DE102005055452B4

DE102005055452B4 - Method and apparatus for high pressure forming

Info

Publication number: DE102005055452B4
Application number: DE200510055452
Authority: DE
Inventors: Volker Bahn; Bernd Schulze
Original assignee: Hydroforming Chemnitz & C GmbH; Hydroforming Chemnitz & Co KG GmbH; Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Hydroforming Chemnitz & C GmbH; Hydroforming Chemnitz & Co KG GmbH; Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2005-11-21
Filing date: 2005-11-21
Publication date: 2008-09-25
Anticipated expiration: 2025-11-22
Also published as: DE102005055452A1

Abstract

Verfahren zum Hochdruckumformen zumindest einer Platine, die mit zumindest einer Öffnung (7) versehen wird, und die in eine Gravur (1) eingelegt wird, wobei die mit der Öffnung (7) versehene Platine mit zumindest einem frei in die Gravur (1) hineinragenden und axial beweglich gelagerten Rohrelemente (6) einer Andockvorrichtung (5) verschraubt wird, die Gravur (1) anschließend geschlossen wird, und die in der Gravur (1) befindliche Platine mittels eines durch das Rohrelement (6) einströmenden Umformmediums umgeformt wird.method for high-pressure forming at least one board, with at least an opening (7) is provided, and in an engraving (1) is inserted, wherein the one with the opening (7) provided board with at least one free in the engraving (1) protruding and axially movably mounted pipe elements (6) a Docking device (5) is screwed, the engraving (1) then closed is, and located in the engraving (1) board by means of a flowing through the pipe element (6) Forming medium is transformed.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Hochdruckumformen, insbesondere zum Innenhochdruckumformen von Doppelplatinen, zur Herstellung von umgeformten Bauteilen, die beispielsweise in der Automobilindustrie bei sichtbaren und nicht sichtbaren Karosseriebauteilen Verwendung finden.The The present invention relates to a method and an apparatus for high-pressure forming, in particular for hydroforming of double blanks, for the production of formed components, which are used for example in the automotive industry with visible and invisible body components Find use.

Bei der Innenhochdruckumformung von Blechen ist speziell bei der Doppelplatinenverarbeitung die Anwendung von Andocksystemen von großer Bedeutung.at The hydroforming of sheets is especially in the double board processing the Application of docking systems of great importance.

Bei einem bekannten Verfahren zur Innenhochdruckumformung von Doppelplatinen wird ein Anschlussstutzen zwischen eine Oberplatine und eine Unterplatine, die gemeinsam die Doppelplatine bilden, eingeführt. Außenbereiche der aufeinanderliegenden Platinen werden durch ein Werkzeugoberteil und ein Werkzeugunterteil aufeinangepresst, während sich ein Innenbereich der aufeinanderliegenden Platinen in einer Gravur, die von Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil begrenzt wird, befindet. Die Gravur bildet den Raum, den die Doppelplatine ausfüllt, wenn sie durch das mit Druck beaufschlagte Umformmedium umgeformt wird. Das flüssige Umformmedium wird unter Druck zwischen die Ober- und die Unterplatine gepresst.at a known method for hydroforming of double boards is a connecting piece between an upper board and a lower board, which together form the double board, introduced. Outside areas of the superimposed ones Boards are made by a tool shell and a tool base while pressed on an interior of the superposed boards in one Engraving, which is limited by the upper part of the tool and lower part of the tool is located. The engraving forms the space that the double board fills when reformed by the pressurized forming medium becomes. The liquid Forming medium is pressurized between the top and the bottom plate pressed.

Um bei einem seitlichen Anflanschen des Anschlussstutzens die notwendige Dichtheit zwischen den beiden Platinen herzustellen, müssen Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil mit hohem Druck beaufschlagt werden. Insbesondere im Bereich des Anschlussstutzens zwischen der Ober- und der Unterplatine ist es erforderlich, dass beide Platinen den Anschlussstutzen exakt umschließen, um größere Leckagen zu vermeiden. Die notwendige Schließkraft, die auf beide Werkzeughälften zur Gewährleistung der Dichtheit des Systems und zur Verhinderung eines Austritts des Umformmediums wirken muss, ist dem erforderlichen Fluss des Materials im Gravurbereich entgegengesetzt.Around with a lateral flanging of the connecting piece the necessary Make tightness between the two boards, must have tool shell and lower tool part are subjected to high pressure. Especially in the area of the connecting piece between the top and the bottom plate It is necessary that both boards the connection piece exactly enclose, for larger leaks to avoid. The necessary closing force on both tool halves for warranty the tightness of the system and to prevent leakage of the Forming medium must act is the required flow of the material in the Engraving area opposite.

Wenn die Dichtheit zwischen den Anschlussstutzen und der Doppelplatine im Wesentlichen durch die auf die Werkzeughälften ausgeübte Kraft hergestellt wird, verändert sich in diesem Bereich das Schließverhalten der Doppelplatine während des Umformvorganges nachteilig. Hierbei kann es durch den Umformvorgang zu unbeabsichtigten Materialverfestigungen bzw. zu Abbildungsungenauigkeiten kommen, so dass der umgeformte Gegenstand nicht den gewünschten Spezifikationen entspricht. Insbesondere ist es dabei nicht möglich, die Verschlusskraft des Werkzeuges während des Umformvorgangs zu variieren, um das Fließverhalten der Platine zu steuern.If the tightness between the connecting piece and the double board essentially produced by the force exerted on the tool halves, changes in this area the closing behavior the double board during the forming process disadvantageous. This may be due to the forming process come to unintentional material hardening or to image inaccuracies, so that the reshaped article does not meet the desired specifications. In particular, it is not possible, the closure force of the tool during of the forming process to control the flow behavior of the board.

