DE10137476A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Innenhochdruckumformung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Innenhochdruckumformung. Um auch komplexe dreidimensionale Blechformen unter Sicherstellung eines störungsfrei verlaufenden Umformungsprozesses realisieren zu können, umfasst die Vorrichtung ein Werkzeug (5), welches längs einer Werkzeugtrennebene in zwei Werkzeughälften (5a, 5b) geteilt ist, wobei die beiden Werkzeughälften (5a, 5b) eine mit einem hydrostatischen Innendruck (Pi) zur Formgebung an einem umzuformenden Werkstück (7) beaufschlagbare Formkammer (6) ausbilden, einen Werkzeugträger (2), welcher für jede Werkzeughälfte (5a, 5b) wenigstens eine dieser Werkzeughälfte (5a, 5b) zugeordnete Werkzeugträgerkomponente (3, 4) aufweist, wobei jedem Paar aus Werkzeugträgerkomponente (3, 4) und Werkzeughälfte (5a, 5b) eine Fluidkammer (8) zugeordnet ist, die aus einer Kolbenkomponente und einer Kolbenaufnahmekomponente gebildet wird, und wobei Mittel zum Erzeugen eines zum hydrostatischen Innendruck (Pi) mindestens gleich großen, hydrostatischen Fluidkammerdrucks (Pa) vorgesehen sind, der unter Kompensation des hydrostatischen Innendrucks (Pi) die beiden Werkzeughälften (5a, 5b) in Kontakt hält.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Innenhochdruckumformung.

Innenhochdruckumformung (IHU) dient der Umformung von Werkstücken mittels Beaufschlagung durch hydrostatischen Druck und wird z. B. in der Automobilindustrie angewandt. Hierbei wird das zu bearbeitende Werkstück von einem formgebenden, in der Regel geteilten Werkzeug umgeben, welches eine Fluidzuleitung zur Beaufschlagung mit dem zur Umformung des Werkstücks erforderlichen hydrostatischen Druck aufweist. Die umzuformenden Werkstücke können beispielsweise Rohre oder Platinen sein, wobei die im Inneren des Werkzeugs befindliche, mit der Fluidzuleitung in Verbindung stehende Formkammer entsprechend der gewünschten Form des umgeformten Werkstücks ausgebildet ist.

Da die das Werkzeug bildenden Werkzeughälften infolge des eingebrachten hydrostatischen Drucks das Bestreben haben, auseinander zu driften, ist eine Zuhaltevorrichtung, d. h. ein Werkzeugträger zum Einspannen des Werkzeugs erforderlich, wobei die von den Zuhaltekomponenten oder Werkzeugträgerkomponenten auf das Werkzeug ausgeübte Zuhaltekraft gleich oder größer als die Kraft sein muss, die aus dem in die Formkammer eingebrachten hydrostatischen Innendruck resultiert. Je nach der Größe des zur Umformung des Werkstücks notwendigen Innendrucks können die erforderlichen Zuhaltekräfte so groß werden, dass elastische Verformungen in den Komponenten des Werkzeugträgers auftreten, welche sich wiederum auf die Werkzeughälften übertragen. Infolgedessen ist der zur Innenhochdruckumformung erforderliche Präzisionsformschluss des Werkzeugs nicht mehr gegeben, so dass der Innendruck an den entstehenden Undichtigkeiten lokal entweichen kann und der Umformprozess unterbrochen wird. Dieses Problem tritt besonders gravierend in Erscheinung, wenn komplexere Umformungen vorgenommen werden sollen, um etwa Bleche z. B. für Autokarosserieteile in mehreren Ebenen umzuformen, da dann die Trennebenen zwischen den Werkzeughälften dreidimensional gekrümmt und die Anforderungen an die jeweiligen, die Formkammer abdichtenden Dichtflächen entsprechend groß sind. Infolgedessen ist mit den bekannten Verfahren bzw. Vorrichtungen zur Innenhochdruckumformung eine Umformung komplexer dreidimensionaler Blechgeometrien etwa für Autokarosserieteile praktisch nicht möglich.

Es sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Innenhochdruckumformung bekannt, bei denen die zur Kompensation des Innendrucks notwendige Zuhaltekraft mittels eines unterhalb eines Pressentischs angeordneten Zylinderpakets erzeugt wird. Durch entsprechende Beschaltung und Regelung der Zylinder kann zudem die Zuhaltekraft entsprechend den Anforderungen am Werkstück genau bestimmt werden. Um den Einfluss elastischer Verformungen in den Werkzeugträgerkomponenten zu begrenzen, wird diese mit konstruktiven Versteifungen in Form von Wandstärkevergrößerungen versehen. Infolge der hierzu erforderlichen Einbringung großer Materialmassen erhöhen sich jedoch Baugröße, Komplexität und Gewicht des Werkzeugträgers beträchtlich, so dass zum einen Anschaffung, Installation und Betrieb solcher Vorrichtungen aufwendig und kostenintensiv sind und zum anderen die genannten hohen Anforderungen an die Dichtflächen zur Abdichtung der Umformkammer bei Umformung komplexer dreidimensionaler Blechgeometrien nicht erfüllt werden.

Aus DE 197 16 663 C1 ist eine Vorrichtung zum hydrostatischen Umformen von kaltumformbarem metallischen Flachmaterial bekannt, bei welcher der zu formende Blechkörper zwischen zwei Matrizenplatten aufgenommen wird, von denen die eine eine der gewünschten Form entsprechende Gravur aufweist, wobei auf die obere Matrizenplatte ein vertikal beweglich gelagerter Pressenstößel einwirkt. Hierbei ist wenigstens eine der beiden Matrizenplatten biegsam ausgebildet, und zwischen der biegsamen Matrizenplatte und dem Pressenstößel ist eine allseitig eingespannte, hydraulisch passiv wirksame Schicht angeordnet.

Zwar werden infolge der sich in einem gewissen Druckbereich an die Oberfläche des umzuformenden Flachmaterials anschmiegenden Matrizenplatte die Auswirkungen von Verformungen der Matrizenplatte auf die Dichtigkeit während des Umformprozesses abgemildert, jedoch ist diese Kompensation nur in eingeschränktem Druckbereich ausreichend effektiv, so dass bei hohen erforderlichen Werkzeugschließkräften auch zusätzliche konstruktive Versteifungen zur Aufrechterhaltung des erforderlichen Formschlusses der Werkzeughälften notwendig werden.

