DE102004058362B3

DE102004058362B3 - Extrusion and expansion tool process to form multi-chamber hollow profile for e.g. automotive applications

Info

Publication number: DE102004058362B3
Application number: DE200410058362
Authority: DE
Inventors: Kai-Uwe Dr.-Ing. Dudziak; Uwe Dipl.-Ing. Hardtke (FH); Carsten Dipl.-Ing. Rogowski; Matthias Dipl.-Ing. Schroeder
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2004-12-03
Filing date: 2004-12-03
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2024-12-04
Also published as: WO2006058677A1

Abstract

In an extrusion to form a multi-chamber hollow profile, a semi-finished product is initially formed by extrusion from a tool, prior to being inserted within a surrounding form. The semi-finished extrusion is then subjected to high internal fluid pressure by insertion of a plug tool, and is then expanded to the shape of the surrounding form.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrkammerprofils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung desselben gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 3.The The invention relates to a method for producing a multi-chamber profile according to the generic term of claim 1 and a device for carrying it out according to the generic term of claim 3.

Ein gattungsgemäßes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung dazu ist aus der DE 199 09 929 A1 bekannt. Hierbei wird ein stranggepresstes Hohlprofilhalbzeug, das mit einer Doppelkammer versehen ist, einem Innenhochdruckumformwerkzeug zugeführt, indem es in die gewünschte Endform aufgeweitet werden soll. Zur Abdichtung wird dabei ein Axialstempel in je ein Ende des Hohlprofilhalbzeugs eingeschoben, wobei der Axialstempel dazu zwei Abdichtköpfe aufweist, die in jeweils eine Kammer des Hohlprofilhalbzeugs eintauchen. Die Abdichtköpfe bestehen aus einem Elastomer und beinhalten jeweils eine Richtplatte, die in Gebrauchslage der Abdichtköpfe den Steg des Doppelkammerhohlprofilhalbzeugs einfassen. Durch die Richtplatten soll eine unerwünschte Wölbung des Steges während der Innenhochdruckumformung vermieden werden. In jede der Kammern führt eine Druckfluidzuleitung, über die jede Kammer mit einem Druckfluid befüllt werden kann und ein Fluidhochdruck erzeugbar ist. Um die Umformung gleichförmig ablaufen lassen zu können, sind in dem Steg Durchgangsöffnungen vorgesehen, über die das Druckfluid von einer Kammer in die andere übertreten kann, so dass ein Druckausgleich gewährleistet ist. Bei einer derartigen Ausbildung des Hohlprofilhalbzeugs wird jedoch außer Acht gelassen, dass der Steg wie ein Zuganker auf die restlichen Bereiche des Hohlprofils während der Umformung wirkt. Durch diese Eigenschaft ist das Dehnungsvermögen des Halbzeugs in erheblichem Maße eingeschränkt, so dass bei der Aufweitung nur kleine Umformgrade ermöglicht werden können. Wenn jedoch versucht wird, höhere Umformgrade bei der Aufweitung zu erzielen, findet am Halbzeug eine Abstreckung über den Steg statt, die zur Rissbildung im Steg sowie in sämtlichen Seitenwandungen des Halbzeugs führt. Hierdurch ist die Prozesssicherheit der Herstellung des gewünschten Doppelkammerprofils stark gefährdet. Eine weitere unschöne Auswirkung des Steges auf das Umformergebnis des Halbzeuges besteht darin, dass nach einer erfolgreichen Umformung das Hohlprofilmaterial gerade im Übergangsbereich des Steges zu den Seitenwandungen des Hohlprofils in bestimmtem Umfang elastisch zurückfedert, wodurch sich Einfallstellen in der Hohlprofilkontur ausbilden. Des Weiteren sei noch gesagt, dass es werkzeugtechnisch, insbesondere für eine Großserienproduktion, – wenn überhaupt – nur unter sehr großem Aufwand möglich ist, relativ tief im Hohlprofil liegende Durchgangsöffnungen im Steg zu schaffen.A generic method and a corresponding device to it is from the DE 199 09 929 A1 known. In this case, an extruded hollow section semi-finished product, which is provided with a double chamber, fed to a hydroforming tool by it is to be widened into the desired final shape. For sealing while a Axialstempel is inserted into each one end of the hollow profile semi-finished product, wherein the Axialstempel has two Abdichtköpfe that dip into each chamber of the hollow section semi-finished product. The Abdichtköpfe consist of an elastomer and each include a straightening plate, which surround the web of the Doppelkammerhohlprofilhalbzeugs in the position of use of the Abdichtköpfe. By the straightening plates unwanted curvature of the web during hydroforming should be avoided. In each of the chambers performs a pressurized fluid supply line through which each chamber can be filled with a pressurized fluid and a fluid high pressure can be generated. In order to allow the forming to proceed uniformly, passage openings are provided in the web, through which the pressure fluid can pass from one chamber to the other, so that a pressure equalization is ensured. In such a design of the hollow profile semi-finished product, however, it is disregarded that the web acts like a tie rod on the remaining regions of the hollow profile during the forming. By this property, the elongation of the semifinished product is limited to a considerable extent, so that only small degrees of deformation can be made possible in the expansion. However, if an attempt is made to achieve higher degrees of deformation during the expansion, the semi-finished product is ironed over the web, which leads to crack formation in the web and in all side walls of the semifinished product. As a result, the process reliability of the production of the desired double-chamber profile is seriously endangered. Another unsightly effect of the web on the deformation of the semi-finished product is that after a successful reshaping the hollow profile material elastically springs back to a certain extent just in the transition region of the web to the side walls of the hollow profile, which forms sink marks in the hollow profile contour. Furthermore, it should be said that it is technically possible, especially for a large-scale production, if at all - only with very great effort is possible to provide relatively deep lying in the hollow profile through holes in the web.

