (Hydroumformen). In vorteilhafter Weise
kann das Werkstück entweder innerhalb oder außerhalb der
Zuhaltevorrichtung entnommen werden.
Die Vorrichtung zum Hydroumformen der rohrförmigen
Ausgangswerkstücke besteht bekannter Weise aus einem
Werkzeug mit mindestens zwei Werkzeughälften, die während
des Innenhochdruckumformens in einer Schließvorrichtung
aus einem Rahmen unter Anwendung mindestens eines im
Rahmen angeordneten Preßzeuges in Form einer Kolben-
/Zylinderanordnung verspannt werden.
Erfindungsgemäß ist der Schließvorrichtung eine Einlege-
/Entnahme-/Vorformstation zugeordnet, in welcher nach
einlegen des Ausgangswerkstückes bereits beim teilweise
oder vollständigen Schließen der beiden Werkzeughälften
ein Vorformen des Ausgangswerkstückes erfolgt. Unter
Beibehaltung seiner Einspannung im Werkzeug wird das
Werkstück in den Durchbruch des Rahmens der
Schließvorrichtung (5) eingebracht.
Der Hub der Kolben-/Zylinderanordnung entspricht dabei im
wesentlichen dem Schließspalt des teilweise geschlossenen
Werkzeuges, so daß die Kolben-/Zylinderanordnung nur
einen mittleren Hub zum vollständigen Schließen des
Werkzeuges aufbringen muß. Der Zylinder ist dabei
vorteilhafter Weise als Kurzhubzylinder oder
Membranzylinder ausgebildet.
Die Zuhaltevorrichtung weist eine zwischen Werkzeug und
Kolben angeordnete Schließplatte auf, die in Richtung der
Kolbenbewegung verschiebbar im Durchbruch des Rahmens
gelagert ist. Die Kolben-/Zylinderanordnung ist vorteil
hafter Weise zur besseren Kraftübertragung in einer
Druckplatte unter der Schließplatte angeordnet.
Die Schließvorrichtung besteht vorzugsweise aus zwei in
definierten Abstand zueinander angeordneten parallelen
Rahmen, so daß eine sehr einfache Führung der Schließ
platte und der Werkzeugteile gewährleistet werden kann.
Wird zum vollständigen Schließen der beiden Werkzeug
hälften ein Hub benötigt, der größer ist als der Hub
eines Kurzhubzylinders oder Membranzylinders können auch
jeweils zwei oder mehr dieser Zylinder so angeordnet
werden, daß sich deren Hübe addieren. Dabei ist es
vorteilhaft, wenn die Druckflächen von jeweils zwei
Zylindern in der Vorrichtung einander gegenüberliegen
oder aneinander anliegen.
Durch die Anwendung mehrerer Werkzeuge kann deren Öffnen
und Schließen sowie der Einlege- und Entnahmevorgang für
die Werkstücke parallel zum eigentlichen
Innenhochdruckumformen in der Einlege-/Entnahme-
/Vorformstation erfolgen. Damit kann der Durchsatz und
die Auslastung im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen zum
Innenhochdruckumformen, bei welchen nur ein Werkzeug
Anwendung findet, auf ein vielfaches erhöht werden.
Das Öffnen und Schließen des bzw. der Werkzeuge erfolgt
außerhalb der Schließvorrichtung in der Vorformstation,
z. B. durch einen hydraulischen Antrieb, der beispiels
weise auch im Werkzeug integriert sein kann. Die Führung
zwischen Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil wird
vorzugsweise durch eine Säulenführung realisiert. Es sind
aber auch andere Führungsarten möglich. Zum Beispiel kann
auch ohne Säulenführung und nur mit Zentrierzapfen oder
-platten gearbeitet werden.
Der Durchbruch des Rahmens der Schließvorrichtung ist so
zu dimensionieren, daß das teilweise oder vollständig
geschlossene Werkzeug leicht eingefügt werden kann und
zwischen Druckplatte und Werkzeug oder
zwischen Schließplatte und Werkzeug oder
zwischen Druckplatte und Schließplatte
nur ein geringer Spalt gebildet wird. Der Hub des Kolben muß somit lediglich daß Spiel zwischen den Werkzeughälften überwinden. Der Zylinder zur Führung des Kolbens kann somit als Kurzhubzylinder oder Membran zylinder ausgebildet sein, da keine großen Hübe mehr erforderlich sind. Ist bei einem nur teilweise geschlossenem Werkzeug zum vollständigen Schließen ein mittlerer Hub erforderlich, ist es möglich, wie bereits beschrieben, mehrere Kurzhub- oder Membranzylinder so in der Zuhaltevorrichtung anzuordnen, daß sich deren Hübe addieren.
