DE102009016874A1

DE102009016874A1 - Zur Zurückfederungskorrektur verstellbares Innenhochdruck-Umformwerkzeug

Info

Publication number: DE102009016874A1
Application number: DE102009016874A
Authority: DE
Inventors: Mike M. Lake Orion Ghiran; Wei Troy Ji; Mark P. Clarkston Donoghue; Terry A. East China Kent
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2008-04-15
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2029-04-09
Also published as: CN101559459A; US20090255308A1; US8020419B2; DE102009016874B4; CN101559459B

Abstract

Die Erfindung sieht eine Innenhochdruck-Umformvorrichtung zum Umformen einer Länge eines Rohres vor. Eine Innenhochdruck-Umformpresse umfasst einen oberen Tisch und einen unteren Tisch. Es ist ein erster Werkzeugsatz vorgesehen, um einen ersten Längsabschnitt des Rohres umzuformen, und ein zweiter Werkzeugsatz ist neben dem ersten Werkzeugsatz vorgesehen, der einen zweiten Längsabschnitt des Rohres umformt. Ein erster Drehzapfen ist zwischen einem ersten und einem zweiten oberen Werkzeug wirksam, sodass das zweite obere Werkzeug drehbar an dem oberen Tisch in Bezug auf das erste obere Werkzeug verstellt werden kann. Ein zweiter Drehzapfen ist zwischen einem ersten und einem zweiten unteren Werkzeug wirksam, sodass das zweite untere Werkzeug drehbar an dem unteren Tisch in Bezug auf das erste untere Werkzeug verstellt werden kann. Es ist ein Werkzeugeinsatz mit einem oberen Werkzeugeinsatz und einem unteren Werkzeugeinsatz vorgesehen, die obere und untere Einsatzhohlräume definieren, welche die ersten und zweiten Hohlraumabschnitte des oberen Werkzeugsatzes und des unteren Werkzeugsatzes miteinander verbinden. Dieser Werkzeugeinsatz ist entfernbar befestigt, wie erforderlich, um die Drehverstellung zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugsatz zu berücksichtigen.

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Innenhochdruck-Umformen bzw. Hydroformen eines Rohres und sieht im Spezielleren eine verstellbare Werkzeuganordnung vor, mittels der das Werkzeug während einer Werkzeugerprobung problemlos modifiziert werden kann, um eine Teilezurückfederung zu kompensieren.
Hintergrund der Erfindung
Es ist in der Automobil- und anderen Fertigungsindustrien gut bekannt, dass eine Länge eines Rohres derart umgeformt werden kann, um verschiedene Querschnitte und Ausbuchtungen entlang seiner Länge vorzusehen, indem das Rohr in einem Werkzeugsatz angeordnet wird und dann ein Hochdruckfluid in das Rohr eingeleitet wird, um die Rohrwände nach außen in den Werkzeughohlraum hinein aufzuweiten.
Beim Innenhochdruck-Umformen wie auch bei anderen Metallumformverfahren wie z. B. Pressen ist es bekannt, dass Restkräfte in dem umgeformten Teil vorhanden sind, die bewirken, dass das umgeformte Teil in seinen nicht umgeformten Zustand zurückfedert. Demgemäß ist es bei der Planung von Innenhochdruck-Umformwerkzeugen gut bekannt, dass versucht wird, den Grad der Zurückfederung während des Werkzeugplanungsverfahrens vorherzusagen, sodass das Teil auf eine Weise umgeformt werden kann, dass beim Entfernen aus dem Werkzeug und dem Stattfinden der unvermeidbaren Zurückfederung das Teil in die präzise fertige Form zurückfedern wird, die erwünscht ist.
Es ist gut bekannt, dass bis zu dem Grad, zu dem die Zurückfederung während der Planung des Teils und des Werkzeugs nicht vollständig vorhergesagt werden kann, die Werkzeuge durch Trimmen oder erneute maschinelle Bearbeitung verstellt werden müssen, um den Werkzeughohlraum derart neu anzuordnen, dass das umgeformte Teil in die gewünschte Dimension zurückfedern wird. Dieser Werkzeugarbeitsschritt mit dem begleitenden Trimmen und erneuten maschinellen Bearbeiten der Werkzeughohlräume bringt Zeit und Kosten für die Implementierung von Fertigungsverfahren mit sich.
Das Auftreten eines Zurückfederns ist besonders häufig und schwierig vorherzusagen, wenn rohrförmige Materialien mit hoher Festigkeit umgeformt werden sollen.
Abhängig von der Komplexität der zu bildenden Rohrform ist es übliche Praxis, ein Rohrbiegeverfahren einzusetzen, um das Rohr um seine Längsachse herum in z. B. eine L-Form zu biegen, sodass das Rohr in den Werkzeughohlraum passen wird. Nachdem das Rohr ein Rohrbiegeverfahren durchlaufen hat, werden bestimmte Restkräfte in dem gebogenen Rohr vorhanden sein, und diese Kräfte werden während des Druckumformens in dem Innenhochdruck-Umformwerkzeug freigesetzt, was die Vorhersage des Teilezurückfederns weiter verkompliziert und daher ferner die Notwendigkeit des Trimmens und erneuten maschinellen Bearbeitens des Hohlraumes zur Folge hat.
