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Die
Erfindung betrifft ein Werkzeug zum Schneiden eines Hohlprofils
sowie ein zugehöriges Verfahren.
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Aus
der
DE 197 24 037
C2 ist ein Verfahren zum Schneiden eines Hohlkörpers bekannt.
Das Verfahren basiert auf einer kombinierten Anwendung eines mechanischen
Schneidens entlang einer ersten Schneidkante und eines Innenhochdruck-Schneidens
entlang einer zweiten Schneidkante. Dabei wird der Umstand, dass
der Hohlkörper
nach dem Innenhochdruck-Umformverfahren verformt wird dahingehend
ausgenutzt, dass der Hohlkörper
vorzugsweise zeitlich nach einem bereits erfolgten Innenhochdruckumformen
quer zu seiner Längserstreckung durchtrennt
wird.
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Aus
der
DE 100 30 882
A1 sind ein Präzisionsschneidverfahren
und eine zugehörige
Vorrichtung bekannt. Hierzu wird ein Stanzstreifen in einem ersten
Prägeschritt
mittels mindestens eines Niederhalters gegen eine feste Fläche abgestützt und
das spätere
Fertigteil gleichzeitig oder zeitversetzt, vorzugsweise gegen die
Federkraft eines Federbodens, in eine Prägematrize gedrückt. An
den Mantelflächen des
späteren
Fertigteils entsteht dabei eine Gleitfläche. Der Stanzstreifen wird
daraufhin in einem zweiten, auf den Prägeschritt folgenden Trennschritt durch
mindestens einen Niederhalter auf eine feste Fläche abgestützt und anschließend das
spätere Fertigteil
mit einem Trennstempel in einer trennenden Matrize herausgetrennt.
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Aus
der
DE 199 01 304
A1 ist ein Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken bekannt.
Hierbei sind an mindestens einer Station im wesentlichen vertikal
bewegte Bearbeitungswerkzeuge und an mindestens einer weiteren Station
im wesentlichen horizontal bewegte Bearbeitungswerkzeuge angeordnet,
welche auf die Werkstücke
einwirken. Dabei werden in jeder Station gleichzeitig mindestens
zwei, vorzugsweise achssymmetrisch zueinander angeordnete, einen
Freiraum zwischen sich belassende Werkstücke bearbeitet. Des Weiteren
ist eine zur Durchführung
des Verfahrens geeignete Vorrichtung bekannt. Die Vorrichtung, welche
beispielsweise als Presswerkzeug ausgebildet ist, ermöglicht es,
beispielsweise nach dem Tiefziehen eines Blechwerkstückes die
danach folgenden Schneide/Lochoperationen an räumlich verschieden orientierten
Flächen des
Werkstückes
vorzunehmen und dadurch eine Leistungsfähigkeit der Vorrichtung zu
erhöhen.
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Aus
der
DE 40 35 938 A1 ist
ein Mehrwegwerkzeugverpressen mit Stempel und Matrize bekannt, die
durch die Bewegung des Stempels relativ gegeneinander bewegbar sind.
Dem Stempel gegenüber
ist innerhalb der Matrize ein Gegenstempel angeordnet, der unabhängig und
mit variabler Kraft bewegbar über
im Werkzeug untergebrachte hydraulische Zylinder bewegbar ist. Zusätzlich oder
alternativ ist gegenüber
der Matrize benachbart zum Stempel im Werkzeug eine Gegenmatrize
angeordnet, die ebenfalls unabhängig
und mit variabler Kraft über
im Werkzeug untergebrachte hydraulische Zylinder bewegbar ist. Entscheidend
ist hierbei, dass der Gegenstempel als Teil des Werkzeuges unabhängig hiervon und
mit beliebiger und einstellbarer Kraft bewegbar ist, was einen zusätzlichen
Weg definiert. Dieser Gegenstempel ist Teil des Werkzeugs, so dass
durch den zusätzlichen
Weg nunmehr ein Mehrwegwerkzeug entsteht.