Aus DE 198 93 471 A1 ist eine Vorrichtung zur Durchführung einer Hydroformbearbeitung bekannt, die einen in einem Gestell angeordneten Druckbehälter aufweist, welcher obere und untere Behälterteile umfasst, die jeweils Formteile darin tragen. Zwischen den Formteilen ist ein Formhohlraum ausgebildet, in welchem ein mittels Hydroformen zu bearbeitendes Werkstück angeordnet ist. Ferner ist zwischen einem oder beiden Formteilen und dem zugeordneten oberen und unteren Behälterteil ein aufblasbarer Balg angeordnet, in welchen während der Beaufschlagung des Formhohlraums mit einem Druckfluid ebenfalls ein Druckfluid eingeleitet wird, um ein Auseinanderdriften der Farmteile zu verhindern.

Diese Vorrichtung hat jedoch zum einen den Nachteil, dass die zur Ausbildung des flexiblen Balgs erforderlichen flexiblen Materialien bei Einbringung hoher Drücke die Eigenschaft haben, dass sie in sämtliche auch noch so kleine entstehende Spalten der Vorrichtung eindringen können. Zudem muss, damit das jeweils über oder unter dem Balg befindliche Behälterteil in vertikaler Richtung beweglich ist, konstruktiv ein Spaltmaß zwischen dem Behälterteil und dem jeweiligen Formteil berücksichtigt sein, so dass der flexible, aufblasbare Balg sich während der IHU-Umformung in den Spalt einarbeiten kann und früher oder später zerstört wird. Darüber hinaus findet auch bei dieser Vorrichtung eine Übertragung elastischer Verformungen des jeweiligen Behälterteils über den flexiblen Balg auf das angrenzende Formteil statt, so dass bei entsprechend hohen Drücken der erforderliche Präzisionsformschluss der Werkzeughälften nicht mehr gewährleistet ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn, wie oben beschrieben, komplexe Blechgeometrien geformt werden, da bei den dann notwendigen, dreidimensional gekrümmten Dichtflächen der flexible Balg zur Kompensation der besagten elastischen Verformungen unzureichend ist.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Innenhochdruckumformung zu schaffen, bei dem bzw. durch das auch komplexe dreidimensionale Blechgeometrien unter Sicherstellung eines störungsfrei verlaufenden Umformungsprozesses realisierbar sind.

Diese Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst.

Hierzu umfasst eine Vorrichtung zur Innenhochdruckumformung

• - ein Werkzeug, welches längs einer Werkzeugtrennebene in zwei Werkzeughälften geteilt ist, wobei die beiden Werkzeughälften eine mit einem hydrostatischen Innendruck zur Formgebung an einem umzuformenden Werkstück beaufschlagbare Formkammer ausbilden,
• - einen Werkzeugträger, welcher für jede Werkzeughälfte wenigstens eine dieser Werkzeughälfte zugeordnete Werkzeugträgerkomponente aufweist,
• - wobei jedem Paar aus Werkzeugträgerkomponente und Werkzeughälfte eine Fluidkammer zugeordnet ist, die aus einer Kolbenkomponente und einer Kolbenaufnahmekomponente gebildet wird, und
• - wobei Mittel zum Erzeugen eines zum hydrostatischen Innendruck mindestens gleich großen, hydrostatischen Fluidkammerdrucks in jeder der Fluidkammern, der unter Kompensation des hydrostatischen Innendrucks die beiden Werkzeughälften in Kontakt hält, vorgesehen sind.

Infolge der erfindungsgemäßen Fluidkammern, die mit einem den hydrostatischen Innendruck in der Formkammer kompensierenden hydrostatischen Fluidkammerdruck beaufschlagbar sind, lässt sich die für einen Formschluss der Werkzeughälften während des Umformprozesses erforderliche Zuhaltekraft auf die Werkzeughälften aufbringen, ohne dass elastische Verformungen der Werkzeugträgerkomponenten auf die Werkzeughälften übertragen werden. Diese heben sich nämlich jeweils an den den Werkzeughälften zugewandten Seiten der jeweiligen Werkzeugträgerkomponenten gegenseitig auf und treten damit lediglich an den den Werkzeughälften abgewandten Seitenflächen des Werkzeugträgers auf, wo sie z. B. in einen Rahmen der IHU-Vorrichtung abgeleitet werden. Auf diese Weise ist auch bei der Formung komplexer Werkstücke, beispielsweise von Blechen mit dreidimensional gekrümmten Oberflächen, der erforderliche Präzisionsformschluss zur Sicherstellung eines störungsfrei verlaufenden Umformprozesses gewährleistet.

Da somit die elastischen Verformungen der Werkzeugträgerkomponenten in Richtung der jeweiligen Werkzeughälften selbstregelnd kompensiert werden, bleiben die übrigen elastischen Verformungen der Werkzeugträgerkomponenten ohne Einfluss auf die Dichtigkeit während des Umformprozesses, so dass insbesondere auch keine zusätzlichen konstruktiven Versteifungen bzw. Vergrößerungen der Wandstärke erforderlich sind, sondern vielmehr Vorrichtungen in Leichtbauweise realisiert werden können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung bzw. das Verfahren hat darüber hinaus den Vorteil, dass auch Fluidkammern mehrerer Werkzeugträgerkomponenten in einem Verbund nebeneinandergeschaltet werden können, wodurch sich Vorrichtungen mit beachtlichen Bauraumgrößen von vielen Metern Länge und hohen Zuhaltekräften erzeugen lassen, was insbesondere bei Umformung sehr großer Platinen, z. B. für Fassadenbleche im Bereich des Bauwesens, aber auch für die Luftfahrt, die Schifffahrt und den Schienenverkehr von Bedeutung ist.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung wird wenigstens ein Paar aus Kolbenkomponente und zugehöriger Kolbenaufnahmekomponente durch zwei Werkzeugträgermatrizen der jeweiligen Werkzeugträgerkomponente gebildet. Es kann jedoch auch wenigstens ein Paar aus Kolbenkomponente und zugehöriger Kolbenaufnahmekomponente durch eine Werkzeugträgerkomponente und die zugeordnete Werkzeughälfte gebildet werden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind bei wenigstens einer Werkzeugträgerkomponente die zugehörige Werkzeugträgermatrize zur Ausbildung der Kolbenkomponente mit kolbenartigen Vorsprüngen und die andere Werkzeugträgermatrize mit hierzu korrespondierenden Kavitäten versehen. Hierbei kann jedes Paar von Kavität bzw. kolbenartigem Vorsprung jeweils eine Fluidkammer einschließen, oder es kann eine einzige gemeinsame Fluidkammer ausgebildet werden, indem der gesamte zwischen den Kavitäten und den kolbenartigen Vorsprüngen verbleibende Bereich als hydraulisch wirkende Fläche zum Einsatz kommt.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind Mittel zur Führung der Werkzeugträgerkomponenten in der IHU- Vorrichtung, z. B. entlang eines Rahmens in der IHU- Vorrichtung vorgesehen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind jeder Werkzeughälfte wenigstens zwei benachbart angeordnete Fluidkammern zugeordnet, wobei vorzugsweise auf gegenüberliegenden Werkzeugseiten jeweils eine Vielzahl von matrixartig angeordneten Fluidkammern vorgesehen ist. Infolgedessen weist die erfindungsgemäße Vorrichtung hinsichtlich der Positionierung der Werkzeughälften in dem Werkzeugträger eine große Flexibilität auf, da die Fluidkammern, z. B. oben und unten synchron aufeinander abgestimmt, gemeinsam oder auch nur partiell mit dem hydrostatischen Außendruck beaufschlagt werden können. Auf diese Weise ist zum Erreichen einer gleichmäßigen Zuhaltekraftverteilung weder eine mittige Positionierung des Werkzeugs noch eine bestimmte Mindestgröße der Werkzeugträgerkomponenten erforderlich, so dass die Bestückung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber bekannten Vorrichtungen erheblich erleichtert wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind jeweils zwei verschiedenen Werkzeughälften zugeordnete Fluidkammern einander gegenüberliegend angeordnet, so dass gewährleistet ist, dass bei identischer Beaufschlagung der jeweils gegenüberliegenden Fluidkammern beidseitig ein gleich großer Fluidkammerdruck erzeugt wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung bildet jedes Paar aus Kolbenkomponente und zugehöriger Kolbenaufnahmekomponente jeweils eine jede Fluidkammer druckdicht abschließende Dichteinheit. Es kann jedoch auch nur der äußere Randbereich der jeweiligen Werkzeugträgerkomponente abgedichtet sein, so dass der gesamte innerhalb der Dichtung zwischen den Werkzeugträgermatrizen der Werkzeugträgerkomponente verbleibende Raum als hydraulisch wirkende Fläche zum Einsatz kommen kann.

