DE102007018395B4

DE102007018395B4 - Internal high-pressure forming

Info

Publication number: DE102007018395B4
Application number: DE200710018395
Authority: DE
Inventors: Jochen Dr. Dörr; Rafael Garcia Gomez
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2007-04-17
Filing date: 2007-04-17
Publication date: 2011-02-17
Anticipated expiration: 2027-04-18
Also published as: DE102007018395A1

Abstract

Innenhochdruck-Umformverfahren, bei welchem ein in einem Umformwerkzeug (1) umzuformendes, rohrförmiges Werkstück (2) aus einem Stahlwerkstoff innerhalb oder außerhalb des Umformwerkzeugs (1) vorgewärmt wird, wobei die Enden (3) des in einem Formhohlraum (4) des geschlossenen Umformwerkzeugs (1) aufgenommen Werkstücks (2) abgedichtet werden und wobei anschließend ein Gas unter Druck in den Innenraum (6) des Werkstücks (2) eingeleitet wird, wobei das Werkstück (2) in ein gekühltes Umformwerkzeug (1) eingelegt wird, wobei das Werkstück (2) in einem Zug durch den Druck des Gases umgeformt und durch die Temperatur dieses Gases von innen und die Temperatur des Umformwerkzeugs (1) von außen in demselben, aus einem Untergesenk (11) und einem Obergesenk (12) bestehenden Umformwerkzeug (1) gehärtet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Gasdruck im Werkstück (2) durch Relativbewegung eines Pressenoberteils (10) in Schließrichtung des Umformwerkzeugs (1) erzeugt wird und durch einen Druckübersetzer (16) verstärkt wird, welcher auf seiner Primärseite von einem Fluiddruck beaufschlagt wird, welcher wiederum...A hydroforming process in which a tubular workpiece (2) to be formed in a forming tool (1) is preheated from a steel material inside or outside the forming tool (1), the ends (3) of which are in a mold cavity (4) of the closed forming tool (1) received workpiece (2) are sealed and then a gas under pressure in the interior (6) of the workpiece (2) is introduced, wherein the workpiece (2) in a cooled forming tool (1) is inserted, wherein the workpiece (2) deformed in one go by the pressure of the gas and by the temperature of this gas from the inside and the temperature of the forming tool (1) from the outside in the same forming tool (1) consisting of a lower die (11) and an upper die (12) is hardened, characterized in that the gas pressure in the workpiece (2) by relative movement of a press upper part (10) in the closing direction of the forming tool (1) is generated and by a n pressure intensifier (16) is amplified, which is acted upon on its primary side by a fluid pressure, which in turn ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Innenhochdruck-Umformverfahren mit den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The The invention relates to a hydroforming process with the features in the preamble of claim 1.

Im Bereich der Warmumformung von Blechwerkstoffen sind zwei grundlegende Verfahren bekannt: erstens das Presshärten, d. h. das Warmformen von Blechen durch Tiefziehen in gekühlten Werkzeugen, sowie die Umformung von Rohren, insbesondere aus Aluminium oder Magnesium durch Innenhochdruck-Umformung in geheizten Werkzeugen. Mit der Innenhochdruck-Umformung in geheizten Werkzeugen werden die Formgebungsmöglichkeiten, bedingt durch die Temperaturerhöhung erweitert. Zudem ergibt sich ein verbesserter Materialfluss, so dass durch geeignetes Nachschieben definierte Wanddicken besser einstellbar sind.in the Hot forming of sheet materials are two fundamental Method known: first, the press-hardening, d. H. the thermoforming of sheet metal by deep drawing in cooled tools, as well as the Forming of pipes, in particular of aluminum or magnesium by hydroforming in heated tools. With the hydroforming in heated Tools are the shaping possibilities, conditioned by the temperature increase extended. In addition, there is an improved material flow, so that defined by suitable Nachschieben wall thicknesses better are adjustable.