Im Hinblick auf das Vorstehende wäre es höchst wünschenswert, eine neue und verbesserte Innenhochdruck-Umformvorrichtung vorzusehen, welche die Zeit und die Kosten der erneuten maschinellen Bearbeitung der Innenhochdruck-Umformwerkzeughohlräume während einer Werkzeugerprobung minimieren würden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung sieht eine Innenhochdruck-Umformvorrichtung zum Umformen einer Länge eines Rohres vor. Eine Innenhochdruck-Umformpresse umfasst einen oberen Tisch und einen unteren Tisch. Ein erster Werkzeugsatz zum Umformen eines ersten Längsabschnitts des Rohres umfasst ein erstes oberes Werkzeug, das an dem oberen Tisch angebracht ist, und ein erstes unteres Werkzeug, das an dem unteren Tisch angebracht ist. Der erste Werkzeugsatz definiert einen Hohlraumabschnitt zur Aufnahme des ersten Längsabschnitts des Rohres. Ein zweiter Werkzeugsatz ist neben dem ersten Werkzeugsatz vorgesehen und formt einen zweiten Längsabschnitt des Rohres um. Der zweite Werkzeugsatz umfasst ein zweites oberes Werkzeug, das verstellbar an dem oberen Tisch angebracht ist, und ein zweites unteres Werkzeug, das verstellbar an dem unteren Tisch angebracht ist. Der zweite Werkzeugsatz definiert einen zweiten Hohlraumabschnitt zur Aufnahme des zweiten Längsabschnitts des Rohres. Ein erster Drehzapfen ist zwischen dem ersten oberen Werkzeug und dem zweiten oberen Werkzeug wirksam, sodass das zweite obere Werkzeug drehbar an dem oberen Tisch in Bezug auf das erste obere Werkzeug verstellt werden kann. Ein zweiter Drehzapfen ist zwischen dem ersten unteren Werkzeug und dem zweiten unteren Werkzeug wirksam, sodass das zweite untere Werkzeug drehbar an dem unteren Tisch in Bezug auf das erste untere Werkzeug verstellt werden kann. Es ist ein Werkzeugeinsatz mit einem oberen Werkzeugeinsatz und einem unteren Werkzeugeinsatz vorgesehen, die obere und untere Einsatzhohlräume definieren, welche die ersten und zweiten Hohlraumabschnitte des oberen Werkzeugsat zes und des unteren Werkzeugsatzes miteinander verbinden. Dieser Werkzeugeinsatz ist entfernbar befestigt, sodass er problemlos gegen einen Austauschwerkzeugeinsatz ausgetauscht wird, wie erforderlich, um die Drehverstellung zwischen dem ersten Werkzeugsatz und dem zweiten Werkzeugsatz zu berücksichtigen.
Weitere Anwendungsgebiete der vorliegenden Erfindung werden aus der hierin nachfolgend bereitgestellten detaillierten Beschreibung offensichtlich. Es sollte einzusehen sein, dass die detaillierte Beschreibung und spezifische Beispiele, während sie beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung angeben, lediglich der Illustration dienen sollen und den Schutzumfang der Erfindung nicht einschränken sollen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die vorliegende Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich.
1 ist eine Schnittansicht einer Länge eines Rohres.
2 zeigt die Länge des Rohres von 1, das in eine L-Form gebogen ist.
3 zeigt das L-förmige Rohr von 2, das entlang seiner Länge zu verschiedenen Querschnitten innenhochdruck-umgeformt wurde.
4 ist eine Draufsicht, welche den unteren Tisch einer Presse und einen an dem Tisch befestigten unteren Werkzeugsatz und Enddichtungen zum Abdichten der Enden des Rohres zeigt.
5 ist eine seitliche Aufrissansicht in der Richtung der Pfeile 5-5 von 4 mit weggebrochenen Teilen und im Schnitt.
6 ist eine seitliche Aufrissansicht in der Richtung der Pfeile 6-6 von 4 mit weggebrochenen Teilen und im Schnitt.
7 ist eine Ansicht ähnlich 4, wobei die Werkzeugeinsätze jedoch entfernt wurden.
8 und 9 sind Draufsichten der Werkzeugeinsätze, die aus 7 entfernt wurden.
Detaillierte Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen
Die nachfolgende Beschreibung ist rein beispielhaft und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder ihre Verwendungen nicht einschränken.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Länge eines hohlen Rohres 10 gezeigt und weist eine äußere Fläche 12 und eine innere Fläche 14 auf. Das Rohr 10 besitzt eine gewählte Länge und weist einen ersten Längsabschnitt 18 und einen zweiten Längsabschnitt 20 auf.
Unter Bezugnahme auf 2 ist zu sehen, dass das Rohr 10 von 1 in einem herkömmlichen Rohrbiegeverfahren in eine L-Form gebogen wurde, sodass der erste Längsabschnitt 18 und der zweite Längsabschnitt 20 nun unter 90 Grad zueinander angeordnet und an einem 90-Grad-Eckenabschnitt 22 verbunden sind. Das Rohr 10 von 2 wurde daher in eine Form vorgebogen, um einen rohrförmigen Rohling 26 zu definieren, der anschließend in einem Innenhochdruck-Umformwerkzeug bzw. Hydroforming-Werkzeug angeordnet wird.