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Aus
der
DE 101 36 792
A1 ist ein Werkzeug zum Beschneiden von Ziehteilen bekannt.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt
sich mit dem Problem, ein Verfahren zur Innenhochdruck-Umformung
anzugeben, mit welchem insbesondere ein rationalisierter Fertigungsprozess
erreicht werden kann. Des Weiteren soll ein für das erwähnte Verfahren geeignetes Werkzeug
geschaffen werden, mit welchem insbesondere verschiedene Verfahrensschritte
zusammengefasst werden können.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch
die Gegenstände
der unabhängigen
Ansprüche
gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen
sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, ein Werkzeug zum
Schneiden eines Flansches an einem Hohlprofil auch zum Umformen
des Hohlprofils nach dem Innenhochdruck-Umformverfahren auszubilden, wobei das
Werkzeug zumindest eine in Querrichtung des Hohlprofils verstellbare
und parallel zur Längserstreckung
verlaufende Schneidvorrichtung aufweist. Eine dem Hohlprofil zugewandte
Seite der Schneidvorrichtung ist dabei als formgebende Matrizenwand
ausgebildet, an welche sich das Hohlprofil nach dem Schneidvorgang
beim darauf folgenden Innenhochdruck-Umformen anlegt.
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Das
erfindungsgemäße Werkzeug
schneidet somit mit einer an der Schneidvorrichtung ausgebildeten
Schneidkante einen in Längsrichtung
des Hohlprofils verlaufenden Flansch parallel zur Längsrichtung
zumindest teilweise ab, indem sich die Schneidkante in Querrichtung
des Hohlprofils verstellt. Nach dem Abschneiden des Flansches wird
die dem Hohlprofil zugewandte Seite der Vorrichtung als formgebende
Matrizenwand genutzt, an welche sich anschließend das Hohlprofil mit einer
Außenseite beim
Innenhochdruck-Umformen anlegt. Das erfindungsgemäße Werkzeug
sieht dabei vor, dass ein Schneidvorgang am Hohlprofilrohling abgeschlossen ist,
bevor der Innenhochdruck-Umformvorgang beginnt.
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Die
erfindungsgemäße Lösung bietet
somit den Vorteil, dass zwei Verfahrensschritte, nämlich das
Schneiden des Flansches sowie das nachfolgende Innenhochdruck-Umformen,
in einem Fertigungsschritt in einem einzigen Werkzeug erfolgen können, wodurch
sich ein rationalisierter Fertigungsablauf ergibt. Die erfindungsgemäße Lösung trägt somit
zu einer Straffung des Fertigungsprozesses und dadurch zur Erzielung
von Zeit- bzw. Kostenvorteilen
bei.
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Gemäß einer
Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weist
das Werkzeug eine Untermatrize und eine Obermatrize auf, die relativ
zueinander verstellbar sind. Die Schneidvorrichtung ist dabei entweder
in eine der Matrizen integriert und die Schneidkante bildet dann
einen integralen Bestandteil der jeweiligen Matrize oder aber die
Schneidkante ist als separates Bauteil ausgebildet und an einer
der Matrizen lagefixiert befestigt oder die Schneidvorrichtung ist
an einer der Matrizen hubverstellbar angeordnet. Die dargestellten
Varianten der Anordnung der Schneidvorrichtung an dem Werkzeug lassen
bereits erkennen, welche breiten Möglichkeiten die Erfindung hinsichtlich
prozessoptimierter Anordnungsvarianten der Schneidvorrichtungen
eröffnet.
Eine Ausbildung der Schneidvorrichtung als separates Bauteil, welches
an einer der Matrizen lagefixiert befestigt ist, bietet beispielsweise
den Vorteil, dass nach einer größeren Anzahl
von Schneidvorgängen,
die Schneidvorrichtung bzw. die Schneidkante einfach und schnell
ausgetauscht werden kann und dadurch der Wartungsaufwand des Werkzeuges
gesenkt werden kann. Bei einer hubverstellbaren Anordnung der Schneidvorrichtung
an einer der Matrizen ergibt sich aufgrund des geringeren zu bewegenden
Gewichtes der Schneidvorrichtung im Vergleich zur Ober- oder Untermatrize
eine deutlich ruhigere Arbeitsweise des Werkzeugs. Die Integration
der Schneidvorrichtung in eine der Matrizen oder die Ausbildung
der Schneidkante als integraler Bestandteil bietet demgegenüber den
Vorteil, dass sich dadurch ein besonders präziser und kraftvoller Schneidvorgang
erreichen lässt.