Ein Hydroformen von vorgewärmten Werkstücken in entsprechend aufgeheizten Werkzeugen stellt hohe Anforderungen an die Umformtechnologie. Bei der Umformung von Stahlrohren müssen die Werkzeuge auf mindestens 450°C, besser bis auf 930°C aufgeheizt werden. Dies ist aufgrund des entstehenden Zunders nur unter Verwendung von Nickelbasislegierungen oder keramischen Werkstoffen für die Werkzeuge möglich. Zudem kostet das Heizen der Werkzeuge viel Energie und erfordert spezielle Pressen, da die heißen Werkzeuge gegenüber der Presse isoliert werden müssen.One Hydroforms of preheated workpieces in appropriately heated tools makes high demands to the forming technology. When forming steel pipes, the tools must to at least 450 ° C, better up to 930 ° C be heated. This is due to the resulting scale only using nickel-base alloys or ceramic materials for the tools possible. In addition, heating the tools costs a lot of energy and requires Special presses, as the hot ones Tools opposite need to be isolated from the press.

Ferner ist es bekannt, durch Innenhochdruck-Umformung warm umgeformte Rohre in einem zweiten Schritt einem Kaltverfestigungsprozess zu unterziehen. Hierbei kommt ein zweites Umformwerkzeug zum Einsatz ( DE 698 26 234 T2 ). Eine Härtung der warm umgeformten Rohre ist bei diesem Verfahren nicht angedacht.Furthermore, it is known to undergo hot-formed tubes by hydroforming in a second step of a work hardening process. Here a second forming tool is used ( DE 698 26 234 T2 ), A hardening of the hot-formed tubes is not considered in this process.

Es zählt auch zum Stand der Technik bei der Innenhochdruck-Umformung das Umformwerkzeug zunächst aufzuheizen, um dadurch das Werkstück zu erwärmen. Anschließend wird dasselbe Umformwerkzeug wieder abgekühlt, um das Werkstück zu härten ( DE 698 03 588 T2 ). Bei dieser Vorgehensweise treten sehr hohe Energieverluste auf, bedingt durch die ständigen Temperaturwechsel. Zudem ist es schwierig, die kritischen Abkühlgeschwindigkeiten mit hinreichender Prozesssicherheit zu gewährleisten.It is also state of the art in hydroforming to first heat the forming tool to thereby heat the workpiece. Subsequently, the same forming tool is cooled down again to harden the workpiece ( DE 698 03 588 T2 ), In this procedure, very high energy losses occur due to the constant temperature changes. In addition, it is difficult to ensure the critical cooling rates with sufficient process reliability.

Aus der DE 102 40 876 A1 ist ein Verfahren bekannt, bei welchem ein hohlzylindrisches Metallelement in einer formgebenden Matrize mit einer formgebenden Fläche umgeformt wird. Das Metallelement wird zunächst bis auf einen Temperaturbereich erhitzt, der zum Abschreck-Verstärken geeignet ist. Durch Druckbeaufschlagung mittels eines Gases, welches in den Hohlraum des Metallelements eingeleitet wird, wird eine Wand des Metallelements ausgebaucht und/oder verformt. Die ausgebauchte Wand gelangt in innigen Kontakt mit der formgebenden Fläche der Matrize bei gleichzeitigem Abschreck-Verstärken derselben. Hierdurch wird eine Verstärkung des Metallelements erreicht.From the DE 102 40 876 A1 For example, a method is known in which a hollow cylindrical metal element is formed in a forming die having a forming surface. The metal element is first heated to a temperature range suitable for quench enhancement. By pressurization by means of a gas, which is introduced into the cavity of the metal element, a wall of the metal element is bulged and / or deformed. The bulged wall comes into intimate contact with the forming surface of the die while simultaneously quenching it. As a result, a reinforcement of the metal element is achieved.

