DE10127948C1 - Verfahren zum Innenhochdruck-Umformen und schließbares Werkzeug zum Durchführen des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Um bei einem Verfahren zum Innenhochdruck-Umformen eines Halbzeuges (1) mit geschlossenem Querschnitt in einem ein Oberwerkzeug (2) und ein Unterwerkzeug (3) aufweisenden schließbaren Werkzeug, wobei wenigstens ein Teil des hydraulischen Umformmediums bei offenem oder halb geöffnetem Werkzeug über eine im Oberwerkzeug (2) und/oder Unterwerkzeug (3) angeordnete Zulauföffnung (7) in das Halbzeug (1) eingebracht wird, zu erreichen, dass das Halbzeug (1) schneller mit Umformmedium gefüllt wird, wodurch die Taktzeit sich verringert, ist der Spalt (4) zwischen Oberwerkzeug (2) und Unterwerkzeug (3) zumindest während der letzten Schließbewegung wenigstens im Bereich der Zulaufbohrung (7) abgedichtet. Ein schließbares Werkzeug zum Durchführen dieses Verfahrens weist ein Dichtprofil (9) auf, das am Oberwerkzeug (2) und/oder am Unterwerkzeug (3) in einer Kontur (10) in Schließbewegung der Werkzeughälfte beweglich geführt, an der Kontur (10) dichtend anliegend zumindest während der letzten Schließbewegung des Werkzeuges dichtend auf einer Auflagefläche der anderen Werkzeughälfte anliegt.

Description

Bei der Herstellung von Bauteilen unter Anwendung der Innenhochdruckumformung und bei der Verwendung von Halbzeugen mit geschlossenem Querschnitt, wobei dieses Halbzeug in ein aus Oberwerkzeug und Unterwerkzeug bestehendes schließbares Werkzeug gelegt wird, wird die Taktzeit unter anderem im Wesentlichen durch die Zeit zum Füllen des Halbzeuges mit hydraulischem Umformmedium bestimmt.

Üblicherweise wird, wie in der EP 0 414 545 A2 beschrieben, das Umformmedium durch eine Bohrung durch den axialen Dichtstempel eingebracht. Besonders bei langen, dünnen Halbzeugen, also beispielsweise langen Rohren, ergibt sich aufgrund des be­ grenzten Querschnittes der Zulaufbohrungen eine lange Füllzeit. Von daher ist es auch bekannt, im Unterwerkzeug und/oder im Oberwerkzeug zusätzliche Zulauföffnungen einzubringen, durch die zusätzliches Umformmedium eingebracht wird, bevor der axiale Dichtstempel gegen die Öffnung des Halbzeuges fährt. Dieses Einbringen von hydrauli­ schem Umformmedium kann jedoch erst erfolgen, wenn das Werkzeug geschlossen ist. Bei geöffnetem Werkzeug würde ein Großteil des Umformmediums ungenutzt aus dem Werkzeug auslaufen. Somit wird nachteilig bei diesem Verfahren nur eine geringe Takt­ zeitverringerung erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum schnelleren Füllen des Halbzeuges mit Umformmedium zu finden und die Taktzeit zu verringern. Des Weiteren soll ein geeignetes Werkzeug hierfür gefunden werden.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Werkzeug ist in Patentanspruch 3 beschrieben. Eine vorteilhafte Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Anspruch 2 und vor­ teilhafte Ausbildungen des Werkzeuges in den Ansprüchen 4 und 5 beschrieben.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird es möglich, das Halbzeug bereits durch die zusätzliche Zulauföffnung im Werkzeug mit Umformmedium zu füllen, während das Werkzeug noch die Schließbewegung durchführt.

Das Werkzeug zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist sehr einfach aufgebaut. Es besteht sogar die Möglichkeit, bereits vorhandene Werkzeuge auf das neue Verfahren hin umzurüsten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Dabei zeigen

Fig. 1 den Aufbau eines Werkzeuges nach dem Stand der Technik, im Schnitt darge­ stellt, und

Fig. 2 den Aufbau eines Werkzeuges gemäß Fig. 1 nach der Erfindung.

