DE4427140C1 - Pressure=formed hollow item - Google Patents

Pressure=formed hollow item

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ThyssenKrupp Technologies AG
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/053—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure characterised by the material of the blanks
    • B21D26/059—Layered blanks

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  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The hollow formed item is prepared from two flat pressings aligned inside the two part tool and clamped at the edges by the tool. Hydraulic pressure is applied between the pressings via. a hole (8) in the edge of one pressing (6.U) and by a domed protuberance (10) on one tool half, and provided via the hydraulic feed.The dome presses the other pressing edge (6,0) into a shaped recess (11). The edge of the hole in the lower pressing has a shaped collar (9) which provides a simple location over the dome during tool closing action. The dome shape is surrounded by a ridged profile (12) to crimp around the hole and provide a seal after forming.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1 sowie ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method according to the preamble of the patent claims 1 and a tool for performing the method.

Das vorgenannte Verfahren und Werkzeuge für die Durchführung des Verfahrens sind aus mehreren Druckschriften bekannt und in der DE 42 32 161 A1 zusammenfassend beschrieben.The above procedure and tools for implementation the method are known from several publications and described in summary in DE 42 32 161 A1.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art sowie ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, welches eine einwandfreie Abdichtung zwischen dem Innenhochdruckumformwerkzeug und dem umzuformenden Bauteil während des Umformprozesses gewährleistet, wobei die Verbindung zyklisch herstell- und lösbar sein soll.The invention has for its object a method of type mentioned above and a tool for performing the To create a process that provides a perfect seal between the hydroforming tool and the one to be shaped Component guaranteed during the forming process, the Connection should be made and released cyclically.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe bei einem gattungsgemäßen Verfahren bzw. Werkzeug durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. 4 angegebenen Merkmale gelöst. Zweckmäßige und vorteilhafte Verfahrensschritte bzw. Ausbildungen des Werkzeugs sind in den Patentansprüchen 2 und 3 bzw. 5 bis 7 angegeben.According to the invention, the object is in a generic Process or tool by the in the characteristic Part of claim 1 or 4 specified features solved. Appropriate and advantageous process steps or Training of the tool are in claims 2 and 3 and 5 to 7 specified.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird an der Schnittstelle zwischen Werkzeug und Platinen, an der extrem hohe Drücke auftreten (1000 bar und mehr), eine metallische Abdichtung zwischen dem Werkzeug und den Platinen erreicht. Diese metallische Abdichtung ergibt sich durch plastische Deformation und der damit verbundenen lokalen Verdichtung des Werkstoffs. Die dichte Verbindung zwischen Werkzeug und Platinen wird hierbei erst mit der Schließbewegung des Werkzeugs hergestellt und wird beim Öffnen des Werkzeugs wieder gelöst.The inventive method is at the interface between tool and circuit boards, at the extremely high pressures occur (1000 bar and more), a metallic seal  reached between the tool and the blanks. These metallic sealing results from plastic deformation and the associated local compression of the material. The tight connection between tool and blanks is only produced with the closing movement of the tool and is released again when the tool is opened.

Durch die Ausgestaltung des Werkzeugs gemäß Patentanspruch 5 braucht bei eingetretenem Verschleiß nur der betreffende Anschlußein­ satz ausgewechselt zu werden.Due to the design of the tool according to claim 5 needs in the event of wear, only the relevant connection sentence to be replaced.

Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 7 wird eine Verminderung der Blechstärke der Platinen in diesem Bereich herbeigeführt, die eine weitere Verdichtung des Werkstoffs zur Folge hat.The configuration according to claim 7 is a reduction the plate thickness of the boards in this area, which results in further compression of the material.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Werkzeugs sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:Embodiments of the tool according to the invention are in shown in the drawing. Show it:

Fig. 1 einen Abschnitt eines Werkzeugs für die Herstellung eines hohlen Bauteils mittels des Innenhochdruckumform­ verfahrens, in geschlossenem Zustand, mit den darin befindlichen Platinen, in einem Längsschnitt; Figure 1 shows a portion of a tool for the production of a hollow component by means of the hydroforming process, in the closed state, with the boards located therein, in a longitudinal section.

Fig. 2 je einen Anschlußeinsatz für das Unterteil und das Oberteil des in Fig. 1 dargestellten Werkzeugs, bei offenem Werkzeug, in einem Längsschnitt; Fig. 2 each have a connection insert for the lower part and the upper part of the tool shown in Figure 1, with the tool open, in a longitudinal section.

Fig. 3 einen anderen Anschlußeinsatz für das Unterteil des in Fig. 1 dargestellten Werkzeugs, ebenfalls in einem Längsschnitt. Fig. 3 shows another connection insert for the lower part of the tool shown in Fig. 1, also in a longitudinal section.