Der zur Verformung notwendige Gasdruck wird von einer Hochdruckgasversorgungsquelle aufgebraucht, die eine Druckbombe umfasst, welche das erforderliche Gasvolumen vorhält.Of the necessary for deformation gas pressure is from a high pressure gas supply source used up, which includes a pressure bomb, which the required Gas volume holds.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Weg aufzuzeigen, wie mittels Innenhochdruck-Umformung gehärtet Stahlrohre unter Minimierung der Energiekosten und Reduzierung der Werkzeugkosten mit hoher Fertigungsgeschwindigkeit hergestellt werden können.Of the Invention is based on the object to show a way how hardened by hydroforming steel tubes under minimization energy costs and reducing tooling costs with high production speed can be.

Diese Aufgabe wird mit dem Innenhochdruck-Umformverfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.These Task is with the hydroforming process according to the features of claim 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand der Unteransprüche.advantageous Further developments of the inventive concept are the subject of the dependent claims.

Das erfindungsgemäße Innenhochdruck-Umformverfahren sieht vor, dass ein umzuformendes, rohrförmiges Werkstück aus einem Stahlwerkstoff zunächst innerhalb oder außerhalb des Umformwerkzeugs vorgewärmt wird. Anschließend werden die Enden des in einem Formhohlraum des geschlossenen Umformwerkzeugs aufgenommenen Werkstücks abgedichtet, woraufhin ein Gas unter Druck in den Innenraum des Werkstücks eingeleitet wird.The Inner hydroforming process according to the invention provides that a tubular workpiece to be formed from a Steel material initially within or outside the forming tool preheated becomes. Then be the ends of the in a mold cavity of the closed forming tool recorded workpiece sealed, causing a gas under pressure in the interior of the workpiece is initiated.

Das Werkstück wird nicht in ein vorgeheiztes, sondern in ein gekühltes Umformwerkzeug eingelegt. Zudem wird in das heiße Werkstück ein kühles Gas eingeleitet, wobei das Werkstück in einem Zug durch den Druck des Gases umgeformt und durch die Temperatur dieses Gases von innen und die Temperatur des Umformwerkzeugs von außen in demselben Umformwerkzeug gehärtet wird.The workpiece is not in a preheated, but in a cooled forming tool inserted. In addition, a cool gas is introduced into the hot workpiece, wherein the workpiece Formed in one go by the pressure of the gas and by the temperature this gas from inside and the temperature of the forming tool of Outside hardened in the same forming tool becomes.

Bei diesem Verfahren erfolgt eine Warmumformung sehr schnell. Das ist erforderlich, da das Werkstück im Werkzeug sehr rasch abgekühlt wird. Daher beträgt die Zeitdauer der plastischen Umformung vorzugsweise nur wenige Sekunden. Insbesondere erfolgt die Umformung innerhalb von maximal 5 Sekunden, vorzugsweise innerhalb von 2 Sekunden. In dieser Zeitspanne erfolgt allerdings nur die Warmumformung. Die durch Kontakt mit dem Werkzeug einsetzende Härtung, ausgelöst durch die Kühlung des Umformwerkzeugs sowie durch das eingeleitete kältere Gas, erfordert Zuhaltezeiten, die sich in einer Zeitspanne bis von 1 bis 20 Sekunden bewegen können. Vorzugsweise sind die Zuhaltezeiten kleiner als 10 Sekunden.In this method, a hot forming takes place very quickly. This is necessary because the workpiece is cooled very quickly in the tool. Therefore, the period of plastic working is preferably only a few seconds. In particular, the transformation takes place within a maximum of 5 seconds, preferably within 2 seconds. During this period, however, only the hot forming takes place. The onset of contact with the tool hardening, triggered by the cooling of the forming tool as well as by the introduced colder gas, requires locking times, ranging in time from 1 to 20 seconds can move. Preferably, the closing times are less than 10 seconds.