Die Fluidkammern können senkrecht zur Kolbenachse jeweils einen runden, ovalen oder einen beliebigen anderen, z. B. dreieckigen oder quadratischen Querschnitt aufweisen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Mittel zum Erzeugen des hydrostatischen Fluidkammerdrucks so ausgestaltet, dass die Fluidkammern partiell und/oder gemeinsam mit gleichem oder unterschiedlichem Fluidkammerdruck beaufschlagt werden können. Hierdurch lässt sich eine maximale Flexibilität hinsichtlich der Positionierung des Werkzeugs zwischen den Werkzeugträgerkomponenten und damit ein komfortables Bestückungs-Handling erreichen.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Mittel zum Erzeugen des hydrostatischen Fluidkammerdrucks so ausgestaltet, dass der in den einander gegenüberliegenden Fluidkammern erzeugte Fluidkammerdruck jeweils identisch ist. Die Mittel zum Erzeugen des Fluidkammerdrucks sind jedoch noch vorteilhafter so ausgestaltet, dass die durch den Fluidkammerdruck auf die beiden Werkzeughälften ausgeübten Kräfte entgegengesetzt und gleich groß sind.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Regelkreis zum Regeln des hydrostatischen Fluidkammerdrucks in Abhängigkeit von der auf die jeweilige Werkzeughälfte ausübten Kraft vorgesehen. Auf diese Weise lassen sich Abweichungen in der Größe der Wirkflächen der Werkzeugträgerkomponenten etwa in Folge fertigungsbedingter Toleranzen kompensieren, so dass unabhängig von der Größe der jeweiligen Wirkfläche eine definierte Kraft auf die betreffende Werkzeughälfte ausgeübt wird.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der Werkzeugträger in einen Aufspanntisch (Pressentisch) zum Einspannen der Werkzeughälften integriert. Dies ist insbesondere deshalb vorteilhaft, wenn ein Verbund zwischen mehreren Pressentischen zum Erreichen einer erhöhten Bauraumgröße gebildet wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Innenhochdruckumformung wird in einem längs einer Werkzeugtrennebene in zwei Werkzeughälften geteilten Werkzeug eine von den Werkzeughälften ausgebildete Formkammer zur Formgebung an einem umzuformenden Werkstück mit einem hydrostatischen Innendruck beaufschlagt, und in aus einer Kolbenkomponente und einer Kolbenaufnahmekomponente gebildeten, jeweils einer der Werkzeughälften zugeordneten Fluidkammern wird jeweils ein zum Innendruck mindestens gleich großer hydrostatischer Fluidkammerdruck erzeugt, der unter Kompensation des hydrostatischen Innendrucks die beiden Werkzeughälften in Kontakt hält.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung und den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht im Partialschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Innenhochdruckumformung (IHU-Vorrichtung);

Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Schnittlinie "A-A" der unteren Werkzeugträgerkomponente der IHU- Vorrichtung aus Fig. 1;

Fig. 3a und 3b perspektivische Ansichten der unteren Werkzeugträgerkomponente der IHU-Vorrichtung aus Fig. 1; und

Fig. 4a-d verschiedene bevorzugte Ausführungsformen einer bei der IHU-Vorrichtung aus Fig. 1 verwendeten Werkzeugträgermatrize in Draufsicht;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform einer Werkzeugträgerkomponente für die erfindungsgemäße IHU-Vorrichtung;

Fig. 6 und 7 schematische Darstellungen zur Erläuterung des der erfindungsgemäßen IHU-Vorrichtung zugrundeliegenden Prinzips ohne (Fig. 6) bzw. mit (Fig. 7) Beaufschlagung durch hydrostatischen Druck; und

Fig. 8 eine schematische Querschnittsansicht eines Verbundes zweier Werkzeugträger für eine IHU-Vorrichtung.

Gemäß Fig. 1 umfasst eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Innenhochdruckumformung (IHU-Vorrichtung) 1 in einer bevorzugten Ausführungsform einen Werkzeugträger 2, der eine obere Werkzeugträgerkomponente 3 und eine untere Werkzeugträgerkomponente 4 umfasst. Der Werkzeugträger 2 wird von einem (hier nicht dargestellten) Rahmen gehalten, wobei der Rahmen gemäß Fig. 8 in bekannter Weise z. B. aus an vertikal angeordneten Lamellen befestigten horizontalen Verbindungsstangen aufgebaut sein kann. Die Werkzeugträgerkomponenten 3, 4 des Werkzeugträgers 2 sind dann an den vertikalen Stahllamellen des Rahmens in vertikaler Richtung beweglich und arretierbar geführt. Insbesondere kann die untere Werkzeugträgerkomponente in einen Aufspanntisch (Pressentisch) der IHU-Vorrichtung 1 integriert sein.

