DE102005023732B3

DE102005023732B3 - Herstellungsverfahren für metallische Hohlkörper

Info

Publication number: DE102005023732B3
Application number: DE102005023732A
Authority: DE
Inventors: Lutz Dr. Storsberg; Daniel Dr.-Ing. Wortberg
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2005-05-23
Filing date: 2005-05-23
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2025-05-24
Also published as: US20060272380A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines metallischen Hohlkörpers (1), DOLLAR A - bei dem mittels Metallgießens ein hohles Gussteil (1') hergestellt wird, DOLLAR A - bei dem das Gussteil (1') mittels Innenhochdruckumformung in dem Hohlkörper (1) umgeformt wird. DOLLAR A Um die Qualität der Hohlkörper (1) zu verbessern, wird das Gussteil (1') so hergestellt, dass es eine das Innenhochdruckumformen unterstützende oder vereinfachende Wandstärkenverteilung aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines metallischen Hohlkörpers mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Aus der DE 102 44 338 A1 ist ein Bearbeitungsverfahren für hohle Gussteile bekannt, bei dem das Gussteil mittels eines Innenhochdruckumformwerkzeugs mit Innenhochdruck beaufschlagt wird. Durch Innenhochdruckumformung wird somit das Gussteil kalibriert, um einen nach dem Gießen entstandenen Verzug zu richten.

Aus der DE 101 25 121 A1 ist ein Abgaskrümmer bekannt, dessen Einzelteile mittels Tiefziehtechnik hergestellt werden.

Aus der DE 198 47 876 A1 ist ein Federbeinträger bekannt, der als Gussteil ausgeführt ist.

Die US 4,571,969 offenbart ein Verfahren zum Kalibrieren eines dickwandigen Hydraulikzylinders mittels Innenhochdruckumformung.

Aus der EP 0 952 067 A2 ist eine Karosseriesäule für ein Kraftfahrzeug bekannt, die mittels eines Druckgussverfahrens, beispielsweise aus Magnesium, Aluminium oder Stahl, hergestellt ist.

Die DE 199 45 545 A1 schlägt eine Vorrichtung zum wahlweisen Tiefziehen und/oder Druckgießen vor.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Herstellungsverfahren der eingangs genannten Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die insbesondere die Qualität der nach dem Verfahren hergestellten Hohlkörper verbessert.

Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das im ersten Schritt des Verfahrens herzustellende Gussteil gezielt so auszulegen, dass sich die im zweiten Schritt durchzuführende Innenhochdruckumformung vereinfacht. Erreicht wird dies durch eine gezielte Wandstärkenverteilung im Gussteil, und zwar zumindest in von der Innenhochdruckumformung betroffenen Bereichen des Gussteils. Auf diese Weise können z.B. Fließprozesse im Werkstoff, die beim Innenhochdruckumformen stattfinden, berücksichtigt werden. Auf diese Weise lassen beim Innenhochdruckumformen Verformungen durchführen, die aufgrund abnehmender Wandstärke und der Gefahr einer Rissbildung sonst nicht realisierbar sind. Durch die entsprechende Auslegung des Gussteils lassen sich somit mittels Innenhochdruckumformung Hohlkörper erzeugen, die bei einer herkömmlichen Innenhochdruckumformung von Strangpresskörpern konstanter Materialstärke nicht herstellbar sind.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann das Gussteil benachbart zu einem Umformbereich, in dem das Gussteil beim Innenhochdruckumformen umgeformt wird, zumindest eine Vorhaltezone aufweisen, die gegenüber einem benachbarten Nachbarbereich des Gussteils eine größere Wandstärke aufweist. Beim Innenhochdruckformen kann dann Material aus der Vorhaltezone in den jeweiligen Umformbereich nachfließen, wodurch im Umformbereich relativ große Wandstärken realisierbar sind. Ebenso können im Umformbereich durch das aus der Vorhaltezone nachfließende Material relativ starke Umformungen realisiert werden.