Bei dem Druckgas kann es sich beispielsweise um Stickstoff aber auch um Pressluft handeln. Der erforderliche Prozessdruck des Gases wird über eine Relativbewegung eines Pressenoberteils in Schließrichtung des Umformwerkzeugs erzeugt. Durch Relativbewegung des Pressenoberteils erfolgt eine Reduzierung eines Fluidvolumens, insbesondere des Gasvolumens, das unmittelbar in das rohrförmige Werkstück eingeleitet werden soll. Insbesondere kommt ein Druckübersetzer zum Einsatz. Eine Flüssigkeit auf der Primärseite des Druckübersetzers durch das Absenken eines Pressenoberteils druckbeaufschlagt wird. Innerhalb des Druckübersetzers drückt die Flüssigkeit auf einen Kolben, der auf der Sekundärseite wiederum das zur Umformung benötigte Gas vorspannt und in das umzuformende Werkstück presst.at The compressed gas may be, for example, nitrogen but also to act on compressed air. The required process pressure of the gas is via a relative movement a press upper part in the closing direction of the forming tool generated. By relative movement of the press upper part is a Reduction of a fluid volume, in particular of the gas volume, the directly into the tubular workpiece should be initiated. In particular, there is a pressure intensifier for use. A liquid on the primary side of the pressure intensifier is pressurized by lowering a press upper part. Within the intensifier presses the liquid on a piston on the secondary side again needed for forming Gas biased and pressed into the workpiece to be formed.

Das Erwärmen des Werkstücks auf eine Temperatur oberhalb Ac3 kann außerhalb des Umformwerkzeugs in einem separaten Durchlaufofen erfolgen. Es ist jedoch auch möglich, das Werkstück innerhalb des gekühlten Umformwerkzeugs auf eine Temperatur oberhalb der Austenitisierungstemperatur zu erwärmen, insbesondere durch elektrische Widerstandserwärmung. Hierbei werden die Werkstücke im Umformwerkzeug endseitig mit Elektroden in Kontakt gebracht, die gegenüber dem Umformwerkzeug isoliert sind. Ein elektrischer Strom durchfließt das Werkstück und führt in kürzester Zeit zu einem starken Temperaturanstieg auf eine Temperatur oberhalb der Austenitisierungstemperatur. Bei dieser Vorgehensweise sind die Aufheizgeschwindigkeiten sehr hoch, sodass die Werkstücke zur vollständigen Austenitisierung auf höhere Temperaturen erwärmt werden müssen, als bei niedrigeren Aufheizgeschwindigkeiten, wie sie in einem Durchlaufofen vorherrschen. Bei der elektrischen Widerstandserwärmung mit hoher Aufheizgeschwindigkeit werden Temperaturbereiche um 1050°C angestrebt.The Heat of the workpiece to a temperature above Ac3 can outside the forming tool done in a separate continuous furnace. However, it is also possible that workpiece inside the chilled Forming tool to a temperature above the Austenitisierungstemperatur to warm, in particular by electrical resistance heating. Here are the workpieces in the forming tool end brought into contact with electrodes, which are opposite to the Forming tool are isolated. An electric current flows through the workpiece and leads in the shortest possible time Time to a strong temperature rise to a temperature above the austenitizing temperature. In this approach are the heating rates are very high, so that the workpieces for complete austenitization on higher Temperatures are heated have to, as at lower heating rates, as in a continuous furnace prevalence. When electrical resistance heating with high heating rate, temperature ranges around 1050 ° C are desired.

