DE19610367A1

DE19610367A1 - Use of hydraulic deep drawing press for hydro-forming tubular components

Info

Publication number: DE19610367A1
Application number: DE19610367A
Authority: DE
Inventors: Hartmut Cherek
Original assignee: SIEMPELKAMP PRESSEN SYS GmbH
Current assignee: SIEMPELKAMP PRESSEN SYS GmbH
Priority date: 1995-10-14
Filing date: 1996-03-16
Publication date: 1997-04-17

Abstract

Hydraulic deep drawing press used for hydro-forming tubular components by means of a hydro-forming die installed in the press, where the hydraulic control system for the press ram and return stroke is used for closing and opening the hydro-forming die with an additional fluid control module generated controlling the forming pressure during the hydro-forming operation.

Description

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines für das Tiefziehen im Rahmen der Blechverarbeitung eingerichteten hydraulischen Pressensystems mit Pressengestell, Preß zylinder mit Stößel, Rückzug- oder Rückstoßeinrichtung für den Preßzylinder mit Stößel und Pressensteuereinrichtung für das Pressendruckmittel als Maschinenanlage für die IHV-Umformung von Rohrwerkstoffen mit Hilfe eines IHV-Werkzeuges, wobei besondere Maßgaben verwirklicht werden. - IHV-Umformung steht für Umformung mit Hilfe eines Innenhochdruckverfahrens.The invention relates to the use of a Deep drawing set up as part of sheet metal processing hydraulic press system with press frame, press cylinder with tappet, retraction or recoil device for the press cylinder with ram and press control device for the press fluid as a machine system for the IHV forming of pipe materials with the help of a IHV tool, with special requirements realized will. - IHV-Umformung stands for forming with the help an internal high pressure process.

In den verschiedensten Bereichen der Technik wird mit metallischen, zumeist aus Stahlblech bestehenden Kon struktionsbauteilen gearbeitet, die im Zuge der Blechver arbeitung als durch Tiefziehen mit Hilfe von Tiefzieh pressen geformte Vorformlinge hergestellt und danach aus den Vorformlingen zusammengeschweißt werden. Das verlangt, wenn das Konstruktionsbauteil aus zwei Vorformlingen besteht, zunächst zwei Arbeitsgänge für die Herstellung der Vorformlinge und außerdem einen dritten Arbeitsgang für die Vereinigung der Vorformlinge zum Konstruktions bauteil. Diese bekannten Maßnahmen sind aufwendig, zumal zum Zwecke des Zusammenschweißens aufwendige Fügungsmaß nahmen durchgeführt werden müssen und die Schweißnähte häufig noch nachgearbeitet werden müssen. Hinzu kommen die Transfermaßnahmen und Probleme beim Beschicken und Ent leeren der Tiefziehpresse und zwischen Tiefziehpresse und Schweißstation. Die Schweißnaht kann die Qualität des Konstruktionsbauteils beeinträchtigen. Insoweit hat die IHV-Umformung beachtliche Vereinfachungen gebracht (vgl. Prospekt SPS Siempelkamp Pressen Systeme, IHV Innen-Hochdruck-Verfahren (19 . . . ), DE 690 10 429 T2, EP 0 588 528 A1): Die Zahl der beschriebenen drei Arbeits gänge reduziert sich auf einen, die Konstruktionsbauteile erfahren eine Qualitätsverbesserung, das Eigengewicht der Konstruktionsbauteile kann reduziert werden. - Rohrwerk stoff steht im Rahmen der Erfindung für rohrförmige Rohlinge, die bereits eine Vorverformung erfahren haben können.In various areas of technology with metallic con, mostly made of sheet steel structural components worked in the course of the Blechver work as by deep drawing with the help of deep drawing press molded preforms and then molded the preforms are welded together. That requires if the construction component consists of two preforms exists, initially two operations for the production the preforms and also a third operation for the union of the preforms to the construction component. These known measures are complex, especially complex joining dimension for the purpose of welding took place and the welds often still need to be reworked. Add to that the Transfer measures and problems with loading and unloading empty the deep drawing press and between the deep drawing press and Welding station. The weld seam can affect the quality of the Affect the construction component. So far IHV transformation brought considerable simplifications (cf. Brochure SPS Siempelkamp press systems, IHV Internal high-pressure process (19...), DE 690 10 429 T2, EP 0 588 528 A1): The number of three work described gears is reduced to one, the construction components experience a quality improvement, the dead weight of the Construction components can be reduced. - pipe mill Within the scope of the invention, fabric stands for tubular Blanks that have already undergone pre-deformation can.

