DE4416147C2 - Anwendung des Innenhochdruckumformverfahrens zum Herstellen eines gekrümmten metallischen Längshohlkörpers und eine hierfür einsetzbare Innenhochdruckumformpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Anwendung des bekannten, dem Herstellen eines gekrümmten metallischen Längshohlkörpers dienenden Innenhochdruckumformverfahrens und eine hierfür geeignete Innenhochdruckumformpresse mit einem Druckmittelzuführungswerkzeug.

Ein solches Innenhochdruckumformverfahren für die genannten Längshohlkörper ist durch die Zeitschrift "Metal Industry", 22. Februar 1946, Seiten 144 bis 147 bekanntgeworden. Es wird dort zunächst eine Blechplatine aus zwei flächenmäßig identischen Platinenteilen hergestellt, die jeweils - abgesehen von im Bereich der Längsränder vorgesehenen zusätzlichen Verbundflächenteilen - in Längsrichtung mindestens die Länge des Längshohlkörpers und in Querrichtung höchstens die halbe Länge der jeweiligen Querschnittskontur aufweisen. Die beiden Platinenteile werden zwischen beheizten Stempeln aufeinandergelegt, im Bereich der Verbundflächenteile miteinander verbunden und die Blechplatine danach in einer Innenhochdruckumformpresse durch Einleiten des Druckmittels zwischen die beiden Platinenteile aufgeweitet. Die auf diese Weise hergestellten Kühlelemente besitzen parallele Kühlkanäle, wobei eine Krümmung der Kühlkanäle durch entsprechende Führung der Verbundflächenteile erreicht wird. Die Kühlkanäle weisen grundsätzlich einen konstanten Querschnitt auf.

Das Herstellen eines Hohlkörpers unter Verwendung eines aus randseitig miteinander verbundenen Platinen hergestellten Grundkörpers durch die Anwendung des Innenhochdruck-Umformverfahrens ist weiterhin durch die DE 42 32 161 A1 bekanntgeworden. Die miteinander durch beispielsweise Schweißen verbundenen Blechplatinen werden bei der Innenhochdruck-Umformung mit einem Tiefziehvorgang kombiniert, um im Verlaufe des Umformprozesses einen unterschiedlichen Blechhalterdruck auf die Platinen ausüben und beispielsweise wellenförmige Bremskonturen einarbeiten zu können und ein kontrolliertes Abbremsen des nachfließenden Platinenwerkstoffes sicherzustellen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von einer Blechplatine Längshohlkörper mit variierenden Querschnittsänderungen herzustellen, die sich bei Anwendung des Innenhochdruckumformverfahrens auf Rohrabschnitte mit gleichbleibendem Querschnitt nicht erzielen lassen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst.

Die Erfindung geht hierbei von der Erkenntnis aus, daß im Zuge der genannten Maßnahmen mit dem Einsatz einer gedoppelten Blechplatine und Krümmung sowie anschließendem Aufweiten der Blechplatine nach dem Innenhochdruckumformverfahren variierende Querschnittsänderungen des Längshohlkörpers möglich sind, die bisher nicht erzielt werden konnten. Die Blechplatine stellt nämlich ein Ausgangsmaterial dar, das gleichsam das in eine Ebene abgewickelte Endprodukt in zwei gleich großen Teilen enthält und zusätzlich die Verbundflächenteile zum Verbinden dieser beiden Teile aufweist. Vor allem die Komplexität des herzustellenden Endproduktes wird hierbei durch das Krümmen der Blechplatine im Zuge des Schließens der Innenhochdruckumformpresse in der zur Blechplatine senkrechten Ebene weiter erhöht.

Die entsprechende Arbeit braucht dann nicht mehr im Zuge des Aufweitens geleistet zu werden. Im Gegensatz zu den bekannten Maßnahmen weist der aus der Innenhochdruckumformpresse entnommene Längshohlkörper dann natürlich noch die miteinander verbundenen Verbund­ flächenteile auf. Das ist in vielen Fällen, wie z. B. in der Automobilindustrie, vorteilhaft, weil diese flanschartigen Verbundflächenteile zum Anschluß weiterer Blechteile eingesetzt werden können. So ist bei einer bevorzugten Ausführungsform die Anordnung so getroffen, daß die Verbundflächenteile an zumindest einem der beiden Längsränder durchlaufend ausgebildet sind. Selbstverständ­ lich können die durchlaufenden Verbundflächenteile auch an beiden Längsrändern vorgesehen sein. Jedenfalls wird man diese durchlaufenden Verbundflächenteile der beiden Platinenteile regelmäßig über ihre gesamte Länge miteinander rollnaht- oder laserverschweißen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Verbundflächenteile an zumindest einem der beiden Längsränder aus mit Längsabstand voneinander angeordneten Verbundlappen auszubilden. In diesem Fall wird zwar im Zuge des Aufweitens das Druckmittel zwischen den Verbundlappen gewisse Leckageverluste aufweisen, diese können aber durch entsprechende Nachlieferung des Druckmittels ohne weiteres kompensiert werden. Jedenfalls kann man die Verbundlappen nach dem Aufweiten der Blechplatine abschneiden, so daß die Möglichkeit besteht, zwischen die einander zugewandten Längsränder noch Blechteile einzuschweißen oder aber zwei selbständige spiegelbildliche Bauteile zu gewinnen. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform, der im Rahmen der Erfindung besondere Bedeutung zukommt, besteht darin, daß zumindest eines der beiden Platinenteile vor der Vereinigung zur Blechplatine durch Walzen bereichsweise auf unterschiedliche Dicke gebracht wird. Hierdurch wird nämlich eine weitere Möglichkeit für Materialnach­ lieferungen im Zuge des Aufweitens eröffnet, die bei konstanter Dicke der Blechplatinenteile nicht möglich ist. Auf der anderen Seite kann man durch diese Maßnahme für die Gestaltfestigkeit wünschenswerte Wanddickenvergrößerungen verwirklichen.