Bei einer anderen Ausführungsform kann das Gussteil benachbart zu einem Umformbereich, in dem das Gussteil beim Innenhochdruckumformen umgeformt wird, zumindest eine Ankerzone aufweisen, die sich an einer Außenkontur des Gussteils befindet und die beim Innenhochdruckumformen mit einer Matrix eines Innenhochdruckumformwerkzeugs zum Fixieren des Gussteils in der Matrix zusammenwirkt. Bei dieser Bauweise kann das Gussteil beim Innenhochdruckumformen nachhaltig in der Matrix fixiert werden, was die Qualität der Innenhochdruckumformung verbessert und insbesondere die Umformung gezielt auf vorbestimmte Umformbereiche begrenzt. Die Erfindung nutzt auch hier vorteilhaft die Möglichkeit einer quasi freien Formgebung für das Gussteil aus, um durch eine spezielle Formgebung des Gussteils den Innenhochdruckumformvorgang zu vereinfachen bzw. zu verbessern.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der je weils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.

Es zeigen, jeweils schematisch,
1 eine stark vereinfachte, prinzipielle Schnittansicht eines Gussteils vor der Innenhochdruckumformung in einem einen Umformbereich aufweisenden Abschnitt,
2 eine Ansicht wie in 1, jedoch des Hohlkörpers nach dem Innenhochdruckumformen,
3 eine Ansicht wie in 1, jedoch bei einer anderen Ausführungsform,
4 eine Ansicht wie in 2, jedoch bei der Ausführungsform gemäß 3,
5 eine stark vereinfachte, prinzipielle Schnittdarstellung eines Gussteils vor dem Innenhochdruckumformen,
6 eine Ansicht wie in 5, jedoch des Hohlkörpers nach dem Innenhochdruckumformen,
7 einen stark vereinfachten, prinzipiellen Schnitt durch eine Gießform,
8 einen Schnitt wie in 7, jedoch durch das mit der Gießform gemäß 7 hergestellte Gussteil.
Entsprechend den 1 bis 8 kann ein metallischer Hohlkörper 1 mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens dadurch hergestellt werden, dass zunächst mittels Metallgießens ein hohles Gussteil 1' hergestellt wird, das anschließend mittels Innenhochdruckumformung in den gewünschter Hohlkörper 1 umgeformt wird. Erfindungsgemäß wird nun das Gussteil 1' mit Hilfe des Metallgießverfahrens so hergestellt, dass es eine vorbestimmte Wandstärkenverteilung aufweist, die so gewählt ist, dass der Innenhochdruckumformvorgang, mit dem das Gussteil 1' in den gewünschten Hohlkörper 1 umgeformt wird, verbessert ist und insbesondere einfacher durchführbar ist. Hierdurch lässt sich die Qualität des mit Hilfe des Verfahrens hergestellten Hohlkörpers 1 steigern.
Entsprechend den 1 und 2 kann das Gussteil 1' einen Umformbereich 2 aufweisen, der sich dadurch charakterisiert, dass in ihm beim Innenhochdruckumformen eine Umformung des Gussteils 1' stattfindet. Beispielsweise unterscheidet sich der Umformgrad dieser Umformung von dem einen Richtvorgang. Z.B. ändert der Querschnitt des Gussteils 1' beim Umformen im Umformbereich um mindestens 10% oder mindestens 20%. Für die Innenhochdruckumformung wird das Gussteil 1' in ein Innenhochdruckumformwerkzeug 3 eingelegt. Das Werkzeug 3 weist zur Aufnahme des Gussteils 1' eine Matrix 4 auf, die ein negatives Abbild einer Außenkontur 10 des mit der Innenhochdruckumformung herzustellenden Hohlkörpers 1 aufweist. Im Umformbereich 2 weist diese Matrix 4 beispielsweise eine Vertiefung 5 auf, in die das Material des Gussteils 1' beim In nenhochdruckumformen eindringen soll. Beim Innenhochdruckumformen wird ein Innenraum 6 des hohlen Gussteils 1' mit dem erforderlichen Innenhochdruck beaufschlagt, vorzugsweise hydraulisch. Die Druckbeaufschlagung des Gussteils 1' im Innenraum 6 ist in 1 durch Pfeile symbolisiert.
