DE10347923B4

DE10347923B4 - Device for forming a circumferentially closed hollow profile by means of fluidic internal high pressure

Info

Publication number: DE10347923B4
Application number: DE10347923A
Authority: DE
Inventors: Kai-Uwe Dr.-Ing. Dudziak; Ulrich Dipl.-Ing. Haag; Stephan Dipl.-Ing. Kuschel; Heinz-Rüdiger OTTE; Stefan Dipl.-Ing. Schwarz
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2003-10-15
Filing date: 2003-10-15
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2023-10-16
Also published as: WO2005037456A1; EP1673184A1; CA2541427A1; DE10347923A1; US20070107480A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umformen eines umfänglich geschlossenen Hohlprofils (1) mittels fluidischen Innenhochdrucks. Die Vorrichtung beinhaltet einen Axialstempel (4) zur endseitigen Abdichtung des Hohlprofils (1), der einen Druckfluid zuführenden axialen Durchgangskanal (5) besitzt. Der Axialstempel (4) weist einen Dichtkörper auf, welcher an seiner Stirnseite (19) eine trogartige Vertiefung (20) besitzt, deren umlaufende Wandung (21) innerhalb des Hohlprofils (1) mittels Druckfluid radialelastisch bis zur abdichtenden Anlage an der Innenwand (22) des Hohlprofils (1) aufspreizbar ist. Zur dauerhaften Erhaltung der Abdichtfähigkeit der Vorrichtung soll der Axialstempel (4) einen durch einen Ringbund (10) und einen sich an diesen zur Stirnseite (7) des Kopfes (8) anschließenden verjüngten Fortsatz (11) gebildeten Stempelkopf (8) sowie an seinem Stempelkörper (9) einen radialen umlaufenden Anschlag zur Anlage an der Abschlusskante (12) des Hohlprofilendes (13) aufweisen. Der als Dichtring (17) ausgebildete Dichtkörper ist auf dem Fortsatz (11) fixiert, wobei der Rand (28) des Ringbundes (10) die Außenseite (27) des Dichtringes (17) an zumindest einer Stelle in radialer Richtung umlaufend überragt.The invention relates to a device for forming a circumferentially closed hollow profile (1) by means of fluidic internal high pressure. The device includes an axial punch (4) for the end-side sealing of the hollow profile (1), which has a pressurized fluid supplying axial passageway (5). The axial punch (4) has a sealing body, which on its end face (19) has a trough-like depression (20) whose circumferential wall (21) within the hollow profile (1) by means of pressure fluid radially elastic to the sealing contact with the inner wall (22) of the hollow profile (1) is spreadable. For permanent maintenance of the sealing capability of the device, the axial punch (4) is intended to have a stamp head (8) formed by an annular collar (10) and a tapered extension (11) adjoining the end face (7) of the head (8) and on its plunger body (9) have a radial circumferential stop for abutment with the end edge (12) of the hollow profile end (13). The sealing body (17) formed sealing body is fixed on the extension (11), wherein the edge (28) of the annular collar (10) extends beyond the outer side (27) of the sealing ring (17) at least one point in the radial direction circumferentially.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umformen eines umfänglich geschlossenen Hohlprofils mittels fluidischen Innenhochdrucks gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a device for forming a circumferentially closed Hollow profiles by fluidic internal high pressure according to the preamble of claim 1.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 199 05 849 C1 bekannt. Die dort beschriebene Vorrichtung umfasst ein Innenhochdruckumformwerkzeug, in dessen Formraum ein Hohlprofil einlegbar ist, wobei bei Schließen des Innenhochdruckumformwerkzeuges das umfänglich geschlossene Hohlprofil mittels fluidischen Innenhochdruckes in eine Endform ausgeweitet werden soll. Die Vorrichtung umfasst des Weiteren einen Axialstempel, mittels dem das Hohlprofil endseitig abgedichtet werden soll und der einen axialen Durchgangskanal besitzt, über den zur Aufweitung ein Druckfluid in das Hohlprofilinnere eingeleitet werden kann. Der gemäß 5 und 7 in das Hohlprofil eintauchende Stempelkopf des Axialstempels ist als elastischer Dichtkörper ausgebildet und besteht aus Polyurethan. Der elastische Dichtkörper weist an seiner Stirnseite eine