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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Innenhochdruckschneiden eines
Innenhochdruckumformteils der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw.
6 angegebenen Art. Darüber
hinaus betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Innenhochdruckschneiden
der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 4 bzw. 7 angegebenen Art.
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Ein
derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung sind beispielsweise
bereits aus der
DE 199
11 125 C1 als bekannt zu entnehmen. Um das Innenhochdruckumformteil
(IHU-Teil) zu trennen, wird ein entsprechender Innenhochdruck mittels
eines geeigneten Druckmediums erzeugt, durch welchen ein entsprechender
Bauteilbereich in eine Nut oder dergleichen Vertiefung innerhalb
eines Innenhochdruckumformwerkzeugs (IHU-Werkzeug) hinein umgeformt
wird. Der innerhalb des IHU-Werkzeugs
eingebrachten Nut ist dabei gegenüberliegend einer Biegekante
eine Schneidkante zugeordnet, an welcher das IHU-Teil entsprechend beschnitten werden kann.
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Der
Schneidprozess geht dabei üblicherweise
so vonstatten, dass das Material des IHU-Teils zunächst infolge
der Innenhochdruckerhöhung
in die Nut hinein fließt
bzw. in diese Nut hinein umgeformt wird. Im Bereich der Biegekante
der Nut wird das Material des IHU-Teils um eben diese Kante gebogen. Der
freie Bauteilbereich – also
derjenige Bereich zwischen der jeweiligen Biegekante und der jeweiligen Schneidkante – beginnt
sich unter der Streckziehbeanspruchung dabei entsprechend zu verlängern. An der
Schneidkante hingegen beginnt sich innerhalb des IHU-Teils aufgrund
der Wirkung des Innendrucks eine Scherbeanspruchung aufzubauen.
Bei weiterer Innendruckerhöhung
vergrößern sich
die Anteile an Material, welche um die Biegekante gebogen werden.
Darüber
hinaus nimmt die Streckziehbeanspruchung im Bereich zwischen Biegekante
und Schneidkante zu. Die zunehmende Verformung des Materials infolge
des steigenden Innendrucks führt
schließlich dazu,
dass sich im Bereich der Schneidkante im IHU-Teil eine Schnittzone
ausbildet, die durch eine Scherbeanspruchung mit ausgeprägten Zugspannungsanteilen
gekennzeichnet ist. Die Schneidkante dringt somit aufgrund der Innendruckwirkung
in das IHU-Teil ein. Die Werkstofftrennung erfolgt durch teilweises
Abscheren und Abreißen
des Materials am Schneidkeil unter Ausbildung einer charakteristischen
Bruchfläche
sowie eines Schnittgrats.
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Eines
der Probleme bei derartigen Schneidverfahren ist es, dass mit Beginn
des Schnitts das den Innendruck erzeugende Druckmedium in den Bereich
der Schnittnut eindringt, und somit gegebenenfalls durch den Druckausgleich
den weiteren Schnittvorgang zum Erliegen bringt. Aus diesem Grund
ist es aus dem Stand der Technik – beispielsweise der
DE 199 11 125 C1 – bereits
bekannt, entsprechende Leitungen zum Abführen des Druckmediums bzw.
zum Absenken des entsprechenden Außendrucks innerhalb der Nut
vorzusehen. Ein weiteres Problem besteht darin, dass insbesondere
bei Schnittverläufen,
welche schräg
zur Erstreckungsrichtung des IHU-Teils verlaufen, sich homogene Spannungsverläufe entlang
der Schnittnut abzeichnen. Demzufolge entstehen unterschiedliche
Scher- und Zugkräfte,
welche ebenfalls dazu führen
können, dass
kein optimales Schnittergebnis erzielt wird.