Das Gas soll eine Temperatur von unter 40°C aufweisen. Das Gas kann hierbei gezielt herunter gekühlt worden sein, was aus Gründen der Energiebilanz jedoch möglichst vermieden werden sollte. Da Gas ein relativ schlechter Wärmeträger ist und weil weitaus weniger Wärme vom Werkstück an das Gas abgegeben wird, als an das Umformwerkzeug, spielt die Temperatur des Gases eine weniger wichtige Rolle, als die Temperatur des Umformwerkzeugs. Theoretisch ist es möglich, dass die Temperatur des Gases in einem Bereich bis 300°C liegt. Am günstigsten ist es, wenn die Temperatur des Gases der Umgebungstemperatur entspricht und daher typischerweise in einem Bereich um 20°C liegt. Diese Temperatur liegt noch immer weit unter der Temperatur des Werkstücks, das auf eine Temperatur erwärmt worden ist, die mindestens der Austenitisierungstemperatur des jeweiligen Werkstoffs entspricht. Vorzugsweise liegt die Temperatur bei niedrigen Aufheizgeschwindigkeiten 30°C bis 50°C über der Austenitisierungstemperatur, d. h. typischerweise in einem Bereich von 920°C bis 970°C. Derartige Werkstücktemperaturen werden in separaten Öfen erzeugt, wobei das Werkstück nach der Entnahmen aus dem Ofen und beim Einlegen in das Umformwerkzeug immer noch eine Temperatur von mindestens 800°C aufweisen sollte. Die Handhabungsgeschwindigkeit der Werkstücke muss entsprechend hoch sein, um eine Abkühlung des Werkstücks so weit es geht zu vermeiden. Bei einer Erwärmung des Werkstücks im Umformwerkzeug, insbesondere durch elektrische Widerstandserwärmung, ist die Temperatur des Werkstücks unmittelbar vor Beginn des Umformvorgangs deutlich höher als 800°C und kann über 1000°C liegen.The Gas should have a temperature of less than 40 ° C. The gas can here deliberately cooled down have been, for whatever reason the energy balance as possible should be avoided. Since gas is a relatively poor heat transfer medium and because much less heat from the workpiece is discharged to the gas, as to the forming tool, the plays Temperature of the gas has a less important role than the temperature of the forming tool. Theoretically it is possible that the temperature of the gas is in a range up to 300 ° C. The cheapest is it, when the temperature of the gas corresponds to the ambient temperature and therefore typically in a range around 20 ° C. This temperature is still far below the temperature of the workpiece, which is at a temperature heated has been at least the Austenitisierungstemperatur of the respective Material corresponds. Preferably, the temperature is low Heating rates 30 ° C to 50 ° C above the Austenitizing temperature, d. H. typically in one area of 920 ° C up to 970 ° C. Such workpiece temperatures be in separate ovens generated, wherein the workpiece after removal from the oven and when inserting into the forming tool should still have a temperature of at least 800 ° C. The handling speed the workpieces must be high enough to allow cooling of the workpiece so far it's about to be avoided. When heating the workpiece in the forming tool, in particular by electrical resistance heating, the temperature of the workpiece is immediate before the beginning of the forming process is significantly higher than 800 ° C and can be over 1000 ° C.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich rohrförmige Werkstücke aus einem Stahlwerkstoff in einem Zug, d. h. in nur einem einzigen Umformwerkzeug sowohl umzuformen, als auch in kürzester Zeit zu härten. Die Werkzeugkosten werden gegenüber bekannten, aufgeheizten Werkzeugen erheblich reduziert, da Standartwerkstoffe für die Werkzeuge zum Einsatz kommen können. Zu dem ist keine spezielle Isolation der Werkzeuge, d. h. eine zusätzliche Kühlung der Presse bzw. eines Pressenoberteils erforderlich. Es müssen auch keine separaten Werkzeuge zur Verfügung gestellt werden, in welchen das Werkstück in einem zweiten Schritt gekühlt, kaltverfestigt oder gehärtet werden muss.With the method according to the invention Is it possible tubular workpieces made of a steel material in one go, d. H. in just a single forming tool both transform, and in the shortest time Time to harden. The tool costs are compared known, heated tools considerably reduced, since standard materials for the tools can be used. There is no special isolation of the tools, ie. H. an additional cooling the press or a press shell required. It also has to no separate tools are provided in which the workpiece cooled in a second step, work-hardened or hardened must become.