Bei der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist das Gussteil 1' benachbart zum Umformbereich 2 mit zumindest einer Vorhaltezone 7 ausgestattet. Im vorliegenden Fall sind zwei Vorhaltezone 7 vorgesehen, die in der Schnittebene beiderseits des Umformbereichs 2 angeordnet sind. Die Vorhaltezonen 7 charakterisieren sich dadurch, dass sie gegenüber einem benachbarten Nachbarbereich 8 des Gussteils 1' eine größere Wandstärke aufweisen. Beispielsweise ist die Wandstärke des Gussteils 1' in der jeweiligen Vorhaltezone 7 vor dem Innenhochdruckumformen wenigstens 50% größer als im jeweiligen Nachbarbereich 8 bzw. als im Umformbereich 2. 1 zeigt dabei das Gussteil 1' vor dem Innenhochdruckumformen.
Beim Innenhochdruckumformen erfolgt zumindest im Umformbereich 2 eine Aufweitung des Gussteils 1'. Hierbei kann nun Material aus den Vorhaltezonen 7 in den Umformbereich 2 nachfließen. Die Positionierung und Dimensionierung der Vorhaltezonen 7 ist dabei gezielt so gewählt, dass die Wandstärke im Umformbereich 2 während des Umformvorgangs nicht oder nur geringfügig abnimmt. Vorzugsweise sind die Vorhaltezonen 7 so ausgelegt, dass sich im Hohlkörper 1, also nach dem Innenhochdruckumformen in den Vorhaltezonen 7 eine Wandstärke einstellt, die nur noch 20% oder weniger oder maximal 10% von den Wandstärken im Umformbereich 2 und/oder im jeweiligen Nachbarbereich 8 abweicht. Bei der in 2 dargestellten Variante sind die Vorhaltezonen 7 im Gussteil 1' gezielt so dimensioniert worden, dass der Hohlkörper 1 nach dem Innenhochdruckumformen im Umformbereich 2 und in den Vorhaltezonen 7 ebenso wie in den Nachbarbereichen 8 im wesentlichen dieselbe Wandstärke aufweist.
Um das Umformverhalten weiter zu vereinfachen, kann der jeweilige Umformbereich von der jeweiligen Vorhaltezone 7 bzw. von den Vorhaltezonen 7 umschlossen sein. Das heißt, der jeweilige Umformbereich 2 ist von einer oder mehreren Vorhaltezonen 7 umrandet, so dass beim Umformen von allen Seiten Material aus den Vorhaltezonen 7 in den Umformbereich 2 nachfließen kann.
Bei der in 1 gezeigten Ausführungsform sind die Vorhaltezonen 7 so ausgestaltet, dass die vergrößerte Wandstärke ausschließlich nach innen aufträgt, also die Außenkontur des Gussteils 1 nicht beeinträchtigt. Vorzugsweise ist die jeweilige Vorhaltezone 7 wie hier durch einen Wulst gebildet, der vom jeweiligen Nachbarbereich 8 nach innen vorsteht.