Das Verfahren zum Innenhochdruck-Umformen eines Halbzeuges 1 mit geschlossenem Querschnitt, beispielsweise eines Rohres, erfolgt in einem wenigstens zweigeteilten Werkzeug mit einem Oberwerkzeug 2 und einem Unterwerkzeug 3. Zum Einlegen des Halbzeuges 1 bzw. zum Entnehmen des umgeformten Werkstückes wird das Werkzeug geöffnet, wie dieses jeweils auf der linken Hälfte der Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Das geschlossene Werkzeug ist jeweils auf der rechten Hälfte dargestellt.

Bei ganz oder teilweise geöffnetem Werkzeug entsteht ein Spalt 4 zwischen Oberwerk­ zeug 2 und Unterwerkzeug 3. Dichtstempel 5, 6 dienen dazu, die Öffnungen des Halb­ zeuges 1 während des Innenhochdruck-Umformens zu verschließen. Dabei kann ein Dichtstempel 5 fest gegenüber dem Werkzeug positioniert sein. Wenigstens ein zweiter Dichtstempel 6 muss in Achsrichtung des Halbzeuges 1 verschiebbar ausgebildet sein, da er zum einen die Freiheit zum Einlegen des Halbzeuges 1 bzw. Herausnehmen des fertigen Werkstückes 2 ermöglichen muss. Zum anderen ist diese Verschiebbarkeit er­ forderlich, damit der Dichtstempel dem sich während der Verformung verkürzenden Werkstück folgen kann.

Im Untergesenk ist eine Zulauföffnung 7 zum Füllen des Gesenks angeordnet. Der ver­ schieblich ausgebildete Dichtstempel 6 ist ebenfalls im Schnitt dargestellt. Hier sieht man die Zulaufbohrung 8, die sich durch diesen Dichtstempel 6 erstreckt. Auch der Dichtstempel 5 kann mit einer derartigen Bohrung versehen sein.

In Fig. 1 ist die Ausbildung eines schließbaren Werkzeuges nach dem Stand der Tech­ nik dargestellt. Selbstverständlich kann ein Zuführen des hydraulischen Umformmedi­ ums, beispielsweise Wasser, durch die Zulauföffnung 7 nur dann erfolgen, wenn der axiale Dichtstempel 6 noch nicht am Halbzeug 1 anliegt. Das bedeutet aber, dass das Umformmedium bei geöffnetem Oberwerkzeug 2 über das Halbzeug 1 hinwegfließt und durch den Spalt 4 aus dem Werkzeug heraus. Von daher kann also ein Füllen des Halbzeuges 1 mit Umformmedium sinnvoll nur dann erfolgen, wenn der Schließvorgang des Oberwerkzeuges 2 abgeschlossen ist.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren, zu dem das Werkzeug in Fig. 2 dargestellt ist, kann das hydraulische Umformmedium bereits bei offenem bzw. zufahrendem Werk­ zeug durch die Zulauföffnung 7 eingebracht werden. Das wird dadurch erreicht, dass der Spalt 4 gemäß Fig. 1 mittels eines Dichtprofils 9 verschlossen ist. Das Dichtprofil 9 kann eine beliebige Form aufweisen und ist in einer Kontur 10 am unteren Mantelbe­ reich des Oberwerkzeuges 2 in Schließrichtung beweglich geführt. Sofern, wie in Fig. 2 dargestellt, das Dichtprofil 9 beweglich mit dem Oberwerkzeug 2 verbunden ist, pressen Federn 11 das Dichtprofil 9 auf das Unterwerkzeug 3. Dadurch wird eine bessere Ab­ dichtung zwischen Dichtprofil 9 und Unterwerkzeug 3 erreicht.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren und das hierzu eingesetzte Werkzeug wird erreicht, dass bereits beim Niederfahren des Oberwerkzeuges 2 Umformmedium durch die Zulauföffnung 7 in das Halbzeug 1 eingebracht werden kann, ohne dass es direkt wieder aus dem Werkzeug strömt. Das Einbringen des Umformmediums durch die Zu­ lauföffnung 7 in das Halbzeug 1 wird erst dann unterbrochen, wenn der Dichtstempel 6 die zugehörige Öffnung des Halbzeuges 1 verschließt. Sofern dieses der Fall ist, bevor das Oberwerkzeug 2 gegenüber dem Unterwerkzeug 3 vollständig geschlossen ist, kann das überschüssige Umformmedium aus dem Raum 12 durch die Zulauföffnung 7 abfließen.