Die Werkzeugträgerkomponenten 3, 4 weisen jeweils eine obere Werkzeugträgermatrize 3a bzw. 4a und eine untere Werkzeugträgermatrize 3b bzw. 4b auf. Zwischen den Werkzeughälften 3, 4 ist ein Werkzeug 5 gelagert, welches eine obere Werkzeughälfte 5a und eine untere Werkzeughälfte 5b umfasst. Die untere Werkzeughälfte 5b weist auf ihrer der oberen Werkzeughälfte 5a zugewandten Seite eine etwa mittig angeordnete Ausnehmung auf, so dass bei flächig aufeinanderliegenden Werkzeughälften 5a, 5b eine Formkammer 6 ausgebildet wird, in der ein umzuformendes Werkstück 7 angeordnet ist. Die Formkammer 6 ist entsprechend der gewünschten Form des umgeformten Werkstücks ausgebildet und kann auch an einer beliebigen anderen Stelle zwischen den Werkzeughälften 5a, 5b vorgesehen sein.

Die Werkzeughälfte 5a weist ferner einen mit der Formkammer 6 in Verbindung stehenden und innerhalb der Werkzeughälfte 5a seitwärts nach außen führenden Fluidkanal (entsprechend der Darstellung in Fig. 8) auf. Zur Bearbeitung des Werkstücks 7 wird ein vorzugsweise inkompressibles Fluid (z. B. Wasser oder Öl) mittels einer Hydraulikpumpe über den Fluidkanal der Formkammer 6 zugeführt, wodurch in der Formkammer 6 ein zur Umformung des Werkstücks 7 erforderlicher Innenhochdruck Pi erzeugt wird.

Hierbei erzeugt der im Inneren der Formkammer 6 erzeugte hydrostatische Innendruck Pi eine auf die beiden Werkzeughälften 5a, 5b wirkende, nach außen gerichtete Kraft Fi = Pi × A, wobei A die Projektionsfläche der Umwandung der Formkammer 6 auf die Trennebene der beiden Werkzeughälften 5a, 5b bezeichnet. Zur Aufrechterhaltung eines dichten, flächigen Kontakts der Werkzeughälften 5a, 5b ist somit eine von außen auf die Werkzeughälften 5a, 5b wirkende Kraft Fa erforderlich, wobei während des gesamten Umformprozesses die Bedingung Fa ≧ Fi erfüllt sein muss.

Zur Erzeugung der von außen auf die Werkzeughälften 5a, 5b wirkenden Kraft Fa dienen bei der erfindungsgemäßen IHU- Vorrichtung 1 in der oberen und unteren Werkzeugträgerkomponente 3, 4 jeweils vorgesehene Fluidkammern 8, deren Anordnung aus Fig. 2 und 3a, b in der unteren Werkzeugträgerkomponente 4 näher dargestellt ist, wobei die obere und die untere Werkzeugträgerkomponente 3, 4 identisch aufgebaut sein können.

Gemäß Fig. 2 und Fig. 3a, b umfassen die obere Werkzeugträgerkomponente 3 und die untere Werkzeugträgerkomponente 4 jeweils eine Vielzahl matrixartig angeordneter Fluidkammern 8, die in der dargestellten bevorzugten Ausführungsform so angeordnet sind, dass jeweils eine Fluidkammer 8 in der unteren Werkzeughälfte 4 und eine Fluidkammer 8 in der oberen Werkzeughälfte 3 einander in einer Kraftlinie gegenüberliegen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst jede Werkzeugträgerkomponente 3, 4 jeweils eine 3×6-Matrix von Fluidkammern 8, es kann jedoch eine beliebige Anzahl von Fluidkammern 8 vorgesehen sein. Hierbei umfassen die obere und die untere Werkzeugträgerkomponente 3, 4 aber vorzugsweise jeweils wenigstens zwei benachbarte Fluidkammern 8, damit über deren partielle Ansteuerung die Flexibilität hinsichtlich der Positionierung des Werkzeugs bei der Bestückung der IHU- Vorrichtung erhöht werden kann.

Jede der Fluidkammern 8 wird gemäß Fig. 1 (unterer rechter Teil), sowie Fig. 2 und 3 dadurch ausgebildet, dass die Werkzeugträgermatrizen 4a, 4b der unteren Werkzeughälfte 4 zueinander korrespondierende positiv bzw. negativ ausgeformte und im wesentlichen formschlüssig ineinandergreifende Matrizenkonturen aufweisen. Hierzu bildet gemäß Fig. 3a, b die obere Werkzeugträgermatrize 4a eine Kolbenaufnahmekomponente und die untere Werkzeugträgermatrize 4b eine dazu korrespondierende Kolbenkomponente.

Die obere Werkzeugträgermatrize 4a umfasst als Kolbenaufnahmekomponente eine matrixartige Anordnung (im dargestellten Ausführungsbeispiel eine 3×6 Matrix) aus im wesentlichen zylinderförmigen, nach der der unteren Werkzeugträgermatrize 4b zugewandten Seite hin offenen Kavitäten 13, wohingegen die untere Werkzeugträgermatrize 4b als Kolbenkomponente eine entsprechende matrixartige Anordnung (im dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls eine 3×6-Matrix) aus zu den Kavitäten 13 korrespondierenden, kolbenartigen Vorsprüngen 14 umfasst. Die kolbenartigen Vorsprünge 14 der unteren Werkzeugträgermatrize 4b sind an den entsprechenden Positionen wie die Kavitäten 13 der oberen Werkzeugträgermatrize 4a angeordnet, so dass die untere und die obere Werkzeugträgerkomponente 4a, 4b im wesentlichen formschlüssig ineinander greifen. Die Lage der Kavitäten 13 bzw. der kolbenartigen Vorsprünge 14 kann auch gegenüber der in Fig. 3a, 3b dargestellten Ausführungsform so vertauscht sein, dass die Kavitäten 13 in der unteren Werkzeugträgermatrize 4b der unteren Werkzeugträgerkomponente 4 (bzw. in der oberen Werkzeugträgermatrize 3a der oberen Werkzeugträgerkomponente 3) vorgesehen sind.

Ferner weist die untere Werkzeugträgermatrize 4b zur Ausbildung von Fluidkanälen 9 gemäß Fig. 3b vorzugsweise zylindrische Bohrungen auf, die im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils mittig in den jeweiligen kolbenartigen Vorsprüngen 14 angeordnet sind und sich von dem der entsprechenden Kavität 13 zugewandten Seite des jeweiligen kolbenartigen Vorsprungs 14 bis hin zu der der Kavität 13 abgewandten Seite der unteren Werkzeugträgermatrize 4b erstrecken. Die Bohrungen zur Ausbildung der Fluidkanäle 9 können jedoch auch in entsprechender Weise in der oberen Werkzeugträgermatrize 4a, also von außen zu den Kavitäten 13 hin führend ausgebildet sein.

