CN109496169B - 内部高压成型模具以及用于通过内部高压成型来成型工件的方法 - Google Patents

内部高压成型模具以及用于通过内部高压成型来成型工件的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于内部高压成型工件(2)、尤其是用于制造用于机动车的管状结构构件的模具(1)。该模具(1)包括至少三个可动模具区段(3、4、5、6)，它们限定用于容纳和成型工件(2)的成型型腔(7)。所述可动模具区段(3、4、5、6)在模具(1)的闭合状态(10)中至少部分地完全形成成型型腔(7)。此外，本发明还涉及一种用于通过内部高压成型来成型工件(2)的方法。

Description

内部高压成型模具以及用于通过内部高压成型来成型工件的 方法
技术领域
本发明涉及一种用于内部高压成型工件的模具。另外，本发明涉及一种用于通过内部高压成型来成型工件的方法。
背景技术
在内部高压成型(IHU)中通过施加内部高压例如将金属原始管件成型为管状构件或者说IHU构件。为此将原始管件置入成型IHU模具的型腔中并且通过引入内部的流体、如水-油乳液大致横向于纵向轴线扩张该原始管件，在此原始管件的管壳压到型腔壁上并且在这里相应地成型。
文献DE 19708905A1尤其是结合图2示出一种用于内部高压成型车身中空支架的装置，该装置包括两个半模，在其之间延伸有分型线。
用于内部高压成型的已知方法或装置的缺点在于：必须这样设计待制造的构件，使得其在压力机闭合方向上没有侧凹，以便闭合半模。
此外，在两个半模之间延伸的分型线的协调非常复杂。例如错位可导致构件的质量损失或甚至失效。
此外，在许多情况下，尤其是在IHU构件的形状复杂时，需要首先在一个或多个过程步骤中进行预成型，在此由原始管件制成预成型的原始管件，其用于接下来在IHU模具中的内部高压成型。如果例如构件横截面相对于坯件变细，则必须例如通过浸渍雕印进行预成型。
文献DE 10014619A1结合图26示出一种液压成型装置，该装置包括四个彼此间隔开的、固定的、具有凹面的不可动模具和四个分别设置在固定模具之间的可动柱塞模具。该装置的缺点例如在于：基于固定模具，待成型的工件必须沿轴向被推入该装置中。基于在成型期间与工件接触的固定模具预先确定固定的构件半径。此外，也不能总是避免预成型。固定模具和可动柱塞模具之间的分型面的协调也非常复杂。
发明内容
因此，基于现有技术，至少一些实施方式的任务在于提供一种用于内部高压成型工件的模具，借助其可省却用于预成型的过程步骤和/或借助其也可制造具有侧凹的构件和/或借助其可省却分型线的复杂协调。另一任务在于提供一种用于通过内部高压成型来成型工件的方法。
本文描述的用于内部高压成型工件的模具根据至少一种实施方式包括至少三个可动模具区段。工件尤其可以是中空体、如金属管状中空体。在通过内部高压成型进行成型之后，经成型的构件例如可用作机动车的结构构件。
可动模具区段限定用于容纳和成型工件的成型型腔。模具可具有一个或多个打开状态以及闭合状态。在闭合状态中，模具优选至少部分地形成完全封闭的型腔。
优选地，在模具的闭合状态中成型型腔至少部分地完全由可动模具区段形成。换句话说，封闭的型腔至少部分地仅由所述至少三个可动模具区段形成。所述至少三个可动模具区段可在模具的闭合状态中至少部分地这样完全形成成型型腔，使得在假想的横截面中由所述可动模具区段形成封闭环绕的型腔轮廓线。此外，所述可动模具区段在模具的闭合状态中不仅可部分地而且可在整个型腔上完全形成型腔，从而在整个型腔上在任何可能的假想横截面中都由可动模具区段形成封闭环绕的型腔轮廓线。
根据另一种实施方式，在模具的闭合状态中每个可动模具区段与两个另外的可动模具区段直接接触。可动模具区段可在模具的闭合状态中、分别尤其是在直接邻接型腔表面的区域中与另外的可动模具区段接触，从而在闭合状态中仅通过可动模具区段形成封闭型腔。
根据另一种实施方式，这样构造所述模具，使得在成型工件时在模具的闭合状态中设置在两个可动模具区段之间的分型线不与工件直接接触。优选地，在成型过程中设置在两个直接彼此相邻的模具区段之间的分型线不与工件接触。因此，这可涉及没有分型线和构件拐角半径的模具结构。由于工件不与分型线接触，因此可有利地改善待制造的构件的质量。
根据另一种实施方式，模具包括四个可动模具区段，它们在模具的闭合状态中至少部分地完全形成成型型腔。优选地，这四个可动模具区段在模具的闭合状态中在整个型腔上完全形成型腔，使得在假想的横截面中由四个可动模具区段形成封闭环绕的型腔轮廓线。