Um dieses Problem zu umgehen, ist es möglich, eine Platine im Bereich der Gravur mit einem Loch zu versehen. Innerhalb der Gravur wird der Anschlussstutzen in einem Bereich des Loches auf die Platine gepresst, um das flüssige Umformmedium zwischen die beiden Platinen einzuführen. Dadurch, dass der Anschlussstutzen bei dieser Variante nicht mehr im Flanschbereich der Doppelplatine zwischen Werkzeugoberteil und -unterteil liegt, kann die Schließkraft des Werkzeuges während des Umformvorganges variiert werden. Hierdurch wird ein gezieltes Nachfließen von Platinenmaterial aus dem Flanschbereich zwischen Werkzeugoberteil und -unterteil ermöglicht, wodurch in den angrenzenden Bereichen der Doppelplatine nachteilige Gefügeveränderungen verhindert werden können, und die Abbildungsgenauigkeit erhöht werden kann.Around To work around this problem, it is possible to have a circuit board in the area to engrave the engraving with a hole. Inside the engraving will the spigot in one area of the hole on the board pressed to the liquid Insert the forming medium between the two boards. Because of the connecting piece in this variant no longer in the flange area of the double board between the upper and lower part of the tool, the closing force of the Tool during be varied in the forming process. This will be a targeted continued flow of board material from the flange area between the tool top and -unterteil allows, whereby disadvantageous in the adjacent areas of the double board structural changes can be prevented and the imaging accuracy can be increased.

Jedoch haben Untersuchungen gezeigt, dass es bereits bei niedrigen Flüssigkeitsdrücken des Umformmediums schwierig ist, die Dichtheit zwischen Anschlussstutzen und der Platinenwandung im Bereich des Loches aufrechtzuerhalten. Für höhere Umformdrücke ist das obengenannte Verfahren nicht praktikabel, da die durch den Anpressdruck erzeugte Anpresskraft nicht ausreicht, um Anschlussstutzen und Platine hinreichend abzudichten.however Studies have shown that it is already at low fluid pressures of the Forming medium is difficult, the tightness between connecting pieces and the board wall in the area of the hole. For higher forming pressures is the above method is impractical because of the contact pressure generated contact pressure is insufficient to connecting piece and circuit board adequately seal.

Aus der EP 0 879 657 B1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Hohlkörpers bekannt, bei dem ein Andocksystem zur Zufuhr eines Umformmediums in einem stationären Ziehring vorgesehen ist. Das Andocksystem weist eine Buchse mit einem Senkkegel sowie eine Hohlschraube mit einem konisch ausgebildeten Schraubenkopf auf. Durch ein nachgiebiges Element wird die Buchse innerhalb des stationären Ziehringes abgestützt, so dass während des Umformvorgangs durch die nachgiebige Lagerung der Buchse eine Prägekante an der Platine im Bereich der Buchse ausgebildet wird.From the EP 0 879 657 B1 a method and an apparatus for producing a hollow body is known in which a docking system is provided for supplying a forming medium in a stationary draw ring. The docking system has a bushing with a countersunk cone and a hollow screw with a conical screw head. By a resilient element, the socket is supported within the stationary drawing ring, so that during the forming process by the resilient mounting of the socket, an embossing edge is formed on the board in the region of the socket.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Hochdruckumformen anzugeben, die einen Materialfluss aus einem an eine Gravur angrenzenden Bereich nicht behindern und gleichzeitig eine zuverlässige Abdichtung zwischen einer Platine und einer Andockvorrichtung ermöglichen.It is therefore an object of the present invention, a method and to provide a high-pressure forming apparatus comprising a Material flow from a region adjacent to an engraving area not hinder while maintaining a reliable seal between one Board and a docking device allow.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich eines Verfahrens erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Hochdruckumformen zumindest einer Platine, die mit zumindest einer Öffnung versehen wird, und die in eine Gravur eingelegt wird, wobei die mit der Öffnung versehene Platine mit zumindest einem frei in die Gravur hineinragenden und axial beweglich gelagerten Rohrelement einer Andockvorrichtung verschraubt wird, die Gravur anschließend geschlossen wird, und die in der Gravur befindliche Platine mittels eines durch das Rohrelement einströmenden Umformmediums umgeformt wird.This object is achieved in terms of a method according to the invention by a method for high-pressure forming at least one board, which is provided with at least one opening, and which is inserted into an engraving, wherein the plate provided with the opening with at least one freely projecting into the engraving and axially movably mounted tubular element of a docking device is screwed, the engraving is then closed, and the board located in the engraving by means of a flowing through the pipe element Um Form medium is transformed.

Durch die Verschraubung der Platine mit dem Rohrelement ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine druckdichte Verbindung zwischen der Andockvorrichtung und der umzuformenden Platine innerhalb der Gravur. Die Schraubverbindung hält auch hohen Drücken des Umformmediums stand. Ferner ist es durch die Verschraubung nicht notwendig, die Anschlussstelle fest mit dem Rohrelement zu verbinden und einer thermischen Belastung auszusetzen, die sich nachteilig auf die Gefügestruktur des Bauteils auswirken könnte. Auch ermöglicht die Verschraubung eine einfache und vor allem zerstörungsfreie Trennung der Andockvorrichtung von der Platine, nachdem der Umformvorgang beendet worden ist.By the screwing of the board with the pipe element allows the inventive method a pressure-tight connection between the docking device and the to be reshaped board within the engraving. The screw connection stops too high pressures the Umformmediums stood. Furthermore, it is not through the screw necessary to firmly connect the connection point with the pipe element and to expose it to thermal stress that is detrimental on the microstructure could affect the component. Also possible the screw connection a simple and above all non-destructive Separation of the docking device from the board after the forming process has been finished.

Mittels des axial beweglich gelagerten Rohrelementes werden Formänderungen der Platine, die durch das mit Druck beaufschlagte Umformmedium erzeugt werden, ausgeglichen, um eine genaue und möglichst spannungsfreie Umformung der Platine zu ermöglichen. Ferner werden große Umformgrade ermöglicht, da das Rohrelement frei in die Gravur hineinragt.through of the axially movably mounted tube element are changes in shape the board, by the pressurized forming medium be generated, balanced to an accurate and possible allow stress-free deformation of the board. Furthermore, large degrees of deformation allows because the tube element projects freely into the engraving.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Platine durch zumindest eine hohlgebohrte Schraube mit dem Rohrelement verbunden, indem die hohlgebohrte Schraube in ein Innengewinde des Rohrelementes geschraubt wird. Durch die Ver wendung einer hohlgebohrten Schraube ist es auf einfache und kostengünstige Art und Weise möglich, die Platine mit der Andockvorrichtung zu verschrauben und gleichzeitig eine Verbindung zur Versorgung mit dem Umformmedium herzustellen.In a preferred embodiment the board by at least one hollow-drilled screw with the pipe element connected by the hollow-bored screw into an internal thread of the tubular element is screwed. By using a hollow-drilled screw It is easy and inexpensive Way possible, to screw the board together with the docking device and at the same time to establish a connection to the supply of the forming medium.