3 zeigt den rohrförmigen Rohling 26 von 2, der sich in einem unteren Innenhochdruck-Umformwerkzeug 28 befindet, wobei einzusehen ist, dass das zusammenpassende obere Werkzeug oben auf dem unteren Werkzeug 28 angeordnet sein würde, um das Rohr 10 zu enthalten und zu umgeben. Anschließend, wie in dem Innenhochdruck-Umformverfahren gut bekannt, werden Dichtungseinheiten, in 3 nicht gezeigt, an den offenen Enden des Rohres 10 angebracht. Dann wird Druckfluid in das Innere des Rohres 10 eingeleitet, um das Rohr 10 nach außen in Aufweitungshohlräume, wie an einem Rohraufweitungshohlraum 34 in dem ersten Längsabschnitt 18, einem Rohraufweitungshohlraum 36 an dem zweiten Längsabschnitt 20 und einem Aufweitungshohlraum 38 an dem Eckenabschnitt 22 des rohrförmigen Rohlings 26 gezeigt, aufzuweiten.
Nachdem das Rohr 10 in gewünschte Form aufgeweitet worden ist, die durch die Hohlraumabschnitte 34, 36 und 38 definiert ist, wird das obere Werkzeug angehoben und das fertige Teil 10 wird dann aus dem unteren Werkzeug 22 entfernt. Es ist bezeichnend für Innenhochdruck-Umformungs- und andere Metallumformungsabschnitte, dass Restkräfte in dem umgeformten Artikel vorhanden sein werden, die bewirken, dass der Artikel etwas zu seiner vorherigen Form hin zurückfedert, sodass das fertige Teil außerhalb der Toleranz in Bezug auf die Produktdesignanforderungen liegt. Zum Beispiel ist in 3 das Zurückfedern um mehrere Grade bei „x” gezeigt.
Es ist daher in der Industrie gut bekannt, dass der Werkzeugsatz dann erneut maschinell bearbeitet oder in seiner Gesamtheit ausgetauscht würde, um die Form der Werkzeughohlräume auf eine Weise zu modifizie ren, dass bei der nächsten Erprobung das Teil in die Dimensionen zurückfedern wird, die innerhalb der Toleranzanforderungen für das fertige Teil liegen. Zum Beispiel würden in 3 der zweite Längsabschnitt 20 und der Eckenabschnitt 22 erneut in Bezug auf den ersten Längsabschnitt 18 maschinell bearbeitet werden.
Die 4–9 zeigen eine neue und verbesserte verstellbare Innenhochdruck-Umformwerkzeuganordnung zum Innenhochdruck-Umformen des rohrförmigen Rohlings 26 von 2.
Unter Bezugnahme auf 4 umfasst eine Innenhochdruck-Umformpresse, allgemein bei 50 bezeichnet, einen feststehenden unteren Tisch 52. Innenhochdruck-Umformdichtungsabschnitte, allgemein bei 64 und 66 bezeichnet, sind an dem unteren Tisch 52 befestigt, wie hierin nachfolgend erläutert.
Wie in 4 zu sehen, umfasst eine untere Werkzeuganordnung ein erstes unteres Werkzeug 70, ein zweites unteres Werkzeug 72 und einen unteren Werkzeugeinsatz 74. Das erste untere Werkzeug 70 nimmt den ersten Längsabschnitt 18 des rohrförmigen Rohlings 26 auf, das zweite untere Werkzeug 72 nimmt den zweiten Längsabschnitt 20 des rohrförmigen Rohlings 26 auf und der untere Werkzeugeinsatz 74 nimmt den Eckenabschnitt 22 des rohrförmigen Rohlings 26 auf.
Unter Bezugnahme auf die 5 und 6 ist zu sehen, dass die Innenhochdruck-Umformpresse 50 einen oberen Tisch 54 aufweist, der eine obere Werkzeugbasis 60 trägt. Die Presse 50 wird sich öffnen und schließen, indem sie den oberen Tisch 54 in Bezug auf den unteren Tisch 52 und eine untere Werkzeugbasis 56, die an dem unteren Tisch 52 befestigt ist, anhebt und absenkt. In 5 öffnet und schließt sich ein erstes oberes Werkzeug 80 vertikal in Bezug auf das erste untere Werkzeug 70. In 6 wird sich ein zweites oberes Werkzeug 82 über dem zweiten unteren Werkzeug 72 öffnen und schließen. Die 5 und 6 zeigen einen oberen Werkzeugeinsatz 84, der sich über dem unteren Werkzeugeinsatz 74 öffnet und schließt. Der untere Werkzeugeinsatz 74 ist in 8 gezeigt. Der obere Werkzeugeinsatz ist in 9 gezeigt.
Es ist demzufolge zu sehen, dass das erste obere Werkzeug 80 und das erste untere Werkzeug 70 zusammenwirken, um einen ersten Werkzeugsatz bereitzustellen, der einen Hohlraum zum Umformen des ersten Längsabschnitts 18 des rohrförmigen Rohlings 26 aufweist. Das zweite obere Werkzeug 82 und das zweite untere Werkzeug 72 wirken zusammen, um einen zweiten Werkzeugsatz bereitzustellen, der einen Hohlraum zum Umformen des zweiten Längsabschnitts 20 des rohrförmigen Rohlings 26 aufweist. Und der obere Werkzeugeinsatz 84 und der untere Werkzeugeinsatz 74 wirken zusammen, um einen Werkzeugeinsatz bereitzustellen, der einen Hohlraum zum Umformen des Eckenabschnitts des rohrförmigen Rohlings 26 aufweist.