zwischen Druckplatte und Werkzeug oder
zwischen Schließplatte und Werkzeug oder
zwischen Druckplatte und Schließplatte
nur ein geringer Spalt gebildet wird. Der Hub des Kolben muß somit lediglich daß Spiel zwischen den Werkzeughälften überwinden. Der Zylinder zur Führung des Kolbens kann somit als Kurzhubzylinder oder Membran zylinder ausgebildet sein, da keine großen Hübe mehr erforderlich sind. Ist bei einem nur teilweise geschlossenem Werkzeug zum vollständigen Schließen ein mittlerer Hub erforderlich, ist es möglich, wie bereits beschrieben, mehrere Kurzhub- oder Membranzylinder so in der Zuhaltevorrichtung anzuordnen, daß sich deren Hübe addieren.
Nachdem das teilweise geschlossene Werkzeug mit dem
eingelegten und ggf. darin vorgeformten Ausgangswerkstück
durch geeignete Handhabemechanismen in den Durchbruch des
Rahmens eingebracht wurde, werden der Kolben bzw. die
Kolben zum vollständigen Schließen und/oder Verspannen
der beiden Werkzeughälften unter Druck gesetzt und das
Innenhochdruckumformen durchgeführt.
Die beiden Werkzeughälften sind vorzugsweise vertikal
zueinander angeordnet sind, so daß eine obere und eine
untere Werkzeughälfte gebildet wird und daß sich die
Schließplatte und die Druckplatte mit dem Kolben unter
der unteren Werkzeughälfte befinden.
Die Anzahl der Kolben kann entsprechend der Abmessung des
Ausgangswerkstückes gewählt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungs
beispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 Vorrichtung unter Anwendung eines Werkzeuges
- a) Werkzeug in eine Einlege-/Entnahme-/Vor formstation - geöffnet -
- b) Werkzeug in eine Einlege-/Entnahme-/Vor formstation - teilweise geschlossen -
- c) Zuhaltevorrichtung ohne eingelegtes Werkzeug
- d) Zuhaltevorrichtung mit teilweise geöffnetem Werkzeug
- e) Zuhaltevorrichtung mit geschlossenem Werkzeug
Fig. 2 Zuhaltevorrichtung gem. Fig. 1d) in der
Seitenansicht,
Fig. 3 Schematische Darstellung einer Bearbei
tungsstation mit zwei Werkzeugen,
Fig. 4a, b Schließvorrichtung mit zwei Kolben, deren
Druckflächen aneinander anliegen,
Fig. 5a, b Schließvorrichtung mit zwei Kolben, die
beidseitig am Werkzeug angeordnet sind und
deren Druckflächen aufeinander zuweisen.
In Fig. 1 wird eine Vorrichtung zum Innenhochdruck
umformen dargestellt, welche aus einer Bearbeitungs
stationen S1 in Form einer eine Einlege-/Entnahme-/
Vorformstation und einer zweiten Bearbeitungsstation S2
in Form der Hydroumformstation besteht. Die erste Station
S1 dient unter anderem als Vorformstation, in welcher das
Ausgangswerkstück W in das Werkzeug l eingelegt wird und
beim Schließen der Werkzeughälften 2 und 3 ein Vorformen
des Ausgangswerkstückes W durch die in Richtung zum
Ausgangswerkstück W weisende Gravur G des Werkzeuges 1
erfolgt. Das Schließen der beiden Werkzeughälften erfolgt
z. B. durch zwei hydraulisch betätigbare Platten 4 oder
durch einen in die beiden Werkzeughälften 2 und 3
integrierten hydraulischen Antrieb. Dabei wird das
Werkzeug 1 nicht vollständig geschlossen, sondern nur
soweit, daß noch ein Schließspalt S verbleibt. In der
zweiten Station S2 ( Hydroumformstation) erfolgt in einer
Zuhaltevorrichtung 5 das vollständige Schließen des
Werkzeuges 1, verbunden mit einem weiteren Vorformen und
das eigentliche Innenhochdruckumformen des Ausgangswerk
stückes W. In Ausgangsstellung (Fig. 1a) ist in Stufe S1
das Werkzeug 1, welches aus einem Werkzeugoberteil 2 und
dem Werkzeugunterteil 3 besteht, geöffnet. Das Aus
gangswerkstück W wird in das geöffnete Werkzeug 1
eingelegt und anschließend werden beide Werkzeugteile 2
und 3 durch die Wirkung der Platten 4 teilweise
geschlossen. Während des Schließvorganges von Werkzeug
oberteil 2 und Werkzeugunterteil 3 erfolgt durch den
hydraulischen Druck des Antriebes (nicht dargestellt) der
Platten 4 und das Eigengewicht des Werkzeugoberteiles 2
bereits ein Vorformen des Werkstückes W derart, daß die
in den Werkzeugteilen 2 und 3 in Richtung zum Werkstück W
weisende Gravur 4 in das Werkstück W hineingeformt wird.