In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine hohlgebohrte Senkkopfschraube verwendet, durch die in einem Bereich eines Senkkegels des Rohrelementes die Platine in den Senkkegel eingesenkt wird. Der Senkkegel in Verbindung mit der Senkkopfschraube führt zu einer Vergrößerung der Dichtfläche zwischen dem Rohrelement und einer Außenwandung der Platine. Die so hergestellte Schraubverbindung hält auch sehr hohen Umformdrücken stand.In a particularly preferred embodiment a hollow bored countersunk screw is used, through which an area of a Senkkegels of the tubular element, the board in the Countersunk cone is sunk. The countersunk cone in conjunction with the countersunk screw leads to an enlargement of the sealing surface between the pipe element and an outer wall of the board. The thus produced screw connection can withstand very high forming pressures.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine Doppelpiatine, bestehend aus zumindest einer Oberplatine und zumindest einer Unterplatine, in die Gravur eingelegt, wobei zumindest die Oberplatine oder die Unterplatine durch zumindest eine darin vorgesehene Öffnung mit der Andockvorrichtung verschraubt wird, und die in der Gravur befindliche Doppelplatine mittels des durch das Rohrelement in einen Zwischenraum zwischen Oberplatine und Unterplatine einströmenden Umformmediums umgeformt wird. Durch diese Variante des Innenhochdruckumformens ist es möglich, zumindest zwei Platinen mit einem einzigen Umformvorgang herzustellen.In a further preferred embodiment is a Doppelpiatine, consisting of at least one motherboard and at least one sub-board, inserted in the engraving, wherein at least the upper board or the sub-board by at least an opening provided therein is screwed with the docking device, and the engraving located Double board by means of the pipe element in a space formed between the upper board and lower plate inflowing forming medium becomes. This variant of hydroforming makes it possible to have at least two Produce boards with a single forming process.

Vorzugsweise werden im Randbereich der Oberplatine und im Randbereich der Unterplatine in einem Randbereich der Gravur durch Schließen der Gravur aufeinandergepresst. Aus diesem Bereich kann während des Umformvorganges zusätzliches Platinenmaterial nachfließen, wobei es nicht erforderlich ist, Ober- und Unterplatine miteinander zu verbinden. Nach Beendigung des Umformvorganges können beide Platinen durch Öffnen des Werkzeuges leicht voneinander getrennt werden, wodurch auch ein Entfernen der Schraube der Andockvorrichtung möglich ist.Preferably be in the edge area of the motherboard and in the edge area of the sub-board pressed in an edge region of the engraving by closing the engraving. This area may be during the forming process additional board material continue to flow, where it is not necessary, top and bottom board together connect to. After completion of the forming process, both Blanks by opening of the tool can be easily separated from each other, which also causes a Removing the screw of the docking device is possible.

Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen dargelegt.Further preferred embodiments of the inventive method are in the further dependent claims explained.

Die zuvor genannte Aufgabe wird hinsichtlich einer Vorrichtung erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung zum Hochdruckumformen mit zumindest einer Gravur zur Aufnahme zumindest einer Platine und mit zumindest einer Andockvorrichtung, die mit der Platine verschraubbar ist, und die zumindest ein frei in die Gravur hineinragendes und axial beweglich gelagertes Rohrelement aufweist, durch das ein Umformmedium durch eine in der Platine vorgesehene Öffnung in einen von der Platine in der Gravur begrenzten Raum einführbar ist.The The aforementioned object is achieved according to the invention with respect to a device a device for high-pressure forming with at least one engraving for receiving at least one printed circuit board and with at least one docking device, which is screwed to the board, and the at least one free in the engraving protruding and axially movable mounted tubular element has, through which a forming medium through an opening provided in the board in a space bounded by the board in the engraving space is insertable.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ist es zum einen möglich, die Andockvorrichtung mit der Platine druckdicht zu verbinden. Zum anderen ermöglicht die Verschraubung nach Beendigung des Umformvorganges ein einfaches und schnelles Lösen der Platine von der Andockvorrichtung. Ferner kann die Position des Rohrelementes in axialer Richtung verändert werden, um eine Formänderung der Platine auszugleichen, wobei das frei in die Gravur hineinragende Rohrelement größe Umformgrade ermöglicht.By the device according to the invention is it possible, to connect the docking device pressure-tight with the board. To the others possible the screw connection after completion of the forming process a simple and quick release the board from the docking device. Furthermore, the position of the tubular element are changed in the axial direction to a change in shape balance the board, wherein the free in the engraving protruding Pipe element size deformation degrees allows.

Vorzugsweise ist ein Stirnbereich des Rohrelementes als Senkkegel ausgeführt. Das Vorsehen eines Senkkegels führt zu einer Vergrößerung der Auflagefläche zwischen einer Außenwandung der Platine und dem Stirnbereich des Rohrelementes, wodurch die Dichtheit der Verbindung verbessert wird.Preferably an end region of the tubular element is designed as a countersunk cone. The Provision of a Senkkegels leads to increase the contact surface between an outer wall the board and the end portion of the tubular element, whereby the Tightness of the connection is improved.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Rohrelement in einem an den Stirnbereich angrenzenden Bereich ein Gewinde, vorzugsweise ein Innengewinde, auf, dass sich innerhalb des Rohrelementes erstreckt. Dieses Innengewinde ist einfach herstellbar und ermöglicht ein einfaches Verschrauben der Platine mit dem Rohrelement.In a further preferred embodiment, the pipe element in a region adjacent to the end region of a thread, preferably an internal thread, which extends within the tubular element. This internal thread is easy to produce and allows easy screwing of the board with the pipes lement.