Das in Fig. 1 dargestellte Werkzeug 1 besteht aus einem Unterteil 1.U und einem Oberteil 1.O, zwischen denen sich ein mittels des Innenhochdruckumformverfahrens hergestelltes hohles Bauteil 2 befindet. Der Innenhochdruck wurde dabei durch ein hydraulisches Medium erzeugt, das über Leitungen 3, 4 und 5 zwischen die beiden das Bauteil 2 bildenden Platinen 6.U und 6.O zugeführt worden ist. In das Unterteil 1.U des Werkzeugs 1 ist ein Anschlußeinsatz 7.U eingesetzt, dessen dem Oberteil 1.O zugewandte Fläche 7.F die daran angrenzende Fläche 1.F des Unterteils 1.U des Werkzeugs 1 überragt.The tool 1 shown in Fig. 1 consists of a lower part and an upper part 1. U 1. O, between which a product manufactured by means of the internal high hollow member 2 is located. The internal high pressure is thereby generated by a hydraulic medium which has been fed 2 forming boards 6. U 6. O and via lines 3, 4 and 5, the member between the two. In the lower part 1. U of the tool 1 , a connection insert 7. U is inserted, the surface 7. F facing the upper part 1. O of the adjoining surface 1. F of the lower part 1. U of the tool 1 .

Wie Fig. 2 zeigt, ist die untere Platine 6.U im Bereich der Zuführung des den Innenhochdruck erzeugenden hydraulischen Mediums mit einem Loch 8 versehen und weist im Bereich des Loches 8 einen nach unten gerichteten Kragen 9 auf. Der untere Anschlußeinsatz 7.U ist mit einem etwa halbkugelförmigen Vorsprung 10 versehen, der in das in der unteren Platine 6.U vorgesehene Loch 8 eingeführt wird. Dabei wird, da der halbkugelförmige Vorsprung 10 ein Übermaß gegenüber dem Loch 8 aufweist, das Loch 8 aufgeweitet. Der obere Anschlußeinsatz 7.O weist eine etwa kalottenförmige Mulde 11 auf, in die die obere Platine 6.O durch den halbkugelförmigen Vorsprung 10 einge­ drückt wird. In Abstand um den halbkugelförmigen Vorsprung 10 sind die beiden Anschlußeinsätze 7.U und 7.O mit ringförmig verlaufenden Zacken 12 versehen, die in die Platinen 6.U und 6.O ringförmig verlaufende Kerben prägen.As shown in FIG. 2, the lower plate 6. U is provided with a hole 8 in the area of the supply of the hydraulic medium generating the internal high pressure and has a collar 9 directed downwards in the area of the hole 8 . The lower connection insert 7. U is provided with an approximately hemispherical projection 10 which is inserted into the hole 8 provided in the lower board 6. U. Here, since the hemispherical projection 10 has an oversize compared to the hole 8 , the hole 8 is widened. The upper connection insert 7. O has an approximately spherical trough 11 , into which the upper board 6. O is pressed by the hemispherical projection 10 . At a distance from the hemispherical projection 10 , the two connection inserts 7. U and 7. O are provided with annular tines 12 , which emboss annular notches in the plates 6. U and 6 .

Bei dem in Fig. 3 dargestellten unteren Anschlußeinsatz 7.U ist angedeutet, daß der halbkugelförmige Vorsprung 10 auch in Form eines Konus 13 nach unten auslaufen kann.In the lower connection insert 7 U shown in FIG. 3, it is indicated that the hemispherical projection 10 can also run downward in the form of a cone 13 .

