DE19614243C1

DE19614243C1 - Locking pressure applicator for forming tool

Info

Publication number: DE19614243C1
Application number: DE1996114243
Authority: DE
Inventors: Heinz-Ruediger Otte; Thoralf Dipl Ing Nehls
Original assignee: Daimler Benz AG; Mercedes Benz AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 1996-04-10
Filing date: 1996-04-10
Publication date: 1997-07-24
Anticipated expiration: 2016-04-11

Abstract

The device (1) is for a forming tool with upper and lower tool halves (2,3) and integrated tension rods. Each rod is formed by a piston rod (11), with a piston (12), which moves into a stationary high pressure cylinder (9,10) under the lower tool half. The piston end (18) away from the cylinder charges the upper tool half, so that it is pressed under traction against the lower tool. The piston is driven in traction direction by a high pressure source connected to the cylinder. The cylinder is in fluid connection with the high pressure connection (17) for high pressure internal forming. The forming tool is opened and closed hydraulically.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen der Zu haltekraft für ein Umformwerkzeug beim Innenhochdruckumformen.The invention relates to a device for applying the Zu holding force for a forming tool for hydroforming.

Aus dem Prospekt der Fa. Huber & Bauer "Unser Innenhochdruck- Verfahren", Okt. 1992, ist eine Presse mit einem Pressentisch und einer Pressenkopfplatte bekannt, die durch Führungssäulen miteinander starr verbunden sind. An den Führungssäulen ist ein Pressenstößel führbar, der auf das geschlossene Umformwerkzeug verfahren wird und dieses dann mit zumindest gleichem Druck wie der im Umformwerkzeug mittels eines eingeleiteten Druckfluids angelegte entgegenwirkende Innendruck zusammenpreßt. Der auf den Pressentisch übertragenen Druckkraft muß aus Stabilitätsgründen für die Umformvorrichtung eine Gegenkraft entgegengebracht wer den, die am Pressentisch von dem Zug der mit dem Pressentisch starr verbundenen Pressenkopfplatte über die Führungssäulen auf gebracht wird. Der Kraftflußkreis verläuft somit seriell durch Pressenstößel, Umformwerkzeug, Pressentisch, Führungssäulen und Pressenkopfplatte zurück in den Pressenstößel. Diese Realisie rung einer Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen ist apparativ sehr aufwendig, erfordert ein ausladendes Bauvolumen und hohe Erstellungs- und Investitionskosten. Desweiteren sind aufgrund der hohen Gewichtslast der Vorrichtung besonders hohe Anforde rungen an die Statik des Gebäudes, insbesondere an die Stabili tät des Hallenbodens gestellt. Ferner werden zwei Hydraulik kreisläufe benötigt, wobei über den einen die Zuhaltekraft und über den anderen der Innenhochdruck aufgebracht wird.From the Huber & Bauer brochure "Our internal high-pressure Process ", Oct. 1992, is a press with a press table and a press head plate known through guide columns are rigidly connected to each other. On the pillars is a Press ram can be guided on the closed forming tool is moved and this then at least the same pressure as that in the forming tool by means of an introduced pressure fluid applied opposing internal pressure compresses. The one on the Press table transmitted pressure must for stability reasons a counterforce for the forming device the one on the press table from the train the one with the press table rigidly connected press head plate over the guide columns brought. The force flow circuit thus runs through in series Press ram, forming tool, press table, guide columns and Press head plate back into the press ram. This reality tion of a device for hydroforming is apparatus very complex, requires an expansive construction volume and high Creation and investment costs. Furthermore are due the high weight load of the device makes particularly high demands the statics of the building, especially the stabilizers the floor of the hall. Furthermore, two hydraulics circuits required, with the locking force and the internal high pressure is applied over the other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Gewährleistung ei ner prozeßtechnisch sicheren Innenhochdruckumformung den appara tiven und finanziellen Aufwand sowie das Bauvolumen einer Vor richtung, mittels der die Zuhaltekraft für ein Umformwerkzeug beim Innenhochdruckumformen aufgebracht wird, erheblich zu ver ringern.The invention has for its object to ensure egg a technically safe high pressure forming of the appara tive and financial effort as well as the construction volume of a pre direction by means of which the locking force for a forming tool applied in hydroforming, to ver wrestle.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebene Vorrichtung gelöst.The object is according to the invention in that in claim 1 specified device solved.