trogartige Vertiefung auf, deren in das Hohlprofil hineinstehende umlaufende Wandung mittels eines Druckfluides beim Aufweitprozess radialelastisch bis zur abdichtenden Anlage an der Innenwandung des Hohlprofils aufspreizbar ist. Wenn nun ein derartig ausgebildeter Axialstempel in das Hohl profil hineingeschoben wird, gelangt der Dichtkörper des Axialstempels unweigerlich mit der scharfen, häufig mit Metallspänen versehenen Innenkante des Hohlprofilendes in Berührung, so dass der Dichtkörper allein schon beim Einschieben in das Hohlprofil beschädigt wird. Eine weitere Beschädigung des Dichtkörpers ergibt sich beim Herausziehen des Axialstempels nach erfolgter Aufweitung des Hohlprofils. Zwar wird diesem Problem zu einem gewissen Ausmaß abgeholfen; zum einen indem in den Dichtkörper vorab eine Verschleißleiste integriert ist, die im Wesentlichen mit der Innenkante des Hohlprofilendes in Kontakt kommt, oder zum anderen durch die Anordnung eines Stahlaufsatzes, der den Dichtkörper trägt, wobei allein dessen Außenseite mit der Innenkante des Hohlprofilendes in Kontakt kommt. Jedoch sind diese Maßnahmen zum einen herstellungstechnisch relativ aufwändig und bieten zum anderen keine ausreichende Abdichtung des Hohlprofils gegenüber dem zur Aufweitung in das Hohlprofil einströmenden Druckfluid. Des Weiteren unterliegt die Verschleißleiste sowie der Teil des Stahlaufsatzes, der mit dem Hohlprofil in Berührung kommt, ebenfalls einem Verschleiß, was nach mehrfacher Verwendung des Axialstempels zu einem Versagen der Dichtfähigkeit führt.A generic device is from the DE 199 05 849 C1 known. The device described therein comprises a hydroforming tool, in the mold cavity of a hollow profile can be inserted, wherein upon closing of the hydroforming the circumferentially closed hollow profile is to be expanded by fluidic internal high pressure in a final shape. The device further comprises an axial punch, by means of which the hollow profile is to be sealed at the end and which has an axial through-channel through which a pressure fluid can be introduced into the hollow-profile interior for widening. The according to 5 and 7 plunging into the hollow profile punch head of Axialstempels is designed as an elastic sealing body and is made of polyurethane. The elastic sealing body has on its front side on a trough-like depression, which in the hollow profile projecting circumferential wall by means of a pressurized fluid during the expansion process is radially elastic up to the sealing contact with the inner wall of the hollow profile spreadable. Now, if such a trained Axialstempel is pushed into the hollow profile, the sealing body of Axialstempels inevitably comes with the sharp, often provided with metal shavings inner edge of the hollow profile end into contact, so that the sealing body is damaged already during insertion into the hollow profile. Further damage to the sealing body results when pulling out the axial punch after the expansion of the hollow profile. To be sure, this problem is remedied to some extent; on the one hand by a wear strip is integrated in advance in the sealing body, which comes into contact with the inner edge of the hollow profile end substantially, or the other by the arrangement of a steel cap, which carries the sealing body, only the outside of which comes into contact with the inner edge of the hollow profile end , However, these measures for a manufacturing technology are relatively complex and on the other hand do not provide adequate sealing of the hollow profile relative to the inflowing into the hollow profile pressure fluid. Furthermore, the wear strip as well as the part of the steel attachment which comes into contact with the hollow profile, also subject to wear, which leads to failure of the sealability after repeated use of the Axialstempels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, dass deren Abdichtfähigkeit dauerhaft erhalten bleibt.Of the Invention is based on the object, a generic device develop further to the effect that their sealing ability permanently remains.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.The Task is inventively by the features of claim 1 solved.