Bei einer weiteren nicht dargestellten Ausbildung ist das Dichtprofil 9 fest mit dem Unterwerkzeug 3 verbunden bzw. sogar einteilig mit diesem ausgebildet. Beim Zusam­ menfahren von Oberwerkzeug 2 und Unterwerkzeug 3 greift er dann das Dichtprofil 9 vor dem endgültigen Zusammentreffen von Oberwerkzeug 2 und Unterwerkzeug 3 in die Kontur 10 des Oberwerkzeugs 2 ein. Diese Ausbildung entspricht funktionell der in Fig. 2 dargestellten Ausbildung. Die Federn 11 können bei dieser Ausbildung entfallen.

Das Dichtprofil 9 kann nur örtlich im Bereich der Dichtstempel 5 und/oder 6 oder der Zulauföffnung 7 angeordnet sein. Es kann aber auch weitergehend bis hin zum voll­ ständigen Umschließen des Unterwerkzeuges 3 oder des Oberwerkzeuges 2 ausgebil­ det sein.

Bezugszeichenliste

1

Halbzeug

2

Oberwerkzeug

3

Unterwerkzeug

4

Spalt

5

Dichtstempel

6

Dichtstempel

7

Zulauföffnung

8

Zulaufbohrung

9

Dichtprofil

10

Kontur

11

Feder

12

Raum

Claims (5)

1. Verfahren zum Innenhochdruck-Umformen eines Halbzeuges (1) mit geschlos­ senem Querschnitt in einem ein Oberwerkzeug (2) und ein Unterwerkzeug (3) aufweisenden schließbaren Werkzeug, wobei wenigstens ein Teil des hydrauli­ schen Umformmediums bei offenem oder halb geöffnetem Werkzeug über eine im Oberwerkzeug (2) und/oder Unterwerkzeug (3) angeordnete Zulauföffnung (7) in das Halbzeug (1) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (4) zwischen Oberwerkzeug (2) und Unterwerkzeug (3) zumindest wäh­ rend der letzten Schließbewegung wenigstens im Bereich der Zulaufbohrung (7) abgedichtet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdichtung sich der Spaltreduzierung, hervorgerufen durch die Schließbewegung der Werkzeugteile, anpasst, indem sie den Spalt (4) mantelförmig oder abschnitts­ weise, quer zur Schließbewegung verschieblich oder elastisch umschließt.

3. Schließbares Werkzeug, bestehend aus einem Oberwerkzeug (2) und einem Unterwerkzeug (3), deren Spalt (4) zumindest während der letzten Schließbe­ wegung wenigstens im Bereich der Zulauföffnung (7) abgedichtet ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein am Ober­ werkzeug (2) und/oder am Unterwerkzeug (3) in einer Kontur (10) in Schließ­ bewegung der Werkzeughälfte beweglich geführtes, an der Kontur (10) dich­ tend anliegendes Dichtprofil (9) zumindest während der letzten Schließbewe­ gung des Werkzeuges dichtend auf einer Auflagefläche der anderen Werk­ zeughälfte anliegt.

4. Schließbares Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtprofil (9) sich über Federn (11) an der ersten Werkzeughälfte abstützt.

5. Schließbares Werkzeug nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Dichtprofil (9) als Teil einer Werkzeughälfte oder mit einer Werkzeughälfte fest verbunden ausgebildet ist.