Die frühzeitige Abstreckung des Steges kann gemäß der DE 199 09 924 C2 dadurch umgangen werden, dass das Strangpressprofilhalbzeug des Doppelkammerhohlprofils im Stegbereich mit einem größeren Querschnitt ausgebildet ist als in anderen Bereichen des Doppelkammerhohlprofilhalbzeugs. Da bei dem in der Druckschrift gezeigten Verfahren jedoch keine großen Umformgrade bewerkstelligt werden müssen und die Aufweitung im Stegbereich nur gering ist, sind weder gravierende Einfallstellen im Übergangsbereich des Steges zu den Seitenwandungen noch Probleme in den restlichen Bereichen des Doppelkammerhohlprofils bei der Aufweitung zu erwarten. Muss das Hohlprofilmaterial jedoch zur Erreichung von komplexen Bauteilgestaltungen größere Aufweitdistanzen überbrücken, kommt es bei dem bekannten Verfahren besonders schnell zum Versagen des Doppelkammerhohlprofils, da ja der Stegbereich im Querschnitt deutlich größer ist als die restlichen Hohlprofilbereiche und somit die zu überwindenden Distanzen ebenfalls vergrößert sind, wodurch die Materialausdünnung besonders stark ist.The early ironing of the bridge can according to the DE 199 09 924 C2 Be circumvented by the fact that the extruded semi-finished product of the double-chamber hollow profile is formed in the web area with a larger cross section than in other areas of the Doppelkammerhohlprofilhalbzeugs. However, since in the method shown in the document, no large degrees of deformation must be accomplished and the expansion in the web area is low, neither serious sinkholes in the transition region of the web to the side walls nor problems in the remaining areas of the double-chamber hollow profile in the expansion are to be expected. However, if the hollow profile material has to bridge larger expansion distances to achieve complex component designs, the double chamber hollow profile will fail very quickly in the known method, since the web area in cross section is significantly larger than the remaining hollow profile areas and thus the distances to be overcome are also increased the material thinning is particularly strong.

Aus der DE 197 46 478 C2 ist die Herstellung eines Biegeträgers entnehmbar, der aus einem metallischen Mehrkammerprofil als Halbzeug gebildet ist. Dessen Verbindungssteg und die dem Verbindungssteg gegenüberliegenden Wandungen des Halbzeug werden gewellt ausgebildet, wonach das Halbzeug in einem Innenhochdruckumformwerkzeug aufgeweitet wird, bis der Verbindungssteg und die gewellten Wandungen gerade gezogen sind, wobei das Mehrkammerprofil an der Gravur des Innenhochdruckumformwerkzeuges anliegt.From the DE 197 46 478 C2 the manufacture of a bending support can be removed, which is formed from a metallic multi-chamber profile as a semi-finished product. Whose connecting web and the opposite walls of the connecting piece of the semifinished product are formed wavy, after which the semifinished product is expanded in a hydroforming until the connecting web and the corrugated walls are straight, the multi-chamber profile is applied to the engraving of the hydroforming.

Des Weiteren ist aus der 102 36 296 A1 eine Vorrichtung zur Innenhochdruck-Umformung bekannt, die zum Aufweiten von Mehrkammerprofilen tauglich ist und hierzu einen Axialstempel aufweist, der zwei Abdichtköpfe besitzt, wobei ein Abdichtkopf jeweils einer Kammer zugeordnet ist. Die Abdichtköpfe sind durch einen geradlinigen Spalt voneinander getrennt und weisen eben verlaufende Umfangskonturen auf.Of Furthermore, from the 102 36 296 A1 a device for hydroforming known, which is suitable for the expansion of multi-chamber profiles and for this purpose has an axial punch, which has two Abdichtköpfe, wherein a sealing head is associated with each chamber. The sealing heads are separated by a straight gap and have even extending circumferential contours.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine Vorrichtung dazu dahingehend weiterzubilden, dass ein Mehrkammerprofil in einfacher Weise auch bei großen Umformgraden prozesssicher hergestellt werden kann.Of the Invention is based on the object, a generic method and to develop a device to the effect that a multi-chamber profile in a simple way even with big ones Forming degrees can be produced reliably.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 hinsichtlich des Verfahrens und durch die Merkmale des Patentanspruches 3 hinsichtlich der Vorrichtung gelöst.The Task is inventively by the features of claim 1 with regard to the method and by the features of claim 3 with respect to the device solved.