Durch die Wahlmöglichkeiten
der Anordnung der Schneidvorrichtungen an einer der Matrizen bietet
die erfindungsgemäße Lösung somit
die Möglichkeit
flexibel auf unterschiedlichste Anforderungen hinsichtlich des zu
bearbeitenden Materials und/oder Werkstücks zu reagieren.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist im Bereich der Schneidkante wenigstens ein Niederhalter
vorgesehen, welcher den Flansch des Hohlprofiles zumindest während des Schneidvorganges
fixiert. Ein derartiger Niederhalter sichert in Verbindung mit einer
Positioniereinrichtung, welche das Hohlprofil vor und während dem
Schneid- und Umformvorgang gegen die dem Hohlprofil zugewandte Seite
der Schneidvorrichtung drückt,
eine lagefixierte Halterung des Hohlprofiles während des Schneidvorgangs und
dadurch eine exakte und qualitativ hochwertige Schnittführung. Durch
den Niederhalter ist zudem eine stets gleiche Positionierung des Hohlprofils
innerhalb des Werkzeuges gegeben, wodurch eine hohe reproduzierbare
Maßgenauigkeit und
damit Gleichheit der herzustellenden Hohlprofile erreicht wird.
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Zweckmäßig kann
ein quer zur Längserstreckung
des Hohlprofils verstellbarer Prägestempel vorgesehen
sein, welcher außen
am Hohlprofil nach dem Umformvorgang eine Einprägung anbringt. Hierdurch bietet
die erfindungsgemäße Lösung den
Vorteil zusätzlich
zu einem Schneid- und Innenhochdruck-Umformvorgang nahezu gleichzeitig,
vor allem jedoch ohne Werkzeugwechsel, einen Prägevorgang auszuführen, so
dass ein weiterer Fertigungsschritt mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug
in die jeweilige Arbeitsstation integriert werden kann. Der Prägestempel
kann dabei so angeordnet sein, dass er die Schneidvorrichtung während des
Prägevorgangs
in einer entsprechenden Öffnung
quert und durchdringt. Der Prägestempel
prägt dabei
eine an der Matrizenwand der Schneidvorrichtung anliegende Außenseite des
Hohlprofils entgegen dem Innenhochdruck, was zu einer besonders
exakten und maßgenauen
Prägung
führt.
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Gemäß einer
weiteren vorteilhaften Ausbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist
im Prägestempel
koaxial dazu zumindest ein Lochstempel vorgesehen, welcher das Hohlprofil
nach abgeschlossenem Prägevorgang
locht. Gemäß dieser Ausführungsform
kann zusätzlich
zum Schneiden, Innenhochdruck-Umformen und Prägen nunmehr auch noch das Lochen
als weiterer Arbeitsschritt in dasselbe Werkzeug integriert werden,
wodurch sich wiederum Zeit- und Kostenvorteile ergeben. Zudem gewährleistet
die erfindungsgemäße Lösung, dass die
durch den Lochstempel erzeugten Löcher eine hohe Positions- und
Formtreue aufweisen und dadurch die Qualität der hergestellten Hohlprofile
deutlich gesteigert werden kann. Im Vergleich zu bisherigen Herstellungsverfahren,
bei welchen die Löcher nachträglich in
die bereits fertig geformten Hohlprofile eingebracht wurden, kann
nunmehr eine nachträgliche
Verformung und damit eine Maßungenauigkeit des
Hohlprofils vermieden werden. Auch beim umgekehrten Fall, bei welchem
nach dem Erzeugen der Löcher
die Prägung
erfolgt, bietet die erfindungsgemäße Lösung den großen Vorteil,
dass der Prägestempel
die Maßgenauigkeit,
das heißt
die Position und die Form der erzeugten Löcher durch das Prägen nicht
nachteilig beeinflusst. Grundsätzlich
kann mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug
nach dem Innenhochdruck-Umformen
zuerst gelocht und dann geprägt
werden oder umgekehrt.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus
den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand
der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale
nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in
anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne
den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in
der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert,
wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder funktional gleiche
oder ähnliche
Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen:
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1 einen Querschnitt durch
ein erfindungsgemäßes Werkzeug
mit eingelegtem Hohlprofil vor dem Schneid- bzw. Umformvorgang,
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2 eine Darstellung wie in 1, jedoch mit betätigter Positioniereinrichtung,
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3 einen Querschnitt durch
das erfindungsgemäße Werkzeug
nach dem Schneid- und Umformvorgang und vor dem Präge- bzw.