Gleichzeitig wird im Werkstück ein Innendruck PI
aufgebracht, der etwas geringer ist als die Schließkraft
der Platte 4 und des Werkzeuges 1. Erst wenn das Werkzeug
1 wie in Fig. 1b dargestellt in der ersten Station S1
(Einlege-Entnahme-/Vorformstation) teilweise
geschlossen ist, wird es in die sich in Stufe S2
befindliche Zuhaltevorrichtung 5 Überführt.
Die Zuhaltevorrichtung 5 besteht aus zwei oder mehr
parallel und in einem definierten Abstand angeordneten
geschlossenen Rahmen 6, die jeweils einen zueinander
fluchtenden Durchbruch 7 aufweisen. In den vier
Eckbereichen der Rahmen 6 sind diese über Zuganker 8
miteinander verbunden. Zur Gewährleistung des definierten
Abstandes beider Rahmen 6 ist zwischen diesen auf den
Zugankern 8 eine Distanzbuchse 9 angeordnet. In dem in
der Fig. 1 untenliegenden Bereich des Durchbruches 7 ist
eine Druckplatte 10 und eine Schließplatte 11 vorgesehen.
In der Druckplatte 10 befinden sich zwei Kolben-/
Zylinderanordnungen 12, deren Zylinder 13 als
Kurzhubzylinder ausgebildet sind. Zwischen den Zylindern
13 ist in Richtung zum Werkzeug 1 die in Bewegungs
richtung der Kolben 13a verschiebbare Schließplatte 11
gelagert.
Während in der Einlege-/Entnahme-/Vorformstation S1 das
Werkstück W in das Werkzeug 1 eingelegt und vorgeformt
wird, weisen gem. Fig. 1c die Durchbrüche 7 über der
Schließplatte 11 einen freien Raum auf, in welchen das
geschlossene Werkzeug 1 durch geeignete Handhabungs
elemente (nicht dargestellt) überführt wird (Fig. 1d).
Nun erfolgt in der zweiten Station S2 das vollständige
Schließen des Werkzeuges 1, verbunden mit einem weiteren
Vorformen und das eigentliche Innenhochdruckumformen, bei
welchem im Werkstück ein Innendruck aufgebracht wird. Der
Außendruck PA (Gegendruck) wird über die Kolben 13a
erzeugt, welche hydraulisch vertikal gegen die
Schließplatte 11 verfahren werden. Der Kolben 13a hat
dabei nur einen mittleren Hub (H) zurückzulegen. Die
Schließplatte 11 dient zur gleichmäßigen Druckübertragung
auf das Werkzeug 1.
Nach Beendigung des Umformvorganges in Station 2 wird der
Innendruck PI abgebaut und die Kolben 13a werden
zurückgefahren, wodurch sich die Schließplatte 11 und das
Werkzeug 1 durch ihr Eigengewicht ebenfalls um den Hub H
bis zur Anlage der Schließplatte 11 an der Druckplatte 10
nach unten bewegen. Das geschlossene Werkzeug 1 wird
nunmehr aus der Zuhaltevorrichtung gefahren. Anschließend
erfolgt das Öffnen des Werkzeuges und das Entnehmen des
Werkstückes. Die Vorrichtung befindet sich jetzt wieder
in der Ausgangslage. Alternativ kann das Entnehmen des
umgeformten Werkstückes auch bei teilweise geöffnetem
Werkzeug 1 in der Zuhaltevorrichtung 5 erfolgen.
Die Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung gem.
Fig. 1d wird in Fig. 2 gezeigt. Das Werkzeug 1 befindet
sich in den Durchbrüchen 7 des Rahmens 6. Die Durchbrüche
7 dienen zum Positionieren der sich darin befindlichen
Vorrichtungselemente und gleichzeitig zur Führung der
Schließplatte 11. Es ist jedoch auch möglich, eine
andere, bekannte Art der Führung zu wählen.