Dank der erfindungsgemäßen Formgebung der Seitenwandungen sowie des Steges beim Strangpressen, die sich in Einbuchtungen äußert, sind beim Halbzeug Materialdepots angelegt, die beim Aufweiten mittels Innenhochdruck herausgedrückt werden. Hierdurch wird in einfacher Weise eine frühzeitige Abstreckung des Hohlprofils verhindert, so dass eine Aufweitung mit großen Umformgraden erzielbar ist, ohne dass sich Risse in den Wandungen bilden und somit die Prozesssicherheit in Gefahr geraten würde. Die Einbuchtungstiefe ist so angelegt, dass beim Erreichen der gewünschten Endform des Mehrkammerhohlprofils das jeweilige Materialdepot aufgebraucht ist. Aufgrund dessen, dass der Steg während der Aufweitung lediglich gestreckt wird und dabei kein Material aus seiner Wandstärke schöpfen muss, treten auch nach abgeschlossener Aufweitung und Druckentspannung im Stegbereich keine sichtbaren Rückfederungen auf, die sich in Einfallstellen äußern würden. Um das Verfahren prozessgerecht durchzuführen, weist die entsprechende Vorrichtung einen Axialstempel auf, der die Enden des Halbzeuges abdichtet und entsprechend der Umfangskontur des Halbzeuges eine eingebuchtete Abdichtkontur besitzt. Der Axialstempel wird auf das Ende geschoben, wobei sich durch die dabei entstehende Steckverbindung zwischen dem Axialstempel und dem Hohlprofilhalbzeug eine metallische Abdichtung ergibt. Um die gewünschte Form des Mehrkammerhohlprofils zu erhalten, ist es denkbar, dass die Gravur des Innenhochdruckumformwerkzeuges gegenüber der zu erzielenden Endform des Mehrkammerhohlprofils ein geringes Übermaß aufweist, so dass zwar nach der Aufweitung des Mehrkammerhohlprofils und seiner Anlage an der Gravurwandung sich ein Mehrkammerhohlprofil mit Übermaß ausbildet, das jedoch nach der Druckentlastung und der elastischen Rückfederung des Hohlprofilmaterials genau die gewünschte Endform des Mehrkammerhohlprofils einnimmt.thanks the shaping of the invention Sidewalls and the web during extrusion, which are in Indentations are, are created at the semi-finished material depots, which when expanding by means of Internal high pressure pushed out become. This will in a simple way an early Elongation of the hollow profile prevented, allowing a widening with big Forming degrees can be achieved without causing cracks in the walls form and thus the process security would be in danger. The Inlet depth is designed so that when reaching the desired final shape of the multi-chamber hollow profile consumes the respective material depot is. Due to the fact that the bridge during the expansion only stretched while no material has to draw from its wall thickness, occur even after completion of expansion and pressure release in the web area no visible spring back, which is in Would comment on sinks. Around the process to perform process-appropriate, has the appropriate Device on an axial punch on which the ends of the semifinished product seals and according to the peripheral contour of the semifinished product a has indented sealing contour. The Axialstempel is on the End pushed, with the resulting plug connection between the Axialstempel and the hollow profile semi-finished a metallic Seal results. To the desired Form of the multi-chamber hollow profile, it is conceivable that the Engraving of the hydroforming tool against the final shape to be achieved of the multi-chamber hollow profile has a slight oversize, so that after the expansion of the multi-chamber hollow profile and its attachment to the Gravurwandung a multi-chamber hollow profile forms with oversize, but after the pressure relief and the elastic resilience of the hollow profile material exactly the desired End shape of the multi-chamber hollow profile occupies.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 sowie Anspruch 4 wird der Steg am Ende des Hohlprofilhalbzeugs herausgetrennt. Der Axialstempel weist dazu einen einzigen Abdichtkopf auf, der die Abdichtkontur trägt. Hierdurch wird eine besonders einfache Form der Abdichtung erreicht, wobei lediglich über einen frei wählbaren Streckenabschnitt der Steg herausgetrennt werden muss, so dass der Axialstempel mit seinem Abdichtkopf mühelos in das Mehrkammerprofil eingeschoben werden kann. Dadurch, dass der Abdichtkopf gegenüber dem Querschnitt des Endes des Mehrkammerprofilhalbzeugs ein leichtes Übermaß besitzt und dass der Abdichtkopf zum leichteren Einführen in das Halbzeug nach Art eines Kegelstumpfes ausgeführt ist, bei dem erst ein hinterer Bereich das Übermaß aufweist, wird der Axialstempel mit dem Halbzeug metallisch verpresst, so dass sich eine besonders gute Abdichtung während des Aufweitens mittels Innenhochdruck erzielen lässt.In a preferred embodiment of the invention according to claim 2 and Claim 4, the web is cut out at the end of the hollow section semi-finished product. The Axialstempel has for this purpose a single sealing head, the carries the sealing contour. This achieves a particularly simple form of sealing, where only about a freely selectable Section of the bridge must be cut out, so that the Axial stamp with its sealing head effortlessly into the multi-chamber profile can be inserted. Due to the fact that the sealing head is opposite to the Cross-section of the end of the multi-chamber profile semi-finished product has a slight excess and that the sealing head for easier insertion into the semifinished product according to Art executed a truncated cone is, in which only a rear area has the excess, the Axialstempel with the semi-finished metal pressed, so that a particularly good Sealing during the expansion by means of internal high pressure can be achieved.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt Anspruch 5, wobei der Axialstempel eine stirnseitig vom Rand abragende Ringzacke aufweist, die mit der Abdichtkontur ausgestaltet ist. Hierdurch wird die Ausbildung der Vorrichtung erheblich vereinfacht, da auf einen Abdichtkopf am Axialstempel verzichtet werden kann. Der Axialstempel übernimmt dabei allein die Abdichtfunktion, wobei er nicht in das Hohlprofilhalbzeug hinein geschoben wird, sondern seine Ringzacke in die Fläche der Stirnseite des Endes des Hohlprofilhalbzeuges treibt. Darüber hinaus wird auch das Herstellungsverfahren vereinfacht, da keine Entfernung des Steges im Andockbereich des Axialstempels erforderlich ist. Um der eingebuchteten Vorprofilierung des Hohlprofilhalbzeugs gerecht zu werden, ist die Ringzacke mit einer entsprechend ausgebildeten Abdichtkontur ausgestattet.A further preferred embodiment of the device according to the invention shows claim 5, wherein the axial punch a frontally from the edge has projecting ring tooth, which designed with the Abdichtkontur is. As a result, the formation of the device is considerably simplified, since it can be dispensed with a sealing head on Axialstempel. Of the Axial stamp takes over only the sealing function, whereby he does not in the hollow profile semi-finished product is pushed into it, but his Ringzacke in the surface of Front side of the end of the hollow profile semi-finished drives. Furthermore Also, the manufacturing process is simplified because no removal the web is required in the docking area of the Axialstempels. To meet the indented pre-profiling of the hollow section semi-finished to become, is the Ringzacke with a suitably trained Sealing contour equipped.