Zur Abdichtung der Fluidkammern 8 umfasst jede Kavität 13 eine im Eingriffzustand der unteren und oberen Werkzeugträgermatrize 4a, 4b konzentrisch um den entsprechenden kolbenartigen Vorsprung 14 verlaufende Nut 11, in der ein Dichtring 12 zur Ausbildung einer Dichtung 10 aufgenommen ist, so dass die durch die eine Werkzeugträgermatrize 4b gebildete Kolbenkomponente und die durch die andere Werkzeugträgermatrize 4a gebildete Kolbenaufnahmekomponente eine jede Fluidkammer 8 nach außen druckdicht abdichtende Dichteinheit bilden.

Alternativ zu der dargestellten bevorzugten Ausführungsform kann wenigstens ein Paar aus Kolbenkomponente und zugehöriger Kolbenaufnahmekomponente zur Ausbildung der Fluidkammern 8 auch durch eine Werkzeugträgerkomponente und die zugeordnete Werkzeughälfte gebildet werden. In diesem Falle kann die betreffende Werkzeugträgerkomponente einstückig ausgebildet sein und kolbenartige Vorsprünge 14 entsprechend Fig. 3a, 3b auf der der jeweils zugeordneten Werkzeughälfte 5a, 5b zugewandten Seitenfläche der jeweiligen Werkzeugträgerkomponente aufweisen, wobei die korrespondierenden Kavitäten 13 dann in der dieser Werkzeugträgerkomponente zugewandten Seitenfläche der entsprechenden Werkzeughälfte 5a bzw. 5b vorgesehen sind. Diese Art der Ausbildung der Fluidkammern 8 kann auf nur einer oder auch auf beiden Seiten des Werkzeugs gewählt werden. Hierbei können die Kavitäten 13 alternativ auch in der jeweiligen Werkzeugträgerkomponente und die kolbenartigen Vorsprünge 14 in der entsprechenden Werkzeughälfte 13 vorgesehen sein.

Über die Fluidkanäle 9 kann somit, wenn die untere und die obere Werkzeugträgermatrize 4a, 4b ineinander greifen, eine vorzugsweise inkompressible Flüssigkeit dem zwischen den kolbenartigen Vorsprüngen 14 und den entsprechenden Kavitäten 13 verbleibenden Zwischenraum zugeführt werden, um die dort ausgebildeten Fluidkammern 8 mit einem hydrostatischen Fluidkammerdruck Pa zu beaufschlagen.

Die kolbenartigen Vorsprünge 14 der unteren Werkzeugträgermatrize 4b und die entsprechenden Kavitäten 13 der oberen Werkzeugträgermatrize 4a müssen nicht notwendigerweise zylindrisch ausgebildet sein, sondern können eine beliebige Flächenform aufweisen. Beispielhaft ist in Fig. 4a eine obere Werkzeugträgermatrize 15 dargestellt, bei welcher ein mit hydrostatischem Druck beaufschlagbarer innerer Teilbereich 15" von einem äußeren Teilbereich 15' über eine Dichtung 15a von langgestreckter, abgerundeter Flächenform abgeteilt ist. In Fig. 4b, c und d sind weitere mögliche Ausführungsformen von Werkzeugträgermatrizen 16, 17 und 18 dargestellt, wobei mit hydrostatischem Druck beaufschlagbare Teilbereiche 16", 17" bzw. 18" über Dichtungen 16a, 17a bzw. 18a jeweils von äußeren Teilbereichen 16', 17' bzw. 18' abgeteilt sind und wobei die jeweiligen mit hydrostatischem Druck beaufschlagbaren Teilbereiche 16", 17" bzw. 18" eine ovale (Fig. 4b), sechseckige (Fig. 4c) bzw. unregelmäßige (Fig. 4d) Flächenform besitzen.

Die Beaufschlagung der Fluidkammern 8 über die jeweiligen Fluidkanäle 9 mit dem zur Erzeugung der erforderlichen Zuhaltekraft Fa nötigen hydrostatischen Fluidkammerdruck Pa erfolgt durch Zufuhr eines vorzugsweise inkompressiblen Fluids wie Wasser oder Öl mittels einer üblichen Hydraulikpumpe oder dergleichen, wobei die Fluidkammern 8 hierbei partiell, d. h. unabhängig voneinander, aber auch gemeinsam mit gleichem oder unterschiedlichem Fluidkammerdruck Pa beaufschlagt werden können. Auf diese Weise wird eine flexible Positionierung der Werkzeughälften 5a, 5b in dem Werkzeugträger 2 ermöglicht, da die Fluidkammern 8 je nach Lage der Werkzeughälften 5a, 5b in dem Werkzeugträger 2 angesteuert werden können, so dass insbesondere keine mittige Positionierung des Werkzeugs 5 notwendig ist. Ferner lässt sich durch partielles Ansteuern der Fluidkammern 8 auch für jede Lage des Werkzeugs 5 eine gleichmäßige Kraftverteilung herstellen, ohne dass hierzu etwa eine Mindestgröße des Werkzeugträgers 2 erforderlich wäre.

Um sicherzustellen, dass während des gesamten Umformprozesses die von den Werkzeugträgerkomponenten 3, 4 auf die jeweiligen Werkzeughälften 5a, 5b über die hydraulische Beaufschlagung der Fluidkammern 8 ausgeübte Zuhaltekraft Fa stets größer oder gleich der aus dem Innenhochdruck Pi resultierenden, zwischen den Werkzeughälften 5a, 5b wirkenden Kraft Fi ist, ist es insbesondere vorteilhaft, die Formkammer 6 und die Fluidkammern 8 aus der gleichen Druckquelle (z. B. Hydraulikpumpe) mit einem einheitlichen Druck zu beaufschlagen, da dann infolge der größeren Wirkfläche der Werkzeugträgermatrizen 3b bzw. 4a (relativ zu der Umwandung der Formkammer 6) die Zuhaltekraft Fa immer größer als die zwischen den Werkzeughälften 5a, 5b wirkende Kraft Fi ist. Es können jedoch auch separate Druckquellen zur Beaufschlagung der Formkammer 6 und der Fluidkammern 8 verwendet werden.