Das Umformwerkzeug besitzt eine Temperatur, die maßgeblich abhängig ist von dem das Umformwerkzeug durchströmenden Kühlmedium. Bevorzugt hat das Kühlmedium eine Temperatur von unter 20°C, so dass auch die Umformwerkzeugtemperatur in einem Bereich unter 20°C liegt. Während des Betriebs kann sich die Temperatur des Umformwerkzeugs durch wiederholten Kontakt mit den vorgewärmten Werkstücken erhöhen. Dennoch wird angestrebt die Temperatur des Umformwerkzeugs in einem Temperaturbereich unterhalb von 50°C zu halten.The Forming tool has a temperature that is significantly dependent from the cooling medium flowing through the forming tool. Preferably that has cooling medium a temperature of less than 20 ° C, so that the forming tool temperature in an area below 20 ° C is. During the Operation, the temperature of the forming tool can be repeated by repeated Contact with the preheated workpieces increase. Nevertheless, the aim is the temperature of the forming tool in one Temperature range below 50 ° C to keep.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Dabei betreffen die Ausführungsformen der 1 und 2 Varianten für die kein Schutz beansprucht wird. Sie dienen lediglich zur Illustration des Erfindungsgedankens.The invention will be explained in more detail with reference to embodiments shown in schematic drawings. The embodiments relate to the 1 and 2 Variants for which no protection is claimed. They serve only to illustrate the inventive idea.

Es zeigen:It demonstrate:

1: Eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zur Innenhochdruck-Umformung; 1 A first embodiment of a device for hydroforming;

2: eine zweite Ausführungsform zur Innenhochdruck-Umformung und 2 A second embodiment for hydroforming and

3: eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Innenhochdruck-Umformung. 3 a third embodiment of a device for hydroforming.

1 zeigt ein Umformwerkzeug 1, in welchem ein Werkstück 2 aus einem Stahlrohr aufgenommen ist. Das Werkstück 2 ist zuvor in einem Durchlaufofen auf eine Temperatur oberhalb von Ac3 erwärmt worden. Die Enden 3 des in dem Formhohlraum 4 des Umformwerkzeug 1 aufgenommenen Werkstücks 2 sind von Axialkolben 5 verschlossen, die dafür vorgesehen sind, den Innenraum 6 des Werkstücks 2 zu verschließen und in Richtung der Pfeile P nachzuführen. 1 shows a forming tool 1 in which a workpiece 2 taken from a steel tube. The workpiece 2 has previously been heated in a continuous furnace to a temperature above Ac3. The ends 3 in the mold cavity 4 of the forming tool 1 recorded workpiece 2 are of axial piston 5 closed, which are intended to the interior 6 of the workpiece 2 to close and nachzuführen in the direction of the arrows P.

In den Innenraum 6 des Werkstücks 2 wird nach dem Abdichten durch die Axialkolben 5 und Schließen des Umformwerkzeugs 1 ein Gas eingeleitet, das einem Druckspeicher 7 entnommen wird. Der Druckspeicher 7 wird von einem Kompressor mit Gas gespeist, das über das Rückschlagventil 8 in den Druckspeicher 7 eingeleitet wird. Der Druckspeicher 7 ist über ein Druckregelventil 9 absperrbar. Das Besondere ist, dass das Umformwerkzeug 1 gekühlt ist und eine Temperatur von unter 40°C aufweist und das auch das Gas aus dem Druckspeicher 7 eine Temperatur unter 40°C aufweist, wohingegen das Werkstück 2 zuvor auf einer Temperatur oberhalb Ac3 erwärmt worden ist, bevor es mit hoher Handhabungsgeschwindigkeit in das Umformwerkzeug 1 eingelegt worden ist. Die plastische Umformung innerhalb des Umformwerkzeugs 1 erfolgt sehr schnell und vorzugsweise in einer Zeitspanne kleiner als 5 Sekunden. Im Anschluss an die plastische Umformung kann eine bestimmte Haltezeit im geschlossenen Umformwerkzeug 1 vorgesehen sein. Die Haltezeit kann größer sein als die Zeitspanne, die für die Umformung benötigt wird. Nach Beendigung des Umformvorgangs ist das umgeformte rohrförmige Werkstück 2 gehärtet.In the interior 6 of the workpiece 2 is after sealing by the axial piston 5 and closing the forming tool 1 a gas is introduced, which is a pressure accumulator 7 is removed. The accumulator 7 is powered by a compressor with gas flowing through the check valve 8th in the accumulator 7 is initiated. The accumulator 7 is via a pressure control valve 9 shut off. The special feature is that the forming tool 1 is cooled and has a temperature of less than 40 ° C and also the gas from the pressure accumulator 7 a temperature below 40 ° C, whereas the workpiece 2 was previously heated to a temperature above Ac3, before it with high handling speed in the forming tool 1 has been inserted. The plastic deformation within the forming tool 1 takes place very quickly and preferably in a time span of less than 5 seconds. Following the plastic forming a certain holding time in the closed forming tool 1 be provided. The hold time may be greater than the time required for the forming. After completion of the forming process is the formed tubular workpiece 2 hardened.