In einer weiteren, besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 weist der Axialstempel stirnseitig eine einzige Ausströmöffnung eines Druckfluidkanals auf, die die Querschnittsfläche aller Kammern teilweise überdeckt. Hierbei wird der Axialstempel ebenfalls in besonderem Maße vereinfacht, da nur ein einziger Abdichtkopf mit nur einer einzigen Ausströmöffnung ausgebildet werden muss und nicht wie üblich mehrere Abdichtköpfe, die jeweils einer Kammer zugeordnet sind und in diese mit erheblichem Aufwand eingefädelt werden müssen. Aufgrund der speziellen Ausgestaltung der Ausströmöffnung, die kreisrund mit großem Durchmesser, elliptisch oder spaltartig ausgeführt sein kann, können alle Kammern gleichzeitig mit einem Druckfluid befüllt werden. Des Weiteren wird in einfacher Weise in allen Kammern gleichzeitig der gleiche Innenhochdruck erzeugt, so dass die damit zusammenhängende Aufweitung des Hohlprofilhalbzeugs gleichmäßig vonstatten gehen kann. Aufwendige Bearbeitungsschritte des Steges durch die Einbringung von Lochungen zum Übertritt des Druckfluides von einer Kammer in die andere entfallen.In a further, particularly preferred embodiment of the invention according to claim 6, the axial punch frontally a single Outflow opening of a Pressure fluid channel, which covers the cross-sectional area of all chambers partially. in this connection The Axialstempel is also simplified in particular, since only one single sealing head formed with only a single outflow opening must be and not as usual several sealing heads, each associated with a chamber and in this with considerable Threaded effort Need to become. Due to the special design of the discharge opening, the circular large diameter, can be elliptical or slit-like, all Chambers are filled simultaneously with a pressurized fluid. Furthermore, will in a simple way in all chambers simultaneously the same internal high pressure generated, so that the associated expansion of the hollow section semifinished product evenly can go. Elaborate processing steps of the bridge through the Introduction of perforations to the crossing of the pressurized fluid from one chamber to the other omitted.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach Anspruch 7 besitzt der Axialstempel für jede der Kammern einen separaten Abdichtkopf, wobei die Abdichtköpfe jeweils eingebuchtete Abdichtkonturen für die einzelnen Kammern aufweisen und wobei benachbart liegende Abdichtköpfe voneinander durch einen Spalt beabstandet sind. Die Form des Spaltes ist dem gebogenen Verlauf des in ihm mit viel Spiel zu liegen kommenden Steges angepasst. Jeder der Abdichtköpfe weist eine eigene Ausströmöffnung eines Druckfluidkanals auf. Dadurch, dass jeder Kammer ein Abdichtkopf des Axialstempels zugeordnet ist, der eine eigene Ausströmöffnung eines Druckfluidkanals aufweist, können die Kammern des Hohlprofilhalbzeugs schneller befüllt werden, so dass der Herstellungsprozess des Mehrkammerprofils verkürzt und damit effektiver wird. Da jeder Abdichtkopf eine eigene Ausströmöffnung besitzt, kann für jeden Abdichtkopf ein separater Druckfluidkanal vorgesehen werden. Hierdurch wird es ermöglicht, die einzelnen Kammern mit unterschiedlichen Drücken zu beaufschlagen, so dass das Hohlprofilhalbzeug selektiv an unterschiedlichen Wandungen unterschiedlich aufgeweitet werden kann. Dies ist beispielsweise von Vorteil, wenn die Kammern eine unterschiedlich große Wandstärke aufweisen, so dass die dünneren Wandungen nicht durch einen zu hohen Druck beaufschlagt werden und dabei vor Erreichen der gewünschten Endform durch zu große Materialausdünnung reißen. Für diesen Fall unterschiedlicher Wandstärken bleibt die Prozesssicherheit aufgrund der Ausbildung mehrerer Abdichtköpfe und separater Ausströmöffnungen mit separaten Druckfluidkanälen in der Herstellung eines Mehrkammerprofils gewahrt. Bei gleichen Wandstärken kann es sinnvoll sein, die einzelnen Kammern mit unterschiedlichem Druck zu beaufschlagen, wenn die Wandungen unterschiedlichen Umformgraden lokal ausgesetzt werden sollen. Hierbei sollten die Wandungen, die einen niedrigen Umformgrad zu bewältigen haben, mit einem geringeren Druck beaufschlagt werden als andere Wandungen, die einen höheren Umformgrad erfahren. Dabei wird erreicht, dass die Wandungen, bei denen ein niedriger Umformgrad erforderlich ist, nicht zu früh an der Gravur zur Anlage kommen, was ein Einsetzen der Reibung zwischen dem aufzuweitenden Hohlprofilhalbzeug und dem Innenhochdruckumformwerkzeug führen würde, die für die Aufweitung der Wandungen mit größerem Umformgrad hemmend wäre. Infolge der Beabstandung der Abdichtköpfe wird ein Spalt geschaffen, in dem der jeweilige Steg des Hohlprofilhalbzeugs aufgenommen werden kann. Hierdurch wird ein Einschieben der Abdichtköpfe in die Kammern des Hohlprofilhalbzeugs erst ermöglicht. Aufgrund des Spiels zwischen dem Steg und den Abdichtköpfen kann sich dieser während der Aufweitung des Hohlprofilhalbzeugs frei und ungehindert strecken.In a further preferred embodiment of the device according to the invention according to claim 7, the axial punch for each of the chambers has a separate sealing head, wherein the Abdichtköpfe each have recessed Abdichtkonturen for each chamber and wherein adjacent Abdichtköpfe are spaced from each other by a gap. The shape of the gap is adapted to the curved course of the next in it with much play coming bridge. Each of the sealing heads has its own outflow opening of a pressure fluid channel. Characterized in that each chamber is associated with a sealing head of the Axialstempels, which has its own outflow opening of a pressure fluid channel, the chambers of the hollow profile semi-finished faster, so that the manufacturing process of the multi-chamber profile is shortened and thus more effective. Since each sealing head has its own discharge opening, a separate pressure fluid channel can be provided for each sealing head. This makes it possible to act on the individual chambers with different pressures, so that the hollow profile semi-finished product can be selectively expanded differently on different walls. This is for example of advantage if the chambers have a different wall thickness, so that the thinner walls are not acted upon by a high pressure and thereby tear before reaching the desired final shape by excessive material thinning. For this case, different wall thicknesses, the process reliability remains due to the formation of multiple Abdichtköpfe and separate outflow openings with separate pressure fluid channels in the production of a multi-chamber profile. With the same wall thicknesses, it may be useful to pressurize the individual chambers with different pressure when the walls are to be exposed to different degrees of deformation locally. Here, the walls, which have to cope with a low degree of deformation, be subjected to a lower pressure than other walls, which experience a higher degree of deformation. It is thereby achieved that the walls, in which a low degree of deformation is required, do not come too early to the engraving to the plant, which would cause an onset of friction between the expanded semi-finished hollow section and the hydroforming die, for the expansion of the walls with greater degree of deformation would be inhibitory. As a result of the spacing of the Abdichtköpfe a gap is created in which the respective web of the hollow section semifinished product can be accommodated. As a result, insertion of the sealing heads in the chambers of the hollow profile semi-finished product is made possible. Due to the clearance between the web and the Abdichtköpfen this can extend freely and unhindered during the expansion of the hollow profile semi-finished product.