Entsprechend den 3 und 4 kann das Gussteil 1' zusätzlich oder alternativ benachbart zu einem (anderen) Umformbereich 2 mit wenigstens einer Ankerzone 9 ausgestattet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind zwei derartige Ankerzonen 9 vorgesehen, die in der gewählten Schnittebene beiderseits des Umformbereichs 2 angeordnet sind. Im Unterschied zu den zuvor gezeigten, bevorzugten Ausführungsformen der Vorhaltezonen 7 befinden sich die Ankerzonen 9 an der Außenkontur 10 des Gussteils 1'. Die Matrix 4 des Innenhochdruckumformwerkzeugs 3 ist mit Ankeraufnahmen 11 ausgestattet, die komplementär zu den Ankerzonen 9 ausgeformt und positioniert sind. Bei in die Matrix 4 eingelegtem Gussteil 1' wirken die Ankerzonen 9 mit den Ankeraufnahmen 11 zum Fixieren des Gussteils 1' innerhalb der Matrix 4 zusammen. Dies hat zur Folge, dass beim Innenhochdruckumformen im wesentlichen ausschließlich der zwischen den Ankerzonen 9 angeordnete Umformbereich 2 in die Vertiefung 5 aufgeweitet wird. Insbesondere können Nachbarbereiche 8, die sich bezüglich des Umformbereichs 2 auf einer gegenüberliegenden Seite der jeweiligen Ankerzone 9 befinden, nicht in die Vertiefung 5 nachfließen, wodurch jenseits der Ankerzonen 9 Scherbewegungen und Scherbelastungen des Gussteils 1' reduziert sind. Auch diese Ausführungsform kann zu einer erheblichen Qualitätssteigerung des Hohlkörpers 1 genutzt werden.
Zweckmäßig ist wie hier der jeweilige Umformbereich 2 von der jeweiligen Ankerzone 9 bzw. von mehreren Ankerzonen 9 umschlossen, so dass in jeder Richtung ein Nachfließen von Material aus den Nachbarbereichen 8 behindert ist.
Bei den hier gezeigten Ausführungsformen werden die Ankerzonen 9 dadurch realisiert, dass das Gussteil 1' in den Ankerzonen 9 eine größere Wandstärke aufweist als in den Nachbarbereichen 8 bzw. als im Umformbereich 2. Die Ankerzonen 9 sind hier so realisiert, dass die jeweilige vergrößerte Wandstärke ausschließlich nach außen aufträgt. Erreicht wird dies hier dadurch, dass die einzelnen Ankerzonen 9 jeweils durch einen Wulst gebildet sind, der bezüglich des jeweiligen Nachbarbereichs 8 nach außen vorstehen. Alternativ ist es grundsätzlich möglich, bei einer anderen Ausführungsform die jeweilige Ankerzone 9 auch dadurch zu realisieren, dass die Außenkontur 10 des Gussteils 1' im Bereich der Ankerzone 9 eine Vertiefung aufweist, z.B. in Form einer Nut. Das komplementäre Gegenstück der Matrix 4 ist dann ein entsprechender Vorsprung, der bei in die Matrix 4 eingelegtem Gussteil 1' in die jeweilige Vertiefung eingreift, um so das Gussteil 1' in der Matrix 4 zu fixieren.
Wie aus 4 hervorgeht, bewirken die Ankerzonen 9, dass beim Innenhochdruckumformen kein oder kaum Material über die Ankerzonen 9 in den Umformbereich 2 nachfließen kann. Dementsprechend reduziert sich im Umformbereich 2 die Wandstärke des Hohlkörpers 1.
Bemerkenswert ist hier, dass die jeweilige Ankerzone 9 beim Innenhochdruckumformen erhalten bleibt und dementsprechend gemäß 4 auch beim fertigen Hohlkörper 1 noch vorhanden ist.
Bei einer anderen Ausführungsform können die Ankerzonen 9 gemäß der in den 3 und 4 gezeigten Ausführungsform mit den Vorhaltezonen 7 gemäß der in den 1 und 2 gezeigten Ausführungsform miteinander kombiniert werden. Ein entsprechendes Gussteil 1' besitzt dann benachbart zum jeweiligen Umformbereich 2 innen zumindest eine Vorhaltezone 7 und außen zumindest eine Ankerzone 9.