Unter neuerlicher Bezugnahme auf 4 ist ersichtlich, dass das erste untere Werkzeug 70 durch eine Vielzahl von Schrauben 90 fest an der unteren Werkzeugbasis 56 angebracht ist. Wie am besten in den 4, 5 und 6 zu sehen, verbindet ein Drehzapfen 88 die benachbarten Enden des ersten unteren Werkzeugs 70 und des zweiten unteren Werkzeugs 72 im Bereich des Eckenabschnitts 22 drehbar miteinander. Das zweite untere Werkzeug 72 ist durch eine Vielzahl von Schrauben 96 verstellbar an der unteren Werkzeugbasis 56 angebracht, die in die Werkzeugbasis 56 geschraubt sind, aber in geschlitzten Schraubenpassbohrungen 98 des zweiten unteren Werkzeugs 72 laufen. Demzufolge wird auf Grund des Drehzapfens 88 und der geschlitzten Schraubenpassbohrungen 98 einzusehen sein, dass das zweite untere Werkzeug 72 um den Drehzapfen 88 herum in Bezug auf die feste Position des ersten unteren Werkzeugs 70 gedreht werden kann. Die 4, 5 und 6 zeigen auch, dass das erste obere Werkzeug 80 und das zweite obere Werkzeug 82 ebenso durch einen Drehbolzen 100 verbunden sind. Überdies ist das zweite obere Werkzeug 82 durch Schrauben, nicht gezeigt, die in geschlitzten Schraubenpassbohrungen ähnlich den geschlitzten Schraubenpassbohrungen 98 des zweiten unteren Werkzeugs 72 laufen, verstellbar an der oberen Werkzeugbasis 60 angebracht. Demgemäß kann das zweite obere Werkzeug 82 um seinen Drehzapfen 100 herum verstellt werden, wie erforderlich, um das zweite obere Werkzeug 82 in exakter Ausrichtung mit dem zweiten unteren Werkzeug 72 zu halten.
Unter neuerlicher Bezugnahme auf 5 ist ersichtlich, dass die Dichtungseinheit 66 eine herkömmliche Innenhochdruck-Umformungs-Enddichtungseinheit ist, die ein Dichtungsgehäuse 110 umfasst, das an einem Bett 112 befestigt ist, welches durch eine Vielzahl von Stickstoff-Werkzeugfedern 114 auf dem unteren Tisch 52 getragen ist. Unter neuerlicher Bezugnahme auf 6 ist ersichtlich, dass die Dichtungseinheit 64 eine herkömmliche Innenhochdruck-Umformungs-Enddichtungseinheit ist, die ein Dichtungsgehäuse 110 umfasst, das an einem Bett 112 befestigt ist, welches durch eine Vielzahl von Stickstoff-Werkzeugfedern 114 getragen ist. Die Werkzeugfedern 114 ruhen auf einer Plattform 116, die über einen Schenkel 118 mit dem unteren Werkzeug 72 verbunden ist. Demgemäß wird die Dichtungseinheit 64, wenn das erste untere Werkzeug 72 drehverstellt wird und um den Drehzapfen 88 herum schwingt, nachfolgen, sodass die Dichtungseinheit 64 in präziser Ausrichtung mit dem Ende des Rohres 10 gehalten wird.
Unter nunmehriger Bezugnahme auf die 5 und 6 ist ersichtlich, dass der untere Werkzeugeinsatz 74 innerhalb einer Einsatztasche 120 in dem ersten unteren Werkzeug 70 und einer Einsatztasche 122 sitzt, die in dem benachbarten Ende des zweiten unteren Werkzeugs 72 vorgesehen ist. Der untere Werkzeugeinsatz 74 wird durch eine Vielzahl von entfernbaren Schrauben, nicht gezeigt, in Position gehalten, sodass der untere Werkzeugeinsatz 74 problemlos an den Werkzeugen 70 und 72 befestigt und von diesen abgenommen werden kann. In den 5 und 6 ist zu sehen, dass der obere Werkzeugeinsatz 84 ebenso in einer Einsatztasche 124 in dem ersten oberen Werkzeug 80 und einer Einsatztasche 126 in dem zweiten oberen Werkzeug 82 befestigt ist.
7 zeigt, dass der untere Werkzeugeinsatz 74 von den Einsatztaschen 120 und 122 entfernt wurde.
