DE102007017030B3 - Reshaping method for producing an internal high-pressure reshaping part inserts the internal high-pressure reshaping part into an internal high-pressure reshaping tool while impinging it with internal high pressure after sealing - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Innenhochdruckumformteils der im Patentanspruch 1 angegebenen Art sowie eine Vorrichtung zum Herstellen eines Innenhochdruckumformteils der im Oberbegriff des Patentanspruchs 5 angegebenen Art.The The invention relates to a method for producing a hydroforming part of the type specified in claim 1 and a device for Manufacture of a hydroforming part in the preamble of Patent claim 5 specified type.
Ein
derartiges Verfahren bzw. eine derartige Vorrichtung sind dabei
beispielsweise bereits aus der
Als nachteilig an diesem bekannten Verfahren ist dabei der Umstand anzusehen, dass ein vergleichsweise komplexer Bewegungsablauf zwischen IHU-Werkzeug, IHU-Teil, Stempel und Hülse erforderlich ist, um eine bereichsweise Aufweitung des IHU-Teils zu bewerkstelligen. Als nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist der Umstand anzusehen, dass keine Aufweitung des IHU-Teils bis an dessen Bauteilende möglich ist, wodurch beispielsweise konstruktiv wichtige Übergänge auf Anschlussrohre, Tulpen oder dergleichen nicht im Rahmen des IHU-Prozesses realisierbar sind.When A disadvantage of this known method is the circumstance, that a comparatively complex movement sequence between hydroforming tool, Hydroformed part, punch and sleeve is required for a partial expansion of the hydroforming section to accomplish. As a disadvantage of the known device is the fact that no widening of the hydroforming part until possible at the end of the component is, thereby constructively important transitions, for example Connecting pipes, tulips or the like not in the context of the hydroforming process are feasible.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches ein vereinfachtes Aufweiten eines IHU-Teils ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zu schaffen, welche ein Aufweiten eines IHU-Teils bis an dessen Bauteilende ermöglicht.task The present invention is therefore a method of the initially mentioned type, which is a simplified expansion of an IHU part allows. Another object of the invention is a device to create what a widening of an IHU part to its component end allows.
Die Aufgaben werden erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen eines Innenhochdruckumformteils gemäß Patentanspruch 1 bzw. durch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Innenhochdruckumformteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.The Tasks are performed according to the invention a method for producing a hydroforming according to claim 1 or by a device for producing a hydroforming part solved with the features of claim 5. Advantageous embodiments with appropriate and non-trivial developments are specified in the respective subclaims.
Ein Verfahren zum Herstellen eines IHU-Teils, welches ein vereinfachtes Aufweiten des IHU-Teils ermöglicht, wird erfindungsgemäß dadurch geschaffen, dass das IHU-Teil in ein IHU-Werkzeug eingelegt und nach dem Abdichten wenigstens eines zugeordneten Endbereichs mit einem Innenhochdruck beaufschlagt wird, wonach eine außenumfangsseitig am IHU-Teil angeordnete Hülse relativ gegenüber dem IHU-Werkzeug bewegt und hierdurch ein Konturbereich des IHU-Werkzeugs freigegeben wird, in welchen hinein das IHU-Teil mittels des Innenhochdrucks zumindest bereichsweise umgeformt wird. Mit anderen Worten ist es demnach vorgesehen, dass im Gegensatz zum Stand der Technik keine komplexen Bewegungsabläufe zwischen dem IHU-Werkzeug, dem IHU-Teil, dem Stempel und der Hülse erforderlich sind, sondern dass lediglich die Hülse nach dem Beaufschlagen des IHU-Teils gegenüber diesem bewegt wird und dadurch einen zuvor blockierten Konturbereich des IHU-Werkzeugs freigibt. Durch Umformen des IHU-Teils in den freigegebenen Konturbereich, wird das IHU-Teil schonend und prozesssicher aufgeweitet, wobei das Aufweiten nicht nur in einem mittleren Bereich, sondern auch in einem Endbereich des IHU-Teils erfolgen kann.One Method for producing an IHU part, which is a simplified Widening of the hydroforming part allows is inventively created by that the hydroformed part is inserted into an hydroforming die and after sealing at least one associated end region with an internal high pressure is applied, after which an outer peripheral side of the hydroforming part arranged sleeve relatively opposite the hydroforming tool moves and thereby a contour area of the hydroforming tool is released, in which the hydroforming part by means of the internal high pressure is at least partially reshaped. In other words it is Accordingly provided that in contrast to the prior art no complex movements between the hydroforming tool, the hydroformed part, the punch and the sleeve required are, but that only the sleeve after applying of the hydroforming section opposite This is moved and thereby a previously blocked contour area of the hydroforming tool. By forming the hydroformed part in the released contour area, the hydroformed part becomes gentle and reliable widening, widening not only in a central region, but can also be done in an end of the hydroforming section.