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In ähnlicher
Weise ist aus der
DE
103 60 738 B4 ein Verfahren und ein Umformwerkzeug zum
teilweisen oder vollständigen
Durchtrennen eines nach dem Innenhochdruck-Umformverfahren hergestellten
Hohlprofils entnehmbar, bei welchem in der Werkzeuggravur eine Schneidenut
mit Schneidkanten ausgebildet ist, in der ein Stützkörper angeordnet ist. Dieser
Stützkörper wird
von extern über
einen in die Nut führenden
Druckkanal durch ein Druckmedium mehr oder minder stark je nach
Prozessschritt an das Hohlprofil angepresst. Beispielsweise wird
der Stützkörper während des
aufweitenden Umformvorgangs des Hohlprofils mit einem dem Innenhochdruck
entsprechenden Druck beaufschlagt. Nach erreichter Ausformung wird
der Druck erniedrigt, während
der Innenhochdruck unverändert
bleibt. Hierdurch wird der Stützkörper in
die Nut zurückgedrängt, wobei
die Schneidkanten frei gegeben werden und der Trennungsvorgang erfolgt.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine
Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchen
komplexere Schnittverläufe
innerhalb des IHU-Teils auf zuverlässigere Weise realisiert werden
können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Verfahren mit den Merkmalen gemäß den Patentansprüchen 1 und
6 sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen der Patentansprüche 4 und
7 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen
der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Um
ein zuverlässigeres
Beschneiden des IHU-Teils zu erreichen, ist es bei dem Verfahren
nach Patentanspruch 1 erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Druckmedium über eine
mit der freien Nut in Verbindung stehende Leitung durch eine Prozesssteuerung
abhängig
von Schneidparametern oder dergleichen in dem Bereich der Nut hinein
und/oder aus dem Bereich der Nut heraus geleitet wird. Mit anderen
Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen, eine
Steuerung des im Bereich der Nut vorherrschenden Druckmediums durchzuführen, um
hierdurch den Schneidprozess gezielt zu beeinflussen. Der Bauteilbereich,
in dem die Trennung erfolgen soll, wird in einfacher Weise unmittelbar
vom Druckmedium beaufschlagt. So ist es beispielsweise möglich, die
Nut über
die Prozesssteuerung zu entwässern bzw.
Druckmedium aus dieser abzuführen,
um hierdurch beispielsweise die Möglichkeit zu schaffen, den
jeweiligen Bauteilbereich zunächst
in die Nut hinein umzuformen, um dann zu einem gewünschten Zeitpunkt
durch entsprechende Ansteuerung des Druckmediums den Schnitt auszulösen bzw.
den Schnittvorgang zusätzlich
positiv zu beeinflussen. Im Ergebnis kann somit eine gezielte Abführung und/oder
Einleitung des Druckmediums in Abhängigkeit von Schneidparametern
oder anderen äußeren Parametern
wie beispielsweise Materialkennwerten des IHU-Teils erreicht werden.
Demzufolge kann der relativ komplexe Prozess des Abschneidens des IHU-Teils
infolge von entsprechenden Scher- und Zugbeanspruchungen
gemäß der Erfindung
ohne zusätzlichen
apparativen Stützaufwand
weitaus besser kontrolliert werden.
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In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als zudem vorteilhaft
gezeigt, dass der Schneidprozess durch eine mittels zur Prozesssteuerung
initiierte entsprechende Ausleitung oder Einleitung des Druckmediums
ausgelöst
wird. Somit kann zu dem innerhalb des IHU-Teils vorherrschenden
Innenhochdruck ein geeigneter Außendruck innerhalb der Nut erzeugt
werden, um hierdurch die gewünschte
Beschneidung des IHU-Teils zu erreichen.
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Als
darüber
hinaus vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn vor dem Schneidprozess
Druckmedium in die Nut geleitet wird. Durch das gegenüber Luft
geringere Kompressionsmodul des Druckmediums – beispielsweise des Wassers – kann das
Eintreten der Schneidwirkung bis zum gewünschten Zeitpunkt aufgehalten
werden.
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Die
vorstehend im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß Anspruch
1 erläuterten
Vorteile gelten in ebensolcher Weise für die Vorrichtung gemäß Patentanspruch
4. Diese zeichnet sich ebenfalls dadurch aus, dass ein Druckmedium
entsprechend in die Nut hinein und/oder aus dieser heraus geleitet
werden kann, um hierdurch den Schneidprozess gezielt zu beeinflussen.
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Um
komplexere Schnittverläufe
sicher und zuverlässig
durchführen
zu können,
ist es bei dem Verfahren gemäß Patentanspruch
6 vorgesehen, dass das IHU-Teil an einer Nut beschnitten wird, welche über ihren
Längenverlauf
eine variierende Kontur aufweist. Ebenso ist es bei der Vorrichtung
gemäß Patentanspruch
7 vorgesehen, dass die Nut des IHU-Werkzeugs eine über ihren
Längenverlauf
variierende Kontur bzw. einen sich ändernden Querschnitt aufweist.