Betrieb
4 zeigt, dass das erste untere Werkzeug 70 und das zweite untere Werkzeug 72 in Bezug aufeinander positioniert sind, wobei das zweite untere Werkzeug 72 einen Winkel von 90 Grad in Bezug auf das erste untere Werkzeug 70 aufweist. Selbstverständlich ist auch das zweite obere Werkzeug 82 auf denselben Winkel von 90 Grad eingestellt, sodass es sich genau über dem zweiten unteren Werkzeug 72 schließen wird. Der rohrförmige Rohling 26 von 2 ist in den Hohlräumen positioniert, die durch die unteren Werkzeuge 70 und 72 und den unteren Werkzeugeinsatz 84 definiert sind. Die Dichtungseinheiten 64 und 66 werden vorgerückt, um auf den Enden des rohrförmigen Rohlings 26 abzudichten. Der obere Tisch 54 wird abgesenkt, um das erste obere Werkzeug 80 und das zweite obere Werkzeug 82 auf dem ersten unteren Werkzeug 70 und dem zweiten unteren Werkzeug 72 zu schließen. Danach wird Druckfluid über zumin dest eine der Dichtungseinheiten 64 und 66 in den rohrförmigen Rohling 26 eingeleitet, um das Rohr nach außen in die verschiedenen Hohlräume 36, 38 und 34 hinein aufzuweiten. Nachdem der rohrförmige Rohling 26 vollständig aufgeweitet ist, wird der obere Tisch 54 angehoben, um die oberen Werkzeuge 80 und 82 anzuheben, die Dichtungseinheiten 64 und 66 werden von den Rohrenden gezogen und danach wird das umgeformte fertige rohrförmige Teil aus der Innenhochdruck-Umformpresse entfernt. Das fertige Teil wird dann gemessen, um festzustellen, ob seine umgeformte Form innerhalb der erforderlichen Toleranzen liegt. Wie es oft der Fall ist, wird das fertige Teil nach dem Entfernen aus den Werkzeugen in Richtung seines nicht umgeformten Zustands zurückfedern, und es wäre bei traditionellen Innenhochdruck-Umformwerkzeugen erforderlich, die Werkzeuge zu trimmen oder erneut maschinell zu bearbeiten, um die erforderlichen Toleranzen zu erhalten.
Die vorliegende Erfindung erleichtert das Verstellen und die erneute maschinelle Bearbeitung der Werkzeuge, indem sie die Verstellung ermöglicht und die Notwendigkeit einer erneuten maschinellen Bearbeitung minimiert. Im Speziellen wird der untere Werkzeugeinsatz 74, 9, von den oberen Werkzeugen geschraubt und ebenso wird der obere Werkzeugeinsatz 84 von den unteren Werkzeugen geschraubt. Danach werden die Schrauben 96, die das zweite untere Werkzeug 72 halten, gelöst und das zweite untere Werkzeug 72 um den Drehzapfen 88 herum in eine neue Position gedreht, die derart abgeschätzt ist, dass sie den Grad der Zurückfederung, die erfahren wurde, kompensiert. Zum Beispiel könnte das zweite untere Werkzeug 72 von einem Winkel von 90 Grad von dem ersten unteren Werkzeug 70 in eine neue Position von 92 Grad in Bezug auf das erste untere Werkzeug 70 gedreht werden. Ein neuer unterer Werkzeugeinsatz 74 und ein neuer oberer Werkzeugeinsatz 84 werden in einer neuen Form maschinell bearbeitet, die eine Kontinuität der Hohlraumform zwischen den unteren Werkzeugen 70 und 72 und den oberen Werkzeugen 80 und 82 bereitstellen wird. Die neuen Werkzeugeinsätze 74 und 84 werden in Position angeschraubt. Danach kann ein neues Versuchsteil innenhochdruck-umgeformt werden und dieses neue Versuchsteil wird neuerlich im Hinblick auf Übereinstimmung mit den maßlichen Anforderungen für ein korrektes fertiges Teil gemessen.
Das vorhergehende Werkzeugerprobungsverfahren wird wiederholt, bis ein erfolgreich korrekt dimensioniertes Teil erreicht wird. Das bedeutet, kontinuierliche Winkelverstellungen des zweiten unteren Werkzeugs 72 und seines zusammenpassenden zweiten oberen Werkzeugs 82 können vorgenommen werden, und der untere Werkzeugeinsatz 74 und der obere Werkzeugeinsatz 84 werden wiederholt erneut maschinell bearbeitet und ausgetauscht werden, bis das korrekt dimensionierte Teil zuverlässig erhalten wird.
Es wird einzusehen sein, dass die hierin offenbarte, verstellbare Werkzeuganordnung für die fortlaufende Produktion einer großen Menge von Teilen verwendet werden kann. Alternativ könnte, sobald die gewünschte Winkelbeziehung zwischen den Werkzeugen mithilfe des Erprobungsverfahrens hierin erhalten worden ist, ein herkömmlicherer Satz von Werkzeugen unter Verwendung des letzten Winkels der Verstellung, der in dem vorhergehenden Verfahren erarbeitet wurde, maschinell bearbeitet werden.
Im Hinblick auf das Obenstehende ist ersichtlich, dass durch Verwenden der zuvor beschriebenen verstellbaren Werkzeuganordnung wesentliche Einsparungen an Zeit und Geld bewerkstelligt werden können. Es wird insbesondere einzusehen sein, dass es im Stand der Technik wie in dem herkömmlichen Werkzeug von 3 gezeigt, erforderlich gewesen wäre, den gesamten Werkzeughohlraum des Werkzeugs 28 erneut maschinell zu bearbeiten, um die Achse des Werkzeughohlraumes 36 um die Anzahl der Grade zu bewegen, welche die Erfindung hierin nur durch Verstellen des Winkels des Werkzeugs 72 und anschließendes Einbauen von neu maschinell bearbeiteten Eckeneinsätzen 74 und 84 bereitstellt.