Lochvorgang,
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4 eine Darstellung wie in 3 jedoch bei abgeschlossenem
Präge-
und Lochvorgang,
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5 einen Querschnitt durch
das Werkzeug bei geöffneter
Ober- und Untermatrize.
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Entsprechend 1 weist ein erfindungsgemäßes Werkzeug 1,
welches zum Schneiden eines Flansches 3 an einem Hohlprofil 2 ausgebildet
ist, eine Untermatrize 7 und eine Obermatrize 8 auf,
die relativ zueinander verstellbar sind. Gemäß den Darstellungen in den 1 bis 5 ist hier die Obermatrize 8 auf
die Untermatrize 7 zu verstellbar. Generell ist aber auch
denkbar, dass die Untermatrize 7 auf die Obermatrize 8 zu
verstellbar ist oder beide verstellbar gelagert sind.
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Zum
Schneiden des Flansches 3 am Hohlprofil 2 weist
das Werkzeug 1 zumindest eine parallel zur Längserstreckung
verlaufende Schneidvorrichtung 4 mit einer Schneidkante 5 auf,
welche relativ zum Hohlprofil in Querrichtung des Hohlprofils 2 verstellbar
ist. Die Schneidvorrichtung 4 kann dabei in eine der Matrizen 7 oder 8 integriert
sein, wobei die Schneidkante 5 dann einen integralen Bestandteil der
jeweiligen Matrize 7 oder 8 bildet. Alternativ
dazu kann die Schneidvorrichtung 4 auch als separates Bauteil
ausgebildet sein, welches an einer der beiden Matrizen 7 oder 8,
hier der Obermatrize 8, lagefixiert befestigt ist. Als
dritte Variante kann die Schneidvorrichtung 4 an einer
der Matrizen 7 oder 8 relativ zur jeweiligen Matrize 7, 8 hubverstellbar
angeordnet sein.
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Bei
einer in eine der Matrizen 7 oder 8 integrierten
Schneidvorrichtung 4 kann ein besonders kraftvolles und
dadurch präzises
Abschneiden bzw. Durchtrennen des Flansches 3 erreicht
werden, wodurch die Qualität
eines späteren
Endproduktes deutlich gesteigert werden kann. Die Ausführung der Schneidvorrichtung 4 als
separates Bauteil, welches lagefixiert an einer der Matrizen 7 oder 8 befestigt
ist, bietet hingegen den großen
Vorteil, dass der Austausch der Schneidkante 4, welche
beispielsweise als Trennmesser ausgebildet sein kann, einfach und kostengünstig möglich ist.
Als Schneidkante 5 kommen beispielsweise gehärtete Metalle
in Betracht, welche eine besonders hohe Lebensdauer aufweisen. Bei
der dritten Ausführungsvariante,
bei der die Schneidvorrichtung 4 mitsamt der Schneidkante 5 an einer
der Matrizen 7 oder 8 verstellbar angeordnet ist, bietet
den Vorteil, dass der Schneidvorgang von einem Schließvorgang
des Werkzeug 1, das heißt von einem Aufeinanderzubewegen
der Obermatrize 8 auf die Untermatrize 7, entkoppelt
werden kann.
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Gemäß 1 ist an einer dem Hohlprofil 2 zugewandten
Seite 6 der Schneidvorrichtung 4 eine formgebende Matrizenwand 17 ausgebildet,
an die sich das Hohlprofil 2 nach dem Schneidvorgang und beim
anschließenden
Innenhochdruck-Umformen an legt. Das Werkzeug 1 ist dabei
gemäß den Darstellungen
in 1 bis 5 im Querschnitt z.B. so ausgebildet,
dass die Obermatrize 8 und die Untermatrize 7 jeweils
eine L-förmige
Gestalt aufweisen, welche beim Zusammenfahren einen Hohlraum 14 bilden,
in welchem das Hohlprofil 2 mit Innenhochdruck umgeformt
werden kann. Dieser Hohlraum 14 ist dabei wenigstens an
einer Seite durch die Matrizenwand 17 der Schneidvorrichtung 4 begrenzt.
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Entsprechend 1 und 2 ist an dem Werkzeug 1 eine
Positioniereinrichtung 9 vorgesehen, welche das Hohlprofil 2 vor
dem Schneid- und Umformvorgang gegen die dem Hohlprofil 2 zugewandte
Seite 6 der Schneidvorrichtung 4, also an deren
Matrizenwand 17 drückt.
