DE4434441A1 - Einrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern nach dem Innenhochdruckumform-Verfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Herstellen von Hohl­ körpern nach dem Innenhochdruckumform-Verfahren (IHU-Verfahren) nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder 2, wie sie aus der DE 41 03 078 C1 als bekannt hervorgeht.

Bei der Einrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern nach dem In­ nenhochdruckumform-Verfahren (IHU-Verfahren) gemäß der DE 41 03 078 C1 sind die beiden Zugstangen eines Paares untereinander zwar höhengleich und - in Bewegungsrichtung der Presse auf den feststehenden Werkzeugteil hin gesehen - rechts und links neben der Kolbenstange des Arbeitszylinders angeordnet, jedoch verlau­ fen sie höhenversetzt zur, d. h. tiefer als die Kolbenstange, und zwar entlang der Oberseite der das formbestimmende Gesenk und die Arbeitszylinder tragenden Grundplatte. Bei der bekannten Einrichtung wird über die erwähnten Stößel lediglich der Rohling stirnseitig verschlossen bzw. das Druckmedium zugeführt, nicht aber eine axiale Stauchung des Rohlinges innerhalb der Gravur durchgeführt. Aus diesem Grunde brauchen die Stößel nur mit ei­ ner dem Umformdruck und der Querschnittsfläche des Rohlings ent­ sprechenden Axialkraft angedrückt zu werden. Nachteilig an der bekannten Einrichtung ist die momentenbelastete und nicht aus­ tauschbare Anbindung der Arbeitszylinder an das zugehörige form­ bestimmende Gesenk. Aufgrund der Momentenbelastung der Zugstan­ gen bei Zugeinwirkung müssen zur Verhinderung von unzulässig starken Verkantungen der Arbeitszylinder die Zugstangen und der Arbeitszylinder auf ihrer ganzen Länge flach auf der erwähnten Grundplatte, die sich ihrerseits auf dem Pressentisch abstützt, aufgelagert sein, die Grundplatte und der Pressentisch tragen also zur Momentenentlastung der Anbindung der Arbeitszylinder bei. Dies können sie jedoch nur, wenn das die Gravur tragende IHU-Werkzeug einschließlich der Arbeitszylinder und deren Zug­ stangen-Anbindung an das IHU-Werkzeug jeweils eine - wie es aus­ drücklich heißt - geschlossene Baugruppe bilden, die in ihrer Gesamterstreckung flach auf der der Grundplatte auf liegt und nach ihrer Justierung darauf festgeschraubt ist und die im Falle eines Werkzeugwechsels als ganzes ausgetauscht werden muß. Es können im übrigen nur horizontale Lagen der Arbeitszylinder in den unterschiedlichen, wechselweise zum Einsatz gelangenden Werkzeugen zugelassen werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäß zugrundegelegte IHU-Werkzeug dahingehend zu verbessern, daß beliebige Raumlagen der Arbeitszylinder möglich sind und daß im Falle eines Werk­ zeugwechsels nur das die Gravur tragende Gesenk - hier IHU-Werk­ zeug genannt - unter Verbleib der Arbeitszylinder in der Ein­ richtung zum Herstellen von Hohlkörpern ausgetauscht zu werden braucht oder daß der/die Arbeitszylinder an unterschiedlichen Gesenken eingesetzt werden können.

Ausgehend von dem gattungsgemäßen Stand der Technik wird diese Aufgabe auf zweierlei Weise, nämlich durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 oder durch die von Anspruch 2 gelöst. Aufgrund einer mittigen Anordnung und Anbindung der Zugstangen im Bereich der Formteilungsflächen kommt zum einen eine Momen­ tenentlastung der Zugstangen bei Zugkraftwirkung zustande. Diese Momentenentlastung wiederum ermöglicht die bauliche Loslösung der Arbeitszylinder von der tragenden Grundplatte, so daß unter­ schiedliche, insbesondere geneigte Raumlagen der Arbeitszylinder zugelassen werden können. Die bauliche Loslösung der Arbeitszy­ linder von der Grundplatte eröffnet außerdem die austauschbare Ankoppelung und universelle Verwendung der Arbeitszylinder an unterschiedliche, wechselweise zum Einsatz gelangende IHU-Werk­ zeuge, so daß nun im Falle einer Umrüstung der Einrichtung auf die Produktion eines anderen Hohlkörpers nur noch die die Gravur tragenden Gesenkteile gewechselt zu werden brauchen und die Ar­ beitszylinder in der Einrichtung verbleiben können. Der Umfang der bei einer Umrüstung auszutauschenden Teile kann daher auf ein wesentlich geringeres Maß reduziert werden.