Es wird für einen Fachmann einzusehen sein, dass die vorhergehende Beschreibung lediglich beispielhaft für die Verwendung einer verstellbaren Werkzeuganordnung ist. Zum Beispiel beschreiben die Zeichnungen und die Beschreibung hierin ein einfaches, L-förmiges Teil, bei dem das Zurückfedern nur in einer einzigen Ebene stattgefunden hat, sodass ein zweidimensionales Drehen des letzten unteren Werkzeugs 72 die Kompensation bewerkstelligen wird, die erforderlich ist, um das Zurückfedern zu berücksichtigen. Es wird jedoch einzusehen sein, dass die Erfindung mit komplexer geformten Teilen verwendet werden kann, wo ein Zurückfedern in drei Dimensionen stattfinden kann. Demgemäß würde im Fall eines dreidimensionalen Zurückfederns der hierin durch die Drehzapfenschrauben 88 und 100 bereitgestellte einfache Drehpunkt gegen einen komplexeren Kugelgelenk-Drehmechanismus ausgetauscht werden, der die dreidimensionale Verstellung der zweiten oberen und unteren Werkzeuge in Bezug auf die ersten oberen und unteren Werkzeuge ermöglichen würde.
Wenngleich das rohrförmige Teil, das in dem Beispiel innenhochdruck-umgeformt wurde, welches in den Zeichnungen gezeigt ist, ein allgemein L-förmiges Teil ist, wird einzusehen sein, dass die Vorrichtung der Erfindung in jeder beliebigen Form eines rohrförmigen Teiles verwendet werden kann, wo ein Zurückfedern des innenhochdruck-umgeformten Rohres das Trimmen oder erneute maschinelle Bearbeiten der Werkzeugflächen notwendig machen würde, um das benötigte endgültige Teil zu erhalten.

Claims

Innenhochdruck-Umformvorrichtung zum Umformen einer Länge eines Rohres, welche umfasst: eine Presse mit einem oberen Tisch und einem unteren Tisch; einen ersten Werkzeugsatz zum Umformen eines ersten Längsabschnitts des Rohres, der ein erstes oberes Werkzeug, das an dem oberen Tisch angebracht ist, und ein erstes unteres Werkzeug umfasst, das an dem unteren Tisch angebracht ist, wobei der erste Werkzeugsatz einen ersten Hohlraumabschnitt zur Aufnahme des ersten Längsabschnitts des Rohres definiert; einen zweiten Werkzeugsatz zum Umformen eines zweiten Längsabschnitts des Rohres, der ein zweites oberes Werkzeug, das verstellbar an dem oberen Tisch angebracht ist, und ein zweites unteres Werkzeug umfasst, das verstellbar an dem unteren Tisch angebracht ist, wobei der zweite Werkzeugsatz einen zweiten Hohlraumabschnitt zur Aufnahme des zweiten Längsabschnitts des Rohres definiert; einen ersten Drehzapfen, der zwischen dem ersten oberen Werkzeug und dem zweiten oberen Werkzeug wirksam ist, sodass das zweite obere Werkzeug drehbar an dem oberen Tisch in Bezug auf das erste obere Werkzeug verstellt werden kann; einen zweiten Drehzapfen, der zwischen dem ersten unteren Werkzeug und dem zweiten unteren Werkzeug wirksam ist, sodass das zweite untere Werkzeug drehbar an dem unteren Tisch in Bezug auf das erste untere Werkzeug verstellt werden kann; und einen Werkzeugeinsatz mit einem oberen Werkzeugeinsatz und einem unteren Werkzeugeinsatz, die relative obere und untere Einsatzhohlräume definieren, welche die ersten und zweiten Hohlraumabschnitte des oberen Werkzeugsatzes und des unteren Satzes miteinander verbinden, wobei der Werkzeugeinsatz entfernbar und gegen einen alternativen Werkzeugeinsatz austauschbar ist, wie erforderlich, um die Drehverstellung zwischen dem ersten Werkzeugsatz und dem zweiten Werkzeugsatz zu berücksichtigen.
Innenhochdruck-Umformvorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner umfasst, dass das erste und das zweite obere Werkzeug jeweils eine Einsatzaufnahmetasche neben dem ersten Drehzapfen aufweisen und den oberen Werkzeugeinsatz entfernbar darin befestigt aufweisen; und wobei das erste und das zweite untere Werkzeug jeweils eine Einsatzaufnahmetasche neben dem zweiten Drehzapfen aufweisen und den unteren Einsatz des Werkzeugeinsatzes entfernbar darin befestigt aufweisen.
Innenhochdruck-Umformvorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner eine Rohrdichtungseinheit umfasst, die an dem zweiten unteren Werkzeug befestigt ist, um das Ende eines Rohres abzudichten, das in dem ersten und dem zweiten Hohlraumabschnitt eingeschlossen ist, sodass sich die Dichtungseinheit bei einer Drehverstellung des zweiten unteren Werkzeugs um den zweiten Drehzapfen herum mit dem zweiten unteren Werkzeug bewegen wird, um in Ausrichtung mit dem zweiten Hohlraumabschnitt zu bleiben.
Innenhochdruck-Umformvorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner umfasst, dass das zweite obere Werkzeug durch eine Schraube/Passbohrung-Verbindung an dem oberen Tisch angebracht ist, wodurch ein Lösen der Schraube zulassen wird, dass sich das zweite obere Werkzeug um den ersten Drehzapfen herum dreht.
Innenhochdruck-Umformvorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner umfasst, dass das zweite untere Werkzeug durch eine Schraube/Passbohrung-Verbindung an dem unteren Tisch angebracht ist, wodurch ein Lösen der Schraube zulassen wird, dass sich das zweite untere Werkzeug um den zweiten Drehzapfen herum dreht.