In den 5 und 6 ist eine Ausführungsform gezeigt, bei der das Gießverfahren zum Herstellen des Gussteils 1' so ausgestaltet ist, dass das Gussteil 1' gegenüber dem Hohlkörper 1 vollständig bezüglich der mit dem Innenhochdruckumformen erzielbaren Aufweitung ein Untermaß aufweist. Das Gussteil 1' besitzt dadurch vom fertigen Hohlkörper 1 Maßabweichungen, die deutlich über Maßabweichungen hinausgehen, die mit einem Verzug des Gussteils 1' beim Abkühlen einhergehen. Beispielsweise beträgt das Untermaß des Gussteils 1' bezogen auf die Außenkontur 10 des Hohlkörpers 1 bzw. bezogen auf eine Innenkontur 12 des Hohlkörpers 1 zumindest 5% oder wenigstens 10%. Durch diese Bauweise können insbesondere Formen für den fertigen Hohlkörper 1 realisiert werden, die mit einem herkömmlichen Gießverfahren nicht realisierbar sind bzw. die beim Innenhochdruckumformen eines Strangpressprofils ebenfalls nicht realisierbar sind. Die beim Innenhochdruckumformen des Gussteils 1' realisierte Formänderung des Hohlkörpers 1 geht dabei weit über ein Richten des verzogenen Gussteils 1' hinaus.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird die Endform des Hohlkörpers 1 durch die Innenhochdruckumformung des Gussteils 1' hergestellt. Die Innenhochdruckumformung umfasst somit automatisch einen Kalibriervorgang, mit dem das Gussteil 1' gerichtet wird. Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Hohlkörper 1 zeichnet sich somit durch eine relativ hohe Maßhaltigkeit aus.
Entsprechend den 7 und 8 kann bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens das jeweilige Gussteil 1' mit Hilfe einer Gießform 13 hergestellt werden, die beispielsweise aus einem Oberteil 14 und einem Unterteil 15 besteht. Die Gießform 13 enthält einen Hohlraum 16, dessen Wandung 17 die Negativform für die Außenkontur 10 des Gussteils 1' bildet. Um ein hohles Gussteil 1' herstellen zu können, ist im Hohlraum 16 außerdem ein Kern 18 angeordnet. Bei der hier gezeigten, bevorzugten Ausführungsform wird dieser Kern 18 in der Gießform 13 mittels metallischer Kernstützen 19 positioniert. Nach dem Gießen des Gussteils 1' sind die Kernstützen 19 entsprechend 8 integrale Bestandteile des Gussteils 1'. Dabei können die Kernstützen 19 einerseits formschlüssig in das Gussteil 1' eingebunden sein. Andererseits können die Kernstützen 19 zusätzlich oder alternativ metallurgisch in den Werkstoff des Gussteils 1' eingebunden sein.
Durch die Verwendung von im Gussteil 1' verbleibenden Kernstützen 19 kann ein hohles Gussteil 1' geschaffen werden, das abgesehen von einer noch weiter unten näher erläuterten Auslassöffnung einen vergleichsweise dichten Hohlkörper bildet. Auf diese Weise ist der Aufwand zum Abdichten des hohlen Gussteils 1' reduziert. Eine derartige Abdichtung ist erforderlich, um die Innenhochdruckumformung durchführen zu können.
Vorzugsweise werden die Kernstützen 19 innerhalb des Gussteils 1' gezielt so positioniert und/oder ausgestaltet, dass sie beim fertigen Hohlkörper 1 als Befestigungselemente verwendet werden können. Beispielsweise können die Kernstützen 19 in Form von Bolzen (mit oder ohne Gewinde) ausgestaltet sein. Dementsprechend werden zur Realisierung der Kernstütze 19 vorzugsweise Befestigungselemente verwendet, die beim fertigen Hohlkörper 1, beispielsweise zum Einbau des Hohlkörpers 1 in eine komplexe Bauteilstruktur, benötigt werden.