Dank der erfindungsgemäßen Ausbildung des Stempels einerseits und des Dichtkörpers andererseits ist dieser durch den Überstand des Stempelkopfes, der von dessen Ringbund gebildet ist, beim Einschieben des Stempelkopfes in das Hohlprofil ausreichend gegenüber einem Kontakt mit der Innenkante des Hohlprofilendes geschützt. Der Ringbund liegt in Einschiebestellung des Axialstempels mit nur geringem Spiel innerhalb des Hohlprofils, so dass es möglich ist, dass der Ringbund mit dem Hohlprofilende beim Einschieben kurzzeitig in Kontakt gelangt. Da der Ringbund die vorläufige Dichtfähigkeit des Axialstempels nicht zwingender Weise aufbringen muss, sondern dies von einem sich an den Ringbund anschließenden radial abstehenden Anschlag des Axialstempels erfüllt wird, ist der Verschleiß am Ringbund, der durch den Kontakt mit dem Hohlprofilende entstehen kann, nur marginal. Der Ringbund liegt also in Gebrauchsstellung des Axialstempels innerhalb des Hohlprofils ohne die Ausbildung einer Presspassung zwischen ihm und dem Hohlprofilende, die aus dem Stand der Technik bekannt ist. Durch die Ausbildung des Dichtkörpers als Dichtring ist dieser in einfacher Weise am Stempelkopf montierbar. Zudem kann er leicht ausgewechselt werden, wenn dies bei unterschiedlichen Hohlprofilen für notwendig erachtet wird. Somit ist es nicht erforderlich für jeden Anwendungszweck, das heißt, für verschiedene Hohlprofile unterschiedlichen Durchmessers oder Querschnitts jeweils einen anderen Axialstempel einzusetzen. Dadurch wird der apparative Aufwand der erfindungsgemäßen Vorrichtung erheblich vereinfacht. Durch den Schutz, den der Dichtring durch den Ringbund erfährt, bleibt die Abdichtfähigkeit des Axialstempels und damit der Vorrichtung dauerhaft erhalten.thanks the formation of the invention Stamp on the one hand and the sealing body on the other hand is this through the supernatant the stamp head, which is formed by the annular collar, during insertion of the punch head in the hollow section sufficiently opposite to a Contact with the inner edge of the hollow profile end protected. Of the Ringbund is in Einschiebestellung the Axialstempels with only a small Game within the hollow profile, so that it is possible that the annular collar briefly comes into contact with the hollow profile end during insertion. There the ring collar the provisional sealability of the Axialstempels does not have to muster compelling way, but this from a subsequent to the annular collar radially projecting stop fulfilled the Axialstempels is, the wear is on Ring collar, resulting from contact with the hollow profile end can, only marginally. The annular collar is therefore in the position of use of the axial punch within the hollow profile without the training a press fit between it and the hollow profile end, made of known in the art. Due to the formation of the sealing body as Sealing ring this can be easily mounted on the stamp head. In addition, it can be easily replaced, if different Hollow profiles for necessary. Thus, it is not necessary for every application, this means, for different hollow profiles different diameter or cross section each other Insert axial punch. As a result, the expenditure on equipment of the device according to the invention considerably simplified. By protecting the sealing ring by learn the ring collar, the sealing ability remains the Axialstempels and thus the device permanently.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 2 verjüngt sich der Rand des Ringbundes zur Stirnseite des Stempelkopfes hin konisch. Hierdurch wird innerhalb des Hohlprofils hinter dem Dichtring eine Ringkammer geschaffen, in die das über den axialen Durchgangskanal des Axialstempels in das Hohlprofil eintretende Druckfluid am Dichtring vorbei teilweise einströmen kann. Dadurch ergibt sich eine Sogwir kung auf den Dichtring, wodurch dessen umlaufende Wandung schneller aufgespreizt wird.In A preferred embodiment of the invention according to claim 2 tapers the edge of the annular collar to the face of the punch head conical. As a result, within the hollow profile behind the sealing ring a Ring chamber created, in which the over the axial passageway the Axialstempels entering the hollow profile pressure fluid on the sealing ring flow in part can. This results in a Sogwir effect on the sealing ring, which whose peripheral wall is spread faster.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 3 stützt sich der Dichtring an der Stirnseite des Ringbundes ab. Dadurch wird dem Dichtring eine besonders sichere, großflächige Anlage verliehen und ist auf dem Stempelkopf in axialer Richtung einseitig gegen Verrutschen fixiert. Gleichzeitig bildet die Stirnseite einen Anschlag für den Dichtring aus, so dass der strömungsbeaufschlagte Dichtring sich aufspreizen kann.In a particularly preferred Ausgestal tion of the invention according to claim 3, the sealing ring is supported on the end face of the annular collar. As a result, the sealing ring is given a particularly secure, large-area system and is fixed on the stamp head in the axial direction on one side against slipping. At the same time, the end face forms a stop for the sealing ring, so that the flow-stressed sealing ring can spread.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 ist der Dichtring an seinem Vertiefungsgrund in Richtung der Stirnseite des Stempelkopfes durch einen Positionierungsring abgestützt, der in einer Nut des Fortsatzes eingelassen ist. Durch die Anordnung des Positionierungsringes wird der Dichtring zur Stirnseite des Stempelkopfes hin axial fixiert.In a further preferred embodiment of the invention according to claim 4 is the sealing ring at its recess bottom toward the front of the Stamp head supported by a positioning ring, the is embedded in a groove of the extension. By the arrangement of the positioning ring, the sealing ring to the front of the Stamping head axially fixed.