Das Auftreten von Kraftspitzen beim Umformen des IHU-Teils und damit die Gefahr eines Reißens kann erfindungsgemäß dadurch verhindert werden, dass die Hülse in Erstreckungsrichtung des IHU-Teils bewegt wird. Dies erlaubt es, und eine gleichmäßige Verformung der an den freigegebenen Konturbereich angrenzenden Wandbereiche des IHU-Teils zu gewährleisten.The Occurrence of force peaks during forming of the hydroformed part and thus the danger of a tearing can according to the invention thereby prevents the sleeve is moved in the extension direction of the hydroformed part. This allows it, and a uniform deformation the wall areas adjacent to the released contour area of the hydroforming section.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Hülse nach dem Umformen des IHU-Teils zurückbewegt wird und für eine präzise Positionierung des IHU-Teils innerhalb des IHU-Werkzeugs sorgt. Dabei hat es sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, dass die Hülse den umgeformten Bereich des IHU-Teils beim Zurückbewegen in den Konturbereich des IHU-Werkzeugs einformt. Auf diese Weise kann der in den freigegebenen Konturbereich umgeformte Bereich des IHU-Teils mittels der Hülse kontrolliert kraftbeaufschlagt werden, wodurch eventuell verbliebene Abweichungen des IHU-Teils von der gewünschten Bauteilgeometrie in den Konturbereich eingeformt und korrigiert werden.In a further advantageous embodiment of the invention is provided that the sleeve after forming the hydroformed part returned will and for a precise one Positioning of the hydroformed part within the hydroforming tool ensures. It has also proven to be advantageous that the sleeve formed the Area of the hydroformed part when moving back in the contour area of the hydroforming mold einformt. This way you can the area of the hydroformed part that has been transformed into the released contour area by means of the sleeve be subjected to force, whereby any remaining Deviations of the hydroforming part from the desired part geometry in the contour area are formed and corrected.
Um auch IHU-Teile mit einer komplexen Bauteilgeometrie herstellen zu können, ist in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zumindest ein weiterer Bereich des IHU-Teils mittels des Innenhochdrucks in eine weitere Kontur des IHU-Werkzeugs hinein umgeformt wird. Dadurch können beispielsweise Anschlussgeometrien zum Verbinden des IHU-Teils mit weiteren Bauteilen einfach und kostensenkend im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit ausgebildet werden. Das Umformen des weiteren Bereichs des IHU-Teils kann dabei sowohl vor dem Freigeben des Konturbereichs und dem Umformen des IHU-Teils in diesen hinein als auch danach erfolgen.To include hydroformed parts with a complex construction To be able to produce part geometry is provided in a further embodiment of the invention that at least one further region of the hydroformed part is formed into a further contour of the hydroforming tool by means of the internal high pressure. As a result, for example connection geometries for connecting the hydroformed portion with other components can be easily and cost-reducing formed in the context of the inventive method. The reshaping of the further region of the hydroformed part can take place both before releasing the contour region and reshaping the hydroformed part into it as well as afterwards.