Die Ausführungsform der 2 zeigt eine Variante, bei welcher der für die Umformung erforderliche Gasdruck durch Relativbewegung eines Pressenoberteils 10 in Schließrichtung des Umformwerkzeugs 1 resultiert. Das Umformwerkzeug 1 besteht aus einem Untergesenk 11 und einem Obergesenk 12. Das Pressenoberteil 10 ist mit dem Obergesenk 12 verbunden und hebt dieses zum Öffnen des Umformwerkzeugs 1 an bzw. senkt dieses zum Schließen ab. Wenn sich das Obergesenk 12 bereits in der Schließposition befindet, kann sich das Pressenoberteil 10 jedoch noch weiter absenken und somit relativ zum Obergesenk 12 bewegen. Dabei wird ein Kolben 13 einer Kolben-Zylinder-Anordnung 14 in einen Zylinder 15 gedrängt, in welchem ein Gasdruck aufgebaut wird. Das Gas kann wiederum von einem Kompressor in die Kolben-Zylinder-Anordnung 14 eingebracht werden. Ein Rückschlagventil 8 verhindert ein Zurückströmen des Gases. Über ein Druckregelventil 9 kann das Gas von der Kolben-Zylinder-Anordnung 14 in den Innenraum 6 des Werkstücks 2 eingeleitet werden. Auch bei dieser Ausführungsform ist das Umformwerkzeug 1 mit Kühlkanälen 16 versehen, um das Umformwerkzeug 1 auf die gewünschte Temperatur zu kühlen.The embodiment of the 2 shows a variant in which the gas pressure required for the forming by relative movement of a press upper part 10 in the closing direction of the forming tool 1 results. The forming tool 1 consists of a lower cast 11 and a superstar 12 , The press top 10 is with the upper die 12 connected and lifts this to open the forming tool 1 on or lowers this to close. When the upper part 12 already in the closed position, the press upper part can 10 but still further lower and thus relative to the upper Gesenk 12 move. This is a piston 13 a piston-cylinder arrangement 14 in a cylinder 15 urged, in which a gas pressure is built up. The gas can turn from a compressor into the piston-cylinder arrangement 14 be introduced. A check valve 8th prevents a backflow of the gas. Via a pressure control valve 9 can the gas from the piston-cylinder arrangement 14 in the interior 6 of the workpiece 2 be initiated. Also in this embodiment, the forming tool 1 with cooling channels 16 provided to the forming tool 1 to cool to the desired temperature.