In maschinen- und anlagentechnischer Hinsicht stehen in der heutigen Praxis für das Tiefziehen im Zuge der Blech verarbeitung eingerichtete hydraulische Pressensysteme und Maschinenanlagen für die IHV-Umformung als selbständige Entwicklungen und selbständige Aggregate nebeneinander. Muß die Herstellung von hohlen Konstruktionsbauteilen von der Tiefziehformgebung mit Verschweißung auf eine IHV-Umformung umgestellt werden, so sind aufwendige Investitionen für die Installation einer neuen Maschinen anlage für die IHV-Umformung erforderlich.In terms of machine and plant technology stand in the current practice for deep drawing in the course of sheet metal processing hydraulic press systems and Machine systems for IHV forming as independent Developments and independent aggregates side by side. Must manufacture hollow structural components from thermoforming with welding to one IHV conversion are so complex Investments in the installation of new machines system required for IHV forming.

Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, den technischen Aufwand und damit die Kosten für die Um stellung einer Tiefziehfertigung von hohlen Konstruktions bauteilen auf eine IHV-Umformung zu reduzieren.The invention is based on the technical problem technical effort and thus the cost of the order provision of a deep-drawing production of hollow construction to reduce components to IHV forming.

Zur Lösung dieses technischen Problems ist Gegenstand der Erfindung die Verwendung eines für das Tiefziehen im Rahmen der Blechverarbeitung eingerichteten hydraulischen Pressensystems mit Pressengestell, Preßzylinder mit Stößel, Rückzug- oder Rückstoßeinrichtung für den Preß zylinder mit Stößel und Pressensteuereinrichtung für das Pressendruckmittel
als Maschinenanlage für die IHV-Umformung von Rohrwerkstoffen mit Hilfe eines IHV-Werkzeuges, wobei das IHV-Werkzeug anstelle der Tiefzieheinrichtung in die Presse eingebaut wird,
mit der Maßgabe, daß der Preßzylinder mit Stößel sowie die Rückzug- oder Rückstoßeinrichtung mit der Pressensteuer einrichtung für das Pressendruckmittel als Schließ- und Öffnungseinrichtung für das IHV-Werkzeug eingesetzt sind, mit der weiteren Maßgabe, daß dem IHV-Werkzeug zusätzlich ein Umformmodul zugeordnet und an den Umformdruckmittel anschluß angeschlossen ist, welches eine Einrichtung für die Erzeugung des Umformdruckes für das Umformdruckmittel sowie eine Umformsteuereinrichtung für die Steuerung des Umformdruckes beim Umformen des Rohrwerkstoffes aufweist. Es versteht sich, daß das IHV-Werkzeug bei der Umform arbeit der Zuhaltung bedarf. Das kann mit mechanischen Hilfsmitteln und/oder hydraulischen Hilfsmitteln erfolgen. Für eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung gilt die Maßgabe, daß die Pressensteuereinrichtung für das Pressendruckmittel sowie die Umformsteuereinrichtung so aufeinander abgestimmt sind, daß der Druck des Pressen druckmittels das IHV-Werkzeug bei der Umformarbeit zuhält. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung gilt für das Umformmodul die weitere Maßgabe, daß das Umformmodul Einrichtungen für das Nachführen des Umformdruckmittel anschlusses bei der Umformung des Rohrwerkstoffes auf weist.To solve this technical problem, the object of the invention is the use of a hydraulic press system with a press frame, press cylinder with ram, retraction or recoil device for the press cylinder with ram and press control device for the pressurizing medium set up for deep drawing in the context of sheet metal processing
as a machine system for the IHV forming of pipe materials with the help of an IHV tool, the IHV tool being installed in the press instead of the deep-drawing device,
with the proviso that the press cylinder with ram and the retraction or recoil device with the press control device for the press pressure medium are used as a closing and opening device for the IHV tool, with the further proviso that the IHV tool is additionally assigned a forming module and is connected to the forming pressure medium connection, which has a device for generating the forming pressure for the forming pressure medium and a forming control device for controlling the forming pressure during the forming of the tube material. It goes without saying that the IHV tool requires guard locking during the forming process. This can be done with mechanical aids and / or hydraulic aids. For a preferred embodiment of the invention, the requirement applies that the press control device for the press pressure medium and the forming control device are matched to one another in such a way that the pressure of the press pressure medium keeps the IHV tool closed during the forming work. According to a preferred embodiment of the invention, the further requirement applies to the forming module that the forming module has devices for tracking the forming pressure medium connection during the forming of the tube material.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß in ein hydraulisches Pressensystem des beschriebenen Aufbaus, welches für das Tiefziehen im Rahmen der Blechverarbeitung eingerichtet ist, ein in bezug auf die Hardware selbständiges, einfaches Umformmodul für die IHV-Umformung integriert werden kann, wenn das Tiefzieh-Werkzeug aus dem Pressensystem herausgenommen und durch ein IHV-Werkzeug ersetzt wird. Das gilt insbesondere dann, wenn der Preß zylinder mit Stößel sowie die Rückzug- oder Rückstoßein richtung mit der Pressensteuereinrichtung für das Pressendruckmittel als Schließ- und Öffnungseinrichtung für das IHV-Werkzeug sowie als Zuhaltung eingesetzt und ausgelegt sind. Dabei kann mit den verschiedensten IHV-Werkzeugen gearbeitet werden.The invention is based on the knowledge that in one hydraulic press system of the described structure, which for deep drawing in the context of sheet metal processing is set up in terms of hardware independent, simple forming module for IHV forming can be integrated if the deep-drawing tool from the Press system removed and by an IHV tool is replaced. This is especially true when the press cylinder with tappet and the retreat or recoil direction with the press control device for the Press pressure medium as closing and opening device used for the IHV tool and as a guard locking and are designed. It can be done with a wide variety of IHV tools are worked.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigenIn the following, the invention is based on only one Embodiment representing drawing in more detail explained. Show it