Mit anderen Worten ist es sowohl beim erfindungsgemäßen Verfahren
gemäß Patentanspruch 6
wie auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Patentanspruch
7 vorgesehen, den Schneidprozess dadurch vorteilhaft zu beeinflussen,
dass eine entsprechend über
ihren Längenverlauf
variierende Nut innerhalb des IHU-Werkzeugs vorgesehen ist bzw.
eingesetzt wird. Insbesondere bei bezogen auf die Erstreckungsrichtung
des IHU-Teils schräg verlaufenden
Nuten ergibt sich nämlich die
Problematik, dass beim Innenhochdruckschneiden nicht in allen zu
schneidenden Abschnitten des jeweiligen Bauteilbereichs identische
Scher- und Zugkräfte
vorliegen. Ist vielmehr die Trennstelle am IHU-Teil ungünstig, so
kann bislang nicht mehr vollständig
getrennt werden, da die Spannung im Material stark inhomogen ist.
Mit der nunmehr eingesetzten Nut, welche über ihren Längenverlauf eine variierende
Kontur aufweist, kann ein einheitliches Schnittergebnis erreicht
werden. Die Kontur der Nut kann dabei insbesondere anhand einer
FEM-Simulation ermittelt werden, welche den Spannungsverlauf innerhalb
der Trennstelle des IHU-Teils darstellt. In Bereichen eines ungünstigen
bzw. inhomogenen Spannungsverlaufes können somit konstruktive Gegenmaßnahmen ergriffen
werden, so dass sich im Ergebnis homogene Spannungsverhältnisse
entlang der gewünschten Trennstelle
einstellen lassen.
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Als
Maßnahmen
zum lokalen Ausgleich der Spannungsverhältnisse ist es beispielsweise
denkbar, die Nut des IHU-Werkzeugs mit einer variierenden Schnittbreite,
einer variierenden Schnitthöhe und/oder
einem variierenden Schnittwinkel zu versehen. Neben den bisher möglichen
Trennvorgängen insbesondere
an im Querschnitt runden Bauteilen unter einem Winkel von üblicherweise
90 Grad können
nunmehr auch IHU-Teile
mit nicht rundem Querschnitt oder mit einem schräg verlaufenden Trennschnitt
erzeugt werden. Natürlich
sind auch komplexe Konturverläufe
denkbar.
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Weitere
Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung von zwei bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie anhand
der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
schematische Schnittansicht durch eine Vorrichtung zum Innenhochdruckschneiden
eines IHU-Teils,
welches innerhalb eines ausschnittsweise erkennbaren, eine Nut oder
dergleichen Vertiefung aufweisenden IHU-Werkzeugs eingelegt ist,
wobei der Nut eine Leitung zugeordnet ist, über welche Druckmedium mittels
einer Prozesssteuerung abhängig
von Schneidparametern und dergleichen in dem Bereich der Nut hinein
und/oder aus dem Bereich der Nut heraus geleitet werden kann;
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2 eine
schematische Schnittansicht durch die Vorrichtung gemäß 1,
wobei das IHU-Teil nach dem Innenhochdruckschneiden gezeigt ist;
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3 eine
ausschnittsweise erkennbare Formhälfte eines IHU-Werkzeugs einer
alternativen Vorrichtung, in welcher eine Nut zum Innenhochdruckschneiden eingebracht
ist, welche bezogen auf eine Erstreckungsrichtung des nicht weiter
dargestellten IHU-Teils schräg
verläuft;
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4 jeweils
zwei schematische Schnittansichten der Nut der Formhälfte des
IHU-Werkzeugs gemäß 3,
wobei die jeweils beiden Schnittansichten die Kontur der Nut bei
0 Grad, 90 Grad und 180 Grad bezogen auf den Innenumfang der Formhälfte bzw.
den Außenumfang
des nicht dargestellten IHU-Teils gemäß 3 zeigen;
und in
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5 eine
schematische Seitenansicht auf die Formhälfte des IHU-Werkzeugs gemäß 3 sowie
auf ein Diagramm, welches eine Nutbreite der Nut über ihren
Längenverlauf
entlang des Innenumfangs der Formhälfte bzw. des Außenumfangs
des IHU-Teils erläutert.