Aufgrund dessen, daß die Zuganker in das Umformwerkzeug selbst integriert werden, wird der Kraftflußkreislauf beim Innenhoch druckumformen ausschließlich auf das Umformwerkzeug selbst be schränkt, so daß der Kraftfluß von der oberen Werkzeughälfte über die Zuganker zur unteren Werkzeughälfte und wieder zurück verläuft. Somit können Pressenstößel sowie der bezüglich der Statik aufwendig konstruierte Pressentisch entfallen, ohne daß die Prozeßführung beim Umformen gefährdet wird. Durch die Ausgestaltung der Zuganker als Kolbenstangen einer hydraulischen Kolben- Zylindereinheit ergibt sich eine kompakte Bauweise sowie ein sicheres Aufbringen der Zuhaltekraft. Dadurch werden in drastischem Maße nicht nur der apparative Aufwand und das gleichzeitig erforderliche Bauvolumen, insbesondere der Bauhöhe vermindert, sondern auch die Kosten für eine Innenhochdruck-Um formvorrichtung und - davon abhängig - für die umgeformten Werk stücke in beträchtlichem Umfang reduziert.Because of the fact that the tie rods in the forming tool itself be integrated, the power flow cycle at the inner high pressure forming only on the forming tool itself limits, so that the power flow from the upper half of the tool over the tie rods to the lower half of the tool and back again runs. Thus, press rams as well as the Statics elaborately constructed press table are omitted without litigation is endangered. The design of the tie rods as piston rods of a hydraulic piston-cylinder unit results in a compact design and a safe application of the locking force. This will to a drastic degree not only the equipment and that construction volume required at the same time, in particular the construction height diminished, but also the cost of an internal high-pressure order forming device and - depending on it - for the formed work pieces reduced considerably.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran sprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:Appropriate embodiments of the invention can the Unteran sayings are taken; otherwise the invention is based two exemplary embodiments shown in the drawings explained in more detail below; shows:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung die erfindungsgemäße Vor richtung mit zwei an einer Kopfplatte befestigten Kolbenstangen zum Öffnen und Schließen des Umformwerkzeuges, Fig. 1 is a perspective view of the inventive device with two before attached to a head plate piston rods for opening and closing the forming tool,

Fig. 2 schematisch in einem Längsschnitt die erfin dungsgemäße Vorrichtung mit einer an einer oberen Werkzeughälfte des Umformwerkzeuges anliegenden Schließplatte sowie diese Werkzeughälfte in Ziehrichtung beaufschlagenden Kolbenstangen und mit einer separaten Öffen- und Schließvorrichtung, Fig. 2 shows schematically a longitudinal section of the dung OF INVENTION device according to a upper half of the forming tool at a tool attached closure plate, and this half-mold in the drawing direction acts on piston rods and with a separate opening and closing device,

Fig. 3a die Schließplatte aus Fig. 2 in einer Draufsicht in Öff nungsstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 3a shows the closing plate of Fig. 2 is a plan view of the inventive device in Publ drying posture,