Nach dem Gießvorgang muss der Kern 18 aus dem Gussteil 1' entnommen werden. Hierzu kann das Gussteil 1' in herkömmlicher Weise mit einer hier nicht gezeigten Auslassöffnung versehen sein. Durch diese Auslassöffnung kann der Kern 18 bzw. das Kernmaterial, z.B. Sand, nach dem Gießen aus dem Gussteil 1' entnommen werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens kann nun beim Innenhochdruckumformen die Beaufschlagung des Gussteils 1' mit dem Innenhochdruck durch besagte Auslassöffnung realisiert werden.
Beim Hohlkörper 1 handelt es sich vorzugsweise um ein Fahrzeugbauteil. Beispielsweise ist der Hohlkörper 1 eine Tragsäule eines Fahrzeugs, insbesondere eine A-Säule oder eine B-Säule oder eine C-Säule.
Als Gießverfahren für die Herstellung des Gussteils 1' eignet sich in besonderer Weise ein Niederdruckgussverfahren, bei dem insbesondere Stahl durch einen Gasdruck in die jeweilige Gießform gedrückt wird. Dieses Verfahren ist besonders gut dazu geeignet, große Bauteile mit vergleichsweise geringen Wandstärken herzustellen. Beispielsweise betragen realisierbare Wandstärken zwischen 1,6 mm und 8 mm, vorzugsweise zwischen 1,6 und 4 mm, insbesondere zwischen 1,6 mm und 3 mm. Ein möglicher Niederdruckgussverfahren ist beispielsweise das sogenannte „FONT MINC (FM)". Hierbei handelt es sich um ein Niederdruckverfahren im Gegenschwerkraftguss unter Verwendung einer Sandform. Bei diesem Verfahren kann die jeweilige Form laminar bzw. turbulenzarm und vergleichsweise schnell gefüllt werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Schmelze mit einem Gasdruck beaufschlagt werden, um die Schmelze in die jeweilige Sandform zu drücken. Falls das Gussteil 1' kein Stahlgussteil sein soll, können zur Herstellung des Gussteils 1' ebenfalls Aluminiumdruckgussverfahren oder Magnesiumdruckgussverfahren verwendet werden.
Je nach Werkstoff des Gussteils 1' kann es zweckmäßig sein, das Innenhochdruckumformen bei einer relativ hohen Temperatur als Warminnenhochdruckumformung durchzuführen. Gleichzeitig kann der Innenhochdruckumformvorgang dazu verwendet werden, das jeweilige Gussteil einer ggf. erforderlichen Wärmebehandlung und/oder HIP (Heiß Isostatisches Pressen) zu unterziehen, wodurch zusätzliche separate Herstellungsschritte entfallen können.
Besonders vorteilhaft ist die Integration zusätzlicher Bearbeitungsvorgänge in den Innenhochdruckumformvorgang. Beispielsweise kann die Innenhochdruckumformung mit einem Trennvorgang gekoppelt sein, mit dessen Hilfe ein nicht benötigter Teil des Hohlkörpers 1 abgetrennt werden kann, ohne dass hierzu ein zusätzlicher Arbeitsschritt erforderlich ist. Zusätzlich oder alternativ kann das Innenhochdruckumformen auch mit einem Stanzvorgang gekoppelt sein, mit dem es beispielsweise möglich ist, wenigstens einen Wandbereich aus einer Wand des Hohlkörpers 1 zu entfernen, beispielsweise um an ei ner gewünschten Stelle eine Öffnung in den Hohlkörper 1 einzubringen. Auch hierbei kann auf einen zusätzlichen Bearbeitungsschritt verzichtet werden.