Vorzugsweise ist die Hydraulikpumpe zur Beaufschlagung der Fluidkammern 8 so ausgestaltet, dass der in den einander in einer Kraftlinie gegenüberliegenden Fluidkammern 8 erzeugte Fluidkammerdruck Pa jeweils identisch ist. Auf diese Weise wird bei verhältnismäßig geringem konstruktiven Aufwand sichergestellt, dass bei identischer hydrostatischer Druckbeaufschlagung der Fluidkammern 8 beidseitig zum Werkzeug 5 jeweils der gleiche hydrostatische Fluidkammerdruck erzeugt wird.

Abweichungen in der Größe der Wirkflächen der Werkzeugträgermatrizen 3b und 4a können jedoch dazu führen, dass unterschiedliche Kräfte auf das Werkzeug 5 ausgeübt werden, obwohl der beaufschlagte hydrostatische Fluidkammerdruck Pa auf beiden Seiten des Werkzeugs 5 identisch ist. Um solche Abweichungen zu kompensieren, ist es vorteilhaft, den in den jeweiligen Fluidkammern 8 erzeugten hydrostatischen Fluidkammerdruck Pa in Abhängigkeit von der auf das Werkzeug 5 tatsächlich ausgeübten Kraft Fa nachzuregeln, was durch einen einfachen Regelkreis (nicht dargestellt) erreicht werden kann, der als Regelgröße den hydrostatischen Fluidkammerdruck Pa und als Steuergröße die durch die jeweilige Werkzeugträgerkomponente 3 bzw. 4 auf das Werkzeug 5 ausgeübte Kraft Fa besitzt. Durch einen solchen Regelkreis lässt sich auch eine gegebenenfalls während des Umformprozesses erfolgende Druckabnahme in den Fluidkammern 8 kompensieren, da dann das Fluid über die Fluidkanäle 9 geregelt nachgeführt und der Druck in den Fluidkammern 8 bzw. die auf das Werkzeug 5 ausgeübte Kraft Fa konstant gehalten wird. Hierbei wird der Regelkreis vorzugsweise so eingestellt, dass die von der unteren Werkzeugträgermatrize 3b der oberen Werkzeugträgerkomponente 3 und die von der oberen Werkzeugträgermatrize 4a der unteren Werkzeugträgerkomponente 4 auf die jeweilige Werkzeughälfte 5a bzw. 5b ausgeübten Kräfte entgegengesetzt und gleich groß sind.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Fluidkammern 8 durch die in den jeweiligen Werkzeugträgermatrizen 3a, 3b, 4a und 4b vorhandenen, korrespondierenden und im wesentlichen formschlüssig ineinandergreifenden Kavitäten 13 bzw. kolbenartigen Vorsprüngen 14 bewirkt weiterhin, dass bei einer relativen Bewegung der jeweiligen Werkzeugträgermatrizen 3a und 3b, bzw. 4a und 4b eine integrierte Führung gebildet wird, welche eine weitgehend definierte Bewegungsrichtung der Werkzeugträgermatrizen 3a, 3b, 4a und 4b gewährleistet, ohne dass hierzu weitere konstruktive Maßnahmen erforderlich sind, was ebenfalls zur Aufrechterhaltung des für einen störungsfreien Umformprozess erforderlichen Präzisionsformschluss der Werkzeughälften 5a, 5b beiträgt.

Gemäß Fig. 5 ist eine alternative Ausführungsform einer Werkzeugträgerkomponente 19 mit einer oberen Werkzeugträgermatrize 19a und einer unteren Werkzeugträgermatrize 19b dargestellt, bei denen die kolbenartigen Vorsprünge der unteren Werkzeugträgermatrize 19b und die Kavitäten der oberen Werkzeugträgermatrize 19a so ausgebildet sind, dass im Eingriffzustand der Werkzeugträgermatrizen 19a, 19b eine durchgehende Fluidkammer 20 gebildet wird. Die Fluidkammer 20 ist über in jedem kolbenartigen Vorsprung angeordnete Fluidkanäle gleichmäßig von außen mit einem vorzugsweise inkomressiblen Hydraulikfluid beaufschlagbar. Eine Dichtung 22 ist hierbei nur in dem äußeren Randbereich der Werkzeugträgerkomponente 19 vorgesehen.

Lage der Dichtung 22?

Somit kommt der gesamte von der Dichtung 22 umschlossene Bereich zwischen der oberen und der unteren Werkzeugträgerkomponente 19a, 19b als hydraulisch wirkende Fläche zum Einsatz. Die ineinandergreifenden kolbenartigen Vorsprünge und Kavitäten der Werkzeugträgerkomponenten 19a, 19b bewirken hierbei wiederum während der hydraulischen Beaufschlagung eine integrierte Führung der relativen Bewegung der beiden Werkzeugträgerkomponenten 19a, 19b.

Anhand von Fig. 6 und 7 wird nun das der erfindungsgemäßen IHU-Vorrichtung bzw. dem Verfahren zugrunde liegende Prinzip näher erläutert.

Hierzu ist ein Ausschnitt 1' der IHU-Vorrichtung 1 aus Fig. 1 ohne (Fig. 6) bzw. mit (Fig. 7) Beaufschlagung mittels hydrostatischem Druck dargestellt, wobei die der Fig. 1 entsprechenden Elemente der IHU-Vorrichtung 1 mit gleichen Bezugsziffern dargestellt sind. Insbesondere sind in Fig. 6 und 7 Ausschnitte 3', 4' der Werkzeugträgerkomponenten 3, 4 mit entsprechenden Ausschnitten 3a', 3b', 4a', 4b' der entsprechenden Werkzeugträgermatrizen 3a, 3b, 4a, 4b schematisch dargestellt, wobei die Ausschnitte so gewählt sind, dass jeweils eine Fluidkammer 8 mit einem zugehörigen Fluidkanal 9 dargestellt ist.

Zwischen den Ausschnitten 3', 4' der Werkzeugträgerkomponenten 3, 4 ist wiederum ein Werkzeug 5 mit oberen und unteren Werkzeughälften 5a, 5b dargestellt, wobei auch ein zu der Formkammer 6 in oben beschriebener Weise führender Fluidkanal 23 gezeigt ist.

In Fig. 7 sind die Auswirkungen der Einbringung eines hydrostatischen Innendrucks Pi in die Formkammer 6 sowie eines hydrostatischen Fluidkammerdrucks Pa in die Fluidkammern 8 schematisch dargestellt. Der infolge der Beaufschlagung der Formkammer 6 über den Fluidkanal 23 in der Formkammer 6 erzeugte Innendruck Pi verteilt sich gleichmäßig auf die Umwandung der Formkammer 6 und führt zu einer nach außen gerichteten Kraft Fi auf die Werkzeughälften 5a, 5b, wie dies anhand der Doppelpfeile innerhalb der Formkammer 6 dargestellt ist.