Vorzugsweise steht zumindest eine hohlgebohrte Schraube, insbesondere eine hohlgebohrte Senkkopfschraube, in Eingriff mit dem Gewinde des Rohrelementes, wobei durch die hohlgebohrte Schraube die Platine mit dem Rohrelement verbindbar ist. Durch die hohlgebohrte Schraube kann das mit Druck beaufschlagte Umformmedium auf einfache Art und Weise in den bezüglich der Andockvorrichtung hinter der Platine liegenden Raum fließen.Preferably is at least one hollow-drilled screw, in particular a hollow-bored countersunk screw, in engagement with the thread of the tubular element, wherein through the hollow-drilled screw the board is connectable to the pipe element. Through the hollowed out Screw can be the pressurized forming medium to simple Way in the re the docking device flow behind the board lying room.

Vorzugsweise weist das Rohrelement einen Führungsabschnitt auf, der mit einem Aufnahmeabschnitt versehen ist und in einem Gehäuse der Andockvorrichtung gela gert ist. Hierdurch kann die Position des Rohrelementes bezüglich der Gravur zuverlässig verändert werden, wobei ein Verkanten des Rohrelementes verhindert wird.Preferably the pipe element has a guide section on, which is provided with a receiving portion and in a housing of the Docking device is Gela Gert. This allows the position of the Pipe element with respect the engraving reliable changed be, with a tilting of the tubular element is prevented.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse einen weiteren Aufnahmebereich auf, wobei eine Rückholfeder, insbesondere eine schraubenförmige Druckfeder, zwischen den beiden Aufnahmebereichen gelagert ist. Durch diesen Federmechanismus wird das Rohrelement nach Beendigung des Umformvorganges und nach Trennung der Platine von dem Rohrelement wieder in seine ursprüngliche Position bewegt.In a preferred embodiment the housing a further receiving area, wherein a return spring, in particular a helical compression spring, is stored between the two receiving areas. Through this Spring mechanism is the pipe element after completion of the forming process and after separation of the board from the pipe element back into his original Position moves.

Vorzugsweise ist die Gravur durch zumindest ein Werkzeugoberteil und zumindest ein Werkzeugunterteil begrenzt. Des weiteren ist die Platine mit zumindest einem Bereich, insbesondere bei Verwendung einer Doppelplatine mit überlappenden Randbereichen der Oberplatine und der Unterplatine, zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Werkzeugunterteil fixierbar, und ein Lanzenabschnitt des Rohrelementes ist durch eine Aussparung im Werkzeugoberteil und/oder im Werkzeugunterteil in die Gravur zur Aufnahme zumindest einer Platine einführbar. Hierdurch ist es möglich, eine derartige Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen einzusetzen, wobei die Geometrie der Gravur die Form der umgeformten Platine bzw. Doppelplatine definiert.Preferably is the engraving by at least one upper tool and at least a tool base limited. Furthermore, the board is with at least one area, especially when using a double board with overlapping edge areas the top board and the sub-board, between the tool top and the tool lower part fixable, and a lance portion of the tubular element is through a recess in the upper tool part and / or in the lower tool part into the engraving for receiving at least one board insertable. hereby Is it possible, to use such a device for hydroforming, the geometry of the engraving being the shape of the reshaped board or double board defined.

Weitere bevorzugte Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den weiteren abhängigen Ansprüchen dargelegt.Further preferred embodiments of Device according to the invention are in the further dependent claims explained.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Figuren näher erläutert. In diesen zeigen:The The present invention will now be described in terms of preferred embodiments in conjunction with the associated Figures closer explained. In these show:

1 eine Seitenansicht einer Gravur, die durch ein Werkzeugoberteil und ein Werkzeugunterteil begrenzt ist, und 1 a side view of an engraving, which is bounded by a tool upper part and a tool lower part, and

2 eine Seitenansicht einer Andockvorrichtung. 2 a side view of a docking device.

In 1 ist eine Seitenansicht einer Gravur 1, die durch ein Werkzeugoberteil 19 und ein Werkzeugunterteil 20 begrenzt ist, gezeigt. Die Geometrie der Gravur 1 entspricht dabei im Wesentlichen der Gestalt eines herzustellenden Erzeugnisses. Darüber hinaus ist in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel das Werkzeugunterteil 20 mit einer Aussparung 21 versehen, durch die sich ein Rohrelement 6 erstreckt, so dass es frei in die Gravur hineinragt. Das Rohrelement 6, das Bestandteil einer Andockvorrichtung 5 ist, wird mit Bezug zu 2 dort beschrieben.In 1 is a side view of an engraving 1 passing through a tool shell 19 and a tool base 20 is limited. The geometry of the engraving 1 corresponds essentially to the shape of a product to be produced. In addition, in the in 1 embodiment shown, the lower tool part 20 with a recess 21 provided by a pipe element 6 extends so that it protrudes freely into the engraving. The pipe element 6 , which is part of a docking device 5 is related to 2 described there.

Obwohl in 1 die Aussparung 21 zum Einführen des Rohrelementes 6 im Werkzeugunterteil 20 vorgesehen ist, ist es genauso denkbar, diese Aussparung 21 beispielsweise im Werkzeugoberteil 19 vorzusehen. In Abhängigkeit von der Geometrie und der Komplexität des herzustellenden Umformerzeugnisses ist es auch vorstellbar, mehrere Aussparungen 21 für mehrere Rohrelemente 6 bzw. Andockvorrichtungen 5 sowohl im Werkzeugoberteil 19 als auch im Werkzeugunterteil 20 vorzusehen. Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass die Gravur 1 durch mehr als zwei Werkzeugteile definiert wird.Although in 1 the recess 21 for introducing the pipe element 6 in the lower tool part 20 is provided, it is just as conceivable, this recess 21 For example, in the tool shell 19 provided. Depending on the geometry and the complexity of the formed product to be produced, it is also conceivable to have several recesses 21 for several pipe elements 6 or docking devices 5 both in the tool shell 19 as well as in the lower tool part 20 provided. In addition, it is also conceivable that the engraving 1 is defined by more than two tool parts.