Zur besseren Auslastung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
können einer Hydroumformstation S2 zwei Einlege-/Ent
nahme-/ und Vorformstationen S1a und S1b zugeordnet
werden. Diese werden dann vorzugsweise einander gegen
überliegend beidseitig zur Station S2 vorgesehen, so daß
quasi zwei erste Stufen S1a und S1b gebildet werden (s.
Fig. 3). Der ersten Einlege-/Entnahme-/Vorformstation S1a
ist das Werkzeug 1a und der Stufe S1b ist das Werkzeug 1 b
zugeordnet. Beide Werkzeuge 1a und 1b sind durch unter
schiedliche Schraffierung kenntlich gemacht. Die
Werkzeuge 1a und 1b werden abwechselnd der
Schließvorrichtung 5 in der zweiten Einlege-/Entnahme-
/Vorformstation S2 zugeführt, in welcher das
Innenhochdruckumformen erfolgt.
Bei dieser Variante werden die Ausgangswerkstücke durch
das teilweise Schließen des Werkzeuges außerhalb der
Schließvorrichtung entweder lediglich lagefixiert oder
vorgeformt. Das fertige Vorformen erfolgt erst beim
vollständigen Schließen des Werkzeuges 1 in der innerhalb
der Schließvorrichtung 5.
Der Verfahrensablauf erfolgt gem. Fig. 3 in den
nachfolgend aufgeführten 4 Stufen:
- 1. (Ausgangsstellung)
In der Einlege-/Entnahme-/Vorformstation S1a ist das erste Werkzeug 1a geöffnet. Das Ausgangswerkstück W wird eingelegt und das Werkzeug 1a teilweise geschlossen, wobei wie bereits beschrieben ein Lage fixieren und das Vorformen des Ausgangswerkstückes (W) erfolgt. Gleichzeitig befindet sich das zweite Werkzeug 1b in der zweiten Einlege-/Entnahme-/Vorformstation S2 in der Schließvorrichtung 5 in welcher das endgültige Vorformen und das Innenhochdruckumformen durchgeführt werden. - 2.:
Das zweite Werkzeug 1b wurde aus der Hadroumformstation S2 in die erste Einlege-/Entnahme-/Vorformstation S1b überführt, geöffnet und das umgeformte Werkstück WE entnommen. Gleichzeitig wurde das erste Werkzeug 1a in die Schließvorrichtung 5 eingefahren und für dieses die zwei Umformstufen eingeleitet. - 3.:
Ein weiteres Ausgangswerkstück W wird in Einlege-/Ent nahme-/Vorformstation S1b in das zweite Werkzeug 1b eingelegt und dieses anschließend teilweise geschlossen. Gleichzeitig erfolgt in Stufe S2 in der Schließvorrichtung 5 das endgültige Vorformen und das Innenhochdruckumformen mit dem ersten Werkzeug 1a. - 4.:
Das erste Werkzeug 1a wurde aus der Schließvorrichtung 5 in Hydroumformstation S2 wieder in die erste Einlege- /Entnahme-/Vorformstation S1a und die zweite Vorrichtung 1b in Schließvorrichtung 5 (Station S2) überführt. Das erste Werkzeug 1a wird geöffnet und das umgeformte Werkstück WU entnommen.
Die Vorrichtung befindet sich nun wieder in der
Ausgangsstellung.
Durch die Anwendung von zwei Werkzeugen 1a und 1b kann
die Produktivität der Schließvorrichtung 5 wesentlich
erhöht werden.
Ist der Schließspalt nach der ersten Umformstufe in der
Vorformstation so groß, daß der zum Schließen des
Werkzeuges 1 erforderliche Hub (H) den Hub eines Kurzhub-
oder Membranzylinders übersteigt, ist es möglich mehrere
dieser Zylinder so zueinander anzuordnen, daß deren Hübe
sich addieren. Dabei können die Druckflächen der beiden
in Reihe angeordneten Zylinder 13 gem. Fig. 4 direkt
aneinander anliegen. Der oder die zusätzlich benötigten
Zylinder 13′ können beispielsweise in der Schließplatte
11 unter dem Werkzeug 1 liegen. Es ist jedoch auch
möglich, entsprechend Fig. 5 über beiden Werkzeughälften
2 und 3 eine Schließplatte 11 und eine Druckplatte 12 mit
einer Kolben-/Zylinderanordnung 12 vorzusehen.