Zwar ist es aus der DE 43 20 236 C1 bekannt, bei Einrichtungen zur Herstellung von Hohlkörpern nach dem IHU-Verfahren die Um­ formstößel relativ zueinander bezüglich ihrer Achslage und be­ züglich ihres Angriffspunktes im Raum einstellbar zu haltern, jedoch wird dazu nur eine sehr sehr aufwendig gestaltete und bei Belastung nachgiebige Verschiebekonstruktion gezeigt, die in der Praxis nicht befriedigt.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles nach­ folgend noch erläutert; dabei zeigen:

Fig. 1 die perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungs­ beispieles einer Einrichtung zum Herstellen von Hohlkör­ pern nach dem Innenhochdruckumform-Verfahren mit einem etwa horizontal liegenden und mit einem ansteigend ange­ ordneten, über Zugstangenpaare an das IHU-Werkzeug ange­ koppelten Arbeitszylinder, wobei die Zugstangen über Ham­ merköpfe in Aussparungen in beiden gegenüberliegenden Formteilungsflächen verankert sind,

Fig. 2 die perspektivische Darstellung eines zweiten Ausfüh­ rungsbeispieles einer Einrichtung ähnlich wie die nach

Fig. 1, bei der einer der Arbeitszylinder fallend ange­ ordnet ist und bei der die Zugstangenpaare in einer dem unteren Werkzeugteil zugeordneten Halterungswand veran­ kert sind,

Fig. 3 eine Seitenansicht auf die Abstützung des in Fig. 1 links angeordneten Arbeitszylinders und

Fig. 4 einen Querschnitt durch die Verankerung einer Zugstange gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1, dargestellt am Beispiel einer unter maximalem Winkel geneigt angeord­ neten Zugstange.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Einrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern nach dem Innenhochdruckumform-Verfahren (IHU-Verfah­ ren) ist eine dazu erforderliche Presse durch einen Pressentisch 25 und durch ein hubbewegliches Pressenteil 30 lediglich ange­ deutet. Die Presse dient u. a. zum Öffnen und Schließen des wei­ ter unten noch näher beschriebenen IHU-Werkzeuges und zum Zusam­ menhalten dieses Werkzeuges mit großer, den Umformkräften stand­ haltenden Umformkräften. Auf dem Pressentisch ist eine Grund­ platte 26 befestigt, auf der die unbeweglichen Teile der Ein­ richtung zur Ausübung des IHU-Verfahrens angeordnet sind, woge­ gen der bewegliche Pressenteil 23 den hubbeweglichen Werkzeug­ teil aufnimmt. Als Wesentliches ist in diesem Zusammenhang IHU- Werkzeug 1 zu nennen, welches in einen feststehenden Werkzeug­ teil 3 und in einen beweglichen Werkzeugteil 2 unterteilt sind; beide Werkzeugteile sind entlang von Formteilungsflächen 5 ge­ trennt und tragen jeweils eine Gravur 4. Die Gravur bestimmt die gewünschte Endform des Hohlteiles. In die Gravur kann ein rohr­ förmiger Rohling eingelegt werden. Die den Enden des Rohlings zugeordnete Gravur - nachfolgend kurz "endseitige Gravur" 6 ge­ nannt - liegt etwa parallel und mittig zu den entsprechenden endseitigen Partien der Formteilungsflächen des IHU-Werkzeuges. Konzentrisch zu den endseitigen Gravuren des IHU-Werkzeuges 1 sind axial bewegliche Stößel 7 angeordnet, von denen jeweils einer an ein offenes Stirnende des Rohlings dichtend ansetzbar ist; über wenigstens einen der Stößel kann ein Druckmedium in den Rohling eingeleitet werden. Die Stößel ihrerseits sind unter Zwischenfügung von Adaptern 21 an den Kolbenstangen 9 von hy­ draulisch beaufschlagbaren Arbeitszylindern 8 gehaltert und ge­ führt. Wichtig ist also letzten Endes, daß die Arbeitszylinder koaxial zu den endseitigen Gravuren 6 des IHU-Werkzeuges gehal­ tert werden. Nachdem im Inneren der Rohlinge ganz erhebliche Drücke in der Größenordnung von einigen 1000 bar wirken und nachdem außerdem die Querschnittsflächen der Werkstücke eben­ falls ein beträchtliches Maß aufweisen können, müssen allein zur Aufrechterhaltung einer dichtenden Anlage des Stößels an der Stirnseite des Rohlings ganz erhebliche Kräfte in der Größenord­ nung von einigen 100 kN aufrecht erhalten werden. Für den Fall, daß darüberhinaus auch noch Rohlingwerkstoff zur Mitte der Um­ formpartie in das IHU-Werkzeug hineingeschoben werden muß, sind die über die Stößel auf das Werkstück einwirkenden Axialkräfte noch höher. Um die zylinderseitigen Reaktionskräfte in einem kurzgeschlossenen Kraftfluß auf möglichst einfache Weise auf­ nehmen zu können, ist für jeden Arbeitszylinder 8 jeweils ein Paar von Zugstangen 10 vorgesehen, die sich zwischen dem IHU- Werkzeug 1 und dem Arbeitszylinder 8 erstrecken, die parallel zur Zylinderachse ausgerichtet und zugfest am Werkzeug und am Zylinder befestigt sind. Je eine Zugstange 8 erstreckt sich rechts bzw. links neben der Kolbenstange 9.

Ziel der Erfindung ist es, die Anbindung der Arbeitszylinder an die IHU-Werkzeuge so zu gestalten, daß beliebige Raumlagen der Arbeitszylinder möglich sind und daß im Falle eines Werkzeug­ wechsels nur das die Gravur tragende Gesenk ausgetauscht zu wer­ den braucht, wogegen die Arbeitszylinder in der Einrichtung ver­ bleiben können und nicht getauscht zu werden brauchen oder daß der/die Arbeitszylinder an unterschiedlichen Gesenken eingesetzt werden können.