通过本文描述的模具可有利地省却用于预成型工件的过程步骤。此外，借助本文描述的模具例如也可制造具有侧凹的构件。
此外，提出一种用于通过内部高压成型来成型工件的方法。在该方法中，提供待成型的工件以及本文描述的模具。该模具可具有前述实施方式的一个或多个特征。到目前为止和在下面描述的特征既可适于用于内部高压成型的模具，也可适于用于成型工件的方法。
在该方法中，在模具的打开状态中将待成型的工件置入模具中，使得该工件设置在各模具区段之间。此外，工件在模具中通过流体的内部高压而成型，在成型期间模具的所述至少三个可动模具区段与工件直接接触。内部高压例如可通过水-油乳液引入构造为中空体的工件中。
根据另一种实施方式，所述可动模具区段在模具的闭合状态中在假想的横截面中形成封闭环绕的型腔轮廓线。
优选地，所述可动模具区段在模具的闭合状态中形成型腔，工件在成型期间至少部分地不完全与型腔表面接触。换句话说，工件优选不在达到100％的整个圆周上与型腔表面或雕印(Gravur)接触。
例如，在模具的闭合状态中各两个直接彼此相邻的可动模具区段可在从一个模具区段到下一模具区段的过渡处分别定义一个分型线，工件优选在分型线的区域中不与模具区段直接接触。由于待制造的构件不与分型线接触，因此可改善构件质量。
工件在不与雕印或型腔表面接触的区域中的构件半径例如可通过过程参数、如压力或壁厚有针对性地被控制。
本文描述的方法的特征在于：也可制造具有侧凹的构件。此外，可有利地省却工件的预成型。
附图说明
本文描述的用于内部高压成型工件的模具或本文描述的用于通过内部高压成型来成型工件的方法的其它优点和有利实施方式由下面结合图1至8描述的实施方式给出。附图如下：
图1至4示出根据现有技术的用于内部高压成型工件的模具的不同示意图；和
图5至8示出根据一种实施方式的本文描述的模具或本文描述的方法的不同示意图。
具体实施方式
在实施例和附图中，相同或相同作用的部件可分别设有相同的附图标记。所示元件及其彼此间的尺寸比例原则上不被看作是符合比例的。相反，为了更好的显示和/或更好的理解，一些元件可被夸大地加粗或大尺寸地示出。
图1至4以不同视图示出根据现有技术的用于内部高压成型工件2的模具1或方法的示意图。图1示出示意性透视图。图2至图4示出剖面图，其中，图2示出处于打开状态的模具1，图4示出处于闭合状态的模具1，图3示出图2的放大局部G。
模具1包括第一模具区段3和第二模具区段4，这两个模具区段3、4在模具1的闭合状态10中形成封闭的型腔7。在图2至4中以两种不同的图示、即成型之前的图示和成型之后的图示分别示出工件2。
结合图1至图4所示的方法的缺点在于：在模具区段3、4之间形成的分型线在成型时与工件2直接接触。分型线的协调在模具1的设计或制造中可非常复杂。
此外，借助结合图1至4示出的模具1，不能成型具有侧凹的构件。另外，根据构件可能需要一个或多个对于预成型工件2所必须的过程步骤。
图5至图8示出根据一种实施例的用于内部高压成型工件2的模具1的不同示意图。在此，图5示出模具1和待成型或已成型的工件2的透视图。在图6至8中示出剖面图，其中，图6示出处于打开状态的模具1，图8示出处于闭合状态的模具1，并且图7示出图6的放大局部H。
该模具1构造为内部高压成型模具并且包括四个可动模具区段3、4、5、6，它们给定限定用于容纳和成型工件2的型腔7的形状。在模具1的闭合状态10中，这四个可动模具区段3、4、5、6至少部分地完全形成成型型腔，更确切而言使得在假想的横截面中由这四个可动模具区段3、4、5、6形成封闭环绕的型腔轮廓线。
此外，各个可动模具区段3、4、5、6在模具1的闭合状态10中分别与两个另外的可动模具区段3、4、5、6直接接触。
当通过流体内部高压、例如通过将水-油乳液引入构造为中空体的工件中来成型工件2时，工件2在模具1的闭合状态10中不连续地与型腔7的表面接触。尤其是在两个模具区段3、4、5、6之间形成的分型线8的区域中，工件2不与型腔7的表面局部区域9接触。
由此可有利地省却分型线8的复杂协调。另外可排除基于不良形成的分型线8在成型构件中产生错位(Versatz)的风险。
在此结合图5至8示出的模具1或结合图5至8描述的方法也有利地适合用于成型具有侧凹的工件2。此外，通过模具1可避免现有技术中必需的对工件2的预成型。
在所示实施方式中描述的特征也可根据其它实施方式彼此组合。替代或附加地，在附图中所示的实施方式可具有根据一般性说明的实施方式的其它特征。
附图标记列表
1 模具
2 工件
3 第一模具区段
4 第二模具区段
5 第三模具区段
6 第四模具区段
7 型腔
8 分型线
9 表面局部区域
10 闭合状态
G、H 放大局部