Fig. 1 das Schema eines hydraulischen Pressensystems, welches für die Tiefzieh-Blechverarbeitung einge richtet ist, Fig. 1 shows the diagram of a hydraulic press system which is for the deep-drawing sheet metal processing is directed,

Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 vergrößertem Maßstab und detaillierter den Ausschnitt A aus dem Gegenstand der Fig. 1, Fig. 2 in comparison with FIG. 1 on an enlarged scale and in greater detail the section A from the subject matter of Fig. 1,

Fig. 3 den Gegenstand der Fig. 1 im Rahmen seiner Verwendung in einer Maschinenanlage für die IHV-Um formung von Rohrwerkstoffen, Fig. 3 shows the object of Fig. 1 in the context of its use in a machine system for the IHV-order modeling of pipe materials,

Fig. 4 den vergrößerten Ausschnitt B aus dem Gegenstand der Fig. 3 und Fig. 4 shows the enlarged section B from the subject of Fig. 3 and

Fig. 5 den Gegenstand nach Fig. 4 in anderer Funktions stellung. Fig. 5 the object of FIG. 4 in a different functional position.

In der Fig. 1 erkennt man zunächst ein Pressensystem für das Tiefziehen von Konstruktionsbauteilen im Rahmen der Blechverarbeitung. Das Pressensystem ist ein hydraulisches Pressensystem mit Pressengestell 1, Preßzylinder 2 mit Preßkolben 3 und Stößel 4, Rückzug- oder Rückstoßeinrich tung für den Preßzylinder mit Stößel und Pressensteuervor richtung für das Pressendruckmittel. Die Rückzug- oder Rückstoßeinrichtung wurde nicht gezeichnet. Das Pressen druckmittel steuert die Bewegung des Preßkolbens 3 im Preßzylinder 2, die Rückzug- oder Rückstoßeinrichtung und Hilfseinrichtung für Beschickung, Entleerung u. dgl. Insoweit sind auch zusätzliche Aggregate vorgesehen. In der Fig. 2 erkennt man Einzelheiten der Tiefziehwerkzeuge, nämlich die Auflager 6 für den Blechzuschnitt 7, der dem Tiefziehvorgang unterworfen wird, und die sog. Nieder halter 8. Pfeile 9 deuten die Kräfte an, die die Niederhalter beaufschlagen. Es versteht sich, daß das Pressensystem auch so eingerichtet sein kann, daß der Tiefziehvorgang in mehreren Schritten durchgeführt werden kann.In Fig. 1 firstly recognizes a press system for the deep drawing of construction components within the sheet processing. The press system is a hydraulic press system with press frame 1 , press cylinder 2 with plunger 3 and plunger 4 , Rückzug- or Rückoßeinrich device for the press cylinder with plunger and press control device for the pressurized medium. The retreat or recoil facility was not drawn. The pressing pressure medium controls the movement of the plunger 3 in the press cylinder 2 , the retraction or recoil device and auxiliary device for loading, emptying and. In this respect, additional units are also provided. In FIG. 2, it details of the deep-drawing tools, namely the support 6 for the sheet metal blank 7 which is subjected to the deep-drawing process detects and the so-called. Lower holder 8. Arrows 9 indicate the forces acting on the hold-down devices. It goes without saying that the press system can also be set up in such a way that the deep-drawing process can be carried out in several steps.