Innenhochdruck-Umformvorrichtung nach Anspruch 1, welche ferner umfasst, dass das erste und das zweite obere Werkzeug jeweils eine Einsatzaufnahmetasche neben dem ersten Drehzapfen aufweisen und den oberen Werkzeugeinsatz entfernbar darin befestigt aufweisen; und wobei das erste und das zweite untere Werkzeug jeweils eine Einsatzaufnahmetasche neben dem zweiten Drehzapfen aufweisen und den unteren Einsatz des Werkzeugeinsatzes entfernbar darin befestigt aufweisen; und eine Rohrdichtungseinheit, die an dem zweiten unteren Werkzeug befestigt ist, um das Ende eines Rohres abzudichten, das in dem ersten und dem zweiten Hohlraumabschnitt eingeschlossen ist, sodass sich die Dichtungseinheit bei einer Drehverstellung des zweiten unteren Werkzeugs um den zweiten Drehzapfen herum mit dem zweiten unteren Werkzeug bewegen wird, um in Ausrichtung mit dem zweiten Hohlraumabschnitt zu bleiben.
Innenhochdruck-Umformvorrichtung nach Anspruch 6, welche ferner umfasst, dass das zweite obere Werkzeug durch eine Schraube/Passbohrung-Verbindung an dem oberen Tisch angebracht ist, wodurch ein Lösen der Schraube zulassen wird, dass sich das zweite obere Werkzeug um den ersten Drehzapfen herum dreht, und das zweite untere Werkzeug durch eine Schraube/Passbohrung-Verbindung an dem unteren Tisch angebracht ist, wodurch ein Lösen der Schraube zulassen wird, dass sich das zweite untere Werkzeug um den zweiten Drehzapfen herum dreht.
Innenhochdruck-Umformvorrichtung zum Umformen einer Länge eines Rohres, welche umfasst: eine Presse mit einem oberen Tisch und einem unteren Tisch; ein erstes unteres Werkzeug und ein zweites unteres Werkzeug, die jeweils Hohlraumabschnitte und einen unteren Werkzeugeinsatz aufweisen, der entfernbar an dem ersten unteren Werkzeug und dem zweiten unteren Werkzeug befestigt ist und einen Hohlraum aufweist, der die Hohlraumabschnitte des ersten unteren Werkzeugs und des zweiten unteren Werkzeugs verbindet; ein erstes oberes Werkzeug und ein zweites oberes Werkzeug, die jeweils Hohlraumabschnitte, die über den Hohlraumabschnitten des ersten unteren Werkzeugs und des zweiten unteren Werkzeugs liegen und mit diesen zusammenwirken, und einen oberen Werkzeugeinsatz aufweisen, der entfernbar an dem ersten oberen Werkzeug und dem zweiten oberen Werkzeug befestigt ist und einen Hohlraum aufweist, der die Hohlraumabschnitte des ersten oberen Werkzeugs und des zweiten oberen Werkzeugs verbindet; einen ersten Drehzapfen, der zwischen dem ersten oberen Werkzeug und dem zweiten oberen Werkzeug wirksam ist, sodass das zweite obere Werkzeug drehbar an dem oberen Tisch in Bezug auf das erste obere Werkzeug verstellt werden kann, wenn der obere Werkzeugeinsatz für einen Austausch gegen einen oberen Austauschwekzeugeinsatz entfernt wird, und einen zweiten Drehzapfen, der zwischen dem ersten unteren Werkzeug und dem zweiten unteren Werkzeug wirksam ist, sodass das zweite untere Werkzeug drehbar an dem unteren Tisch in Bezug auf das erste untere Werkzeug verstellt werden kann, wenn der untere Werkzeugeinsatz für einen Austausch gegen einen unteren Austauscheinsatz entfernt wird.
Innenhochdruck-Umformvorrichtung nach Anspruch 8, welche ferner eine Rohrdichtungseinheit umfasst, die an dem zweiten unteren Werkzeug befestigt ist, um das Ende eines Rohres abzudichten, das in dem ersten und dem zweiten Hohlraumabschnitt eingeschlossen ist, sodass sich die Dichtungseinheit bei einer Drehverstellung des zweiten unteren Werkzeugs um den zweiten Drehzapfen herum mit dem zweiten unteren Werkzeug bewegen wird, um in Ausrichtung mit dem zweiten Hohlraumabschnitt zu bleiben.
Innenhochdruck-Umformvorrichtung nach Anspruch 8, welche ferner umfasst, dass das zweite obere Werkzeug durch eine Schraube/Passbohrung-Verbindung an dem oberen Tisch angebracht ist, wodurch ein Lösen der Schraube zulassen wird, dass sich das zweite obere Werkzeug um den ersten Drehzapfen herum dreht, und das zweite untere Werkzeug durch eine Schraube/Passbohrung-Verbindung an dem unteren Tisch angebracht ist, wodurch ein Lösen der Schraube zulassen wird, dass sich das zweite untere Werkzeug um den zweiten Drehzapfen herum dreht.