Die Positioniereinrichtung 9 kann dabei beispielsweise
als ein mit Federkraft oder hydraulischem Druck beaufschlagter Stempel
ausgebildet sein, welcher aus- und
einfahrbar in einer der Matrizen 7 oder 8, hier
in der Untermatrize 7, angeordnet ist. Gemäß 2 ist die Positioniereinrichtung 9 betätigt und
drückt
in betätigtem Zustand
das Hohlprofil 2 gegen die Seite 6 der Schneidvorrichtung 4.
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Im
Bereich der Schneidkante 5 ist wenigstens ein Niederhalter 10 vorgesehen,
welcher den Flansch 3 des Hohlprofiles 2 zumindest
während
des Schneidvorganges fixiert. Gemäß den Abbildungen in 3 und 4 kann durch eine treppenartige Ausbildung
der Schneidkante 5 auch ein zweiter Niederhalter 10' vorgesehen
sein, welcher das Hohlprofil 2 im auf den Schneidvorgang
folgenden Umformvorgang bzw. Präge-
und Lochvorgang lagefixiert.
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Gemäß der Darstellung
in 3 ist ein quer zur
Längserstreckung
des Hohlprofiles 2 verstellbarer Prägestempel 11 vorgesehen,
welcher außen
am Hohlprofil 2 nach dem Umformvorgang eine Einprägung (vgl. 4) anbringt. Der Prägestempel 11 ist dabei
vorzugsweise hydraulisch betätigbar
und wirkt beim Prägen
gegen einen Innenhochdruck pi, welcher innerhalb
des Hohlprofiles 2 herrscht. Der Prägestempel 11 kann
zweckmäßig so angeordnet
sein, dass er die Schneidvorrichtung 4 nach dem Schneidvorgang
und während
des Prägevorgangs
in einer entsprechenden Öffnung 12 quert
und durchdringt. Während
des Schneidvorganges bewegt sich der Prägestempel 11 mit der
Schneidvorrichtung 4 bzw. der Obermatrize 8 quer
zu seiner Prägerichtung. Denkbar
ist hierbei, dass beispielsweise eine an der Stirnseite des Prägestempels 11 ausgebildete
Prägefläche 15 Teil
der formgebenden Matrizenwand 17 der Schneidvorrichtung 4 ist.
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Wie
oben erwähnt
erfolgt die Prägung
des Hohlprofiles 2 entgegen dem Innenhochdruck pi und nach dem Schneidvorgang, so dass mit
dem Prägen ein
zusätzlicher
aber fakultativer Arbeitsschritt mit dem Werkzeug 1 ausgeführt werden
kann.
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Entsprechend 3 und 4 ist im Prägestempel 11 und koaxial
dazu zumindest ein Lochstempel 13 vorgesehen, welcher das
Hohlprofil 2 nach dem abgeschlossenen Prägevorgang
locht. Eine Prägerichtung
des Prägestempels 11 ist
dabei parallel zur einer Bewegungsrichtung des Lochstempels 13. Durch
das erfindungsgemäße Werkzeug
wird somit ein weiterer ebenfalls fakultativer Arbeitsschritt, nämlich das
Lochen des Hohlprofiles 2 in das Werkzeug 1 integriert,
wodurch der Fertigungsprozess an sich stark rationalisiert werden
kann.
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Das
Prägen
bzw. das Lochen entgegen dem Innenhochdruck pi bietet
darüber
hinaus den Vorteil, dass sich zuvor erstellte Prägungen durch das Lochen bzw.
zuvor erstellte Lochungen durch das Prägen aufgrund des Innenhochdruckes
pi nicht nachteilig beeinflussen, so dass
eine hohe Qualität
der hergestellten Hohlprofile 2 erreicht werden kann.