Die Ausführungsform der 3 unterscheidet sich von derjenigen der 2 dadurch, dass sich in der Kolben-Zylinder-Anordnung 14 eine Flüssigkeit befindet, die beim Absenken des Pressenoberteils 10 relativ zum Obergesenk 12 in einen Druckübersetzer 16 geleitet wird. Ein Kolben 17 des Druckübersetzers wird primärseitig von der Flüssigkeit aus der Kolben-Zylinder-Anordnung 14 beaufschlagt und komprimiert sekundärseitig das zur Umformung des Werkstücks 2 erforderliche Gas. Das Gas befindet sich auf der Sekundärseite 18 des Druckübersetzers 16. Die Sekundärseite 18 wird über einen Kompressor mit Gas gespeist. Ein Rückschlagventil 8 verhindert wiederum ein Zurückströmen des Gases zum Kompressor. Das Einleiten des Gases in das Werkstück 2 wird wiederum über ein Druckregelventil 9 gesteuert bzw. geregelt. Der Aufbau des Umformwerkzeugs 1 entspricht demjenigen der 2.The embodiment of the 3 is different from the one of 2 characterized in that in the piston-cylinder arrangement 14 a liquid is present when lowering the press top 10 relative to the upper Gesenk 12 in a pressure intensifier 16 is directed. A piston 17 the pressure booster is the primary side of the liquid from the piston-cylinder assembly 14 applied and compressed on the secondary side that for forming the workpiece 2 required gas. The gas is on the secondary side 18 of the pressure intensifier 16 , The secondary side 18 is powered by a compressor with gas. A check valve 8th in turn prevents a backflow of the gas to the compressor. The introduction of the gas into the workpiece 2 in turn is via a pressure control valve 9 controlled or regulated. The structure of the forming tool 1 corresponds to the one of 2 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Umformwerkzeugforming tool
22: Werkstückworkpiece
33: EndeThe End
44: Formhohlraummold cavity
55: Axialkolbenaxial piston
66: Innenrauminner space
77: Druckspeicheraccumulator
88th: Rückschlagventilcheck valve
99: DruckregelventilPressure control valve
1010: PressenoberteilPress top
1111: Untergesenklower die
1212: Obergesenkupper die
1313: Kolbenpiston
1414: Kolben-Zylinder-AnordnungPiston-cylinder arrangement
1515: Zylindercylinder
1616: DruckübersetzerPressure intensifier
1717: Kolbenpiston
1818: Sekundärseitesecondary side
PP: Pfeilarrow

Claims

Hydroforming process in which a in a forming tool ( 1 ) to be formed, tubular workpiece ( 2 ) of a steel material inside or outside the forming tool ( 1 ) is preheated, the ends ( 3 ) in a mold cavity ( 4 ) of the closed forming tool ( 1 ) picked workpiece ( 2 ) are sealed and at closing a gas under pressure in the interior ( 6 ) of the workpiece ( 2 ), wherein the workpiece ( 2 ) in a cooled forming tool ( 1 ) is inserted, wherein the workpiece ( 2 ) in one go by the pressure of the gas and by the temperature of this gas from the inside and the temperature of the forming tool ( 1 ) from the outside in it, from a lower die ( 11 ) and an upper die ( 12 ) existing forming tool ( 1 ), characterized in that the gas pressure in the workpiece ( 2 ) by relative movement of a press upper part ( 10 ) in the closing direction of the forming tool ( 1 ) and by a pressure intensifier ( 16 ) is reinforced, which is acted upon on its primary side by a fluid pressure, which in turn from a relative movement of the press upper part ( 10 ) in the closing direction of the forming tool ( 1 ) results.

Hydroforming process according to claim 1, characterized characterized in that the gas is introduced at a temperature below 40 ° C. becomes.

Hydroforming process according to one of claims 1 or 2, characterized in that the deformation of the workpiece ( 2 ) in a period of up to 5 seconds.

Hydroforming process according to one of claims 1 to 3, characterized in that the temperature of the forming tool ( 1 ) is in a range of 4 ° C to 50 ° C.

Hydroforming process according to one of claims 1 to 4, characterized in that the workpiece ( 2 ) is heated to a temperature which is above the austenitizing temperature.

Hydroforming process according to one of claims 1 to 5, characterized in that the workpiece ( 2 ) is heated by electrical resistance heating before forming within the cooled forming tool.

Hydroforming process according to one of claims 1 to 6, characterized in that the workpiece ( 2 ) has a temperature of at least 800 ° C immediately before the beginning of the hot working.

Hydroforming process according to one of claims 1 to 7, characterized in that nitrogen is used as the gas.

Hydroforming process according to one of claims 1 to 8, characterized in that compressed air is used as the gas.