Eine weitere, besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 liegt darin, dass die sich an die Ausströmöffnungen der Abdichtköpfe anschließenden Druckfluidkanäle im Axialstempel durch eine Querbohrung miteinander fluidisch verbunden sind. Dies ist für den Fall vorteilhaft, in dem das Hohlprofilhalbzeug gleichmäßig aufgeweitet werden soll und der Axialstempel besagte Abdichtköpfe aufweist, die in die Kammern des Hohlprofilhalbzeugs hineinzuschieben sind. Infolge der Querbohrung innerhalb des Axialstempels, die die Druckfluidkanäle miteinander fluidisch verbindet, ist in einfacher Weise immer ein Druckausgleich zwischen den Kammern des Hohlprofilhalbzeugs während der Aufweitung vorhanden. Dadurch kann prozesssicher das Hohlprofilhalbzeug in die gewünschte Endform des Mehrkammerprofils aufgeweitet werden.A Another, particularly preferred embodiment of the invention according to claim 8 lies in the fact that adjoining the outflow openings of the Abdichtköpfe pressure fluid channels in Axialstempel are fluidly connected to each other by a transverse bore. This is for advantageous in the case in which the hollow profile semi-finished expanded uniformly is to be and the Axialstempel said sealing heads, which are hineinzuschieben into the chambers of the hollow section semifinished. Due to the transverse bore inside the axial punch, the pressure fluid channels with each other fluidly connects, in a simple way always a pressure equalization between the chambers of the hollow section semifinished during the expansion available. As a result, the hollow profile semifinished product can be reliably processed into the desired final shape of the Multi-chamber profiles are widened.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.following the invention with reference to several shown in the drawings embodiments explained in more detail.

Dabei zeigt:there shows:

1 in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäß vorprofiliertes Hohlprofilhalbzeug und einen Abschnitt eines Axialstempels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit zwei Abdichtköpfen in Nichtgebrauchslage des Axialstempels, 1 3 is a perspective view of a pre-profiled hollow profile semi-finished product according to the invention and a section of an axial punch of a device according to the invention with two sealing heads in the non-use position of the axial punch;

2 in einem seitlichen Längsschnitt den Axialstempel aus 1 mit einer zwei Druckfluidkanäle verbindenden Querbohrung in Gebrauchslage des Axialstempels, 2 in a lateral longitudinal section of the Axialstempel 1 with a transverse bore connecting two pressure fluid ducts in the position of use of the axial punch,

3 in einer perspektivischen Ansicht in aufgebrochener Darstellung ein erfindungsgemäß vorprofiliertes Hohlprofilhalbzeug mit teilweise entferntem Steg und einen Axialstempel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem einzigen Abdichtkopf in Nichtgebrauchsstellung, 3 3 is a perspective view in broken-away view of an inventive pre-profiled hollow profile semi-finished product with partially removed web and an axial punch of a device according to the invention with a single sealing head in non-use position,

4 in einer perspektivischen Ansicht ein erfindungsgemäß vorprofiliertes Halbprofilhalbzeug und einen Axialstempel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ohne Abdichtkopf, jedoch mit Ringzacke in Nichtgebrauchsstellung. 4 in a perspective view of a pre-profiled semi-finished semifinished product according to the invention and an axial punch of a device according to the invention without sealing head, but with ring point in non-use position.