Gleichzeitig verteilt sich der durch Beaufschlagung der Fluidkanäle 9 der unteren bzw. oberen Werkzeugträgerkomponente 3, 4 innerhalb der Fluidkammern 8 erzeugte hydrostatische Fluidkammerdruck Pa gleichmäßig auf die Umwandungen der Fluidkammern 8, was ebenfalls durch Doppelpfeile dargestellt ist. Hierbei ist sicherzustellen, dass die dem hydrostatischen Fluidkammerdruck Pa entsprechende Kraft Fa während des gesamten Umformprozesses stets größer oder gleich der dem hydrostatischen Innendruck Pi entsprechenden Kraft Fi ist, damit der notwendige Präzisionsformschluss der Werkzeughälften 5a, 5b gewährleistet bleibt.

Wie in Fig. 7 schematisch dargestellt, treten elastische Verformungen der Werkzeugträgerkomponenten 3, 4 nur an den dem Werkzeug 5 abgewandten Seitenflächen des Werkzeugträgers 2 auf (hierbei ist der Zustand vor der elastischen Verformung gestrichelt dargestellt) und können sich somit nicht auf das zwischen den Werkzeugträgerkomponenten 3, 4 gelagerte Werkzeug 5 übertragen. Infolgedessen werden elastische Verformungen am Werkzeug 5 verhindert, so dass der zur Sicherstellung eines störungsfreien Umformprozesses erforderliche Präzisionsformschluss der Werkzeughälften 5a, 5b gewährleistet bleibt.

Falls bei einer Erhöhung des hydrostatischen Innendrucks Pi in der Formkammer 6 eine Erhöhung des hydrostatischen Fluidkammerdrucks Pa zur Aufrechterhaltung des Formschlusses zwischen den Werkzeughälften 5a, 5b erforderlich sein sollte, so führt der in den Fluidkammern 8 erfolgende dynamische Volumenausgleich zu einer Zunahme der elastischen Verformung an den dem Werkzeug 5 abgewandten Seitenflächen der Werkzeugträgerkomponenten 3, 4. Der Präzisionsformschluss der Werkzeughälften 5a, 5b und damit die Dichtigkeit während des gesamten Umformprozesses werden folglich durch die elastischen Verformungen der Werkzeugträgerkomponenten 3, 4 nicht beeinträchtigt, da diese stattdessen nach außen hin, beispielsweise in einen Rahmen der IHU-Vorrichtung 1, abgeleitet werden.

Wie aus Fig. 8 ersichtlich, lassen sich mit der erfindungsgemäßen IHU-Vorrichtung auch die Fluidkammern mehrerer Werkzeugträgerkomponenten in einem Verbund nebeneinanderschalten, wodurch Vorrichtungen mit beachtlichen Bauraumgrößen von vielen Metern Länge und hohen Zuhaltekräften erhalten werden.

In Fig. 8 ist der Werkzeugträger 2 aus Fig. 1 in einem Verbund mit einem weiteren, identisch aufgebauten Werkzeugträger 24 mit Werkzeugträgerkomponenten 25, 26 dargestellt, wobei jeder der Werkzeugträger 2, 24 in einem Rahmen 27 bzw. 28 montiert ist. Hierbei sind die unteren Werkzeugträgerkomponenten 4 bzw. 26 der Werkzeugträger 2, 24 vorzugsweise jeweils in einen Aufspanntisch (Pressentisch) integriert.

Jeder der Rahmen 27 bzw. 28 ist aus an vertikalen Lamellen 29 bzw. 30 befestigten horizontalen Verbindungsstangen 31 bzw. 32 aufgebaut, wobei die Lamellen 29, 32 und die Verbindungsstangen z. B. aus Stahl gefertigt sein können. Die Werkzeugträgerkomponenten 3 und 4 bzw. 25 und 26 der Werkzeugträger 2 und 24 sind wiederum an den vertikalen Lamellen 29 bzw. 30 in vertikaler Richtung über nicht dargestellte Führungen beweglich und in einer beliebigen Position arretierbar geführt und im übrigen entsprechend den Werkzeugträgerkomponenten 3 und 4 der in Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform aufgebaut.

Die beiden Rahmen 27 und 28 sind so benachbart zueinander aufgestellt, dass die jeweils darin aufgenommenen Werkzeugträgerkomponenten 3 und 25 bzw. 4 und 26 jeweils benachbart zueinander angeordnet sind. Die beiden Werkzeugträger 2 und 24 bilden insofern eine funktionelle Einheit, als sie einen durchgehenden Werkzeugträger mit entsprechend vergrößerter horizontaler Querschnittsfläche ausbilden. Auf diese Weise wird ein IHU-Vorrichtungsverbund aus einzelnen, eine funktionelle Einheit bildenden IHU- Vorrichtungen geschaffen.

In dem so gebildeten IHU-Vorrichtungsverbund der beiden Werkzeugträger 2 und 24 ist wiederum ein in Werkzeughälften 33a, 33b geteiltes Werkzeug 33 aufgenommen, wobei die Werkzeughälften 33a, 33b eine Formkammer 34 ausbilden, die über eine zu einer schematisch angedeuteten Hydraulikpumpe 35 führende Fluidleitung 36 mit dem hydrostatischen Innendruck Pi beaufschlagbar ist. Die Hydraulikpumpe 35 dient in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ebenfalls zur Beaufschlagung der Fluidkammern 8 mit dem hydrostatischen Fluidkammerdruck Pa. Das Werkzeug 33 kann bei dem in Fig. 8 dargestellten Verbund von Werkzeugträgern 2, 24 ebenso wie die darin ausgebildete Formkammer 34 relativ zu dem einzelnen Werkzeugträger 2 eine vergrößerte Querschnittsfläche parallel zu den horizontalen Verbindungsstangen 31, 32 aufweisen, so dass sich nunmehr auch entsprechend größere Blechgeometrien bearbeiten lassen.