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung nach Anspruch 5 ist zwischen dem Positionierungsring und dem Vertiefungsgrund des Dichtringes ein Distanzring angeordnet. Auf Grund der Anordnung eines Distanzringes lässt sich nicht nur der Positionierungsring und damit der Dichtring in seiner Fixierung einfacher montieren, sondern es ist nun auch möglich, bei der Montage über den Distanzring den Dichtring am Ringbund anzupressen und nach Einlassung des Positionierungsringes in der Nut des Fortsatzes den Dichtring in seiner vorgespannten Lage zu belassen. Durch die Anpressung des Dichtringes an den Ringbund wird erreicht, dass das Druckfluid, das beim Einfließen in das Hohlprofil den Dichtring für kurze Zeit umströmt, nicht in die Fuge zwischen dem Dichtring und dem Ringbund des Stempelkopfes eindringen und damit die Dichtfähigkeit des Dichtringes untergraben kann.In Another preferred embodiment according to claim 5 is between the positioning ring and the recess bottom of the sealing ring arranged a spacer ring. Due to the arrangement of a spacer ring let yourself not only the positioning ring and thus the sealing ring in his Fixing easier to assemble, but it is now possible at the assembly over the spacer ring to press the sealing ring on the collar and after insertion of the positioning ring in the groove of the extension of the sealing ring to remain in its pre-stressed position. By the pressure of the Sealing ring on the annular collar is achieved that the pressurized fluid, that at the inflow in the hollow profile, the sealing ring flows around for a short time, not in the joint between the sealing ring and the annular collar of the stamp head penetrate and thus the sealing ability of the sealing ring can undermine.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 ist an der Außenseite des Dichtringes ein Ringwulst ausgebildet, der den gesamten Ringbund des Stempels radial überragt. Mittels des Ringwulstes der bezüglich des Innendurchmessers des Hohlprofils ein geringes Übermaß aufweist, wird beim Einschieben des Axialstempels in das Hohlprofil bereits eine vorläufige Abdichtung erreicht, da der Ringwulst an der Innenwandung des Hohlprofils elastisch anliegen kann. Beim Eintauchen in das Hohlprofil unterliegt zwar der Ringwulst einem bestimmten Verschleiß, da er mit der Innenkante des Hohlprofils in Berührung kommt, jedoch gerät der Dichtring als Ganzes in seiner Dichtfähigkeit nicht in Mitleidenschaft, da der Verschleiß den eigentlichen Dichtring nicht eingreift. Auf Grund dieser vorläufigen Abdichtung entsteht beim Einströmen des Druckfluids in das Hohlprofilinnere keine Leckage, die aus der Anlagenfuge zwischen dem Anschlag des Stempelkörpers am Hohlprofil austreten könnte.In a further advantageous embodiment of the invention according to claim 6 is on the outside of the Sealing ring an annular bead formed, which covers the entire annular collar the stamp radially overhangs. through of the torus of the re the inner diameter of the hollow profile has a slight excess, when inserting the Axialstempels in the hollow section already a preliminary one Sealing achieved because the annular bead on the inner wall of the hollow profile can rest elastically. When immersed in the hollow profile subject Although the annular bead a certain wear, as he with the inner edge the hollow profile in contact comes, but gets the sealing ring as a whole in its sealing ability is not affected, because the wear the actual sealing ring does not engage. Because of this preliminary seal arises when flowing in the pressure fluid in the hollow profile inside no leakage from the plant joint emerge between the stop of the punch body on the hollow profile could.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist an der Außenseite des Dichtringes nahe seiner Ringbund abgewandten Stirnseite eine umlaufende Nut eingearbeitet, in der ein Rückhaltering aufgenommen ist, der eine gleiche oder von der des Dichtringes abweichende Elastizität besitzt. Durch den Rückhaltering, der aus einem Hartstoff wie beispielsweise Polytetrafluorethylen oder ähnlichem bestehen kann und derartig dünn ist, dass er beim Eintauchen des Stempelkopfes in das Hohlprofil nicht in Kontakt mit der Innenkante des Hohlprofils gerät und somit keinem Verschleiß unterliegt, wird bewirkt, dass der Dichtring gegen Umklappen und Extrusion in die Anlagefuge zwischen dem Anschlag des Stempelkörpers und dem Ende des Hohlprofils bestens geschützt ist. Es ist jedoch im Rahmen der Erfindung auch denkbar, dass der Rückhaltering, der den Dichtring beim Aufspreizen in gewissem Ausmaß zusammenhält, tatsächlich so gestaltet ist, dass er die Funktion des oben genannten Ringwulstes übernehmen kann.In a further preferred embodiment of the invention is at the outside of the sealing ring near its annular collar facing away from a circumferential Groove incorporated, in which a retaining ring is included, the same or different from that of the sealing ring elasticity has. Through the retaining ring, made of a hard material such as polytetrafluoroethylene or the like can and so thin is that he is immersing the punch head in the hollow profile not in contact with the inner edge of the hollow profile and thus is not subject to wear, is causing the sealing ring against folding over and extrusion in the Anlagefuge between the stop of the punch body and the end of the hollow profile is well protected. It is, however, in the frame The invention also conceivable that the retaining ring, the sealing ring while spreading to some extent holds together, is actually designed so that he can take over the function of the above-mentioned annular bead.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 8 ist auf dem Fortsatz, dem Dichtring zur Stirnseite des Stempelkopfes hin vorgelagert, mit einer zentralen Durchführung eine kreisrunde mit außermittigen Durchgangsbohrungen versehene Zentrierplatte angeordnet, die den Dichtring umlaufend radial überragt. Die Anordnung der Zentrierplatte wirkt sich vorteilhaft bei unrunden Rohren aus, in dem sie quasi als Schutzschild vor dem Dichtring in das Hohlprofil eingeführt wird und dabei gleichzeitig den Axialstempel innerhalb des unrunden Rohres zentriert. Damit kann der Dichtring nicht in verschleißende Berührung mit dem Hohlprofil gelangen. Die außermittigen Durchgangsbohrungen haben den Zweck, dass das eingeleitete Druckfluid auf den Dichtring strömen kann, so dass dieser seine aufspreizende Bewegung und damit seine Dichtfähigkeit entfalten kann.In a further preferred embodiment of the invention according to claim 8 is on the extension, the sealing ring to the face of the punch head upstream, with a central implementation of a circular with off-center Through holes provided centering arranged, the O-ring circumferentially radially projecting. The arrangement of the centering plate has an advantageous effect in non-round Pipes in which they act as a shield in front of the sealing ring introduced into the hollow profile becomes and at the same time the Axialstempel within the non-round Tube centered. Thus, the sealing ring is not in weary contact with get the hollow profile. The off-center Through holes have the purpose that the introduced pressurized fluid on flow the sealing ring so that this can be its spreading movement and therefore its sealability can unfold.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand mehrerer in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert.in the Below is the invention with reference to several shown in the drawings embodiments explained in more detail.