Fig. 3b die Schließplatte aus Fig. 2 in einer Draufsicht in Schließstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung. FIG. 3b, the closing plate of Fig. 2 in a plan view in the closed position of the device according to the invention.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Aufbringen einer Zuhalte kraft für ein geteiltes, von einer oberen Werkzeughälfte 2 und einer unteren Werkzeughälfte 3 gebildetes Umformwerkzeug beim Innenhochdruckumformen dargestellt. An der der unteren Werkzeug hälfte 3 abgewandten Stirnseite 4 der oberen Werkzeughälfte 2 ist eine Kopfplatte 5 befestigt, während an der der oberen Werk zeughälfte 2 abgewandten Stirnseite 6 der unteren Werkzeughälfte 3 eine ortsfeste, unbeweglich festgelegte Grundplatte 7 starr angebracht ist.In Fig. 1, a device 1 for applying a locking force for a split, formed by an upper tool half 2 and a lower tool half 3 forming tool is shown in hydroforming. On the lower tool half 3 facing away from the front 4 of the upper tool half 2 , a head plate 5 is fastened, while on the upper tool half 2 facing away from the front 6 of the lower tool half 3 a fixed, immovably fixed base plate 7 is rigidly attached.

An der Unterseite 8 der Grundplatte 7 sind zwei Hochdruckzylin der 9, 10 befestigt, in die zwei Kolbenstangen 11 eintauchen. Je de der Kolbenstangen 11 weist innerhalb der Hochdruckzylinder 9, 10 einen Kolben 12 (strichliert) auf, der die Zylinder 9,10 in jeweils zwei Arbeitsräume, einen oberen 13, in den Wasser, bei korrosionsanfälligen Rohlingswerkstoffen vorzugsweise eine HDA-Flüssigkeit (Wasser/Öl-Gemisch) oder auch Hydrauliköl unter Hochdruck einleitbar ist, und einen unteren 14, der die gleiche Flüssigkeit enthält, teilt. Der Kolben 12 liegt druckdicht an der Innenwandung 15 der Zylinder 9, 10 an, ist jedoch an dieser reibungsarm verschiebbar. Der obere Arbeitsraum 13 weist einen Fluidhochdruckanschluß 16 auf, der mit einer gesonderten Fluid hochdruckquelle verbunden sein kann. Der Hochdruckanschluß 16 kann vorteilhafterweise mit dem am Umformwerkzeug angeordneten und für die Einleitung des Innenhochdruckes ausgebildeten Hoch druckanschluß 17 fluidisch verbunden sein, über den das umzufor mende, in das Umformwerkzeug eingelegte Werkstück von innen mit einem Fluid, vorzugsweise mit HDA-Flüssigkeit unter Hochdruck beaufschlagbar ist. Der untere Arbeitsraum 14 weist einen mit einem steuerbaren Ventil versehenen Anschluß an einen Flüssig keitstank auf, in den zumindest eine Teilmenge der im Arbeits raum 14 befindlichen Flüssigkeit beim Umformvorgang geleitet werden und der nach dem Umformprozeß den Arbeitsraum 14 zur Be füllung mit der Flüssigkeit speisen kann. Es ist auch denkbar, anstatt der HDA-Flüssigkeit als billiges Druckmittel Luft in den unteren Arbeitsraum 14 einzuleiten, um die Kolben 12 zum Öffnen des Umformwerkzeuges zu beaufschlagen. Dies erfordert zum Aufbau eines genügend hohen Druckes vor allem dadurch Zeit, daß Luft ein kompressibles Medium ist. Weiterhin muß die Dichtung zwi schen den beiden Arbeitsräumen 13, 14 von hohe Güte sein, damit das zum Zug der Kolbenstangen 11 verwendete Medium nicht nach außen frei und unwiederbringlich abläuft. Somit muß das Spiel zwischen der Innenwandung 15 der Zylinder 9, 10 und der Mantel fläche des Kolbens 12 sehr gering sein. Während der Zugbewegung der Kolbenstangen 11, d. h. während des Schließ- und Zuhaltevor ganges des Umformwerkzeuges wird die Luft im Arbeitsraum 14 kom primiert und gegebenenfalls ins Freie abgeblasen.On the underside 8 of the base plate 7 , two high-pressure cylinders 9 , 10 are fastened, into which two piston rods 11 are immersed. Depending on de of the piston rods 11 has within the high pressure cylinder 9, 10 a piston 12 (dashed lines) on which the cylinders 9,10 into two working chambers, a top 13, into the water, wherein corrodible blank materials preferably an HDA liquid (water / Oil mixture) or hydraulic oil can be introduced under high pressure, and divides a lower 14, which contains the same liquid. The piston 12 bears against the inner wall 15 of the cylinders 9 , 10 in a pressure-tight manner, but is displaceable on the latter with little friction. The upper working space 13 has a high-pressure fluid connection 16 , which can be connected to a separate high-pressure fluid source. The high-pressure connection 16 can advantageously be fluidically connected to the high-pressure connection 17 arranged on the forming tool and designed for the introduction of the internal high pressure, via which the workpiece to be formed, inserted into the forming tool, can be acted upon from the inside with a fluid, preferably with HDA liquid, under high pressure . The lower working space 14 has a controllable valve connection to a liquid tank, into which at least a portion of the liquid in the working space 14 is passed during the forming process and which can feed the working space 14 for filling with the liquid after the forming process . It is also conceivable to introduce air into the lower working space 14 instead of the HDA liquid as a cheap pressure medium in order to act on the pistons 12 to open the forming tool. This requires time to build up a sufficiently high pressure, primarily because air is a compressible medium. Furthermore, the seal between the two working spaces 13 , 14 must be of high quality, so that the medium used to pull the piston rods 11 does not run freely and irretrievably to the outside. Thus, the game between the inner wall 15 of the cylinders 9 , 10 and the jacket surface of the piston 12 must be very low. During the pulling movement of the piston rods 11 , ie during the closing and closing process of the forming tool, the air in the working space 14 is compressed and possibly blown out into the open.