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In 1 ist
in einer schematischen Schnittansicht eine Vorrichtung ausschnittsweise
erkennbar, mittels welcher ein Innenhochdruckschneiden eines Innenhochdruckumformteils
(IHU-Teil 10)
durchgeführt
werden kann. Das IHU-Teil 10 ist beispielsweise als außenumfangsseitig
geschlossenes Hohlprofil ausgestaltet, welches eine Mittelachse
m aufweist. In 1 ist demzufolge lediglich ein
Ausschnitt einer Wand des IHU-Teils 10 erkennbar. Das IHU-Teil 10 ist in
ein Innenhochdruckumformwerkzeug (IHU-Werkzeug 12) eingelegt,
von welchem in 1 lediglich ein Teil einer entsprechenden
Formhälfte
bzw. eines entsprechenden Formteils gezeigt ist. Es ist jedoch erkennbar,
dass innerhalb des IHU-Werkzeugs 12 eine im Querschnitt
vorliegend etwa rechteckförmige Nut 14 eingebracht
ist, welche innenumfangsseitig des IHU-Werkzeugs 12 bzw.
außenumfangsseitig des
IHU-Teils 10 umläuft.
Beim Anlegen eines entsprechenden Innenhochdrucks Pi – beispielsweise mittels
eines Druckmediums 16 in Form von Wasser oder dergleichen – ist ein
Bauteilbereich 18 des IHU-Teils 10 in die Nut 14 hinein
umzuformen und an jeweils einer dieser zugeordneten Schneidkante 20, 22 zu
beschneiden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Nut 14 lediglich
schematisch angedeutet, welche jedoch so ausgebildet ist, dass ein
so genanntes Doppelschneiden möglich
ist. Mit anderen Worten bildet derjenige Bauteilbereich 18 des IHU-Teils 10,
welcher entsprechend beim Anlegen eines Innendrucks Pi in die Nut
hinein umgeformt und durch die Schneidkanten 20, 22 später abgeschnitten wird,
ein entsprechendes Restteil, so dass nach dem Innenhochdruckschneiden
zwei separate, weiter verwendbare Bauteile entstehen. Es ist klar,
dass das vorliegend beschriebene Verfahren bzw. die hierzu eingesetzte
Vorrichtung natürlich
gleichermaßen auch
beim so genannten Einfachschneiden einsetzbar sind, bei welchem
neben einem weiter verwendbaren IHU-Teil 10 lediglich ein
Restteil anfällt.
Gleichermaßen
ist das vorliegende Verfahren bzw. die eingesetzte Vorrichtung auch
beim Beschneiden eines Domteils oder dergleichen einsetzbar, welches zuvor
in das IHU-Teil 10 eingeformt worden ist.
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Da
die Nut 14 vorliegend lediglich schematisch angedeutet
ist, sind demzufolge insbesondere den Schneidkanten 20, 22 gegenüberliegend
angeordnete Schneidkanten nicht erkennbar.
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Die
außenumfangsseitig
des IHU-Teils 10 bzw. innenumfangsseitig des IHU-Werkzeugs 12 umlaufende
Nut 14 ist mit einer Leitung 24 zur Führung von
Druckmedium 16 verbunden. Dabei ist der Leitung 24 ein
einstellbares Ventil 26 zugeordnet, welches über eine
lediglich schematisch angedeutete Prozesssteuerung zu steuern bzw.
zu regeln ist. Über die
Prozesssteuerung 28 bzw. das einstellbare Ventil 26 ist
somit Druckmedium 16 in den Bereich der Nut 14 hinein
und/oder aus dem Bereich der Nut 14 heraus leitbar. Somit
ist es möglich,
den außerhalb
des umzuformenden bzw. zu beschneidenden Bauteilbereichs 18 vorherrschenden
Außendruck
zu beeinflussen. Die Prozesssteuerung 28 kann dabei beispielsweise
in Abhängigkeit
von Schneidparametern, geometrischen Parametern oder Materialparametern
des IHU-Teils 10 operieren.