Dabei zeigt:there shows:

1 in einem seitlichen Längsschnitt ausschnittsweise einen Axialstempel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Gebrauchslage innerhalb des Hohlprofils, 1 in a lateral longitudinal section fragmentary an axial punch of a device according to the invention in the use position within the hollow profile,

2 in einem seitlichen Längsschnitt den Axialstempel aus 1 mit einem an einem Dichtring des Axialstempels ausgebildeten Ringwulst, 2 in a lateral longitudinal section of the Axialstempel 1 with an annular bead formed on a sealing ring of the axial punch,

3 in einem seitlichen Längsschnitt den Axialstempel aus 1 mit einem an einem Dichtring des Axialstempels außenseitig eingelassenen Rückhaltering, 3 in a lateral longitudinal section of the Axialstempel 1 with a recessed on a sealing ring of Axialstempels outside return haltering,

4 in einem seitlichen Längsschnitt den Axialstempel aus 1 mit einer einem Dichtring des Axialstempels stirnseitig vorgelagerten Zentrierplatte. 4 in a lateral longitudinal section of the Axialstempel 1 with a sealing ring of Axialstempels frontally upstream centering.

In 1 ist eine Vorrichtung zum Umformen eines umfänglich geschlossenen Hohlprofils 1 mittels fluidischen Innenhochdrucks dargestellt, welche ein Innenhochdruckumformwerkzeug 2 beinhaltet, in dessen Formraum 3 das Hohlprofil 1 eingelegt ist. Die Vorrichtung beinhaltet des Weiteren zumindest einen Axialstempel 4 zu endseitigen Abdichtung des Hohlprofils 1. Der Axialstempel 4 besitzt einen mittig verlaufenden, ein Druckfluid in das Hohlprofil 1 zuführenden, axialen Durchgangskanal 5, der an einem Hohlprofil abgewandten Ende 6 mit einer Fluidhochdruckerzeugungsanlage verbunden ist, welche das Druckfluid fördert, und der an der Stirnseite 7 seines in Gebrauchsstellung in das Hohlprofil 1 eintauchenden Stempelkopfes 8 ausmündet. Der in das Hohlprofil 1 einschiebbare Stempelkopf 8 ist mit dem restlichen Stempelkörper 9 des Axialstempels 4 starr verbunden und ist durch einen am Axialstempel 4 ausgeformten Ringbund 10 und einen sich an diesen zur Stirnseite 7 des Kopfes 8 anschließenden verjüngten Fortsatz 11 gebildet. Der Fortsatz 11 ist mittig angeordnet und wird von dem Durchgangskanal 5 durchsetzt. Der Axialstempel 4 weist des Weiteren an seinem Stempelkörper 9 einen radial umlaufenden Anschlag auf, der in Gebrauchsstellung des Axialstempels 4 an der Abschlusskante 12 des Hohlprofilendes 13 anliegt. Der Anschlag wird hier durch die Stirnseite 14 einer auf den Stempelkörper 9 aufgeschraubten oder in anderer Weise auf dem Stempelkörper 9 befestigten Hülse 15 gebildet. Zur Positionierung der Hülse 15 bei der Montage am Stempelkörper 9 schlägt deren Stirnseite 14 an der Rückseite 16 des Ringbundes 10 an.In 1 is a device for forming a circumferentially closed hollow profile 1 represented by fluidic internal high pressure, which is a hydroforming 2 includes, in its form space 3 the hollow profile 1 is inserted. The device further includes at least one axial punch 4 to end-side sealing of the hollow profile 1 , The axial stamp 4 has a centrally extending, a pressurized fluid in the hollow profile 1 feeding, axial passageway 5 , the end facing away from a hollow profile 6 is connected to a fluid high pressure generating system, which promotes the pressurized fluid, and the front side 7 his in use position in the hollow section 1 dipping stamp head 8th opens. The in the hollow profile 1 insertable stamp head 8th is with the rest of the punch body 9 of the axial stamp 4 rigidly connected and is by one on the Axialstempel 4 molded ring collar 10 and a to this to the front page 7 Of the head 8th subsequent tapered extension 11 educated. The extension 11 is centered and is from the passageway 5 interspersed. The axial stamp 4 further points to his stamp body 9 a radially encircling stop, in the position of use of the Axialstempels 4 at the end edge 12 of the hollow profile end 13 is applied. The stop is here by the front side 14 one on the stamp body 9 screwed or otherwise on the punch body 9 attached sleeve 15 educated. For positioning the sleeve 15 during assembly on the punch body 9 beats their front 14 at the back 16 of the ring collar 10 at.