Die Kolbenstangen 11 durchragen die untere Werkzeughälfte 3 seitlich von deren Gravur und sind mit ihrem zylinderabgewandten En de 18 kugelgelenkig an der Kopfplatte 5 angebracht. Die Kolben stangen 11 bilden damit Zuganker für das Umformwerkzeug. Die ge lenkige Anbringung soll garantieren, daß über die Kolbenstangen 11 auf das Umformwerkzeug ausschließlich Zugkräfte und keine Querkräfte ausgeübt werden. Die Kolbenstangen 11 durchsetzen hier bei die Kopfplatte 5 und sind an ihren Enden 18 kugelförmig aus gebildet. Diese Enden 18 greifen in an der Oberseite 19 der Kopfplatte 5 befestigten Kugelpfannen 20, die gleichzeitig als Zugverteilungsscheiben wirken, so daß der Zug breitflächig aus geübt werden kann.The piston rods 11 project through the lower tool half 3 laterally from their engraving and are attached to the head plate 5 with their en 18 facing away from the cylinder. The piston rods 11 thus form tie rods for the forming tool. The ge articulated attachment is intended to guarantee that only tensile forces and no transverse forces are exerted on the forming tool via the piston rods 11 . The piston rods 11 pass through here at the top plate 5 and are formed spherically at their ends 18 . These ends 18 engage in ball sockets 20 fastened to the upper side 19 of the head plate 5 , which simultaneously act as train distribution disks, so that the train can be practiced over a wide area.

Nach Einlegen des Werkstückes in das Umformwerkzeug wird dieses durch das Eigengewicht der oberen Werkzeughälfte 2 geschlossen. Dabei wird das Ventil des Anschlusses des Arbeitsraumes 14 so geschaltet, daß die Flüssigkeit aus diesem durch den Kolben 12 infolge der Druckkraft des Werkzeughälftengewichtes in den Tank abgelassen wird.After placing the workpiece in the forming tool, it is closed by the weight of the upper tool half 2 . The valve of the connection of the working space 14 is switched so that the liquid is discharged from the latter through the piston 12 into the tank due to the pressure force of the tool half weight.