In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel sind in einem Randbereich der Gravur 1 am Werkzeugoberteil 19 und/oder am Werkzeugunterteil 20 Vorsprünge und/oder Vertiefungen vorgesehen, um ein Nachfließen der Platine aus diesem Bereich zu steuern oder gänzlich zu verhindern. Zusätzlich verbessern diese Vorsprünge oder Vertiefungen die Abdichtung der Gravur gegenüber der das Werkzeug umgebenden Atmosphäre.In an embodiment not shown, the engraving is in an edge region 1 on the upper part of the tool 19 and / or on the lower tool part 20 Projections and / or depressions provided in order to control a subsequent flow of the board from this area or to prevent completely. In addition, these protrusions or depressions enhance the sealing of the engraving with respect to the atmosphere surrounding the tool.

Das in 1 gezeigte Ausführungsbeispiel stellt die Variante des Innenhochdruckumformens dar, wobei eine Doppelplatine 2 zwischen dem Werkzeugoberteil 19 und dem Werkzeugunterteil 20 eingelegt ist. Die Doppelplatine 2 besteht aus einer Oberplatine 3 und einer Unterplatine 4. In einem an die Gravur 1 angrenzenden Bereich werden die Oberplatine 3 und die Unterplatine 4 durch das Werkzeugoberteil 19 und das Werkzeugunterteil 20 aufeinandergepresst.This in 1 embodiment shown represents the variant of hydroforming, wherein a double board 2 between the tool top 19 and the lower tool part 20 is inserted. The double board 2 consists of an upper board 3 and a sub-board 4 , In one to the engraving 1 adjacent area will be the top board 3 and the sub-board 4 through the tool top 19 and the lower tool part 20 pressed together.

Bezogen auf 1 wird hierzu auf die beiden Werkzeughälften von oben und unten eine Kraft aufgebracht, die ausreichend groß zu wählen ist, dass die Doppelplatine 2 im Bereich der Aufeinanderpressung gegen die umgebende Atmosphäre abgedichtet ist, wenn die besagte Doppelplatine 2 durch ein mit Druck beaufschlagtes Umformmedium umgeformt wird. Prinzipiell gilt dies auch, wenn nur eine Platine in die Gravur 1 eingelegt wird, wobei die auf die Werkzeughälften ausgeübte Kraft derart einzustellen ist, dass der von Rohrelement 6 aus betrachtet, hinter einer Außenwandung 9 der Platine angrenzende Raum der Gravur 1 gegenüber der Atmosphäre abgedichtet ist, die das Werkzeug umgibt.Related to 1 For this purpose, a force is applied to the two tool halves from above and below, which is sufficiently large to choose that the double board 2 is sealed in the region of abutment against the surrounding atmosphere, when said double board 2 is transformed by a pressurized forming medium. In principle, this also applies if only one board in the engraving 1 is inserted, wherein the force exerted on the tool halves force is to be adjusted so that of the pipe element 6 out of consideration tet, behind an outer wall 9 the board adjoining space of engraving 1 sealed against the atmosphere surrounding the tool.

Um das Werkzeug mit der Doppelplatine 2 zu bestücken, wird in dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel wie folgt vorgegangen. Obwohl diese Vorgehensweise am Beispiel der Doppelplatine 2 beschrieben wird, ist sie für eine einzelne Platine im Wesentlichen identisch (abgesehen vom Auflegen der Oberplatine). Auch ist es denkbar, mehr als zwei verbundene oder unverbundene Platinen in die Gravur 1 einzulegen.To the tool with the double board 2 to populate is in the in 1 shown embodiment proceeded as follows. Although this procedure is exemplified by the double board 2 is essentially the same for a single board (except for placing the top board). It is also conceivable to engrave more than two connected or unconnected circuit boards 1 appeal.

Zuerst wird die Unterplatine 4 mit einer Öffnung 7 versehen. Dies kann beispielsweise durch ein bohrendes, stanzendes oder schneidendes Fertigungsverfahren geschehen. Die Position der Öffnung 7 ist dabei so zu wählen, dass sie in einem Bereich des Rohrelementes 6 liegt, wenn die Unterplatine 4 in die Gravur 1 eingelegt ist.First, the sub-board 4 with an opening 7 Mistake. This can be done for example by a drilling, punching or cutting manufacturing process. The position of the opening 7 is to choose so that they are in an area of the pipe element 6 lies when the sub-board 4 in the engraving 1 is inserted.

Anschließend wird die Unterplatine 4 auf das Werkzeugunterteil 20 aufgelegt. Das Rohrelement 6 der näher zu beschreibenden Andockvorrichtung 5 ragt dabei maximal in die Gravur 1 vor, idealerweise so, dass die Unterplatine 4 im Bereich der Öffnung 7 plan auf einer Stirnseite des Rohrelementes 6 aufliegt.Subsequently, the sub-board 4 on the lower tool part 20 hung up. The pipe element 6 the closer to be described docking device 5 protrudes maximum in the engraving 1 before, ideally so that the sub-board 4 in the area of the opening 7 plan on a front side of the tubular element 6 rests.

Eine Senkkopfschraube 12 wird durch die Öffnung 7 gesteckt, so dass sie in Eingriff mit einem Innengewinde 11 des Rohrelementes 6 gebracht wird. Das Verschrauben kann sowohl manuell als auch automatisch mittels einer geeigneten Vorrichtung (Roboter) erfolgen.A countersunk screw 12 gets through the opening 7 plugged so that they engage with an internal thread 11 of the tubular element 6 is brought. The screwing can be done both manually and automatically by means of a suitable device (robot).