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Aus
der Zusammenschau von 1 und 2 ist erkennbar,
dass vorliegend der Schneidprozess durch eine mittels der Prozesssteuerung 28 initiierte
entsprechende Ausleitung ausgelöst
wird, so dass der anfänglich
zum Innendruck Pi identische Außendruck
Pa innerhalb der Nut 14 gemäß 2 entsprechend
verkleinert bzw. abgesenkt wird. Aufgrund des fallenden Außendrucks
Pa stellt sich somit der Schneidprozess ein. Somit ist die Möglichkeit
geschaffen, das Bauteil zunächst – ohne den
Trennschnitt einzuleiten – umzuformen,
um dann zu einem gewünschten
Zeitpunkt durch Ansteuerung des Ventils 26 mittels der
Prozesssteuerung 28 den Schneidvorgang auszulösen. Mit
anderen Worten kann sowohl der Zeitpunkt sowie der Schneiddruck
bzw. auch das dann abfließende
Volumen von Druckmedium 16 innerhalb der Nut 14 gesteuert
werden.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
wird die Nut 14 vor dem Innenhochdruckschneiden mit Druckmedium
befüllt,
welches gemäß 1 mit
einem derartigen Druck beaufschlagt, dass der Innendruck Pi in etwa
dem Außendruck
Pa entspricht. Natürlich
wären hier
auch andere Druckgrößen denkbar, je
nach den gegebenen Schneidparametern oder dergleichen. Soll dann
gemäß 2 das
Beschneiden des entsprechenden Bauteilbereichs 18 erfolgen,
so wird durch die Prozesssteuerung 28 der Außendruck
Pa entsprechend abgesenkt, bzw. Druckmedium 16 aus der
Nut 14 heraus geleitet, um hierdurch den gezielten Schneidprozess
durchzuführen. Somit
ist vorliegend ein Verfahren sowie eine Vorrichtung geschaffen,
mit der der bisher nur schwer zu handhabende Schneidvorgang während des
Innenhochdruckprozesses von außen
her gesteuert werden kann. Es können
zum einen Materialschwankungen oder Werkzeugabweichungen leicht
durch Veränderungen
der Ansteuerungsparameter wie beispielsweise des Zeitpunkts, des
Drucks oder des freigegebenen Querschnitts kompensiert werden, zum anderen
wird die Darstellbarkeit von komplexen IHU-Bauteilen möglich, die
bisher aufgrund gegenläufiger
Forderungen der zur Umformbarkeit und zum Trennvorgang notwendigen
Drücke
nicht möglich war.
Durch den steuerbaren Außendruck
Pa ist somit eine Umformung von geometrischen Elementen an dem IHU-Teil 10 unter
einem Umformdruck möglich, der
auch erheblich über
dem normalerweise notwendigen Schnittdruck liegt.
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In 3 ist
eine zu den 1 und 2 alternative
Vorrichtung zum Innenhochdruckschneiden dargestellt, von dessen
IHU-Werkzeug 12 im Wesentlichen eine Formhälfte 30 erkennbar
ist. Die Formhälfte 30 zeigt
im Wesentlichen eine im Querschnitt halbkreisförmige Negativform des umzuformenden
IHU-Teils 10, welche mit einer nicht dargestellten weiteren
Formhälfte 30 korrespondiert.
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Innenumfangsseitig
der Negativform des IHU-Teils 10 bzw. der Formhälfte 30 verläuft eine
Nut 32, welche vorliegend zum so genannten Doppelschneiden
des IHU-Teils 10 ausgebildet ist. Mit anderen Worten werden
beim vorliegenden Innenhochdruckschneiden zwei separate Bauteile
erzeugt, welche weiter verwendbar sind. Der in Überdeckung mit der Nut 32 liegende
Bauteilbereich des IHU-Teils 10 ergibt dabei ein Reststück. Mit
anderen Worten entspricht die Breite des Reststücks der Breite der Nut 32.
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In
Zusammenschau mit 4, welche sechs schematische
und ausschnittsweise Schnittansichten der Nut 32 zeigt,
wird erkennbar, dass diese zwei seitliche Einzelnuten 34, 36 sowie
eine mittlere Nut 38 umfasst. Jeder Einzelnut 34, 36 ist
jeweils eine Biegekante 40, 42 und eine jeweils
außenseitig
davon angeordnete Schneidkante 44, 46 zugeordnet.
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Das
Beschneiden des IHU-Teils 10 mittels der beiden Schneidkanten 44, 46 erfolgt
dabei folgendermaßen:
Wird das IHU-Teil 10 mit einem entsprechenden Innenhochdruck
Pi beaufschlagt, so werden die jeweiligen Bauteilbereiche, die sich
frei über
den beiden Einzelnuten 34, 36 befinden, zunächst in
diese Einzelnuten 34, 36 hinein umgeformt. Im
Bereich der beiden Biegekanten 40, 42 wird dabei das
Material um eben diese gebogen. An den jeweiligen Schneidkanten 44, 46 beginnt
sich im IHU-Teil 10 aufgrund der Wirkung des Innenhochdrucks
Pi eine Scherbeanspruchung aufzubauen. Bei weiterer Erhöhung des
Innendrucks Pi vergrößern sich
die Anteile an Material, welche um die jeweilige Biegekante 40, 42 gebogen
werden. Die Streckziehbeanspruchung derjenigen Bereiche, die in Überdeckung mit
der jeweiligen Einzelnut 34, 36 liegen, nimmt
zu. Wegen der Verfestigung des Materials wird nun der Innendruck
Pi erhöht,
um die beschriebenen Umformvorgänge
hervorzurufen. Die zunehmende Verformung des Materials in die jeweiligen
Einzelnuten 34, 36 hinein führen dazu, dass sich im Bereich
der jeweiligen Schneidkante 44, 46 eine Schnittzone ausbildet,
die durch eine Scherbeanspruchung mit ausgeprägten Zugspannungsanteilen gegenübergestellt
ist. Die jeweilige Schneidkante 44, 46 dringt
aufgrund der Innendruckwirkung in das IHU-Teil ein. Die Werkstofftrennung
erfolgt durch teilweises Abscheren und Abreißen des Materials an der jeweiligen Schneidkante 44, 46.