Anschließend wird über einen zum Fluidhochdruckanschluß 17 zu sätzlichen Niederdruck-Fluidanschluß 21 am Umformwerkzeug der Innenraum des Werkstückes und damit das Innere des Umformwerk zeuges mit dem Druckmedium, der HDA-Flüssigkeit, befüllt. Der Befüllungsdruck ist dabei geringer als der Druck des Werkzeug hälftengewichtes. Der Fluidanschluß 21 weist relativ zum Hoch druckanschluß 17 einen wesentlich größeren Querschnitt auf, so daß die Befüllung schnell erfolgen kann.Subsequently, the interior of the workpiece and thus the interior of the forming tool is filled with the pressure medium, the HDA liquid, via an additional low-pressure fluid connection 21 for the high-pressure fluid connection 17 . The filling pressure is less than the pressure of the tool half weight. The fluid connection 21 has a substantially larger cross section relative to the high pressure connection 17 , so that the filling can be carried out quickly.

Ist die Befüllung abgeschlossen, wird das Werkstück über den An schluß 17 hochdruckbeaufschlagt. Gleichzeitig wird durch die fluidische Verbindung des Hochdruckanschlusses 16 mit dem An schluß 17 der mit der Flüssigkeit gefüllte Arbeitsraum 13 glei chermaßen mit Hochdruck beaufschlagt. Dabei wird die die Kolben stange 11 umschließende, der Grundplatte 7 zugewandte stirnsei tige Ringfläche 22 des Kolbens 12 beaufschlagt, wodurch dieser zum freien Ende 23 des Hochdruckzylinders 9, 10 gedrückt wird. Dadurch wird auch die über die Kopfplatte 5 und die Kolbenstange 11 mit dem Kolben 12 verbundene obere Werkzeughälfte 2 auf die untere Werkzeughälfte 3 gezogen, so daß das von den Werkzeug hälften 2 und 3 gebildete Umformwerkzeug zugehalten wird. Dabei muß jedoch gewährleistet sein, daß die Ringfläche 22 jedes Kol bens 12 zumindest gleich - wenn nicht größer - ist als die in die Trennebene von den beiden Werkzeughälften 2 und 3 projizier te, bezüglich des Auseinanderdrückens des Umformwerkzeuges wirk same Fläche des Werkstückhohlraumes. Somit ist die Zuhaltekraft gleich groß bzw. größer als die vom Innenhochdruck ausgeübte die Werkzeughälften 2, 3 auseinanderdrückende Druckkraft. Sie ist vor allem dann größer, wenn das Rohlingmaterial beim Umformen nach geschoben oder gestaucht wird, da die projizierte Bauteilfläche (Rohlingfläche) sich dabei verringert und somit die die Werk zeughälften 2, 3 auseinandertreibende Druckkraft kleiner wird, wäh rend die Ringfläche 22 des Kolbens 12 konstant bleibt. Bei gleichgroßen Flächen und bei Entfall eines Nachschiebens oder Stauchens bringt allein die Gewichtskraft des Oberwerkzeuges 2 die Dichtung des Umformwerkzeuges auf. In der Praxis wird man jedoch generell zur Sicherheit die Ringfläche 22 des Kolbens 12 größer gestalten als die projizierte Bauteilfläche. Insgesamt werden die Aktionskraft für den Umformprozeß und die Reaktionskraft zum Zuhalten des Umformwerkzeuges gleichzeitig und durch dieselbe Druckerzeugungsquelle aufgebracht.When the filling is complete, the workpiece is subjected to high pressure via the connection 17 . At the same time, the fluidic connection of the high-pressure connection 16 to the connection 17 causes the working space 13 filled with the liquid to be subjected to high pressure. Here, the piston rod 11 enclosing the base plate 7 facing stirnsei term ring surface 22 of the piston 12 is applied, whereby this is pressed to the free end 23 of the high pressure cylinder 9 , 10 . As a result, the piston rod pulled across the top plate 5 and 11 connected to the piston 12 upper tool half 2 on the lower mold half 3, so that the halves of the tool 2 and 3 forming tool formed is locked. However, it must be ensured that the annular surface 22 of each Kol bens 12 is at least the same - if not larger - than the projected into the parting plane of the two tool halves 2 and 3 , with respect to the pressing apart of the forming tool effective same surface of the workpiece cavity. Thus, the locking force is equal to or greater than the pressure force exerted by the internal high pressure, which pushes the tool halves 2 , 3 apart. It is especially greater when the blank material is pushed or compressed during the forming process, since the projected component area (blank area) is reduced and thus the tool halves 2 , 3 that drive the compressive force apart become smaller while the annular surface 22 of the piston 12 remains constant. In the case of surfaces of the same size and if there is no need for re-pushing or upsetting, only the weight of the upper tool 2 applies the seal of the forming tool. In practice, however, the ring surface 22 of the piston 12 will generally be made larger than the projected component surface for safety. Overall, the action force for the forming process and the reaction force for locking the forming tool are applied simultaneously and by the same pressure generation source.