1: Hohlkörper
1': Gussteil
2: Umformbereich
3: Innenhochdruckumformwerkzeug
4: Matrix
5: Vertiefung
6: Innenraum
7: Vorhaltezone
8: Nachbarbereich
9: Ankerzone
10: Außenkontur von 1
11: Ankeraufnahme von 4
12: Innenkontur von 1
13: Gießform
14: Oberteil von 13
15: Unterteil von 13
16: Hohlraum von 13
17: Wandung von 13
18: Kern
19: Kernstütze

Claims

Verfahren zum Herstellen eines metallischen Hohlkörpers (1), mit den Schritten – Herstellen eines hohlen Gussteils (1') durch Metallgießen, so dass das Gussteil (1') einen Umformbereich (2) aufweist, der nachfolgend durch Innenhochdruckumformen umgeformt wird, und zumindest eine hierzu benachbarte Vorhaltezone (7) aufweist, die gegenüber dem Umformbereich (2) und dem benachbarten Nachbarbereich (8) des Gussteils (1') eine größere Wandstärke aufweist, so dass es eine das Innenhochdruckumformen unterstützende oder vereinfachende Wandstärkenverteilung aufweist, – Umformen des Gussteils (1') mittels Innenhochdruckumformung zum Hohlkörper (1).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gussteil (1') hergestellt wird, – bei dem der jeweilige Umformbereich (2) von der Vorhaltezone (7) oder von mehreren solchen Vorhaltezonen (7) umschlossen wird, und/oder – bei dem die jeweilige Vorhaltezone (7) durch einen vom jeweiligen Nachbarbereich (8) vorstehenden Wulst gebildet wird, und/oder – bei dem bei der jeweiligen Vorhaltezone (7) die vergrößerte Wandstärke nur nach innen aufgetragen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Gussteil (1') und die Innenhochdruckumformung so ausgewählt werden – dass der Hohlkörper (1) nach dem Innenhochdruckumformen im Umformbereich (2) und in der jeweiligen Vorhaltezone (7) etwa dieselbe Wandstärke aufweist, oder – dass der Hohlkörper (1) nach dem Innenhochdruckumformen im jeweiligen Nachbarbereich (2) und in der jeweiligen Vorhaltezone (7) etwa dieselbe Wandstärke aufweist, oder – dass die Wandstärke in der Vorhaltezone (7) vor dem Innenhochdruckumformen mindestens 50% größer ist als im Umformbereich (2) und/oder als im Nachbarbereich (8), oder – dass die Wandstärke in der Vorhaltezone (7) nach dem Innenhochdruckumformen maximal 10% größer oder kleiner ist als im Umformbereich (2) und/oder als im Nachbarbereich (8).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gussteil (1') hergestellt wird, das benachbart zu einem Umformbereich (2), in dem das Gussteil (1') beim Innenhochdruckumformen umgeformt wird, zumindest eine Ankerzone (9) aufweist, die sich an einer Außenkontur (10) des Gussteils (1') befindet, und die beim Innenhochdruckumformen mit einer Matrix (4) eines Innenhochdruckumformwerkzeugs (3) zum Fixieren des Gussteils (1') in der Matrix (4) zusammenwirkt.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gussteil (1') hergestellt wird, – bei dem der jeweilige Umformbereich (2) von der Ankerzone (9) oder von mehreren solchen Ankerzonen (9) umschlossen wird oder – bei dem die jeweilige Ankerzone (9) gegenüber einem benachbarten Nachbarbereich (8) des Gussteils (1') eine größere Wandstärke aufweist oder – bei dem die jeweilige Ankerzone (9) die vergrößerte Wandstärke nur nach außen aufgetragen wird oder – bei dem die jeweilige Ankerzone (9) durch einen vom jeweiligen Nachbarbereich (8) nach außen vorstehenden Wulst gebildet wird oder – bei dem die jeweilige Ankerzone (9) durch eine in der Außenkontur (10) ausgeformte Vertiefung gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenhochdruckumformung nur so weit fortgesetzt wird, dass die jeweilige Ankerzone (9) auch nach dem Innenhochdruckumformen am Hohlkörper (1) vorhanden bleibt.
Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gussteil (1') hergestellt wird, das benachbart zu einem Umformbereich (2) innen wenigstens eine Vorhaltezone (7) und außen wenigstens eine Ankerzone (9) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gussteil hergestellt wird, – bei dem das Gussteil (1') gegenüber dem Hohlkörper (1) vollständig mit Untermaß hergestellt wird, oder – bei dem das Untermaß bezogen auf die Außenkontur (10) und/oder auf die Innenkontur (12) des Hohlkörpers (1) mindestens 5% oder mindestens 10% beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, – dass das Gussteil (1') mittels eines Kerns (18) hergestellt wird, der in einem Hohlraum (18) einer Gießform (13) mittels metallischer Kernstützen (19) positioniert ist, und/oder – dass eine Auslassöffnung des Gussteils (1'), durch welche ein Kern (18) oder ein Kernmaterial nach dem Gießen aus dem Gussteil (1') entfernbar ist, beim Innenhochdruckumformen zum Beaufschlagen des Gussteils (1') mit Innenhochdruck verwendet wird, und/oder – dass zumindest eine der Kernstützen (19) beim fertigen Hohlkörper (1) als Befestigungselement verwendet wird, und/oder – dass als Kernstütze (19) ein Befestigungselement verwendet wird, welches beim fertigen Hohlkörper (1) benötigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, – dass das Gussteil (1') ein dünnwandiges Gussteil ist, und/oder – dass das Gussteil (1') ein Stahlgussteil oder ein Leichtmetallgussteil, insbesondere ein Aluminiumgussteil oder Magnesiumgussteil, ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, – dass das Innenhochdruckumformen als Warminnenhochdruckumformen durchgeführt wird, und/oder – dass Innenhochdruckumformen mit einem Trennvorgang zum Abtrennen wenigstens eines Teils des Hohlkörpers (1) gekoppelt ist, und/oder – dass das Innenhochdruckumformen mit einem Stanzvorgang zum Entfernen wenigstens eines Wandbereichs aus einer Wand des Hohlkörpers (1) gekoppelt ist.