Der Axialstempel 4 trägt einen Dichtkörper der als Dichtring 17 ausgebildet ist, welcher auf den Fortsatz 11 des Stempelkopfes 8 aufgeschoben oder aufgesteckt ist. Hierbei stützt sich der Dichtring 17 an der dem Hohlprofil 1 zugewandten Stirnseite 18 des Ringbundes 10 ab. Der radialelastisch aufspreizbare Dichtring 17 besteht beispielsweise aus einem Elastomer oder Polyurethan. Er weist an seiner dem Hohlprofil 1 zugewandten Stirnseite 19 eine trogartige Vertiefung 20 auf, deren umlaufende Wandung 21 innerhalb des Hohlprofils 1 mittels des einströmenden Druckfluid bis zur abdichtenden Anlage an der Innenwandung 22 des Hohlprofils 1 die Aufspreizung erfährt. Der Dichtring 17 ist des Weiteren an seinem Vertiefungsgrund 23 in Richtung der Stirnseite 7 des Stempelkopfes 8 durch einen Positionierungsring 24 abgestützt, der in einer Nut 25 des Fortsatzes 11 eingelassen ist. Zwischen dem Positionierungsring 24 und dem Vertiefungsgrund 23 des Dichtringes 17 ist zudem ein Distanzring 26 angeordnet. Durch die Abstützung mittels des Positionierungsrings 24 und des Distanzrings 26 einerseits und durch die Abstützung an der Stirnseite 18 des Ringbundes 10 ist der Dichtring 17 am Stempelkopf 8 axial fixiert. Der Außendurchmesser des Dichtringes 17 ist derart gewählt, dass er in Gebrauchslage des Axialstempels 4 mit einigem Spiel innerhalb des Hohlprofils 1 liegt. Des Weiteren sind die Außendurchmesser der Außenseite 27 des Dichtringes 17 und des Randes 28 des Ringbundes 10 so aufeinander abgestimmt, dass dieser den Dichtring 17 an zumindest einer Stelle in radialer Richtung umlaufend überragt. Das heißt, es existiert am Ringbund 10 zumindest eine Stelle, die umlaufend radial größer ist als die gesamte Außenseite 27 des Dichtringes 17. Der Rand 28 des Ringbundes 10 verjüngt sich im übrigen zur Stirnseite 7 des Stempelkopfes 8 hin ko nisch, wodurch sich zwischen dem Rand 28 der Innenwandung 22 des Hohlprofils 1 und der sich am Ringbund 10 abstützenden Rückseite 29 des Dichtringes 17 eine kleine ringförmige Kammer 30 ausbildet, in die eine Teilmenge des Druckfluides beim Befüllen kurzzeitig einströmen kann.The axial stamp 4 carries a sealing body as a sealing ring 17 is formed, which on the extension 11 of the stamp head 8th pushed or plugged. Here, the sealing ring is supported 17 at the hollow profile 1 facing end face 18 of the ring collar 10 from. The radial elastic spreadable sealing ring 17 For example, it consists of an elastomer or polyurethane. He points to his the hollow profile 1 facing end face 19 a trough-like depression 20 on, the circumferential wall 21 within the hollow profile 1 by means of the inflowing pressure fluid to the sealing contact with the inner wall 22 of the hollow profile 1 the spreading experiences. The sealing ring 17 is furthermore at his recess reason 23 in the direction of the front side 7 of the stamp head 8th through a positioning ring 24 supported in a groove 25 of the extension 11 is admitted. Between the positioning ring 24 and the recess reason 23 of the sealing ring 17 is also a spacer ring 26 arranged. By the support by means of the positioning ring 24 and the spacer ring 26 on the one hand and by the support on the front side 18 of the ring collar 10 is the sealing ring 17 at the stamp head 8th axially fixed. The outer diameter of the sealing ring 17 is chosen such that it in the position of use of the Axialstempels 4 with some play within the hollow profile 1 lies. Furthermore, the outer diameter of the outside 27 of the sealing ring 17 and the edge 28 of the ring collar 10 matched so that this the sealing ring 17 circumferentially surmounted at least at one point in the radial direction. That is, it exists on the ring collar 10 at least one point, which is circumferentially radially larger than the entire outer side 27 of the sealing ring 17 , The edge 28 of the ring collar 10 otherwise it tapers to the front side 7 of the stamp head 8th knockout, resulting in between the edge 28 the inner wall 22 of the hollow profile 1 and at the ring collar 10 supporting back 29 of the sealing ring 17 a small annular chamber 30 forms, in which a subset of the pressurized fluid can flow during filling briefly.

Wird nun das Hohlprofil 1 über den Durchgangskanal 5 des Axialstempels 7 mit dem von der Fluidhochdruckserzeugungsanlage geförderten Druckfluid befüllt, strömt dieses rückschlagend in die Vertiefung 20 des Dichtringes 17, wodurch sich der elastische Dichtring 17 auf Grund des Strömungsdrucks an seiner umlaufenden Wandung 21 aufspreizt, bis diese an die Innenwandung 22 des Hohlprofils 1 gepresst wird. Gleichzeitig strömt – wie schon erwähnt – eine Teilmenge an Druckfluid am Dichtring 17 vorbei in die Kammer 30, wodurch eine Sogwirkung entsteht die das Aufspreizen des Dichtrings 17 unterstützt und damit die Abdichtung beim Befüllen beschleunigt. Die Trogform der Vertiefung 20 dient dabei zur besseren Umsetzung der Strömungskraft des einströmenden Druckfluids in eine radiale Aufspreizbewegung der umlaufenden Wandung 21 des Dichtrings 17. Wird nun das Hohlprofil 1 umgeformt, wird das Druckfuid unter Hochdruck gesetzt, wodurch die umlaufende Wandung 21 des Dichtringes 17 extrem an der Innenwandung 22 des Hohlprofils 1 angepresst wird, so dass eine fluidhochdruckfeste Abdichtung des Hohlprofils 1 nach außen gesichert ist.Will now the hollow profile 1 over the passageway 5 of the axial stamp 7 filled with the funded by the fluid high pressure generating system pressurized fluid, this flows back into the recess 20 of the sealing ring 17 , which causes the elastic sealing ring 17 due to the flow pressure on its peripheral wall 21 spreads until it reaches the inner wall 22 of the hollow profile 1 is pressed. At the same time flows - as already mentioned - a subset of pressurized fluid at the sealing ring 17 over to the chamber 30 , whereby a suction effect arises the spreading of the sealing ring 17 supports and thus accelerates the sealing during filling. The trough shape of the depression 20 serves for better implementation of the flow force of the incoming pressure fluid in a radial expansion movement of the peripheral wall 21 of the sealing ring 17 , Will now the hollow profile 1 deformed, the Druckfuid is placed under high pressure, causing the peripheral wall 21 of the sealing ring 17 extremely on the inner wall 22 of the hollow profile 1 is pressed so that a high-pressure fluid-tight sealing of the hollow profile 1 secured to the outside.