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines IHU-Teils, mit einem IHU-Werkzeug, wobei erfindungsgemäß eine relativ gegenüber dem IHU-Werkzeug zu bewegende Hülse vorgesehen ist, welche außenumfangsseitig am IHU-Teil anzuordnen und mittels welcher ein Konturbereich des IHU-Werkzeugs freizugeben ist, in welchen hinein das IHU-Teil mittels des Innenhochdrucks zumindest bereichsweise umzuformen ist. Mit anderen Worten ist vorgesehen, dass das IHU-Werkzeug einen Konturbereich aufweist, welcher variabel mittels einer bewegbaren Hülse freizugeben ist und in welchen hinein das IHU-Teil umzuformen ist. Das Umformen kann dabei im Gegensatz zum Stand der Technik bis zum Bauteilende des IHU-Teils erfolgen, so dass das IHU-Teil auch an einem oder mehreren seiner Endbereiche prozesssicher und reproduzierbar mit starken Aufweitungen ausgebildet werden kann. Zudem können aufwändige und teure weitere Prozessschritte wie beispielsweise Beschnitt des IHU-Teils oder das Fügen zusätzlicher Anschlussbauteile entfallen, wodurch sich eine signifikante Einsparung des erforderlichen Materials verwirklichen lässt. Durch die im Gegensatz zum Stand der Technik geringere druckbeaufschlagte Bauteillänge des IHU-Teils sind zudem geringere Zuhaltekräfte erforderlich, so dass das IHU-Werkzeug kostengünstiger und konstruktiv einfacher ausgebildet werden kann. Aufgrund nicht mehr benötigter Übergangsbereiche zwischen dem IHU-Teil und der Kontur des aufgeweiteten Bereichs, welcher zuvor gesondert gefügt werden musste, kann das IHU-Werkzeug mit geringeren Werkzeugabmessungen ausgebildet werden.One Another aspect of the invention relates to an apparatus for manufacturing an IHU part, with an IHU tool, wherein according to the invention a relative across from the IHU tool to moving sleeve is provided, which outer peripheral side on To arrange IHU part and by means of which a contour area of the hydroforming tool is to release, in which the hydroforming part by means of hydroforming at least partially reshape is. In other words, it is intended in that the hydroforming tool has a contour region which is variable by means of a movable sleeve is to be released and into which the hydroforming part is to be reshaped. The forming can, in contrast to the prior art to the Component end of the hydroformed part done so that the hydroformed part also on one or more of its end regions with process reliability and reproducible strong widening can be formed. In addition, elaborate and expensive additional process steps such as trimming the hydroformed section or the joining additional Connection components are eliminated, resulting in a significant saving of the required material. By contrast The prior art lower pressurized component length of the hydroformed part are also lower clamping forces required, making the hydroforming tool cheaper and more structurally simple can be trained. Due to no longer required transition areas between the IHU part and the contour of the expanded area, which previously separately added The hydroforming tool can be used with smaller tool dimensions be formed.
Dabei hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dass die Hülse erfindungsgemäß in Erstreckungsrichtung des IHU-Teils zu bewegen ist, da auf diese Weise eine gleichmäßige innenumfängliche Druckbeaufschlagung des IHU-Teils verwirklicht werden kann. Das Bewegen in Erstreckungsrichtung verhindert daher ein ungleichmäßiges Umformen oder Einreißen des IHU-Teils und erhöht die Prozesssicherheit.there It has been found to be advantageous that the sleeve according to the invention in the extension direction of To move IHU part is, as in this way a uniform internally Pressurization of the hydroforming part can be realized. The Moving in the extension direction therefore prevents uneven forming or tearing the Hydroforming part and raised the process security.
Eine besonders kompakte und bauraumsparende Ausgestaltung der Vorrichtung kann dadurch erzielt werden, dass die Hülse und der Stempel koaxial angeordnet sind. Um eine zuverlässige Abdichtung des IHU-Werkzeugs gewährleisten zu können, ist es zudem vorgesehen, dass ein Innenumfang der Hülse an einen Außenumfang des Stempels angepasst ist.A particularly compact and space-saving design of the device can be achieved by the sleeve and the punch coaxial are arranged. To be a reliable Ensure sealing of the hydroforming tool to be able to it is also provided that an inner circumference of the sleeve to an outer periphery the stamp is adjusted.