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Im
Folgenden soll kurz ein mögliches
Verfahren zum Schneiden des Hohlprofiles 2 bzw. zum Umformen,
Prägen-
und/oder Lochen des Hohlprofils 2 erläutert werden:
Entsprechend 1 wird das Hohlprofil 2 in
das Werkzeug 1 eingelegt, wobei die beiden Matrizen 7 und 8 in
geöffnetem
Zustand, das heißt
voneinander entfernt positioniert sind. Nach dem Einlegen des Hohlprofiles 2,
welches in diesem Stadium noch ein nicht näher bezeichneter Hohlprofilrohling
ist, drückt die
Positioniereinrichtung 9 gemäß 2 das Hohlprofil 2 noch vor
dem Schneid- und Umformvorgang gegen die dem Hohlprofil 2 zugewandte
Seite 6 der Schneidvorrichtung 4, also gegen die
Matrizenwand 17. Beim Positionieren ist gemäß 2 das Werkzeug noch in einem
teilweise geöffneten
Zustand, so dass ein einfaches Verstellen des Hohlprofils 2 in Richtung
der Schneidvorrichtung 4 möglich ist.
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Nach
dem Positionieren erfolgt der Schneidvorgang. Hierzu bewegt sich
gemäß 3 die Obermatrize 8 auf
die Untermatrize 7 zu und schneidet mit der in Bewegungsrichtung
vorne an der Schneidvorrichtung 4 gelegenen Schneidkante 5 den
Flansch 3 des Hohlprofiles 2 ab. Zumindest während des Schneidvorgangs
fixiert wenigstens ein im Bereich der Schneidkante 5 angeordneter
Niederhalter 10 den Flansch 3 des Hohlprofiles 2.
Nach Beendigung des Schneidvorganges fixiert ein zweiter Niederhalter 10' den verbleibenden
Flanschstumpf des Hohlprofiles 2 und fixiert dadurch das
Hohlprofil 2 in dessen Lage. Ein nicht dargestellter Schneidabfall
fällt nach
dem Schneidvorgang durch einen Auswurfschacht 16, welcher
gemäß den 1 bis 5 vertikal in Bewegungsrichtung der Schneidvorrichtung 4 in der
Untermatrize 7 verläuft
heraus.
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Gemäß 2 und 3 ist erkennbar, dass das Schneiden des
Flansches 3 durch das Schließen des Werkzeuges 1,
das heißt
durch eine Bewegung der Obermatrize 8 auf die Untermatrize 7 zu
bewirkt wird. Denkbar ist hierbei aber auch, dass der Schneidvorgang
erst nach dem Schließen
des Werkzeuges, das heißt
beim Anliegen der Obermatrize 8 an der Untermatrize 7,
durch eine hubverstellbare Schneidvorrichtung 4, welche
beispielsweise als separates Bauteil ausgebildet ist, bewirkt wird.
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Nach
Beendigung des Schneidvorganges wird der Hohlprofilrohling 2' durch Innenhochdruckumformen
umgeformt und verändert
sich dabei in Größe und Gestalt
entsprechend der Darstellung in 3.
Beim Innenhochdruckumformen wird die Positioniereinrichtung 9 in
entsprechendem Maße
aktiv zurückverstellt
bzw. passiv zurückgedrängt, das heißt die Halte-
oder Positionierkraft der Positioniereinrichtung 9 ist
(deutlich) kleiner als die beim Umformen auftretenden Kräfte, die
das Hohlprofil 2 aufweiten.
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Nach
dem Umformen des Hohlprofiles 2 kann ein quer zur Längsrichtung
des Hohlprofils 2 verstellbarer Prägestempel 11 gemäß 4 außen am Hohlprofil 2 eine
Einprägung
anbringen. Ein derartiger Prägevorgang
ist dabei optional wählbar.
Eine Prägung
erfolgt gemäß 4, indem sich der Prägestempel 11 quer
zur Längserstreckung
des Hohlprofiles 2 durch die Öffnung 12 in der Schneidvorrichtung 4 bewegt
und mit der in Prägerichtung
vorne angebrachten Prägefläche 15 in
eine Außenwand
des Hohlprofiles 2 eine Vertiefung einprägt.
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Zusätzlich oder
alternativ zum Prägevorgang kann
ein im Prägestempel 11 koaxial
dazu angeordneter Lochstempel 13 das Hohlprofil 2 nach
abgeschlossenem Prägevorgang
lochen (vgl. 4). Dazu
fährt der
Lochstempel 13 quer zur Bewegungsrichtung der Schneidvorrichtung 4 und
parallel zur Prägerichtung
des Prägestempels 11 und
durchstößt eine
Außenwand
des Hohlprofiles 2. Gemäß 3 und 4 ist dabei jeweils ein Lochstempel 13 vorgesehen.
Es ist aber auch möglich,
dass mehrere Lochstempel 13 angeordnet sind. Denkbar ist
auch, dass eine Lochung ohne eine Prägung des Hohlprofiles 2 erfolgt.