Zur Erfüllung dieser Forderung sind verschiedene Merkmale vorge­ sehen. Zur Entlastung der Zugstangen von Momentenbelastung bei Zugeinwirkung sind diese mit ihren Mittellinien jeweils hö­ hengleich zu den endseitigen Gravuren 6, also höhengleich mit den Kolbenstangen 9 angeordnet. Um bei dieser Relativlage der Zugstangen zu den Formteilungsflächen 5 die Zugstangen momenten­ frei auch an das IHU-Werkzeug anbinden zu können, erstrecken sich die beiden Zugstangen 10 eines Paares jeweils bis in den endseitigen Bereich der Formteilungsflächen 5 sowohl des fest­ stehenden (3) als auch des hubbeweglichen Werkzeugteiles 2 hin­ ein und sind dort mit den beiden Werkzeugteilen 2 und 3 form­ schlüssig gegen Herausziehen in entsprechenden Aussparungen 15 bzw. 16 verankert, die in die Formteilungsflächen eingearbeitet sind. Zumindest ist dies bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel so vorgesehen. Die Verankerung der Zugstangen 10 mit dem hubbeweglichen Teil 2 des IHU-Werkzeuges 1 ist in der Weise ausgebildet, daß die entsprechende Aussparung 15 (Fig. 4) mit jedem Arbeitsspiel durch die Hubbewegung von den Zugstangen und den entsprechenden Formschlußflächen ohne weiteres lösbar bzw. durch die Schließbewegung wieder schließbar ist. Hierauf soll weiter unten noch näher eingegangen werden. Außerdem ist die lösbare Verankerung der Zugstangen auf Seiten des Werkzeuges bei einer Mehrzahl unterschiedlicher, im Wechsel zum Einsatz ge­ langender IHU-Werkzeuge 1 bzw. 1′′ in der Weise übereinstimmend und austauschbar ausgebildet, daß die Zugstangen bei allen IHU- Werkzeugen austauschbar verankert werden können, und somit bei einem erforderlich werdenden Umrüsten der Einrichtung auf ein anderes Werkstück lediglich die die Gravur tragenden Gesenke, d. h. das IHU-Werkzeug 1 bzw. 1″ ausgetauscht zu werden braucht, wogegen die Arbeitszylinder 8 und die Zugstangen 10 in der Ein­ richtung verbleiben können. D.h. es ist möglich, daß der/die Ar­ beitszylinder an unterschiedlichen Gesenken eingesetzt werden können.

Die Zugstangen 10 sind darüberhinaus im feststehenden Werkzeug­ teil 3 derart verkantungssicher verankert, was vorliegend jedoch nicht dargestellt ist, daß das Eigengewicht der Arbeitszylinder 8 die Zugstangen 10 nicht aus der unteren Verankerung heraushe­ beln kann. Beispielsweise kann dies dadurch realisiert sein, daß die Köpfe an den Zugstangenenden durch quer verlaufenden Schrau­ ben und/oder durch entsprechende Paßgenauigkeit gesichert und fixiert sind. Bei den in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh­ rungsbeispielen sind die Zugstangen 10 in den IHU-Werkzeugen durch einen Hammerkopf 11 verankert. Dieser Hammerkopf kann mit der Zugstange lösbar, z. B. durch ein Gewinde oder auch unlösbar verbunden sein, insbesondere mit ihr eine monolithische Einheit bilden, wie dies bei angeschmiedeten Köpfen von Schrauben meist der Fall ist. Die Frage, ob lösbarer oder angeschmiedeter Ham­ merkopf, hängt auch von der Art der Anbindung der Zugstangen auf der Seite des Arbeitszylinders ab. Um unterschiedlich geneigte Einbaulagen eines Arbeitszylinders bzw. der Zugstangen 10 in Re­ lation zur Bewegungsrichtung 23 des hubbeweglichen Werkzeugtei­ les bei der Verwendung unterschiedlicher, wechselweise einge­ setzter IHU-Werkzeuge zu ermöglichen, müssen besondere Gestal­ tungsmerkmale an der werkzeugseitigen Verankerung der Zugstangen vorgesehen sein, was nachfolgend im Zusammenhang mit Fig. 4 nä­ her erläutert werden soll. Bei dem dort ausschnittsweise gezeig­ ten Ausführungsbeispiel eines IHU-Werkzeuges 1′′ ist die Zugstan­ ge 10 unter einem Winkel α gegenüber der Horizontalen 24 ge­ neigt, wobei hier für das gezeigte Ausführungsbeispiel angenom­ men werden soll, daß der dort vorliegende Winkel α unter allen wechselweise eingesetzten IHU-Werkzeugen mit nach unten gerich­ teter Neigung der Zugstange 10 den größten Winkel aufweist. Der Hammerkopf 11 sei bei diesem Ausführungsbeispiel angeschmiedet und nachträglich auf genaue Paßform spanabhebend bearbeitet. Dadurch kann ein nach unten weisender Abschnitt 18 des Hammerkopfes in die entsprechende Aussparung 16 im feststehenden Werkzeugteil 3′ eingesteckt werden. Der untere Hammerkopf 18 ist spielfrei und verkantungssicher in der entsprechenden Aussparung aufgenommen. Dadurch wird der Hammerkopf spielfrei im unteren Werkzeugteil 31 gehalten. Der obere Abschnitt 17 des Hammerkop­ fes erstreckt sich ebenfalls in eine entsprechende Aussparung 15 des hubbeweglichen Werkzeugteiles 2′′. Die bei Zugbelastung der Zugstange 10 druckübertragende Anlagefläche 14 des Hammerkopfes, die in Richtung zum Arbeitszylinder 8 hin weist, ist ebenso wie die entsprechende Wandung der Aussparung 15 geradlinig abge­ schrägt, wobei der Winkel β dieser Abschrägung zwischen der druckübertragenden Fläche 14 und der Formteilungsfläche 5′′ dem weiter oben genannten Winkel α zuzüglich 90° entspricht. Auf­ grund dieser Winkelbeziehung ist sichergestellt, daß die Ausspa­ rung 15 sich bei allen vorkommenden Winkellagen hinterschnei­ dungsfrei und spielfrei an den oberen Hammerkopfabschnitt 17 an­ passen läßt und sie sich ohne weiteres auf den oberen Hammer­ kopfabschnitt in Bewegungsrichtung 23 aufschieben läßt.