Die Senkkopfschraube 12 wird festgezogen und sorgt mittels ihres Senkkopfes in Verbindung mit einem an der Stirnseite des Rohrelementes 6 vorgesehenen Senkkegels 10 für eine druckdichte Verbindung zwischen der Außenwandung 9 der Unterplatine 4 und dem Rohrelement 6. Durch das Anziehen der Schraube verformt sich die Unterplatine 4 in Abhängigkeit des verwendeten Materials und in Abhängigkeit der Tiefe des Senkkegels elastisch oder plastisch. Hierdurch kommt es zu einer metallischen Dichtung.The countersunk screw 12 is tightened and ensures by means of its countersunk head in conjunction with a on the front side of the tubular element 6 provided Senkkegels 10 for a pressure-tight connection between the outer wall 9 the sub-board 4 and the pipe element 6 , By tightening the screw deforms the sub-board 4 depending on the material used and depending on the depth of the Senkkegels elastic or plastic. This leads to a metallic seal.

Nach erfolgter Verschraubung wird die Oberplatine 3 auf die Unterplatine 4 aufgelegt. Durch die Verwendung der Senkkopfschraube 12 wird es ermöglicht, dass die Oberplatine 3 plan auf der Unterplatine 4 aufliegen kann. Um den Materialfluss der Platinen beim Umformvorgang nicht zu behindern, ist es sinnvoll, beide Platinen in ihren Randbereichen nicht zu verbinden. Anschließend wird die Gravur 1 geschlossen, indem Werkzeugoberteil 19 und Werkzeugunterteil 20 in Anlage gebracht werden und mit einer entsprechenden Schließkraft beaufschlagt werden.After screwing the top board 3 on the sub-board 4 hung up. By using the countersunk screw 12 it will allow the motherboard 3 plan on the sub-board 4 can rest. In order not to hinder the material flow of the boards during the forming process, it makes sense not to connect the two boards in their peripheral areas. Subsequently, the engraving 1 closed by tool shell 19 and lower tool part 20 be brought into conditioning and acted upon with a corresponding closing force.

Durch das Rohrelement 6 und eine Hohlbohrung der Senkkopfschraube 12 strömt ein Umformmedium in einen Zwischenraum 8 zwischen der Oberplatine 3 und der Unterplatine 4 ein. Üblicherweise handelt es sich bei diesem Umformmedium um eine Flüssigkeit, beispielsweise um ein Wasser-Öl-Gemisch. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Umformmedium ein Gas oder Gasgemisch ist.Through the pipe element 6 and a hollow bore of the countersunk screw 12 a forming medium flows into a gap 8th between the motherboard 3 and the sub-board 4 one. Usually, this forming medium is a liquid, for example a water-oil mixture. However, it is also conceivable that the forming medium is a gas or gas mixture.

Das Umformmedium wird mit Druck beaufschlagt und formt die Unterplatine 3 und die Oberplatine 4 soweit um, bis deren Außenwandungen 9 an den Seiten der Werkzeughälften anliegen, die die Gravur 1 begrenzen.The forming medium is pressurized and forms the sub-board 3 and the motherboard 4 as far as, until the outer walls 9 rest on the sides of the tool halves, the engraving 1 limit.

Bei der Umformung fließt entsprechend des Grades der Umformung Material aus dem Bereich der Doppelplatine 2 nach, in dem die Oberplatine 3 und die Unterplatine 4 durch die Werkzeughälften aufeinandergepresst werden. Die Kraft, mit der die Werkzeughälften beaufschlagt werden, kann dabei während des Umformvorganges variiert werden, um den Materialfluss zu beeinflussen und das Umformergebnis zu verbessern.During forming, material flows out of the area of the double board in accordance with the degree of deformation 2 after, in which the motherboard 3 and the sub-board 4 be pressed by the tool halves. The force with which the tool halves are acted upon can be varied during the forming process in order to influence the material flow and to improve the forming result.

Gleichzeitig bewegt sich entsprechend der Formänderung der Unterplatine 4 das Rohrelement 6 aus der Gravur 1 heraus. Diese Bewegung kann beispielsweise durch einen Aktuator, z. B. einen Elektromotor, einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder oder dergleichen unterstützt werden, der mit dem Rohrelement 6 in Eingriff steht. Alternativ, wie später beschrieben, kann das Rohrelement 6 auch durch einen in der Andockvorrichtung 5 vorgesehenen Federmechanismus bewegt werden.At the same time moves according to the change in shape of the sub-board 4 the pipe element 6 from the engraving 1 out. This movement, for example, by an actuator, for. As an electric motor, a hydraulic or pneumatic cylinder or the like are supported, with the tubular element 6 engaged. Alternatively, as described later, the tubular element 6 also by one in the docking device 5 provided spring mechanism to be moved.

Ist der Umformvorgang abgeschlossen, kann das Umformmedium durch das Rohrelement 6 aus dem Zwischenraum 8 abgeführt, z. B. abgesaugt werden. Die Gravur 1 wird geöffnet, die Oberplatine 3 abgenommen, und die Verschraubung der Unterplatine 4 mit dem Rohrelement 6 gelöst. Abschließend kann auch die Unterplatine 4 abgenommen werden. Das Rohrelement 6 wird dabei wieder in seiner Ausgangsposition bewegt, so dass eine neue Unterplatine 4 eingelegt und verschraubt werden kann.Once the forming process has been completed, the forming medium can pass through the tubular element 6 from the gap 8th dissipated, z. B. are sucked off. The engraving 1 opens, the motherboard 3 removed, and the screw connection of the sub-board 4 with the pipe element 6 solved. Finally, also the sub-board 4 be removed. The pipe element 6 is thereby moved back to its original position, so that a new sub-board 4 can be inserted and screwed.

In weiteren Bearbeitungsschritten ist es dabei möglich, die in der Unterplatine 4 eingebrachte Öffnung 7 als Referenzloch zur Lagebestimmung der Platine und/oder die Handhabung durch Roboter bei automatisierter Weiterverarbeitung zu nutzen.In further processing steps, it is possible that in the sub-board 4 introduced opening 7 to be used as a reference hole for determining the position of the board and / or handling by robots in automated further processing.