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Insbesondere
aus 3 ist erkennbar, dass die Nut 32 bezogen
auf eine mit dem Pfeil 48 dargestellte Erstreckungsrichtung
des IHU-Teils 10 schräg verläuft. Mit
anderen Worten verlaufen die vorliegenden Trennschnitte nicht unter
einem Winkel von 90 Grad zur Bauteilachse bzw. zur Erstreckungsrichtung (Pfeil 48),
sondern vielmehr schräg.
Dies bedingt, dass im Bereich des Trennschnittes kein homogener Spannungsverlauf
vorliegt, sondern vielmehr ein inhomogener.
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Aus
diesem Grund ist es bei der vorliegenden Vorrichtung vorgesehen,
dass die Nut 32 des IHU-Werkzeugs 12 einen über ihren
am Innenumfang der Formhälfte 30 bzw.
der Negativform verlaufenden Längenverlauf
eine variierende Kontur bzw. einen variierenden Querschnitt aufweist.
Diese variierende Kontur wird anhand der Schnittdarstellung der
Nut 32 gemäß 4 erkennbar.
In Zusammenschau mit 3 wird ersichtlich, dass jeweils
zwei einander zugeordnete Schnittdarstellungen bezogen auf den Querschnitt
bzw. den Außenumfang
der Negativform des IHU-Teils 10 die Nut 32 innerhalb
der Formhälfte 30 des
IHU-Werkzeugs 12 bei einem Winkel von 0 Grad, von 90 Grad
und bei 180 Grad zeigen. In der jeweils linken Schnittdarstellung
ist dabei erkennbar, dass die Einzelnut 34 bei 0 Grad eine Breite
von 6,8 mm, bei 90 Grad eine Breite von 8,6 mm und bei 180 Grad
eine Breite von 7,6 mm aufweist. Ein entsprechender Schnittwinkel
der zugeordneten Schneidkante 44 bleibt vorliegend über den Längenverlauf
der Einzelnut 34 im Wesentlichen konstant bei 116 Grad.
In Zusammenschau mit 5, welche die Formhälfte 30 gemäß 3 in
einer schematischen Schnittansicht zeigt, ist ein Diagramm erkennbar,
welches die Breite der Einzelnut 34 ausgehend von 0 Grad
an der Außenumfangsseite
der Negativform verlaufend bis 180 Grad beschreibt. Dabei ist nochmals
erkennbar, dass die Einzelnut 34 bei 0 Grad eine Breite
von 6,8 mm aufweist, wobei diese Breite bis zu 90 Grad um 1,2 mm
ansteigt, bevor diese im weiteren Längsverlauf bis hin zu 180 Grad
wiederum entsprechend abfällt.
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Anstelle
der hier vorgenommenen Variation der jeweiligen Einzelnut 34, 36 wäre natürlich auch eine
Variation der Schnitthöhe,
des Schnittwinkels oder anderer geometrischer Werte der Nut 32 insgesamt
denkbar. Durch die Variation der Nut 32 über ihre
Längenerstreckung
kann somit in Bereich einer ungünstigen
bzw. inhomogenen Spannungsverteilung eine konstruktive Gegenmaßnahme vorgenommen
werden, um gleichmäßige Spannungsverhältnisse über die
gesamte Trennstelle im Bereich der jeweiligen Schneidkante 44, 46 zu
erreichen. Neben den bisher möglichen
Trennvorgängen
an runden Bauteilen unter normalem Winkel können nun auch Bauteile mit
nicht runden Querschnitten oder schräg verlaufenden Schnitten getrennt
werden. Komplexe Konturverläufe
sind somit ebenfalls denkbar. Der konkrete Verlauf der Nut 32 kann
beispielsweise durch eine FEM-Simulation
anhand des dann ermittelten Spannungsverlaufs dargestellt werden.