Damit - je nach Art des herzustellenden Werkstückes und dement­ sprechend je nach Art des betreffenden IHU-Werkzeuges 1 bzw. 1′′ - die Arbeitszylinder 8 an das IHU-Werkzeug angekoppelt werden können, ist es zweckmäßig, wenn die Arbeitszylinder 8 im Abstand a zu der das IHU-Werkzeug tragenden Grundplatte 26 oder zum Pressentisch 25 angeordnet sind. Um sicherzustellen, daß ein solcher Abstand der Arbeitszylinder nach unten hin verwirklicht werden kann, wird der feststehende Werkzeugteil 3 des IHU-Werk­ zeuges in Hubrichtung unter Umständen durch austauschbare Adap­ tionsstücke 32 unterbaut.

Es wurde bereits erwähnt, daß die Zugstangen 10 im feststehenden Werkzeugteil 3 bzw. 3′′ verkantungssicher gehaltert und notfalls daran festgeschraubt sind. Nachdem die Zugstangen 10 ausreichend stark bemessen werden können, wären sie dadurch auch in der La­ ge, das Eigengewicht des Arbeitszylinders 8 aufzunehmen, so daß dieser gewissermaßen fliegend vom feststehenden Werkzeugteil 3 aus gehalten wird. Da jedoch die Arbeitszylinder aufgrund ihrer großen Dimensionierung ein erhebliches Eigengewicht haben und die Zugstangen dementsprechend auf Biegung belasten können, und da eine solche Biegebelastung ungünstig für ein präzises Arbei­ ten der Arbeitszylinder und der von ihnen geführten Stößel 7 ist, ist es zweckmäßig, wenn das Eigengewicht der Arbeitszylin­ der 8 durch eine Unterbauung abgestützt ist. Um diese Unterbau­ ung den jeweiligen Gegebenheiten der wechselweise zum Einsatz gelangenden IHU-Werkzeuge anpassen zu können, ist die Unterbau­ ung sowohl in der Höhe als auch in der Winkellage anpaßbar ge­ staltet. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ei­ ner höhenveränderbaren und winkelanpaßbaren Unterbauung ist eine fest mit dem Umfang der Arbeitszylinder verbundene Stützwalze 30 vorgesehen, die in ein formentsprechendes Walzengelenk 31 einge­ legt ist. Dadurch kann ein Arbeitszylinder 8 in jeder beliebigen Schwenklage abgestützt werden. Zur Höhenanpassung der Unterbau­ ung können unterschiedlich hohe Adaptionsstücke 34 unter das Wal­ zengelenk 31 eingeschoben werden.

Die Zugstangen 10 müssen selbstverständlich auch auf der Seite des Arbeitszylinders 8 zugfest verankert werden, wenngleich hier die Verankerung einfacher zu realisieren ist als auf Seiten des IHU-Werkzeuges, weil sie dort nicht austauschbar gestaltet zu sein brauchen und weil sie nicht in einer beweglichen Fuge lie­ gen. Bei den beiden dargestellten Ausführungsbeispielen sind die beiden Zugstangen am Arbeitszylinder 8 in einer Halteplatte 12 verankert, die an der kolbenstangenseitigen Stirnseite des Arbeitszylinders angeschraubt ist. Die Zugstangen 10 sind in der Halteplatte 12 durch jeweils einen Kopf 19 verankert, der jeweils in einer Aussparung auf der Anschraubseite der Halteplatte anliegt, wobei die Zugstangen 10 durch eine Öffnung in der Halteplatte in Richtung IHU-Werkzeug hindurchragen. Die Zugstangen können in der Halteplatte mittels eines axial hochbe­ lastbaren Gewindes eingeschraubt oder auch durch eine bajonett­ artige Drehverriegelung in der Halteplatte verankert sein. Dies ist insbesondere dann angezeigt, wenn die Halteplatte, wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 vorgesehen, einteilig ausgebil­ det ist. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Halteplatte 12 jedoch zweiteilig ausgebildet, wobei die Tei­ lungsfuge 20 der Halteplatte diametral durch die beiden Durch­ trittsöffnungen für die Zugstangen 10 und durch die dazwischen befindliche Durchtrittsöffnung für die Kolbenstange 9 des Ar­ beitszylinders hindurchverläuft. An beiden Enden der Zugstangen, d. h. am werkzeugseitigen und am zylinderseitigen Ende der Zug­ stangen können die jeweiligen Köpfe 11 bzw. 19 unlösbar mit den Zugstangen verbunden sein, d. h. insbesondere, daß die beiden Köpfe angeschmiedet sein können.