Eine Variante der Erfindung zeigt 2. Hierbei ist an der Außenseite 27 des Dichtringes 17 ein Ringwulst 31 ausgebildet, der den gesamten Ringbund 10 des Stempels 4 radial überragt und der sich nahe der Stirnseite 19 des Dichtrings 17 befindet. Der Ringwulst 31 kann nachträglich an den Dichtring 17 angespritzt sein oder auch bei dessen Herstellung mit ausgeformt werden. Auf Grund des Ringwulstes 31 wird bereits beim Eintauchen des Axialstempels 4 in das Hohlprofil 1 vor dem Befüllvorgang eine Abdichtung geschaffen.A variant of the invention shows 2 , This is on the outside 27 of the sealing ring 17 a torus 31 formed the entire ring collar 10 of the stamp 4 radially surmounted and near the front side 19 of the sealing ring 17 located. The torus 31 Can be retrofitted to the sealing ring 17 be sprayed or be formed in its manufacture with. Due to the ring bulge 31 Already when dipping the Axialstempels 4 in the hollow profile 1 before the filling process created a seal.

In einer weiteren Variante der Erfindung nach 3 ist abweichend von den Varianten von 1 und 2 an der Außenseite 27 des Dichtringes 17 nahe seiner Ringbund abgewandten Stirnseite 19 eine umlaufende Nut 32 eingearbeitet in der ein Rückhaltering 33 aufgenommen ist, der eine geringere Elastizität als der Dichtring 17 besitzt. Bei Übermaß des Rückhalteringes 33 bezüglich des Durchmesser der Innenwandung 22 des Hohlprofils 1 übernimmt der als vorzugsweise Quadring oder O-Ring ausgebildete Rückhaltering 33 die vorläufige Dichtfunktion bei Prozessbeginn des Befüllens. Durch seine einschnürende Wirkung auf den Dichtring 17 verleiht der Rückhaltering 33 dem Dichtring 17 einen besseren Schutz gegen Umklappen und Extrusion in den Zwischenraum zwischen Stempelkopf 8 und der Innenwandung 22 des Hohlprofils 1.In a further variant of the invention according to 3 is different from the variants of 1 and 2 on the outside 27 of the sealing ring 17 front side facing away from his collar 19 a circumferential groove 32 incorporated in the a retaining ring 33 is included, which has a lower elasticity than the sealing ring 17 has. At excess of the retaining ring 33 with respect to the diameter of the inner wall 22 of the hollow profile 1 assumes the preferably designed as a quad ring or O-ring retaining ring 33 the preliminary sealing function at the beginning of the filling process. By its constricting effect on the sealing ring 17 gives the retaining ring 33 the sealing ring 17 better protection against folding and extrusion in the space between the punch head 8th and the inner wall 22 of the hollow profile 1 ,

In Abweichung zu den vorangegangenen Ausführungsbeispielen ist in einer Variante der Erfindung nach 4 auf dem Fortsatz 11 eine Zentrierplatte 34 angeordnet, die den Dichtring 17 sowie den Ringbund 10 umlaufend radial überragt. Die Zentrierplatte 34 ist dem Dichtring 17 zur Stirnseite 7 des Stempelkopfes 8 hin vorgelagert und ist mit einer zentralen Durchführung 35 auf dem Fortsatz 11 befestigt, wobei es für die Montage von Vorteil ist, wenn – wie hier – die Zentrierplatte 34 auf den Fortsatz 11 aufgeschraubt werden kann. Damit der Dichtring 17 trotz der vorgelagerten Zentrierplatte 34 von dem eingeleiteten Druckfluid angeströmt werden kann, so dass die Aufspreizbewegung erfolgen kann, sind in der kreisrunden Zentrierplatte 34 außermittige Durchgangsbohrungen 36 ausgebildet.In contrast to the preceding embodiments is in a variant of the invention according to 4 on the extension 11 a centering plate 34 arranged the sealing ring 17 as well as the ring collar 10 circumferentially radially projecting. The centering plate 34 is the sealing ring 17 to the front 7 of the stamp head 8th upstream and is with a central implementation 35 on the extension 11 it is advantageous for the assembly, if - as here - the centering plate 34 on the extension 11 can be screwed on. So that the sealing ring 17 despite the upstream centering plate 34 can be flowed through by the introduced pressurized fluid, so that the spreading movement can take place in the circular centering plate 34 off-center through-holes 36 educated.