Innenhochdruck-Umformvorrichtung nach Anspruch 8, welche ferner umfasst, dass das zweite obere Werkzeug durch eine Schraube/Passbohrung-Verbindung an dem oberen Tisch angebracht ist, wodurch ein Lösen der Schraube zulassen wird, dass sich das zweite obere Werkzeug um den ersten Drehzapfen herum dreht, und das zweite untere Werkzeug durch eine Schraube/Passbohrung-Verbindung an dem unteren Tisch angebracht ist, wodurch ein Lö sen der Schraube zulassen wird, dass sich das zweite untere Werkzeug um den zweiten Drehzapfen herum dreht; und eine Rohrdichtungseinheit, die an dem zweiten unteren Werkzeug befestigt ist, um das Ende eines Rohres abzudichten, das in dem ersten und dem zweiten Hohlraumabschnitt eingeschlossen ist, sodass sich die Dichtungseinheit bei einer Drehverstellung des zweiten unteren Werkzeugs um den zweiten Drehzapfen herum mit dem zweiten unteren Werkzeug bewegen wird, um in Ausrichtung mit dem zweiten Hohlraumabschnitt zu bleiben.
Innenhochdruck-Umformvorrichtung zum Umformen einer Länge eines Rohres, welche umfasst: eine Presse mit einem oberen Tisch und einem unteren Tisch; ein erstes unteres Werkzeug und ein zweites unteres Werkzeug, die jeweils Hohlraumabschnitte und einen unteren Werkzeugeinsatz aufweisen, der entfernbar innerhalb einer Tasche, die an dem ersten unteren Werkzeug vorgesehen ist, und einer Tasche, die an dem zweiten unteren Werkzeug vorgesehen ist, befestigt ist, wobei der obere Werkzeugeinsatz einen Hohlraum aufweist, der die Hohlraumabschnitte des ersten unteren Werkzeugs und des zweiten unteren Werkzeugs verbindet; ein erstes oberes Werkzeug und ein zweites oberes Werkzeug, die jeweils Hohlraumabschnitte, die über den Hohlraumabschnitten des ersten unteren Werkzeugs und des zweiten unteren Werkzeugs liegen und mit diesen zusammenwirken, und einen oberen Werkzeugeinsatz aufweisen, der entfernbar innerhalb einer Tasche, die an dem ersten oberen Werkzeug und dem zweiten oberen Werkzeug vorgesehen ist, befestigt ist, wobei das obere Werkzeug einen Hohlraum aufweist, der die Hohlraumabschnitte des ersten oberen Werkzeugs und des zweiten unteren Werkzeugs verbindet; einen ersten Drehzapfen, der zwischen dem ersten oberen Werkzeug und dem zweiten oberen Werkzeug wirksam ist, sodass das zweite obere Werkzeug drehbar an dem oberen Tisch in Bezug auf das erste obere Werkzeug verstellt werden kann, wenn der obere Werkzeugeinsatz für einen Austausch gegen einen oberen Austauschwerkzeugeinsatz aus der Tasche entfernt wird, und einen zweiten Drehzapfen, der zwischen dem ersten unteren Werkzeug und dem zweiten unteren Werkzeug wirksam ist, sodass das zweite untere Werkzeug drehbar an dem unteren Tisch in Bezug auf das erste untere Werkzeug verstellt werden kann, wenn der untere Werkzeugeinsatz für einen Austausch gegen einen unteren Austauschwerkzeugeinsatz aus der Tasche entfernt wird; wobei der obere Austauschwerkzeugeinsatz einen Hohlraum aufweist, welcher derart geformt ist, um die Hohlraumabschnitte des ersten oberen Werkzeugs und des zweiten oberen Werkzeugs an der drehverstellten Position des zweiten oberen Werkzeugs zu verbinden, und der untere Werkzeugaustauscheinsatz einen Hohlraum aufweist, welcher derart geformt ist, um die Hohlraumabschnitte des ersten unteren Werkzeugs und des zweiten unteren Werkzeugs an den drehverstellten Positionen des zweiten unteren Werkzeugs zu verbinden.
Innenhochdruck-Umformvorrichtung nach Anspruch 12, welche ferner umfasst, dass das zweite obere Werkzeug durch eine Schraube/Passbohrung-Verbindung an dem oberen Tisch angebracht ist, wodurch ein Lösen der Schraube zulassen wird, dass sich das zweite obere Werkzeug um den ersten Drehzapfen herum dreht, und das zweite untere Werkzeug durch eine Schraube/Passbohrung-Verbindung an dem unteren Tisch angebracht ist, wodurch ein Lö sen der Schraube zulassen wird, dass sich das zweite untere Werkzeug um den zweiten Drehzapfen herum dreht.
Innenhochdruck-Umformvorrichtung nach Anspruch 12, welche ferner eine Rohrdichtungseinheit umfasst, die an dem zweiten unteren Werkzeug befestigt ist, um das Ende eines Rohres abzudichten, das in dem ersten und dem zweiten Hohlraumabschnitt eingeschlossen ist, sodass sich die Dichtungseinheit bei einer Drehverstellung des zweiten unteren Werkzeugs um den zweiten Drehzapfen herum mit dem zweiten unteren Werkzeug bewegen wird, um in Ausrichtung mit dem zweiten Hohlraumabschnitt zu bleiben.
Innenhochdruck-Umformvorrichtung nach Anspruch 14, welche ferner umfasst, dass das zweite obere Werkzeug durch eine Schraube/Passbohrung-Verbindung an dem oberen Tisch angebracht ist, wodurch ein Lösen der Schraube zulassen wird, dass sich das zweite obere Werkzeug um den ersten Drehzapfen herum dreht, und das zweite untere Werkzeug durch eine Schraube/Passbohrung-Verbindung an dem unteren Tisch angebracht ist, wodurch ein Lösen der Schraube zulassen wird, dass sich das zweite untere Werkzeug um den zweiten Drehzapfen herum dreht.