Nachfolgend soll noch auf das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 eingegangen werden. In diesem Zusammenhang sei vorab erwähnt, daß funktionsgleiche aber baulich unterschiedlich gestaltete Teile mit den gleichen Bezugszeichen, jedoch mit hochgestelltem Strich versehen sind, so daß insoweit weitgehend auf die vorausgegangene Beschreibung verwiesen werden kann. Nachfolgend sei lediglich auf ausgewählte bauliche Besonderheiten des Ausführungsbeispieles nach Fig. 2 näher eingegangen:
Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind die beiden Zugstangen 10′ eines Paares mit ihren Mittellinien jeweils hö­ hengleich und parallel zu dem der endseitigen Gravur 6 zugeord­ neten Bereich der Formteilungsflächen 5′ angeordnet, sie liegen also ebenfalls höhengleich mit der Kolbenstange 9 des zugehöri­ gen Arbeitszylinders 8′. Jedoch ist bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sowohl die werkzeugseitige Anbindung der Zugstangen 10′ als auch die zylinderseitige Anbindung baulich anders ge­ löst. Die beiden Zugstangen 10′ erstrecken sich mit ihrem werk­ zeugseitigen Ende jeweils in eine Halterungswand 13 und sind mit dieser formschlüssig gegen Herausziehen in entsprechenden Aus­ sparungen 35 verankert. Die Halterungswand 13 ist an dem fest­ stehenden Werkzeugteil 3′ des IHU-Werkzeuges 1′ unbeweglich be­ festigt und überragt die Formteilungsfläche 51 des feststehenden Werkzeugteiles in Richtung zum hubbeweglichen Werkzeugteil 2′ hin um mindestens den halben Durchmesser der Zugstangen. Selbst­ verständlich ist auch bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 die werkzeugseitige Ausgestaltung der lösbaren Verankerung der Zugstangen in der Halterungswand bei einer Mehrzahl unterschied­ licher, wechselweise eingesetzter IHU-Werkzeuge übereinstimmend und austauschbar ausgebildet.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Hal­ terungswand 13 außenseitig am feststehenden Werkzeugteil 3′ an­ geordnet und umgibt diesen im Abstand zum hubbeweglichen Werk­ zeugteil 2′. Beide Halterungswände 13 für die beiden gegenüber­ liegenden Zugstangenpaare 10′ sind in einem geschlossenen, rah­ menartigen Halteteil 22 angeordnet, welches das feststehende Werkzeugteil 3 umgibt und welches starr mit dem feststehenden Werkzeugteil 3′ befestigt ist. Anstelle eines solchen rahmenar­ tigen Halteteiles 22 wäre es auch denkbar, die Halterungswände 13 einstückig mit dem feststehenden Werkzeugteil 3′ baulich zu integrieren. Es ist für den Fall, daß der die Gravur 4′ tragende Teil des IHU-Werkzeuges 1′ genügend Platz bietet, statt dessen auch denkbar, die Halterungswand 13 innerhalb der Umfangskontur der Formteilungsflächen 5′ im Bereich der endseitigen Gravur 6 anzuordnen. Es müßte allerdings in diesem Fall aus dem hubbeweg­ lichen Werkzeugteil 2′ eine entsprechend große Aussparung für die Halterungswand angebracht sein.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Halteplatten 12′ zur Zylinderseitigen Anbindung der Zugstangen 10′ einteilig ausgebildet. Dies setzt voraus, daß zumindest ei­ nes der beiden Enden der Zugstangen 10′ entweder unmittelbar durch ein Gewinde oder durch eine bajonettartige Drehverriege­ lung mit der Halteplatte 12′ zugfest verbunden ist oder daß der werkzeugseitige Kopf 11′ oder der zylinderseitige Kopf 19′ lös­ bar mit dem Schaft der Zugstange 10′ verbunden ist. In Fig. 2 ist auch an dem zylinderseitigen Ende der Zugstangen 10′ ein Kopf 19′ vorgesehen, der jedoch angeschmiedet ist und aufgrund dessen auch bei hoher Zugbelastung relativ klein ausgebildet sein kann. Der größere, am werkzeugseitigen Ende der Zugstangen 10′ angebrachte Kopf 11′ ist mittels eines Gewindes befestigt; die Köpfe 11′ sind im Prinzip also große Vierkantmuttern, die auf ein endseitiges Gewinde an den Zugstangen aufgeschraubt sind.

Zur Entlastung der Zugstangen 10′ von Biegebelastungen aufgrund des Eigengewichtes der Arbeitszylinder 8′ ist auch bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel das Eigengewicht der Arbeitszylinder 8′ durch eine schwenkbare und höhenveränderbare Halterung abgestützt. Und zwar ist hier die Halterung durch ei­ nen schwenkbar an den Arbeitszylinder 8′ angelenkten, U-förmigen Stützbügel 28 gebildet, der an Schwenkzapfen 27 des Arbeitszy­ linders angelenkt ist. Die Schwenkzapfen ragen diametral vom Um­ fang des Arbeitszylinders 8′ ab und liegen etwa in dessen Schwerpunkt. Die beiden Schwenkzapfen 27 liegen insbesondere in der gleichen Axialebene wie die beiden Zugstangen 10′. Zur Hö­ henanpassung der Arbeitszylinder 8′ können die Stützbügel 28 durch unterschiedlich hohe Adaptionsstücke 29 bzw. 29′ unter­ stützt bzw. unterbaut werden. Zur Höhenanpassung des feststehen­ den Werkzeugteiles 3′ bzw. des Halteteiles 22 für die Halte­ rungswände 13 ist eine Unterbauung 32′ vorgesehen, die in geeig­ neter Weise aus einem Satz höhenunterschiedlicher Adaptions­ stücke ausgewählt ist.