In vorrichtungsmäßiger Hinsicht sieht die Erfindung eine Innenhochdruckumformpresse für das beschriebene Verfahren vor, und zwar mit einem Druckmittelzuführungswerkzeug, das aus einem Spaltmeißel besteht, der an einem Längsende der Platine zwischen die beiden Platinenteile der Blechplatine einführbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Blechplatine,

Fig. 2 eine Seitenansicht des Gegenstandes der Fig. 1 nach Einlegen und Schließen einer Innenhochdruckumform­ presse,

Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 2 nach dem Aufweiten,

Fig. 4 eine Aufsicht auf den Gegenstand der Fig. 3,

Fig. 5a bis c Querschnitte des Gegenstandes der Fig. 4,

Fig. 6 einen Teil des Gegenstandes der Fig. 1 in einer abgewandelten Ausführungsform und

Fig. 7 ein Druckmittelzuführungswerkzeug.

Zum Herstellen eines gekrümmten metallischen Längshohl­ körpers mit in Längsrichtung variierender Querschnitts­ kontur (vgl. Fig. 3 bis 5) wird nach dem Innenhochdruckumformverfahren in einer Innenhochdruckum­ formpresse wie folgt verfahren: Zunächst wird eine Blechplatine 1 aus zwei flächenmäßig identischen Platinenteilen 2, 3 hergestellt, die jeweils - abgesehen von im Bereich der Längsränder vorgesehenen zusätzlichen durchlaufenden Verbundflächenteilen 4 - in Längsrichtung mindestens die Länge des Längshohlkörpers und in Querrichtung mindestens die halbe Länge der jeweiligen Querschnittskontur aufweisen. Die beiden Platinenteile 2, 3 werden aufeinandergelegt und im Bereich der durchlaufenden Verbundflächenteile 4 über deren gesamte Länge miteinander rollnaht- oder laserverschweißt (vgl. Fig. 1). Anschließend wird die Blechplatine 1 in eine Innenhochdruckumformpresse eingeführt und im Zuge des Schließens derselben in der zur Blechplatine 1 senkrechten Ebene gekrümmt (vgl. Fig. 2). Danach wird die Blechplatine 1 durch Einleiten eines Druckmittels zwischen die beiden Platinenteile 2, 3 aufgeweitet, wobei sich letztere an die Innenfläche des Innenhochdruckumformwerkzeuges anlegen, das die Außenkontur des Längshohlkörpers als Innenkontur aufweist. Das Einführen des Druckmittels zwischen die beiden Platinenteile 2, 3 erfolgt mit einem Spaltmeißel 5 (vgl. Fig. 7), der an einem Längsende der Blechplatine 1 zwischen die beiden Platinenteile 2, 3 der Blechplatine 1 eingeführt wird.

Fig. 6 zeigt eine Abwandlung: Hier sind die Verbundflächenteile 4 als Verbundlappen ausgebildet, die mit Längsabstand voneinander angeordnet sind. Diese Verbundlappen können nach dem Aufweiten der Blechplatine 1 abgeschnitten werden. In Fig. 2 ist durch eine gestrichelte Linie die Möglichkeit angedeutet, zumindest eines der beiden Platinenteile 2, 3 vor der Vereinigung zur Blechplatine 1 durch Walzen bereichsweise auf unterschiedliche Dicke zu bringen.

Claims (5)

1. Anwendung des bekannten, dem Herstellen eines gekrümmten metallischen Längshohlkörpers dienenden Innenhochdruck­ umformverfahrens, bei dem zunächst eine Blechplatine (1) aus zwei flächenmäßig identischen Platinenteilen (2, 3) hergestellt wird, die je­ weils - abgesehen von im Bereich der Längsränder vorgesehenen zusätzlichen Verbundflächenteilen (4) - in Längsrichtung mindestens die Länge des Längshohlkörpers und in Querrichtung höchstens die halbe Länge der jeweiligen Querschnittskontur aufweisen, anschließend die beiden Platinenteile (2, 3) aufeinandergelegt und im Bereich der Verbundflächenteile (4) miteinander verbunden werden und danach die Blechplatine (1) in einer Innenhochdruckumformpresse durch Einleiten des Druckmittels zwischen die beiden Platinenteile (2, 3) aufgeweitet wird, zum Zwecke der Herstellung eines gekrümmten metallischen Längshohlkörpers mit in Längsrichtung variierender Querschnittskontur, wobei die Blechplatine (1) im Zuge des Schließens der Innenhochdruckumformpresse in der zur Blechplatine (1) senkrechten Ebene gekrümmt wird.

2. Anwendung nach Anspruch 1, wobei die Verbundflächenteile (4) an zumindest einem der beiden Längsränder als mit Längsabstand voneinander angeordnete Verbundlappen ausgebildet sind.

3. Anwendung nach Anspruch 2, wobei die Verbundlappen nach dem Aufweiten der Blechplatine (1) aufgeschnitten werden.

4. Anwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zumindest eines der beiden Platinenteile (2, 3) vor der Vereinigung zur Blechplatine (1) durch Walzen bereichsweise auf unterschiedliche Dicke gebracht wird.

5. Innenhochdruckumformpresse für die Anwendung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, mit einem Druckmittelzuführungswerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittelzuführungswerkzeug aus einem Spaltmeißel (5) besteht.