In 1 ist ein Hohlprofilhalbzeug 1 eines Mehrkammerprofils mit zwei Kammern 2, 3 dargestellt, welches in einem Strangpresswerkzeug stranggepresst wurde. Das Hohlprofilhalbzeug 1 wurde dabei erfindungsgemäß vorprofiliert, wodurch an den Seitenwandungen 4 und 5 sowie dem Steg 6, der die beiden Kammern 2 und 3 voneinander trennt, Einbuchtungen 7, 8, 9 ausgeformt sind. Anschließend wird das Hohlprofilhalbzeug 1, das beispielsweise ein Aluminiumstrangpressprofil sein kann, einer Innenhochdruckumformanlage zugeführt, die ein geteiltes Umformwerkzeug beinhaltet. In den Formraum dieses Werkzeugs wird das Hohlprofilhalbzeug eingelegt, wonach das Werkzeug geschlossen wird. Anschließend wird ein Axialstempel 10 auf einer Seite des Hohlprofilhalbzeugs 1 in das dortige Ende 11 hineingeschoben. Der Axialstempel 10 weist dazu zwei Dichtköpfe 12 und 13 auf, die kegelstumpfartig ausgebildet sind und sich zum Hohlprofilhalbzeug 1 hin verjüngen.In 1 is a hollow profile semi-finished product 1 a multi-chamber profile with two chambers 2 . 3 represented, which was extruded in an extrusion die. The hollow section semifinished product 1 was pre-profiled according to the invention, whereby on the side walls 4 and 5 as well as the jetty 6 who has the two chambers 2 and 3 separates from each other, indentations 7 . 8th . 9 are formed. Subsequently, the hollow profile semi-finished product 1 , which may be, for example, an aluminum extruded profile, fed to a hydroforming system which includes a split forming tool. In the cavity of this tool, the hollow section semi-finished product is inserted, after which the tool is closed. Subsequently, an axial stamp 10 on one side of the hollow profile semi-finished product 1 in the local end 11 pushed. The axial stamp 10 has two sealing heads 12 and 13 on, which are truncated cone-shaped and the hollow profile semi-finished 1 rejuvenate.

Die gemeinsame Außenkontur der beiden Abdichtköpfe 12 und 13 entspricht in etwa der Umfangskontur des Hohlprofilhalbzeugs 1, wobei eine Oberseite 14 des Abdichtkopfes 12 und eine Unterseite 15 des Abdichtkopfes 13 den Einbuchtungen 7 und 8 des Hohlprofilhalbzeuges 1 entsprechende Konkavitäten 16 und 17 aufweisen. Die beiden Abdichtköpfe 12 und 13 sind voneinander durch einen Spalt 18 beabstandet, dessen Form dem gebogenen Verlauf des Steges 6 des Hohlprofilhalbzeugs 1 angepasst ist. Dazu besitzt der Abdichtkopf 13 an seiner Oberseite 19 eine Konkavität 20, während die Unterseite 21 des Abdichtkopfes 12 eine konvexe Ausbuchtung 22 besitzt. Die Abdichtköpfe 12 und 13 sind vom Rand 23 des Axialstempels 10 nach innen zurückversetzt, so dass die durch den Abstand zwischen den Abdichtköpfen 12 und 13 und dem Rand 23 freigewordene Fläche ein umlaufender axialer Anschlag 24 für den Axialstempel 10 an der Stirnseite 25 des Endes 11 des Hohlprofilhalbzeuges 1 gebildet ist.The common outer contour of the two Abdichtköpfe 12 and 13 corresponds approximately to the circumferential contour of the hollow section semi-finished product 1 , where a top 14 the sealing head 12 and a sub page 15 the sealing head 13 the indentations 7 and 8th of the hollow profile semi-finished product 1 corresponding concavities 16 and 17 exhibit. The two sealing heads 12 and 13 are separated from each other by a gap 18 spaced, whose shape the curved course of the web 6 of the hollow profile semi-finished product 1 is adjusted. For this purpose has the sealing head 13 at its top 19 a concavity 20 while the bottom 21 the sealing head 12 a convex bulge 22 has. The sealing heads 12 and 13 are from the edge 23 of the axial stamp 10 set back inwards, so that by the distance between the Abdichtköpfen 12 and 13 and the edge 23 freed area a circumferential axial stop 24 for the axial stamp 10 at the front 25 of the end 11 of the hollow profile semi-finished product 1 is formed.