Die Druckflächen der Kolben 13a weisen vorzugsweise
aufeinander zu. Bei einer genügenden Steifigkeit des
Werkzeuges 1 kann auch auf die Schließplatten 11
verzichtet werden, so daß die Kolben 13a direkt auf das
Werkzeug 1 einwirken. Weiterhin ist es möglich, die in
Fig. 4 und 5 dargestellten zu kombinieren, so daß
beispielsweise auf einer Seite des Werkzeuges 1 zwei
Kolben-/Zylinderanordnungen 12, 12′ mit aneinander
anliegenden Druckflächen und auf der anderen Seite des
Werkzeuges 1 eine weitere Kolben-/Zylinderanordnung 12′
angeordnet ist, wodurch sich der mögliche Hub
verdreifacht.
Weiterhin kann die Kolbenanordnung gem. Fig. 4 (mit der
zugehörigen Druckplatte 10 und Schließplatte 11 auch
beidseitig zum Werkzeug 1 liegen. In diesem Fall ist über
die vier Kolben-/Zylinderanordnungen der vierfache Hub
realisierbar.
Durch diese Möglichkeiten der in Vorschubrichtung "in
Reihe" hintereinander angeordneten Kurzhub- oder
Membranzylinder 13, bzw. Kolben-/Zylinderanordnungen 12
ist es möglich wahlweise kleine, mittlere oder größere
Hübe zu erzielen. Durch die Anwendung von
Kurzhubzylindern 13 werden die Kosten im Vergleich zu
herkömmlichen Langhubzylindern wesentlich reduziert.
Selbst die Anwendung von vier Kurzhub- oder
Membranzylindern ist kostengünstiger als der Einsatz
eines herkömmlichen Kolbens.
Insgesamt wird mit der erfindungsgemäßen Lösung durch die
Kombination des Vorformens mit dem Hydroumformen und in
Verbindung mit den neuartigen Anordnungsmöglichkeiten der
Kurzhub- oder Membranzylinder eine elegante und
kostengünstige Vorrichtung geschaffen.
Bezugszeichenliste
1, 1a, 1b Werkzeug
2, 2a, 2b Werkzeughälfte
3, 3a, 3b Werkzeughälfte
4 Platten
5 Zuhaltevorrichtung
6 Rahmen
7 Durchbruch
8 Zuganker
9 Distanzbuchse
10 Druckplatte
11 Schließplatte
12 Kolben-/Zylinderanordnungen
13 Zylinder 13
13a Kolben 13a
W Ausgangswerkstück
WU umgeformtes Werkstück
FA Schließkraft
G Gravur
PI Innendruck
PA Außendruck
S1 Einlege- /Entnahme-/Vorformstation
S1a erste Einlege-/Entnahme-/Vorformstation
S1b zweite Einlege-/Entnahme-/Vorformstation
S2 Hydroumformstation
2, 2a, 2b Werkzeughälfte
3, 3a, 3b Werkzeughälfte
4 Platten
5 Zuhaltevorrichtung
6 Rahmen
7 Durchbruch
8 Zuganker
9 Distanzbuchse
10 Druckplatte
11 Schließplatte
12 Kolben-/Zylinderanordnungen
13 Zylinder 13
13a Kolben 13a
W Ausgangswerkstück
WU umgeformtes Werkstück
FA Schließkraft
G Gravur
PI Innendruck
PA Außendruck
S1 Einlege- /Entnahme-/Vorformstation
S1a erste Einlege-/Entnahme-/Vorformstation
S1b zweite Einlege-/Entnahme-/Vorformstation
S2 Hydroumformstation
Claims (12)
1. Verfahren zum Hydroumformen von rohrförmigen Ausgangs
werkstücken (W) mit Innendruck unter Anwendung eines Werk
zeuges (1) aus mindestens zwei Werkzeughälften (2, 3) und
einer Zuhaltevorrichtung (5), die im wesentlichen aus
mindestens einem Rahmen (6) mit einem Durchbruch (7) ge
bildet wird und über ein Preßzeug in Form einer Kolben-/
Zylinderanordnung (12) verfügt, dadurch gekennzeichnet, daß
außerhalb der Zuhaltevorrichtung (5) während des Schließens
der Werkzeughälften (2, 3) des Werkzeuges (1) durch die in
Richtung zum Ausgangswerkstück (W) weisende Gravur (G) der
Werkzeughälften (2, 3) ein Vorformen des Ausgangswerk
stückes (W) erfolgt, wobei gleichzeitig ein Innendruck PI
in das Ausgangswerkstück (W) eingebracht wird und das
Ausgangswerkstück (W) während des gesamten weiteren Hydro
umformprozesses im Werkzeug (1) verbleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
- - in einer ersten Einlege-/Entnahme-/Vorformstation (S1) die beiden Werkzeughälften (2, 3) nach Einlegen des umzuformenden Ausgangswerkstückes (W) in das Werkzeug (1) außerhalb der Zuhaltevorrichtung (5) nur teilweise geschlossen werden,
- - daß nachfolgend in einer zweiten Stufe (S2) in Form der Hydroumformstation in der Zuhaltevorrichtung (5) die teilweise geschlossenen Werkzeughälften (2, 3) mit dem