In 2 ist eine Seitenansicht der Andockvorrichtung 5 gezeigt. Die Andockvorrichtung 5 weist ein Gehäuse 15 auf, in dem das Rohrelement 6 gelagert ist. Im Wesentlichen besteht das Rohrelement 6 aus einem Lanzenabschnitt 13 und einem Führungsabschnitt 14. An einer Stirnseite im Bereich des Lanzenabschnittes 13 ist das Rohrelement 6 mit dem Senkkegel 10 versehen. Der Senkkegel 10 mündet in das Innengewinde 11, mit dem die hohlgebohrte Senkkopfschraube 12 verschraubbar ist.In 2 is a side view of the docking device 5 shown. The docking device 5 has a housing 15 on, in which the pipe element 6 is stored. In essence, the pipe element 6 from a lance section 13 and a guide section 14 , At one end in the area of the lance section 13 is the pipe element 6 with the countersunk cone 10 Mistake. The countersunk cone 10 opens into the internal thread 11 , with which the hollow-bored countersunk screw 12 is screwed.

Ein innenliegender Kanal des Rohrelementes 6 ermöglicht es, das Umformmedium durch die hohlgebohrte Senkkopfschraube 12 in den Zwischenraum 8 der Doppelplatine 2 einzubringen und mit Druck zu beaufschlagen. Nach erfolgter Umformung kann das Umformmedium durch den besagten Kanal auch wieder abgesaugt werden. Es ist dabei auch denkbar, mehrere Kanäle in dem Rohrelement 6 vorzusehen. Am Ende des Führungsabschnittes 14 mündet der innenliegende Kanal des Rohrelementes 6 in einen Verbindungsabschnitt 22, durch den die Versorgung mit dem Umformmedium und die Druckbeaufschlagung stattfindet.An internal channel of the pipe element 6 allows the forming medium through the hollow-bored countersunk screw 12 in the gap 8th the double board 2 introduce and pressurize. After reshaping the forming medium can be sucked through the said channel also again. It is also conceivable, several channels in the pipe element 6 provided. At the end of the leadership section 14 opens the inner channel of the tubular element 6 in a connecting section 22 through which the supply of the forming medium and the pressurization takes place.

Eine Versorgungsvorrichtung, die das Umformmedium bereitstellt, sowie eine Druckbeaufschlagungsvorrichtung, die das Umformmedium mit Druck beaufschlagt, können sowohl in der Andockvorrichtung 5 als auch separat davon vorgesehen sein. Darüber hinaus ist das Gehäuse 15 der Andockvorrichtung 5 mit zumindest einer Befestigungsvorrichtung 23 versehen, um die Andockvorrichtung 5 bezüglich des Werkzeuges bzw. der Gravur 1 zu befestigen.A supply device, which provides the forming medium, and a pressurizing device, which pressurizes the forming medium, can both in the docking device 5 as well as be provided separately. In addition, the case is 15 the docking device 5 with at least one fastening device 23 provided to the docking device 5 with respect to the tool or the engraving 1 to fix.

Im Bereich des Führungsabschnittes 14 ist ein Aufnahmebereich 16 vorgesehen. Der Aufnahmebereich 16 erstreckt sich in radialer Richtung des Rohrelementes 6 und steht in seinem Umfang in Kontakt zu einem Innenwandbereich des Gehäuses 15. Vom Aufnahmebereich 16 beabstandet befindet sich ein weiterer Aufnahmebereich 17, der als integrales Bauteil des Gehäuses 15 ausgebildet ist. Der weitere Aufnahmebereich 17 steht mittels seines Innenumfangs in Kontakt mit dem Führungsbereich 14, um eine genaue Führung des Rohrelementes 6 zu ermöglichen. Zwischen dem Aufnahmebereich 16 und dem weiteren Aufnahmebereich 17 ist eine Rückholfeder 18 vorgesehen.In the area of the leadership section 14 is a reception area 16 intended. The recording area 16 extends in the radial direction of the tubular element 6 and is in its periphery in contact with an inner wall portion of the housing 15 , From the reception area 16 spaced is another receiving area 17 , which is an integral part of the housing 15 is trained. The further recording area 17 is by means of its inner circumference in contact with the guide area 14 to get a precise guidance of the tube element 6 to enable. Between the reception area 16 and the other recording area 17 is a return spring 18 intended.

In dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Rückholfeder 18 als Druckfeder ausgeführt, die entspannt oder auch vorgespannt ist, wenn das Rohrelement 6 maximal in die Gravur 1 hineinragt. Wenn das Umformmedium in den Zwischenraum 8 der Doppelplatine 2 einströmt und mit Druck beaufschlagt, dehnt sich der besagte Zwischenraum 8 aus. Hierdurch wird das Rohrelement 6 aus der Gravur 1 gedrückt, wodurch die Druckfeder komprimiert wird. Alternativ oder in Kombination ist es auch denkbar, eine Zugfeder vorzusehen oder das Rohrelement 6 durch einen elektrisch oder hydraulisch betriebenen Mechanismus zu verschieben. Ebenso kann das Werkzeug, in dem sich die Gravur 1 befindet, durch Vorsehen einer entsprechenden Bewegungsvorrichtung bezüglich der Andockvorrichtung 5 in Abhängigkeit des Umformfortschrittes verfahren werden.In the in 2 embodiment shown is the return spring 18 designed as a compression spring, which is relaxed or biased when the pipe element 6 maximum in the engraving 1 protrudes. When the forming medium in the gap 8th the double board 2 flows in and pressurized, the said gap expands 8th out. As a result, the pipe element 6 from the engraving 1 pressed, whereby the compression spring is compressed. Alternatively or in combination, it is also conceivable to provide a tension spring or the pipe element 6 to move by an electrically or hydraulically operated mechanism. Likewise, the tool in which the engraving 1 by providing a corresponding movement device with respect to the docking device 5 be moved depending on the conversion progress.

Somit ermöglicht die Andockvorrichtung 5 eine Kompensation von Bewegungen, die durch die Umformung entstehen. Hierbei ist es auch denkbar, dass zwischen dem Rohrelement 6 und dem Gehäuse 15 bzw. der Aussparung 21 des Werkzeugunterteils 20 bzw. des Werkzeugoberteils 19 ein radiales Spiel besteht, um geringfügige Umformbewegungen in radialer Richtung des Rohrelementes 6 zu kompensieren.Thus, the docking device allows 5 a compensation of movements caused by the deformation. It is also conceivable that between the pipe element 6 and the housing 15 or the recess 21 of the lower tool part 20 or the upper part of the tool 19 There is a radial clearance to minor forming movements in the radial direction of the tubular element 6 to compensate.