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines hohlen Bauteils mittels des Innenhochdruckumformverfahrens aus einem Bauteil-Rohling, der aus zwei ebenen oder vorgeformten Platinen gebildet ist, die an ihren Rändern miteinander verbunden sind, in einem entsprechenden Werkzeug, wobei der zwischen den Platinen wirkende Innenhochdruck durch ein hydraulisches Medium erzeugt wird und während des Umformprozesses das Werkzeug gegenüber dem Bauteil-Rohling abgedichtet wird, dadurch gekennzeichnet
  • - daß die untere Platine (6.U) für die Zuführung des den Innenhochdruck erzeugenden hydraulischen Mediums mit einem Loch (8) versehen wird,
  • - daß bei der Schließbewegung des Werkzeugs (1) ein am Werkzeug vorgesehener Vorsprung (10), der ein Übermaß gegenüber dem Loch (8) in der unteren Platine (6.U) aufweist, in das Loch (8) eingeführt wird und dieses dabei aufweitet,
  • - und daß bei der Schließbewegung des Werkzeugs (1) die obere Platine (6.O) von dem Vorsprung (10) in eine im Oberteil (1.O) des Werkzeugs (1) vorgesehene entsprechende Mulde (11) gedrückt wird, wobei die obere Platine (6.O) bis zum Abschluß der Schließbewegung des Werkzeugs (1) plastisch verformt wird.
1. A method for producing a hollow component by means of the hydroforming process from a component blank which is formed from two flat or preformed blanks which are connected to one another at their edges, in a corresponding tool, the internal high pressure acting between the blanks by a hydraulic Medium is generated and during the forming process the tool is sealed against the blank component, characterized
  • - That the lower board ( 6. U) is provided with a hole ( 8 ) for supplying the hydraulic medium generating the internal high pressure,
  • - That during the closing movement of the tool ( 1 ) a provided on the tool projection ( 10 ), which has an oversize compared to the hole ( 8 ) in the lower board ( 6. U), is inserted into the hole ( 8 ) and this expands,
  • - And that during the closing movement of the tool ( 1 ) the upper board ( 6. O) from the projection ( 10 ) in a in the upper part ( 1. O) of the tool ( 1 ) provided corresponding depression ( 11 ) is pressed, the upper board ( 6th O) is plastically deformed until the closing movement of the tool ( 1 ) is completed.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Loches (8) in die untere Platine (6.U) und/oder die obere Platine (6.O) ringförmig verlaufende Kerben eingeprägt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that in the region of the hole ( 8 ) in the lower board ( 6. U) and / or the upper board ( 6. O) annular grooves are impressed. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß beim oder nach dem Lochen die untere Platine (6.U) im Bereich des Loches (8) durch Prägen mit einem nach unten gerichteten Kragen (9) versehen wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that during or after punching the lower plate ( 6. U) in the region of the hole ( 8 ) by stamping with a downward collar ( 9 ) is provided. 4. Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem aus einem Oberteil und einem Unterteil bestehendem Gesenk, welches die Platinen aufnimmt, und mit einer Zuführung für das hydraulische Medium zwischen die Platinen, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Loches (8) das Unterteil (1.U) des Werkzeugs (1) einen etwa halbkugelförmigen Vorsprung (10) aufweist, der in das Loch (8) eingreift und ein übermaß gegenüber dem Loch (8) aufweist, und das Oberteil (1.O) des Werkzeugs (1) mit einer etwa kalottenförmigen Mulde (11) versehen ist.4. Tool for carrying out the method according to one of claims 1 to 3 with a die consisting of an upper part and a lower part, which receives the boards, and with a feed for the hydraulic medium between the boards, characterized in that in the region of the hole ( 8 ) the lower part ( 1. U) of the tool ( 1 ) has an approximately hemispherical projection ( 10 ) which engages in the hole ( 8 ) and has an excess compared to the hole ( 8 ), and the upper part ( 1. O ) of the tool ( 1 ) is provided with an approximately spherical trough ( 11 ). 5. Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der etwa halbkugelförmige Vorsprung (10) und/oder die etwa kalottenförmige Mulde (11) am bzw. in einem separaten Anschlußeinsatz (7.U, 7.O) angeordnet sind, wobei die Anschlußeinsätze (7.U, 7.O) im Unterteil (1.U) bzw. Oberteil (1.O) des Werkzeugs (1) eingesetzt sind.5. Tool according to claim 4, characterized in that the approximately hemispherical projection ( 10 ) and / or the approximately spherical trough ( 11 ) on or in a separate connection insert ( 7. U, 7. O) are arranged, the connection inserts ( 7th U, 7th O) are inserted in the lower part ( 1st U) or upper part ( 1st O) of the tool ( 1 ). 6. Werkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Abstand um den halbkugelförmigen Vorsprung (10) und/oder um die kalottenförmige Mulde (11) herum das Unterteil (1.U) bzw. das Oberteil (1.O) des Werkzeugs (1) bzw. des jeweils darin eingesetzten Anschlußeinsatzes (7.U, 7.O) mit mindestens einer ringförmig verlaufenden Zacke (12) versehen ist, die bei der Schließbewegung des Werkzeugs (1) in eine oder beide Platinen (6.U, 6.O) mindestens eine ringförmig verlaufende Kerbe prägt.6. Tool according to claim 4 or 5, characterized in that at a distance around the hemispherical projection ( 10 ) and / or around the spherical trough ( 11 ) around the lower part ( 1. U) or the upper part ( 1. O) of Tool ( 1 ) or the respective connection insert ( 7th U, 7th O) inserted therein is provided with at least one ring-shaped tine ( 12 ) which during the closing movement of the tool ( 1 ) into one or both plates ( 6th U , 6. O) marks at least one ring-shaped notch. 7. Werkzeug nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der sich gegenüberliegenden Flächen (7.F) der Anschlußeinsätze (7.U, 7.O) die daran angrenzende Fläche (1.F) des Unterteils (1.U) bzw. des Oberteils (1.O) des Werkzeugs (1) überragt.7. Tool according to claim 5 or 6, characterized in that at least one of the opposite surfaces ( 7. F) of the connecting inserts ( 7. U, 7. O) the adjacent surface ( 1. F) of the lower part ( 1. U ) or the upper part ( 1st O) of the tool ( 1 ).
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