Beim Einschieben des Axialstempels 10 in das Hohlprofilhalbzeug 1 tauchen die beiden Abdichtköpfe 12 und 13 in die Kammern 2 und 3 ein, bis der axiale Anschlag 24 des Axialstempels 10 an der Stirnseite 25 des Hohlprofilhalbzeugendes 11 zur Anlage kommt. Im Anschlagsbereich weisen die Abdichtköpfe 12 und 13 gegenüber der Innenseite der Kammern 2 und 3 Über maß auf, wodurch das Hohlprofilhalbzeug 1 zwischen den Abdichtköpfen 12 und 13 und der umliegenden Werkzeuggravur gequetscht wird, was zu einer hochdruckdichten metallischen Verpressung führt. Jeder der Abdichtköpfe 12 und 13 besitzt stirnseitig etwa mittig gelegen eine Ausströmöffnung 26 eines Druckfluidkanals 27, wie er auch aus 2 ersichtlich ist. Die beiden Druckfluidkanäle 27 sind miteinander durch eine Querbohrung 28 fluidisch verbunden, die im Axialstempel 10 verläuft und an der Außenseite 29 des Axialstempels 10 einen Anschluss 30 an eine Fluidzuführung besitzt. In Gebrauchslage des Axialstempels 10, in der die beiden Abdichtköpfe 12 und 13 in die Kammern 2 und 3 eingetaucht sind und das Hohlprofilhalbzeug 1 an seinem Ende 11 zwischen den Abdichtköpfen 12, 13 und der Werkzeuggravur eingequetscht ist, werden die Kammern 2 und 3 mit einem Druckfluid über den Fluidanschluss 30 und die Querbohrung 28 sowie die Druckfluidkanäle 27 des Axialstempels 10 befüllt. Danach wird durch eine hier nicht weiter gezeigte Fluidhochdruckerzeugungsanlage unter Hochdruck gesetzt, wodurch sich das Hohlprofilhalbzeug 1 aufweitet, bis es an der Werkzeuggravur zur Anlage kommt. Hierbei streckt sich der Steg 6 sowie die Seitenwandungen 4 und 5 des Hohlprofilhalbzeugs 1, wobei die Einbuchtungen 7 bis 9 herausgedrückt werden. Während der Steg 6 sich dabei glättet, nehmen die Seitenwandungen 4 und 5 die Kontur des Formraumes des Innenhochdruckumformwerkzeuges an. Nach dieser plastischen Aufweitung ist die Hohlprofilendform des Mehrkammerprofils im Wesentlichen erreicht, deren Einnahme nach der Druckentspannung und der Materialzurückfederung im elastischen Bereich dann völlig abgeschlossen ist. Nach der Herstellung wird der Axialstempel 10 aus dem Mehrkammerprofil in seine Nichtgebrauchsstellung herausgezogen.When inserting the Axialstempels 10 in the hollow profile semi-finished product 1 dip the two sealing heads 12 and 13 in the chambers 2 and 3 one until the axial stop 24 of the axial stamp 10 at the front 25 the hollow profile semi-finished 11 comes to the plant. In the stop area have the Abdichtköpfe 12 and 13 opposite the inside of the chambers 2 and 3 About measure on, whereby the hollow profile semi-finished product 1 between the sealing heads 12 and 13 and the surrounding tool engraving is crushed, resulting in a high-pressure-tight metallic pressing. Each of the sealing heads 12 and 13 has frontally approximately centrally located a discharge opening 26 a pressure fluid channel 27 as he too 2 is apparent. The two pressure fluid channels 27 are interconnected by a transverse bore 28 fluidically connected, in the Axialstempel 10 runs and on the outside 29 of the axial stamp 10 a connection 30 has to a fluid supply. In position of use of Axialstempels 10 in which the two sealing heads 12 and 13 in the chambers 2 and 3 are immersed and the hollow profile semi-finished product 1 at its end 11 between the sealing heads 12 . 13 and the tool engraving is squeezed, the chambers become 2 and 3 with a pressurized fluid through the fluid port 30 and the transverse bore 28 and the pressure fluid channels 27 of the axial stamp 10 filled. Thereafter, set by a not shown here fluid high pressure generating system under high pressure, causing the hollow section semi-finished product 1 expands until it comes to the tool engraving to the plant. Here, the bridge stretches 6 as well as the side walls 4 and 5 of the hollow profile semi-finished product 1 , where the indentations 7 to 9 be pushed out. During the jetty 6 At the same time, the side walls take off 4 and 5 the contour of the mold cavity of the hydroforming tool. After this plastic widening, the hollow profile end shape of the multi-chamber profile is essentially achieved, the receipt of which after the pressure release and the springback of material in the elastic region is then completely completed. After production, the axial punch 10 pulled out of the multi-chamber profile in its non-use position.

In einer Variante der Erfindung zeigt 3 ein Hohlprofilhalbzeug 31, bei dem im Gegensatz zum Hohlprofilhalbzeug 1 des vorigen Ausführungsbeispieles am Ende 32 eine Aussparung 33 des Steges 34 aufweist, die durch Heraustrennen, insbesondere durch Laserschneiden oder Sägen bewirkt wird. Durch diese Aussparung 33 kann der Axialstempel 35 in einfacher Weise in das Hohlprofilhalbzeug 31 geschoben werden, wobei der Axialstempel 35 einen einzigen großen Abdichtkopf 36 aufweist, der in die Aussparung 33 eintaucht und der die Abdichtkontur mit einer Konkavität 37 jeweils an seiner Oberseite 38 und seiner Unterseite 39 entsprechend der Kontur des Hohlprofilhalbzeugs 31 trägt. Der Abdichtkopf 36 ist vom Rand 40 des Axialstempels 35 nach innen zurückversetzt, wobei die dadurch entstehende Freifläche einen axialen Anschlag 41 für den Axialstempel 35 an der Stirnseite 42 des Hohlprofilhalbzeugendes 32 bildet.In a variant of the invention shows 3 a hollow profile semi-finished product 31 in which, in contrast to the hollow profile semi-finished product 1 of the previous embodiment at the end 32 a recess 33 of the footbridge 34 which is caused by separation, in particular by laser cutting or sawing. Through this recess 33 can the Axialstempel 35 in a simple manner in the hollow profile semi-finished product 31 be pushed, with the Axialstempel 35 a single large sealing head 36 that is in the recess 33 dips and the the sealing contour with a concave 37 each at its top 38 and its bottom 39 according to the contour of the hollow profile semi-finished product 31 wearing. The sealing head 36 is from the edge 40 of the axial stamp 35 set back inside, the resulting free space an axial stop 41 for the axial stamp 35 at the front 42 the hollow profile semi-finished 32 forms.

Abweichend vom vorigen Ausführungsbeispiel weist der Abdichtkopf 36 an seiner Stirnseite 43 eine einzige Ausströmöffnung 44 mit großem, kreisrundem Querschnitt auf, die sich an einem im Axialstempel 35 verlaufenden Druckfluidkanal anschließt. Die Form und die Querschnittsfläche der Ausströmöffnung 44 sind derart gewählt, dass sie die Querschnittsfläche der Kammern 45 und 46 des Hohlprofilhalbzeugs 31 teilweise überdecken. Hierbei trennt der Steg 34 die Ausströmöffnung 44 quasi in zwei Teilöffnungen, wobei jeweils eine von diesen einer der Kammern 45 und 46 zugeordnet ist. Der weitere Verfahrensschritt zur Herstellung des Mehrkammerprofils bzgl. der Aufweitung ist hier der gleiche wie im vorigen Ausführungsbeispiel, wobei in Gebrauchslage des Axialstempels 35 der Abdichtkopf 36 nicht in den Kammern 45 und 46, sondern in der Aussparung 33 steckt.Deviating from the previous embodiment, the sealing head 36 at its front 43 a single outflow opening 44 with a large, circular cross-section, which is located at one in Axialstempel 35 extending pressure fluid channel connects. The shape and the cross-sectional area of the discharge opening 44 are chosen to be the cross-sectional area of the chambers 45 and 46 of the hollow profile semi-finished product 31 partially cover. This separates the bridge 34 the discharge opening 44 almost into two partial openings, one each of these being one of the chambers 45 and 46 assigned. The further method step for producing the multi-chamber profile with respect to the widening is here the same as in the previous exemplary embodiment, wherein in the position of use of the axial punch 35 the sealing head 36 not in the chambers 45 and 46 but in the recess 33 plugged.