Claims (23)

1. Einrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern nach dem Innen­ hochdruckumform-Verfahren (IHU-Verfahren)

• - mit einem entlang einer Formteilungsfläche geteilten IHU- Werkzeug, welches durch eine Hubbewegung öffen- und schließ­ bar ist, durch seine Gravur die gewünschte Endform des Hohl­ teiles bestimmt und welches einen rohrförmigen Rohling auf­ nimmt, wobei die den Enden des Rohlings zugeordnete Gravur - nachfolgend kurz "endseitige Gravur" genannt - etwa parallel und mittig zu den entsprechenden endseitigen Partien der Formteilungsflächen des IHU-Werkzeuges liegen,
• - ferner mit einer quer zur Formteilungsfläche beweglichen Presse zum Öffnen und Schließen des IHU-Werkzeuges und
• - mit konzentrisch zu den endseitigen Gravuren des IHU-Werkzeu­ ges angeordneten, axialbeweglichen Stößeln, von denen jeweils einer an ein offenes Stirnende des Rohlings dichtend ansetz­ bar ist, wobei über wenigstens einen der Stößel Druckmedium in den Rohling einleitbar ist,
• - ferner mit gleichachsig zu jeweils einer der endseitigen Gra­ vuren gehalterten Hydraulikzylindern - im folgenden kurz "Ar­ beitszylinder" genannt, von denen je einer am Vorderende der zugehörigen Kolbenstange jeweils einen der Stößel haltert und diesen axial verschiebt,
• - ferner mit je einem Paar von jeweils einem der Arbeitszylin­ der zugeordneten, sich zwischen IHU-Werkzeug und Arbeitszy­ linder parallel zur Zylinderachse erstreckenden und am IHU- Werkzeug bzw. am Arbeitszylinder zugfest verbundenen Zugstan­ gen zur Aufnahme der Reaktionskraft zwischen IHU-Werkzeug und Arbeitszylinder in einem kurzgeschlossenen Kraftfluß,
• - wobei die beiden Zugstangen eines Paares untereinander höhen­ gleich - in Bewegungsrichtung der Presse auf den fest stehen­ den Werkzeugteil hin gesehen - rechts und links neben der Kolbenstange des Arbeitszylinders angeordnet sind,

gekennzeichnet durch die Gemeinsamkeit fol­ gender Merkmale:

• - die beiden Zugstangen (10) eines Paares sind mit ihren Mit­ tellinien jeweils höhengleich und parallel zu dem der endsei­ tigen Gravur (6) zugeordneten Bereich der Formteilungsflächen (5) - nachfolgend kurz "endseitiger Bereich der Formteilungs­ flächen" (5) genannt -, also höhengleich mit der Kolbenstange (9) des zugehörigen Arbeitszylinders (8) angeordnet,
• - mit ihrem dem IHU-Werkzeug (1) zugekehrten Enden erstrecken sich die beiden Zugstangen (10) eines Paares bis in den end­ seitigen Bereich der Formteilungsflächen (5) sowohl des fest­ stehenden (3) als auch des hubbeweglichen Werkzeugteiles (2) des IHU-Werkzeuges (1) hinein und sind dort mit den gegenüber­ liegenden Werkzeugteilen (2, 3) formschlüssig gegen Herauszie­ hen in entsprechenden in die Formteilungsflächen (5) eingear­ beiteten Aussparungen (15, 16) verankert,
• - wobei die Verankerung der Zugstangen (10) mit dem hubbewegli­ chen Teil (2) des IHU-Werkzeuges (1) in der Weise ausgebildet ist, daß mit jedem Arbeitsspiel der hubbewegliche Teil (2) des IHU-Werkzeuges (1) durch die Hubbewegung von den Zugstangen (10) und den entsprechenden Formschlußflächen ohne weiteres lösbar bzw. durch die Schließbewegung wieder schließbar ist und
• - wobei die werkzeugseitige Ausgestaltung der lösbaren Veranke­ rung der Zugstangen (10) in dem feststehenden (3) und in dem beweglichen Teil (2) des IHU-Werkzeuges (1) bei einer Mehrzahl unterschiedlicher, im Wechsel zum Einsatz gelangender IHU- Werkzeuge (1, 1′′) in der Weise übereinstimmend und austausch­ bar ausgebildet ist, daß die Zugstangen (10) bei einem Wechsel des IHU-Werkzeuges (1, 1′′) von dem feststehenden Werkzeugteil (3) des bisher eingesetzten IHU-Werkzeuges (1) lösbar und un­ ter Verbleib des Arbeitszylinders (8) mit den Zugstangen (10) in der Einrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern in ein fest­ stehendes Werkzeugteil (3′′) eines anderen, neu zum Einsatz ge­ langenden IHU-Werkzeuges (1′′) verankerbar sind.

2. Einrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern nach dem Innen­ hochdruckumform-Verfahren (IHU-Verfahren)

• - mit einem entlang einer-Formteilungsfläche geteilten IHU- Werkzeug, welches durch eine Hubbewegung öffen- und schließ­ bar ist, durch seine Gravur die gewünschte Endform des Hohl­ teiles bestimmt und welches einen rohrförmigen Rohling auf­ nimmt, wobei die den Enden des Rohlings zugeordnete Gravur - nachfolgend kurz "endseitige Gravur" genannt - etwa parallel und mittig zu den entsprechenden endseitigen Partien der Formteilungsflächen des IHU-Werkzeuges liegen,
• - ferner mit einer quer zur Formteilungsfläche beweglichen Presse zum Öffnen und Schließen des IHU-Werkzeuges und
• - mit konzentrisch zu den endseitigen Gravuren des IHU-Werkzeu­ ges angeordneten, axialbeweglichen Stößeln, von denen jeweils einer an ein offenes Stirnende des Rohlings dichtend ansetz­ bar ist, wobei über wenigstens einen der Stößel Druckmedium in den Rohling einleitbar ist,
• - ferner mit gleichachsig zu jeweils einer der endseitigen Gra­ vuren gehalterten Hydraulikzylindern - im folgenden kurz "Ar­ beitszylinder" genannt, von denen je einer am Vorderende der zugehörigen Kolbenstange jeweils einen der Stößel haltert und diesen axial verschiebt,
• - ferner mit je einem Paar von jeweils einem der Arbeitszylin­ der zugeordneten, sich zwischen IHU-Werkzeug und Arbeitszy­ linder parallel zur Zylinderachse erstreckenden und am IHU- Werkzeug bzw. am Arbeitszylinder zugfest verbundenen Zugstan­ gen zur Aufnahme der Reaktionskraft zwischen IHU-Werkzeug und Arbeitszylinder in einem kurzgeschlossenen Kraftfluß,
• - wobei die beiden Zugstangen eines Paares untereinander höhen­ gleich - in Bewegungsrichtung der Presse auf den feststehen­ den Werkzeugteil hin gesehen - rechts und links neben der Kolbenstange des Arbeitszylinders angeordnet sind,

gekennzeichnet durch die Gemeinsamkeit fol­ gender Merkmale:

• - die beiden Zugstangen (10′) eines Paares sind mit ihren Mit­ tellinien jeweils höhengleich und parallel zu dem der endsei­ tigen Gravur (6) zugeordneten Bereich der Formteilungsflächen (5′) - nachfolgend kurz "endseitiger Bereich der Formtei­ lungsflächen" (5′) genannt -, also höhengleich mit der Kol­ benstange (9) des zugehörigen Arbeitszylinders (8′) angeord­ net,
• - mit ihrem dem IHU-Werkzeug (1′) zugekehrten Enden erstrecken sich die beiden Zugstangen (10′) eines Paares in eine Halte­ rungswand (13) und sind mit dieser formschlüssig gegen Her­ ausziehen in entsprechenden Aussparungen (35) verankert, wel­ che Halterungswand (13) an dem feststehenden Werkzeugteil (3′) unbeweglich befestigt oder mit ihm monolitisch inte­ griert ist und die Formteilungsfläche (5′) des feststehenden Werkzeugteiles (3′) in Richtung zum hubbeweglichen Werkzeug­ teil (2′) hin um mindestens den halben Durchmesser der Zug­ stangen (10′) überragt,
• - wobei die werkzeugseitige Ausgestaltung der lösbaren Veranke­ rung der Zugstangen (10′) in der Halterungswand (13) bei einer Mehrzahl unterschiedlicher, im Wechsel zum Einsatz gelangender IHU-Werkzeuge in der Weise übereinstimmend und austauschbar ausgebildet ist, daß die Zugstangen (10′) bei einem Wechsel des IHU-Werkzeuges von der Halterungswand (13) des bisher ein­ gesetzten IHU-Werkzeuges (1′) lösbar und unter Verbleib des Arbeitszylinders (8′) mit den Zugstangen (10′) in der Einrich­ tung zum Herstellen von Hohlkörpern in eine entsprechende Hal­ terungswand eines anderen, neu zum Einsatz gelangenden IHU- Werkzeuges verankerbar sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstangen (10, 10′) im feststehenden Werkzeugteil (3) oder in der Halterungswand (13) verkantungssicher derart veran­ kert sind, daß das Gewicht der Arbeitszylinder (8, 8′) die Zug­ stangen (10, 10′) nicht aus der Verankerung heraushebeln kann.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungswand (13) außenseitig am feststehenden Werk­ zeugteil (3′) angeordnet ist und diesen zumindest im Bereich von dessen endseitiger Formteilungsflächen (5) im Abstand zum hubbe­ weglichen Werkzeugteil (2′) umgibt.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterungswand (13) für alle bei dem IHU-Werkzeug (1′) zum Einsatz gelangenden Zugstangenpaare (10′) in einem geschlos­ senen, rahmenartigen Halteteil (22), welches das feststehende Werkzeugteil (3′) umgibt, angeordnet sind, welches starr mit dem unbeweglichen Werkzeugteil (3′) befestigt ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstangen (10, 10′) in dem IHU-Werkzeug (1, 1′) durch einen Hammerkopf (11, 11′) verankert sind.

7. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammerkopf zur werkzeugseitigen Verankerung der Zugstan­ ge im IHU-Werkzeug mit der Zugstange lösbar, insbesondere durch ein Gewinde verbunden ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammerkopf (11, 11′) zur werkzeugseitigen Verankerung der Zugstange (10, 10′) im IHU-Werkzeug (1, 1′) mit dieser un­ lösbar verbunden, insbesondere mit der Zugstange monolitisch in­ tegriert ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermöglichung unterschiedlich geneigter Einbaulagen des Arbeitszylinders (8) bzw. der Zugstangen (10) in Relation zur Bewegungsrichtung (23) des beweglichen Werkzeugteiles (2′′) bei der Verwendung unterschiedlicher, wechselweise zum Einsatz ge­ langender IHU-Werkzeuge (1, 1′′) aber gleicher Arbeitszylinder (8) und Zugstangen (10) folgende Merkmale für die werkzeugseiti­ ge Verankerung der Zugstangen (10) vorgesehen sind:

• - der Hammerkopf (11) zur werkzeugseitigen Verankerung der Zug­ stangen (10) ist auf dem in Einbaulage in Richtung zum hubbe­ weglichen Werkzeugteil (2′′) weisenden Abschnitt (17) des Ham­ merkopfes (11) und auf der in Richtung zum Arbeitszylinder (8) weisenden, bei Zugbelastung der Zugstange (10) Druck in den hubbeweglichen Werkzeugteil (2′′) übertragenden Fläche (14) des Hammerkopfes (11) geradlinig oder bogenförmig abge­ schrägt,
• - der von der geradlinigen Abschrägung oder von der Tangente an der untersten, der Formteilungsfläche zunächstliegenden Stel­ le der bogenförmigen Abschrägung (36) einerseits und der Ach­ se der Zugstange (10) andererseits eingeschlossene Winkel (β) entspricht dem größten bei den wechselweise zum Einsatz ge­ langenden IHU-Werkzeugen (1′′) vorkommenden Neigungswinkel (α) der Zugstangen (10) gegenüber der Horizontalen zuzüglich ei­ nes rechten Winkels,
• - die diesen Hammerkopfabschnitt (17) formschlüssig aufnehmende Aussparung (15) im beweglichen Werkzeugteil (2′′) ist an der entsprechenden Seite in der der Neigung der druckübertragen­ den Fläche (14) des Hammerkopfes (11) in der jeweiligen Ein­ baulage der Zugstangen (10) entsprechenden Weise schräg aus­ gebildet.

10. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstangen (10, 10′) am Arbeitszylinder (8, 8′) in einer Halteplatte (12, 12′) verankert sind, die an der kolbenstangen­ seitigen Stirnseite des Arbeitszylinders (8, 8′) angeschraubt ist.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstangen (10, 10′) in der zylinderseitigen Halteplatte (12, 12′) durch jeweils einen Kopf (19, 19′) verankert sind, der in je einer Aussparung auf der Anschraubseite der Halteplatte (12, 12′) anliegt, wobei die Zugstangen (10, 10′) durch eine Öffnung in der Halteplatte (12, 12′) in Richtung zum IHU-Werk­ zeug (1, 1′) hindurchragen.

12. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstangen jeweils in ein Gewinde der zylinderseitigen Halteplatte eingeschraubt oder durch eine bajonettartige Dreh­ verriegelung in der Halteplatte verankert sind.

13. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatte (12) zur zylinderseitigen Verankerung der Zugstangen (10) zweiteilig ausgebildet ist, wobei die Teilungs­ fuge (20) der Halteplatte (12) diametral durch die beiden Durch­ trittsöffnungen für die Zugstangen (10) und die dazwischen be­ findliche Durchtrittsöffnung für die Kolbenstange (9) des Ar­ beitszylinders (8) hindurchverläuft und daß beide Enden der Zug­ stangen (10) jeweils durch einen unlösbar an der Zugstange (10) befestigbaren Kopf (11 bzw. 19) werkzeugseitig und zylindersei­ tig verankert sind.

14. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteplatte (12′) zur zylinderseitigen Verankerung der Zugstangen (10′) einteilig ausgebildet ist und daß zumindest ei­ nes der beiden Enden der Zugstangen (10′) entweder unmittelbar durch ein Gewinde oder durch eine bajonettartige Drehverriege­ lung oder durch einen solcherart lösbar an der Zugstange befe­ stigbaren Kopf (11′) am IHU-Werkzeug (1′) und/oder am Arbeitszy­ linder (8′) verankert ist.

15. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitszylinder (8, 8′) im Abstand (a) zu der das IHU- Werkzeug (1, 1′) tragenden Grundplatte (26) oder zum Pressen­ tisch (25) angeordnet sind.

16. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Eigengewicht der Arbeitszylinder (8, 8′) durch eine schwenkbare, höhenveränderbare Halterung (27, 28, 29) oder durch eine höhenveränderbare und winkelanpaßbare Unterbauung (30, 31, 34) abgestützt ist.

17. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung der Arbeitszylinder (8′) durch einen schwenk­ bar an den Arbeitszylinder (8′) angelenkten, U-förmigen Stützbü­ gel (28) und durch der Höhenanpassung dienende Adaptionsstücke (29, 29′) gebildet ist.

18. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitszylinder (8, 8′) etwa unterhalb von deren Schwer­ punkt abgestützt sind.

19. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß für die Höhenanpassung der Unterbauung (30, 31, 34) unter­ schiedlich hohe Adaptionsstücke (34) vorgesehen sind.

20. Einrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß für die Winkelanpassung der Unterbauung (30, 31, 34) Stütz­ walzen (30) vorgesehen sind, die den Arbeitszylinder (8) aufneh­ men und die zueinander in einem Walzengelenk (31) verschwenkbar sind.

21. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der feststehende Werkzeugteil (3, 3′) des IHU-Werkzeuges (1, 1′) in Hubrichtung höhenveränderbar durch austauschbare Adapti­ onsstücke (32) unterbaut ist.