Bei allen vorgenannten Varianten ist es zusätzlich denkbar, dass von dem Durchgangskanal 5 des Axialstempels 4 am Ort der Vertiefung 20 des Dichtrings 17 ein oder mehrere Radialkanäle abzweigen, die in die Vertiefung 20 ausmünden. Dadurch kann die umlaufende Wandung 21 des Dichtrings 17 schon in einer frühen Phase des Befüllvorganges durch eine Abzweigung von Druckfluid über die Radialkanäle beaufschlagt und dabei aufgespreizt werden. Dabei wird eine sehr frühe Abdichtung geschaffen.In all the above variants, it is additionally conceivable that of the passageway 5 of the axial stamp 4 at the place of the depression 20 of the sealing ring 17 branch off one or more radial passages into the recess 20 open out. This allows the circumferential wall 21 of the sealing ring 17 already acted in an early phase of the filling process by a diversion of pressurized fluid through the radial channels and are spread apart. This creates a very early seal.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, die eine axialkraftfreie Abdichtung des Hohlprofils 1 nach außen ermöglicht, ist es nun gegenüber nichtaxialkraftfreien Abdichtungen möglich, Hohlprofile 1 mittels Innenhochdruck aufzuweiten und zu kalibrieren ohne die Bauteillänge zu verkürzen, da die Axialkraft, die beim Abdichten das Hohlprofil 1 zu einer bauteilverkürzenden Aufdickung des Hohlprofilendes führt, entfällt. Gleichzeitig werden auch Falten vermieden, die normalerweise durch den Dichtkraftanteil der Axialstempel bei nichtaxialkraftfreien Abdichtungen entstehen. Im Übrigen kann über die Hülse 15 ein axiales Nachschieben während der Umformung bei Bedarf zu jeder Zeit während des Umformprozesses stattfinden.By the device according to the invention, the axial force-free sealing of the hollow profile 1 allows to the outside, it is now possible against non-axial force seals, hollow sections 1 expand and calibrate by means of hydroforming without shortening the length of the component, since the axial force, the sealing during the hollow profile 1 leads to a component shortening thickening of the hollow profile end, is eliminated. At the same time wrinkles are avoided, which are usually caused by the Dichtkraftanteil of Axialstempel at nichtaxialkraftfreien seals. Incidentally, over the sleeve 15 an axial Nachschieben take place during the forming if necessary at any time during the forming process.

Claims

Device for forming a circumferentially closed hollow profile by means of fluidic internal high pressure, with a hydroforming, in the mold cavity, the hollow profile is inserted, with at least one Axialstempel for end-side sealing of the hollow profile, which has a pressurized fluid supplying axial passage, wherein the Axialstempel has a sealing body, which its front side has a trough-like depression, whose peripheral wall is radially elastic within the hollow profile by means of pressure fluid to the sealing contact with the inner wall of the hollow profile, characterized in that the axial punch ( 4 ) one with the rest of the punch body ( 9 ) rigidly connected, in the hollow profile ( 1 ) insertable stamp head ( 8th ), which by a collar ( 10 ) and one at this to the front ( 7 ) Of the head ( 8th ) subsequent tapered extension ( 11 ) is formed, that the sealing body is a sealing ring ( 17 ), which is on the extension ( 11 ) is pushed and fixed there, whereby the edge ( 28 ) of the ring federation ( 10 ) the outside ( 27 ) of the sealing ring ( 17 ) protrudes circumferentially at least at one point in the radial direction, and that the axial punch ( 4 ) on his stamp body ( 9 ) a radial circumferential stop for abutment with the end edge ( 12 ) of the hollow profile end ( 13 ) having.

Device according to claim 1, characterized in that the edge ( 28 ) of the ring federation ( 10 ) to the front ( 7 ) of the stamp head ( 8th ) tapers conically.

Device according to one of claims 1 or 2, characterized in that the sealing ring ( 17 ) on the front side ( 18 ) of the ring federation ( 10 ) is supported.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the sealing ring ( 17 ) at its bottom ( 23 ) in the direction of the front side ( 7 ) of the stamp head ( 8th ) by a positioning ring ( 24 ) supported in a groove ( 25 ) of the extension ( 11 ) is admitted.

Apparatus according to claim 4, characterized in that between the positioning ring ( 24 ) and the deepening reason ( 23 ) of the sealing ring ( 17 ) a spacer ring ( 26 ) is arranged.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the outside ( 27 ) of the sealing ring ( 17 ) an annular bead ( 31 ) det is the whole ring collar ( 10 ) of the stamp ( 4 ) projects radially beyond.

Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that on the outside ( 27 ) of the sealing ring ( 17 ) near its end facing away from the collar ( 19 ) a circumferential groove ( 32 ), in which a retaining ring ( 33 ) is received, the one or the same of the sealing ring ( 17 ) has different elasticity.

Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that on the extension ( 11 ) the sealing ring ( 17 ) to the front side ( 7 ) of the stamp head ( 8th ) upstream with a central implementation ( 35 ) a circular with off-center through holes ( 36 ) provided centering plate ( 34 ) is arranged, which the sealing ring ( 17 ) circumferentially projecting radially.