Als weitere Variante der Erfindung zeigt bei gleicher Ausbildung des Hohlprofilhalbzeuges 47 wie im ersten Ausführungsbeispiel 4 einen Axialstempel 48 ohne Abdichtkopf mit einer in seiner Stirnseite 49 eingearbeiteten Ausströmöffnung 50 für einen sich an diese anschließenden Druckfluidkanal. Anders als bei den vorigen Ausführungsbeispielen weist der Axialstempel 48 zur Abdichtung des Hohlprofilhalbzeuges 47 eine von seinem Rand 51 axial abragende Ringzacke 52 auf, die mit der Abdichtkontur ausgestaltet ist. Zur Einnahme seiner Gebrauchsstellung wird der Axialstempel 48 an das Hohlprofilhalbzeug 47 herangefahren, wobei sich der Stempel 48 mit seiner Ringzacke 52 in die Fläche der Stirnseite 53 des Hohlprofilhalbzeugs 47 eingräbt und damit eine hochdruckdichte metallische Abdichtung bildet. Die Ausströmöffnung 50 ist im Übrigen in gleicher Weise ausgebildet und angeordnet, wie die Ausströmöffnung 44 im vorangegangenen Ausführungsbeispiel nach 3 und erfüllt die gleiche Funktion. Schließlich ist noch in einer Seitenwandung 54 des Axialstempels 48 ein Anschluss 55 zu sehen, an den eine Druckfluidleitung anschließbar ist.As a further variant of the invention shows the same design of the hollow section semifinished product 47 as in the first embodiment 4 an axial stamp 48 without sealing head with one in its front side 49 incorporated discharge opening 50 for a subsequent to this pressure fluid channel. Unlike the previous embodiments, the axial punch 48 for sealing the hollow profile semi-finished product 47 one of its edge 51 axially projecting ring point 52 on, which is configured with the Abdichtkontur. To take his position of use of the Axialstempel 48 to the hollow profile semi-finished product 47 moved up, with the stamp 48 with his ring point 52 in the area of the front side 53 of the hollow profile semi-finished product 47 digs and thus forms a high pressure-tight metallic seal. The discharge opening 50 Incidentally, it is the same Way formed and arranged as the outflow 44 in the previous embodiment 3 and fulfills the same function. Finally, it is still in a side wall 54 of the axial stamp 48 a connection 55 to see, to which a pressure fluid line can be connected.

Claims

A method for producing a multi-chamber profile, wherein a hollow profile semi-finished product is formed by at least two chambers separated by a web by extrusion and then by means of fluidic internal high pressure, which is generated in both chambers, is plastically expanded in a hydroforming in a Hohlprofilendform, wherein the extrusion indentations are formed in the side walls and the respective web of the hollow profile semifinished product and that these are subsequently pressed out by means of internal high pressure, characterized in that the hollow profile semifinished product ( 1 . 31 . 47 ) is widened within the hydroforming tool on over the end shape of the multi-chamber profile to be achieved oversize.

Method according to claim 1, characterized in that the web ( 34 ) at the end ( 32 ) of the hollow profile semi-finished product ( 31 ) is cut out.

Apparatus for producing a multi-chamber hollow profile, with an extrusion tool for producing a hollow profile semi-finished product with at least two chambers separated by a web, and with a Innenhoch druckumformanlage, which includes a split tool in the mold space, the semifinished product for expanding expansion can be introduced, and the ends of the semi-finished product has sealing axial punches, for carrying out the method according to claim 1, characterized in that the axial punch ( 10 . 35 . 48 ) has a recessed Abdichtkontur, the peripheral contour of the hollow section semi-finished product ( 1 . 31 . 47 ), and that the engraving of the tool with respect to the end shape of the multi-chamber profile to be achieved has excess.

Device according to claim 3, characterized in that the axial punch ( 35 ) a single in the web-free end ( 32 ) of the hollow profile semi-finished product ( 31 ) insertable sealing head ( 36 ), which carries the Abdichtkontur.

Device according to claim 3, characterized in that the axial punch ( 48 ) one end face of the edge ( 51 ) projecting ring point ( 52 ), which is designed with the sealing contour.

Device according to one of claims 4 or 5, characterized in that the axial punch ( 35 . 48 ) frontally a single outflow opening ( 44 . 50 ) of a pressure fluid channel, which is the cross-sectional area of all chambers ( 2 . 3 . 45 . 46 ) partially covered.

Device according to claim 3, characterized in that the axial punch ( 10 ) for each of the chambers ( 2 . 3 ) a separate sealing head ( 12 . 13 ), the sealing heads ( 12 . 13 ) in each case indented sealing contours for the individual chambers ( 2 . 3 ) and wherein adjacent sealing heads ( 12 . 13 ) from each other through a gap ( 18 ) are spaced, the shape of the curved course of him in a lot of game to lie next bridge ( 6 ) and that each of the sealing heads ( 12 . 13 ) an own discharge opening ( 26 ) of a pressurized fluid channel ( 27 ) having.

Apparatus according to claim 7, characterized in that at the outflow openings ( 26 ) of the sealing heads ( 12 . 13 ) subsequent pressure fluid channels ( 27 ) in the axial stamp ( 10 ) by a transverse bore ( 28 ) are fluidly connected to each other.