Durch die fluidische Verbindung der Hochdruckanschlüsse 16, 17 kann eine aufwendige Drucksteuerung entfallen, da die einander entgegenwirkenden Druckkräfte sich bedingen, wobei der Innen druck und der Zuhaltedruck gleich sind. Je höher der Innendruck wird, desto höher wird automatisch in gleichem Maße der Zuhalte druck. Der beim Umformprozeß geschlossene Kraftflußkreislauf verläuft damit von der oberen Werkzeughälfte 2 über die Kolben stangen 11 zur unteren Werkzeughälfte 3 und von dieser über die Kolbenstangen 11 zur oberen Werkzeughälfte 2 wieder zurück. Die Zuganker, also die Kolbenstangen 11 sind somit aktiv arbeitende Zugelemente für das Umformwerkzeug.Due to the fluidic connection of the high-pressure connections 16 , 17 , complex pressure control can be dispensed with, since the opposing pressure forces are conditional, the internal pressure and the locking pressure being the same. The higher the internal pressure, the higher the locking pressure is automatically to the same extent. The closed during forming process Kraftflußkreislauf thus runs from the upper tool half 2 on the piston rod 11 to the lower tool half 3 and from there via the piston rods 11 to the upper tool half 2 back again. The tie rods, that is to say the piston rods 11, are thus actively working tension elements for the forming tool.

Nach erfolgtem Umformprozeß wird der Hochdruck abgeschaltet, wo rauf die hydraulisch betätigten Kolbenstangen 11 als Zuganker wir kungslos werden. Die als Druckmedium verwandte Flüssigkeit wird aus dem Umformwerkzeug und dem umgeformten Werkstück in den Tank abgelassen.After the reshaping process, the high pressure is switched off, whereupon the hydraulically actuated piston rods 11 as tie rods become unintentional. The liquid used as the pressure medium is drained from the forming tool and the formed workpiece into the tank.