Um während des Umformens verbliebene Abweichungen des IHU-Teils von der gewünschten Bauteilgeometrie zuverlässig korrigieren zu können, ist es in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Hülse einen verjüngten Endbereich umfasst, mittels welchem das IHU-Teil in den Konturbereich des IHU-Werkzeugs einzuformen ist.Around while reliably correct deviations of the hydroformed portion remaining from the desired component geometry to be able to it provided in a further embodiment of the invention that the Sleeve one includes tapered end portion, by means of which the hydroformed part in the contour region of the hydroforming die is to form.
Das Maß der Aufweitung zwischen dem nicht umgeformten IHU-Teil und dem fertig umgeformten IHU-Teil kann besonders einfach dadurch bestimmt werden, dass eine Wandstärke der Hülse dem Konturbereich des IHU-Werkzeugs entsprechend ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist es demnach vorgesehen, dass die Wandstärke der Hülse korrespondierend mit dem Konturbereich des IHU-Werkzeugs ausgebildet ist und der Innenwandbereich der Hülse dadurch bei nichtfreigegebenem Konturbereich der übrigen Kontur des IHU-Werkzeugs entspricht.The Measure of Expansion between the non-formed hydroformed section and the finished hydroformed section can be determined particularly simply by a wall thickness of Sleeve that Contour area of the hydroforming tool is designed accordingly. With In other words, it is therefore provided that the wall thickness of Sleeve corresponding is formed with the contour region of the hydroforming tool and the Inner wall portion of the sleeve thereby if the contour contour of the hydroforming tool is not released, this corresponds to the remaining contour of the hydroforming die.
Die Länge des durch das Umformen aufgeweiteten Bereichs des IHU-Teils kann in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung dadurch bestimmt werden, dass ein Hub der Hülse der gewünschten Länge des umgeformten Bereichs des IHU-Teils entsprechend ausgebildet ist.The Length of the by the forming expanded portion of the hydroformed part can in further advantageous embodiment be determined by that a stroke of the sleeve the desired Length of the formed Section of the hydroformed part is designed accordingly.
Um auch IHU-Teile mit besonders komplexen Bauteilgeometrien ausbilden zu können, kann es weiterhin vorgesehen sein, dass dem IHU-Werkzeug eine weitere Kontur zugeordnet ist, in welche hinein das IHU-Teil bereichsweise umzuformen ist. Eine derartige weitere Kontur erlaubt dabei beispielsweise das Ausbilden von Anschlussgeometrien für weitere Bauteile. Durch das Entfallen zusätzlicher Prozessschritte können auf diese Weise signifikante Kostenvorteile realisiert werden. Dabei hat es sich weiterhin als vorteilhaft gezeigt, dass die weitere Kontur domartig ausgebildet ist. Eine derartig ausgebildete Kontur ermöglicht das Ausbilden besonders stabiler Anschlussgeometrien am IHU-Teil. Dabei kann ein Ausbilden ungleichmäßiger Wandstärken bzw. ein Reißen des IHU-Teils dadurch verhindert werden, dass dem IHU-Werkzeug ein weiterer Stempel zugeordnet ist, mittels welchem die weitere Kontur freizugeben ist.Around also form hydroforming parts with particularly complex component geometries to be able to It can also be provided that the hydroforming tool another Contour is assigned, in which the hydrofluoric section partially is to transform. Such a further contour allows, for example, the Forming connection geometries for other components. By the Eliminate additional Process steps can In this way, significant cost benefits can be realized. there It has also been shown to be advantageous that the other Contour is formed like a dome. Such a trained contour allows the formation of particularly stable connection geometries on the hydroforming section. In this case, a formation of uneven wall thicknesses or a tearing of the hydroformed part can be prevented by the hydroforming tool associated with further stamp, by means of which the further contour is to be released.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen, in welchen gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:Further Advantages, features and details of the invention will become apparent the following description of preferred embodiments and by reference the drawings, in which the same or functionally identical elements are provided with identical reference numerals. Showing:
Es
ist dabei zu beachten, dass das in
Claims (10)
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DE10211087A1 (en) * | 2002-02-13 | 2003-08-21 | Schuler Hydroforming Gmbh & Co | Method and device for producing workpieces using the hydroforming process |
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