In den Fig. 3 bis 5 erkennt man die Integration dieses Pressensystems in eine Maschinenanlage für die IHV-Umfor mung von Rohrwerkstoffen 10 mit Hilfe eines IHV-Werkzeuges 11. Dabei können beim Umformvorgang die Umformdruckmittel anschlüsse 12 nachgeführt werden, wie es die Pfeile in den Fig. 3 und 4 andeuten. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Rohrwerkstoff 10 (Rohling) an seinen Enden an dem IHV-Werkzeug einzuspannen, wie es an sich bekannt ist. Dann erfährt der Rohrwerkstoff bei der Umformung eine Streckung.In FIGS. 3 to 5 can be seen the integration of this press system in a machine plant for the IHV-Umfor mung of pipe materials 10 with the aid of a tool 11 IHV. The forming pressure medium connections 12 can be tracked during the forming process, as indicated by the arrows in FIGS . 3 and 4. However, there is also the possibility of clamping the pipe material 10 (blank) at its ends on the IHV tool, as is known per se. Then the pipe material is stretched during the forming process.

Das ursprünglich für das Tiefziehen im Rahmen der Blechverarbeitung eingerichtete hydraulische Pressensystem ist im Rahmen der Erfindung zu einem wesentlichen Bestandteil der Maschinenanlage geworden. Das Tiefzieh werkzeug wurde gegen ein IHV-Werkzeug 11 ausgetauscht. Die Anordnung ist so getroffen, daß der Preßzylinder 2 mit Preßkolben 3 und Stößel 4 sowie die Rückzug- oder Rück stoßeinrichtung mit der Pressensteuereinrichtung für das Pressendruckmittel als Schließ- und Öffnungseinrichtung für das IHV-Werkzeug 11 eingesetzt und ausgelegt sind. Die Anordnung ist weiterhin so getroffen, daß dem IHV-Werkzeug 11 zusätzlich ein Umformmodul 13 zugeordnet ist, welches bezüglich der Umformdruckmittelführung mit dem Umform druckmittelanschluß 12 an dem IHV-Werkzeug 11 verbunden ist. Das Umformmodul 13 besitzt eine Einrichtung für die Erzeugung des Umformdruckes für das Umformdruckmittel sowie eine Umformsteuereinrichtung 14 für die Steuerung des Umformdruckes beim Umformen des Rohrwerkstoffes 10. Außerdem kann die Einrichtung so getroffen sein, daß der Druck des Pressendruckmittels mit dem Druck des Umformdruckmittels zunimmt. Insbesondere aus den Fig. 4 und 5 entnimmt man, daß das Umformmodul 13 Einrichtungen für das Nachführen des Umformdruckmittelanschlusses 12 bei der Umformung des Rohrwerkstoffes aufweist. - Im Ergebnis ist zur erfindungsgemäßen Verwendung des hydraulischen Pressensystems folgendes zu bemerken:The hydraulic press system originally set up for deep drawing in the context of sheet metal processing has become an essential part of the machine system within the scope of the invention. The deep-drawing tool was exchanged for an IHV tool 11 . The arrangement is such that the press cylinder 2 with plunger 3 and plunger 4 and the retraction or return pushing device with the press control device for the press pressure medium are used as a closing and opening device for the IHV tool 11 . The arrangement is also such that the IHV tool 11 is additionally assigned a forming module 13 which is connected to the forming pressure medium connection 12 on the IHV tool 11 with respect to the forming pressure medium guide. The forming module 13 has a device for generating the forming pressure for the forming pressure medium and a forming control device 14 for controlling the forming pressure during the forming of the tube material 10 . In addition, the device can be such that the pressure of the press pressure medium increases with the pressure of the forming pressure medium. From FIGS . 4 and 5 in particular, it can be seen that the forming module 13 has devices for tracking the forming pressure medium connection 12 during the forming of the pipe material. As a result, the following should be noted regarding the use of the hydraulic press system according to the invention:

Der vorhandene hydraulische Antrieb des Pressensystems mit den Bezugszeichen 1 bis 5 bleibt erhalten, er dient im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung nach wie vor für den Antrieb des Stößels 4, welcher jedoch als Schließein heit für das IHV-Werkzeug 11 wirkt und entsprechend gesteuert wird. Hinzugekommen ist das Umformmodul 13 mit seiner kompletten, z. B. wasserhydraulischen, Steuerung für das Umformdruckmittel, wozu die üblichen Drucküber setzer, die Umformzylinder mit integrierten Wegmeßsystemen sowie die erforderlichen Antriebe und Steuereinheiten für den Druckübersetzer bzw. die Druckübersetzer und den Umformzylinder oder die Umformzylinder gehören. Die elektrische Steuerung des hydraulischen Pressensystems kann im Rahmen der erfindungsgemäßen Verwendung grund sätzlich unverändert bleiben, jedoch muß eine zusätzliche Steuerungseinheit, die dem Umformmodul 13 angehört, für die IHV-Umformung vorgesehen werden. Die erforderliche Steuerung für die IHV-Umformung, die z. B. als wasser hydraulische Steuerung ausgeführt ist, besteht aus bekannten Teilen der IHV-Umformung, z. B. einem Tank für die Emulsion, einer Umwälzpumpe und einer Filtereinheit bzw. einer Emulsionsaufbereitungseinheit, einer Vorfüll einheit zum Füllen der Rohrwerkstoffe mit dem Umform druckmittel, bevor die eigentliche IHV-Umformung beginnt. Die erforderliche Steuerung für das Pressensystem besitzt wie üblich eine Steuerdruckeinheit, eine Filter- und Kühleinheit, eine Antriebs- und Steuereinheit für die Druckübersetzer als Regelpumpen oder Speicherantrieb, Antriebe und Steuereinheiten für den Umformzylinder als Regelpumpen oder Speicherantriebe, ggf. Antrieb und Steuereinheiten für im IHV-Werkzeug befindliche Schieber, Stanzzylinder, Gegenhalter und Auswerfer. Diese bekannten Bauteile an sich und für sich sind nicht Gegenstand der Erfindung.The existing hydraulic drive of the press system with the reference numerals 1 to 5 is retained, it still serves in the context of the use according to the invention for driving the plunger 4 , which however acts as a closing unit for the IHV tool 11 and is controlled accordingly. Added is the forming module 13 with its complete, for. B. water hydraulic, control for the forming pressure medium, which includes the usual Drucküber translator, the forming cylinder with integrated displacement measuring systems and the necessary drives and control units for the pressure intensifier or the pressure intensifier and the forming cylinder or the forming cylinder. The electrical control of the hydraulic press system can basically remain unchanged in the context of the use according to the invention, but an additional control unit, which belongs to the forming module 13 , must be provided for the IHV forming. The necessary control for IHV conversion, the z. B. is designed as a water hydraulic control, consists of known parts of the IHV conversion, for. B. a tank for the emulsion, a circulation pump and a filter unit or an emulsion preparation unit, a pre-filling unit for filling the pipe materials with the forming pressure medium before the actual IHV forming begins. As usual, the necessary control for the press system has a control pressure unit, a filter and cooling unit, a drive and control unit for the pressure intensifiers as control pumps or storage drives, drives and control units for the forming cylinders as control pumps or storage drives, if necessary drives and control units for IHV -Tool located slide, punch cylinder, counterholder and ejector. These known components in and of themselves are not the subject of the invention.

Claims

1. Use of a hydraulic press system set up for deep drawing in sheet metal processing with press frame, press cylinder with press pin and plunger, retraction or recoil device for the press cylinder with plunger and press control device for the pressurizing medium
as a machine system for the IHV forming of pipe materials with the help of an IHV tool, the IHV tool being installed in the press instead of the deep-drawing device,
with the proviso that the press cylinder with plunger and the retraction or recoil device with the press control device for the press pressure medium are used and designed as a closing and opening device for the IHV tool, with the further proviso that the IHV tool also has a forming module is assigned and is connected to the forming pressure medium connection, which has a device for generating the forming pressure for the forming pressure medium and a forming control device for controlling the forming pressure during the forming of the tube material.

2. Use according to claim 1 with the proviso that the Press control device for the press pressure medium as well the forming control device so coordinated are that the pressure of the press fluid IHV tool holds shut during forming work.

3. Use according to one of claims 1 or 2, with the Provided that the forming module facilities for the after driving the forming pressure medium connection during forming of the pipe material.