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Hochdruckumformen zumindest einer Platine, die mit zumindest einer Öffnung versehen wird, und die in eine Gravur eingelegt wird, wobei die mit der Öffnung versehene Platine mit zumindest einem frei in die Gravur hineinragenden und axial beweglich gelagerten Rohrelement einer Andockvorrichtung verschraubt wird, die Gravur anschließend ge schlossen wird und die in der Gravur befindliche Platine mittels eines durch das Rohrelement einströmenden Umformmediums umgeformt wird.The The present invention relates to a method and an apparatus for high-pressure forming at least one board, with at least an opening is provided, and which is inserted into an engraving, wherein the with the opening provided board with at least one freely projecting into the engraving and axially movably mounted tubular element screwed a docking device will, the engraving afterwards ge is closed and located in the engraving board by means of a forming medium flowing through the tubular element is reshaped.

Claims

Method for high-pressure forming of at least one board, which is provided with at least one opening ( 7 ), and engraved ( 1 ) is inserted, with the opening ( 7 ) provided with at least one free in the engraving ( 1 ) and axially movably mounted tube elements ( 6 ) a docking device ( 5 ), the engraving ( 1 ) is subsequently closed, and in the engraving ( 1 ) located by means of a through the pipe element ( 6 ) inflowing forming medium is transformed.

Method according to claim 1, wherein the board is connected to the tubular element by at least one hollow-drilled screw ( 6 ) is connected by the hollow-drilled screw in an internal thread ( 11 ) of the tubular element ( 6 ) is screwed.

Method according to claim 2, wherein a hollow-bored countersunk screw ( 12 ) is used, through which in a region of a Senkkegels ( 10 ) of the tubular element ( 6 ) the board in the countersunk cone ( 10 ) is sunk.

Method according to at least one of claims 1 to 3, wherein the docking device ( 5 ) in the axial direction of the tubular element ( 6 ) concerning the engraving ( 1 ) is moved during the forming process according to a change in shape of the board.

Method according to claim 4, wherein the engraving ( 1 ) by at least one tool upper part ( 19 ) and a tool lower part ( 20 ) is limited, the board with at least one area between the upper tool ( 19 ) and the tool lower part ( 20 ) is fixed, wherein in the tool upper part ( 19 ) and / or the tool lower part ( 20 ) at least one projection and / or at least one depression is provided, by which a subsequent flow of the board into the engraving ( 1 ) is controlled.

Method according to at least one of claims 1 to 5, wherein a double board ( 2 ), consisting of at least one upper board ( 3 ) and at least one sub-board ( 4 ), in the engraving ( 1 ) is inserted, wherein at least the upper board ( 3 ) or the sub-board ( 4 ) by at least one opening provided therein ( 7 ) with the tubular element ( 6 ) the docking device ( 5 ), and in the engraving ( 1 ) located double board ( 2 ) by means of the pipe element ( 6 ) into a space ( 8th ) between the motherboard ( 3 ) and sub-board ( 4 ) inflowing forming medium is transformed.

Method according to claim 6, wherein edge regions of the upper board ( 3 ) and edge areas of the sub-board ( 4 ) in an edge region of the engraving ( 1 ) by closing the engraving ( 1 ) are pressed together.

Method according to claim 6 or 7, wherein the upper board ( 3 ) and / or the sub-board ( 4 ) is made of several individual boards that are loose or already connected in the engraving ( 1 ) be inserted.

Apparatus for high-pressure forming with at least one engraving ( 1 ) for receiving at least one printed circuit board and with at least one docking device ( 5 ), which is screwed to the board, and at least one free in the engraving ( 1 ) projecting and axially movably mounted tubular element ( 6 ), by which a forming medium through an opening provided in the board ( 7 ) in one of the board in the engraving ( 1 ) limited space is insertable.

Apparatus according to claim 9, wherein the tubular element ( 6 ) has an end portion with which it in pressure-tight engagement with an outer wall ( 9 ) of the board can be brought.

Apparatus according to claim 10, wherein the end region of the tubular element ( 6 ) as countersunk cone ( 10 ) is executed.

Apparatus according to claim 10 or 11, wherein the tubular element ( 6 ) in a region adjacent to the end region of a thread, preferably an internal thread ( 11 ), which is located within the tubular element ( 6 ).

Apparatus according to claim 12, wherein at least one hollow-bored screw, in particular a hollow-bored countersunk screw ( 12 ), in engagement with the thread of the tube element Ge ( 6 ), and through the hollow-drilled screw, the circuit board with the tubular element ( 6 ) is connectable.

Device according to at least one of claims 9 to 13, wherein the tubular element ( 6 ) a guide section ( 14 ) which is connected to a receiving section ( 16 ) and in a housing ( 15 ) the docking device ( 5 ) is stored.

Apparatus according to claim 14, wherein the housing ( 15 ) another receiving area ( 17 ), and a return spring ( 18 ), in particular a helical compression spring, between the two receiving areas ( 16 . 17 ) is stored.

Device according to at least one of claims 9 to 15, wherein the engraving ( 1 ) by at least one tool upper part ( 19 ) and at least one tool lower part ( 20 ) is limited, the board with at least one area, in particular when using a double board with overlapping edge areas of the upper board ( 3 ) and the sub-board ( 4 ), between the tool upper part ( 19 ) and the tool lower part ( 20 ) is fixable, and a lance section ( 13 ) of the tubular element ( 6 ) through a recess in the upper tool ( 19 ) and / or in the tool lower part ( 20 ) in the engraving ( 1 ) is insertable for receiving at least one circuit board.

Apparatus according to claim 16, wherein the tool upper part ( 19 ) and / or the lower tool part ( 20 ) in an edge region of the engraving ( 1 ) have at least one projection and / or at least one recess, by which a subsequent flow of the board is controllable.