Claims (3)

1.用于通过内部高压成型来成型工件(2)以便制造用于机动车的管状结构构件的方法，包括下述步骤：
-提供用于内部高压成型工件(2)的模具(1)，该模具包括至少三个可动模具区段(3、4、5、6)，所述可动模具区段限定用于容纳和成型所述工件(2)的成型型腔(7)，所述可动模具区段(3、4、5、6)在该模具(1)的闭合状态(10)中至少部分地完全形成所述成型型腔(7)；
-提供待成型的工件(2)；并且
-在没有用于预成型所述工件的过程步骤的情况下在所述模具(1)中通过流体内部高压成型所述工件(2)，在成型期间所述模具(1)的所有可动模具区段(3、4、5、6)与所述工件(2)直接接触，通过成型所述工件获得的结构构件具有侧凹，
-其中，在所述模具(1)的闭合状态(10)中各两个直接彼此相邻的可动模具区段(3、4、5、6)分别定义一个分型线，并且所述工件(2)在所述模具(1)的闭合状态(10)中在所述分型线的区域中不与所述可动模具区段(3、4、5、6)直接接触，并且在通过流体内部高压成型工件(2)期间两个可动模具区段(3、4、5、6)之间的分型线不与该工件直接接触。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述可动模具区段(3、4、5、6)在所述模具(1)的闭合状态(10)中形成封闭环绕的型腔轮廓线。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述可动模具区段(3、4、5、6)在所述模具(1)的闭合状态(10)中形成成型型腔(7)，并且所述工件(2)在所述模具(1)的闭合状态(10)中至少部分地不完全与所述成型型腔(7)的表面接触。
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