Bezugszeichenliste

1

IHU-Vorrichtung

2

Werkzeugträger

3

Werkzeugträgerkomponente

4

Werkzeugträgerkomponente

3

a,

4

a Werkzeugträgermatrize

3

b,

4

b Werkzeugträgermatrize

5

Werkzeug

5

a Werkzeughälfte

5

b Werkzeughälfte

6

Formkammer

7

Werkstück

8

Fluidkammer

9

Fluidkanal

10

Dichtung

11

Nut

12

Dichtring

13

Kavitäten

14

Kolbenartiger Vorsprung

15

Werkzeugträgermatrize

16

Werkzeugträgermatrize

17

Werkzeugträgermatrize

18

Werkzeugträgermatrize

15

'-

18

' hydraulikbeaufschlagbarer Teilbereich

15

"-

18

" äußerer Teilbereich

15

a-

18

a Dichtungen

19

Werkzeugträgermatrize

20

Fluidkammer

21

Fluidkanal

22

Dichtung

23

Fluidkanal

24

Werkzeugträger

25

Werkzeugträgerkomponente

26

Werkzeugträgerkomponente

27

Rahmen

28

Rahmen

29

vertikale Lamellen

30

vertikale Lamellen

31

horizontale Verbindungsstangen

32

horizontale Verbindungsstangen

33

Werkzeug

33

a,

33

b Werkzeughälften

34

Formkammer

35

Hydraulikpumpe

36

Fluidleitung

Claims (20)

1. Vorrichtung zur Innenhochdruckumformung, umfassend
ein Werkzeug (5), welches längs einer Werkzeugtrennebene in zwei Werkzeughälften (5a, 5b) geteilt ist, wobei die beiden Werkzeughälften (5a, 5b) eine mit einem hydrostatischen Innendruck (Pi) zur Formgebung an einem umzuformenden Werkstück (7) beaufschlagbare Formkammer (6) ausbilden,
einen Werkzeugträger (2), welcher für jede Werkzeughälfte (5a, 5b) wenigstens eine dieser Werkzeughälfte (5a, 5b) zugeordnete Werkzeugträgerkomponente (3, 4) aufweist,
wobei jedem Paar aus Werkzeugträgerkomponente (3, 4) und Werkzeughälfte (5a, 5b) eine Fluidkammer (8) zugeordnet ist, die aus einer Kolbenkomponente und einer Kolbenaufnahmekomponente gebildet wird, und
wobei Mittel zum Erzeugen eines zum hydrostatischen Innendruck (Pi) mindestens gleich großen, hydrostatischen Fluidkammerdrucks (Pa) in jeder der Fluidkammern (8), der unter Kompensation des hydrostatischen Innendrucks (Pi) die beiden Werkzeughälften (5a, 5b) in Kontakt hält, vorgesehen sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Paar aus Kolbenkomponente und zugehöriger Kolbenaufnahmekomponente durch eine Werkzeugträgerkomponente (3, 4) und die zugeordnete Werkzeughälfte (5a, 5b) gebildet wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei wenigstens ein Paar aus Kolbenkomponente und zugehöriger Kolbenaufnahmekomponente durch zwei Werkzeugträgermatrizen (3a, 3b, 4a, 4b) der jeweiligen Werkzeugträgerkomponente (3, 4) gebildet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei bei wenigstens einer Werkzeugträgerkomponente (3, 4) die eine zugehörige Werkzeugträgermatrize (3a, 4b) zur Ausbildung der Kolbenkomponente mit kolbenartigen Vorsprüngen (14) und die andere Werkzeugträgermatrize (3b, 4a) mit hierzu korrespondierenden Kavitäten (13) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei jedes Paar von Kavitäten (13) bzw. kolbenartigen Vorsprüngen (14) jeweils eine Fluidkammer (8) einschließt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Mittel zur Führung der Werkzeugträgerkomponenten (3, 4) vorgesehen sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeder Werkzeughälfte (5a, 5b) wenigstens zwei benachbart angeordnete Fluidkammern (8) zugeordnet sind.

8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jeweils zwei verschiedenen Werkzeughälften (5a, 5b) zugeordnete Fluidkammern (8) einander gegenüberliegend angeordnet sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei jedes Paar aus Kolbenkomponente und zugehöriger Kolbenaufnahmekomponente jeweils eine jede Fluidkammer (8) druckdicht abdichtende Dichteinheit bildet.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Fluidkammern (8) senkrecht zur Kolbenachse jeweils einen runden oder ovalen Querschnitt aufweisen.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Fluidkammern (8) senkrecht zur Kolbenachse jeweils einen dreieckigen oder rechteckigen Querschnitt aufweisen.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zum Erzeugen des hydrostatischen Fluidkammerdrucks (Pa) so ausgestaltet sind, dass die Fluidkammern (8) partiell und/oder gemeinsam mit gleichem oder unterschiedlichem Fluidkammerdruck (Pa) beaufschlagbar sind.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zum Erzeugen des hydrostatischen Fluidkammerdrucks (Pa) so ausgestaltet sind, dass der in den einander gegenüberliegenden Fluidkammern (8) erzeugte Fluidkammerdruck (Pa) jeweils identisch ist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Mittel zum Erzeugen des Fluidkammerdrucks (Pa) so ausgestaltet sind, dass die durch den Fluidkammerdruck (Pa) auf die beiden Werkzeughälften (5a, 5b) ausgeübten Kräfte entgegengesetzt und gleich groß sind.

15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Regelkreis zum Regeln des hydrostatischen Fluidkammerdrucks (Pa) in Abhängigkeit von der auf die jeweilige Werkzeughälfte (5a, 5b) ausgeübten Kraft vorgesehen ist.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Werkzeugträger (2) in einen Aufspanntisch zum Einspannen der Werkzeughälften (5a, 5b) integriert ist.

17. IHU-Vorrichtungsverbund, umfassend wenigstens zwei eine funktionelle Einheit bildende Vorrichtungen nach einem der Ansprüche 1 bis 16.

18. Verfahren zur Innenhochdruckumformung, wobei
in einem längs einer Werkzeugtrennebene in zwei Werkzeughälften (5a, 5b) geteilten Werkzeug (5) eine von den Werkzeughälften (5a, 5b) ausgebildete Formkammer (6) zur Formgebung an einem umzuformenden Werkstück (7) mit einem hydrostatischen Innendruck (Pi) beaufschlagt wird und wobei
in aus einer Kolbenkomponente und einer Kolbenaufnahmekomponente gebildeten, jeweils einer der Werkzeughälften (5a, 5b) zugeordneten Fluidkammern (8) jeweils ein zum Innendruck (Pi) mindestens gleich großer hydrostatischer Fluidkammerdruck (Pa)erzeugt wird, der unter Kompensation des hydrostatischen Innendrucks (Pi) die beiden Werkzeughälften (5a, 5b) in Kontakt hält.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass auf gegenüberliegenden Seiten des Werkzeugs (5) jeweils eine Mehrzahl benachbart angeordneter Fluidkammern (8) partiell und/oder gemeinsam mit gleichem oder unterschiedlichem Fluidkammerdruck (Pa) beaufschlagt werden.

20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass der hydrostatische Fluidkammerdruck (Pa) in Abhängigkeit von der Kraft geregelt wird, welche durch die Fluidkammer (8) auf die jeweilige Werkzeughälfte (5a, 5b) ausgeübt wird.