Aufgrund des gegen den Innenhochdruck pi wirkenden
Prägestempels 11 bzw.
Lochstempels 13 ist es möglich, sowohl die Prägung als
auch die Lochung am Hohlprofil 2 durchzuführen, ohne
dass sich diese Arbeitsschritte, wie bei einer herkömmlichen Fertigungsweise
in mehreren Schritten, gegenseitig negativ beeinflussen.
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Die
Prägefläche 15 des
Prägestempels 11, welche
beispielhaft in der Öffnung 12 der
Schneidvorrichtung 4 angeordnet ist, kann dabei einen Teil der
als formgebenden Matrizenwand 17 ausgebildeten Seite 6 der
Schneidvorrichtung 4 bilden. Denkbar ist aber auch, dass
sich die Öffnung 12 erst
bei einem Präge-
bzw. Lochvorgang öffnet
und während
des Schneidvorganges bzw. während
des Umformvorganges geschlossen ist, wodurch die formgebende Matrizenwand 17 komplett
von der dem Hohlprofil 2 zugewandten Seite 6 der
Schneidvorrichtung 4 gebildet wird.
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Entsprechend 5 wird das Werkzeug 2 nach
dem Schneide- und
Umformvorgang und/oder Prägevorgang
und/oder Lochvorgang geöffnet,
indem die Obermatrize 8 sich von der Untermatrize 7 entfernt.
Der Prägestempel 11 sowie
der Lochstempel 13 sind dabei zumindest soweit in das Werkzeug 1 bzw.
die Schneidvorrichtung 4 eingefahren, dass ein problemloses
Auseinanderfahren der beiden Matrizen 7 und 8 und
ein Herausnehmen des Hohlprofils 2 aus dem Werkzeug 1 ermöglicht wird.
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Zusammenfassend
lassen sich die wesentlichen Merkmale der erfindungsgemäßen Lösung wie folgt
charakterisieren:
Die Erfindung sieht vor, bei einem Werkzeug 1,
welches zum Schneiden eines Flansches 3 eines Hohlprofiles 2 sowie
zum Umformen des Hohlprofils 2 nach dem Innenhochdruck-Umformverfahren ausgebildet
ist, eine Schneidvorrichtung 4 mit einer Schneidkante 5 vorzusehen,
welche parallel zur Längserstreckung
verläuft
und in Querrichtung des Hohlprofils 2 verstellbar ist und
bei der eine dem Hohlprofil 2 zugewandte Seite 6 der
Schneidvorrichtung als formgebende Matrizenwand 17 ausgebildet ist,
an die sich das Hohlprofil 2 nach dem Schneidvorgang beim
Innenhochdruck-Umformen anlegt.
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Die
Erfindung ermöglicht
so ein Zusammenlegen mehrerer Arbeitsschritte, beispielsweise dem Beschneiden,
dem Umformen, dem Prägen
und dem Lochen des Hohlprofils 2 in eine Fertigungsstation, so
dass mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug 1 mehrere,
bisher voneinander getrennte Arbeitsschritte, zeitnah und ohne Entnahme
des Hohlprofiles 2 aus dem Werkzeug 1 erfolgen
können.
Darüber
hinaus können
die Arbeitsschritte prägen
und lochen optional ausgeführt
werden, so dass mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug 1 ein
Schneiden des Flansches 3, und ein anschließendes Umformen und/oder
ein anschließendes
Prägen
und/oder ein anschließendes
Lochen durchgeführt
werden können.
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Durch
die als formgebende Matrizenwand 17 ausgebildete Seite 6 der
Schneidvorrichtung 4 ist ein multifunktionaler Einsatz
der Schneidvorrichtung 4 gegeben, wobei sich die Schneidvorrichtung 4 konstruktiv
einfach realisieren lässt
und zugleich eine besonders gelungene konstruktive Lösung darstellt. Durch
den gegen den Innenhochdruck pi wirkenden Prägestempel 11 bzw.
Lochstempel 13 kann zudem eine exakte Prägung bzw.
Lochung des Hohlprofils 2 erfolgen, bei welcher sich das
Prägen
und das Lochen nicht negativ gegenseitig beeinträchtigen, so dass insgesamt
ein qualitativ hohes Endprodukt erreicht werden kann.