- - sich darin befindlichen Ausgangswerkstück (W) vollständig geschlossen und das Werkstück (W) damit endgültig vorge formt und das Werkzeug (1) mit hoher Spannkraft verspannt werden, wonach das Innenhochdruckumformen erfolgt,
- - und daß das vollständig umgeformte Werkstück (Wu) wahlweise innerhalb oder außerhalb der Zuhaltevorrichtung (5) entnommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die resultierende Kraft (FI), die aus dem aufgebrachten
Innendruck (PI) während des Vorformens erzeugt wird,
kleiner ist, als die Schließkraft (FA) des Werkzeuges (1)
beim Vorformen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß mehr als ein Werkzeug (1) Anwendung
findet.
5. Vorrichtung Hydroumformen von rohrförmigen Ausgangs
werkstücken mit einem Werkzeug (1), bestehend aus
mindestens zwei Werkzeughälften (2, 3) wobei beide Werk
zeughälften (2, 3) während des Innenhochdruckumformens in
einer Schließvorrichtung (5) unter Anwendung mindestens
eines Preßzeuges in Form einer Kolben-/Zylinderanordnung
(12) verspannt werden, dadurch gekennzeichnet, daß das
Werkzeug (1) mit nur teilweise geschlossenen Werkzeug
hälften (2, 3) in die Schließvorrichtung (5) einbringbar
ist und daß die Kolben-/Zylinderanordnung (12) einen
mittleren Hub (H) gewährleistet, der mindestens so groß ist
wie der Schließspalt (S) des teilweise geschlossenen
Werkzeuges (1).
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Zuhaltevorrichtung (5) eine zwischen Werkzeug (1) und
Kolben (13) angeordnete Schließplatte (11) aufweist, wobei
die Schließplatte (11) in Richtung der Kolbenbewegung
verschiebbar im Durchbruch (7) des Rahmens (6) gelagert
ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch
gekennzeichnet, daß der den Kolben (13a) zum Verspannen der
Werkzeughälften (2, 3) führende Zylinder (13) als
Kurzhubzylinder oder Membranzylinder ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß mindestens eine Kolben-/Zylinder
anordnung (12) in einer Druckplatte (10) angeordnet ist,
wobei der Kolben (13a) mit seiner Druckfläche in Richtung
zum Werkzeug (1) weist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Gewährleistung eines mittleren
Hubes (H) mindestens zwei Kurzhubzylinder und/oder
Membranzylinder (13) so zueinander angeordnet sind, daß
sich deren Hübe addieren.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Addierung des Hubes (H) die zwei
Kurzhubzylinder und/oder Membranzylinder (13) so zueinander
angeordnet sind, daß deren Druckflächen aufeinander zu
weisen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß zur Addierung des Hubes (H) die zwei
Kurzhubzylinder und/oder Membranzylinder (13) so zueinander
angeordnet sind, daß deren Druckflächen aneinander
anliegen.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schließvorrichtung (5) mindestens
zwei zueinander parallel angeordnete Rahmen (6) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996133760 DE19633760C2 (de) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | Verfahren zum Hydroumformen und zugehörige Vorrichtung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996133760 DE19633760C2 (de) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | Verfahren zum Hydroumformen und zugehörige Vorrichtung |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19633760A1 true DE19633760A1 (de) | 1998-03-12 |
DE19633760C2 DE19633760C2 (de) | 2001-11-15 |
Family
ID=7803274
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996133760 Expired - Fee Related DE19633760C2 (de) | 1996-08-22 | 1996-08-22 | Verfahren zum Hydroumformen und zugehörige Vorrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19633760C2 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0945193A1 (de) * | 1998-03-25 | 1999-09-29 | DaimlerChrysler AG | Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers aus einem rohrförmigen Rohling durch Innenhochdruckumformung |
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