Danach wird das Umformwerkzeug mittels einer Hubvorrichtung, die an der oberen Werkzeughälfte 2 im Kopfplattenbereich an greift, geöffnet. Denkbar ist dabei, daß die Kolbenstangen 11 selbst die Hubvorrichtung bilden, indem sie hydraulisch über Einleiten von Druckflüssigkeit in den Arbeitsraum 14 nach oben geschoben werden und die Kopfplatte 5 und damit die obere Werk zeughälfte 2 nach oben schieben. Dazu müssen die Hochdruckzy linder 9,10 in ihrer Bauhöhe derart bemessen sein, daß die Kol benstangen 11 den erforderlichen Hub ausführen können. Der Ar beitsraum 14 kann mit der Hochdruckerzeugungsquelle zum Antrei ben der Kolbenstangen 11 in Hubrichtung fluidisch gekoppelt oder auch an einen separaten Druckflüssigkeitskreislauf angeschlossen sein. Die Kolbenstangen 11 können teleskopförmig ausfahrbar sein, so daß bei geringer Baugröße der Hochdruckzylinder 9, 10 ein besonders langer Hub der Kolbenstangen 11 erreichbar und damit des Umformwerkzeug so weit öffenbar ist, daß die Bauteil zuführung und -versorgung einfach und problemlos und behinde rungsfrei von statten gehen kann. Im übrigen sei noch erwähnt, daß am Umformwerkzeug zum Umformen zwei an sich bekannte Nach führzylinder 24 mit Nachführstempeln 42 zum Nachschieben von Werkstückmaterial vorgesehen sind.Then the forming tool is opened by means of a lifting device which engages on the upper tool half 2 in the head plate area. It is conceivable that the piston rods 11 themselves form the lifting device by being pushed hydraulically into the working space 14 by introducing pressure fluid and pushing the head plate 5 and thus the upper tool half 2 upwards. For this purpose, the high pressure cylinder 9,10 must be dimensioned in such a height that the piston rods 11 can perform the required stroke. The Ar beitsraum 14 can be fluidly coupled to the high-pressure generation source for driving ben the piston rods 11 in the stroke direction or connected to a separate hydraulic fluid circuit. The piston rods 11 can be telescopically extendable, so that with a small size of the high-pressure cylinders 9 , 10 a particularly long stroke of the piston rods 11 can be reached and thus the forming tool can be opened to such an extent that the component supply and supply can be carried out simply and easily and without obstruction can go. Incidentally, it should also be mentioned that on the forming tool for forming two known after guide cylinder 24 with guide punches 42 are provided for feeding workpiece material.

Denkbar ist weiterhin auch, die Kopfplatte 5 und die mit ihr verbundene obere Werkzeughälfte 2 festzulegen und die Grundplat te 7 mit der unteren Werkzeughälfte 3 vertikal verschiebbar zu halten, wobei beim Aufbringen der Zuhaltekraft durch die erfin dungsgemäße Vorrichtung die untere Werkzeughälfte 3 auf die obe re Werkzeughälfte 2 gezogen wird.It is also conceivable too, the top plate 5 and its associated upper mold 2 set and the Grundplat te to keep vertically displaceable, 7 with the lower mold half 3 wherein when applying the clamping force by the OF INVENTION dung device according to the lower die half 3 on the OBE re Tool half 2 is pulled.

Fig. 2 und 3a, b zeigt eine Alternative zum vorgenannten Ausfüh rungsbeispiel. Abweichend von diesem sind die Kopfplatte 5 und die Grundplatte 7 durch Führungssäulen 25 miteinander verbunden. Während diese an ihrem unteren Ende 26 in der Grundplatte 7 ver ankert sind, durchsetzen sie mit ihrem oberen Ende 27 derart die Kopfplatte 5, daß diese vertikal an den Führungssäulen 25 ver schiebbar ist. Desweiteren sind an der Unterseite 8 der Grund platte 7 Hubzylinder 28 angeordnet, mittels derer die Kopfplatte 5 über an dieser befestigte Schubstangen 29 in vertikaler Rich tung antreibbar sind. Die Führungssäulen 25 sollen bewirken, daß die Hub- bzw. Senkbewegung der Kopfplatte 5 - bei festgelegter Grundplatte 7 - beim Öffnen und Schließen des Umformwerkzeuges rein in vertikaler Richtung erfolgt, so daß auf die Hubzylinder 28 keine Querkräfte wirken. Fig. 2 and 3a, b shows an alternative to the aforementioned embodiment example. In a departure from this, the head plate 5 and the base plate 7 are connected to one another by guide columns 25 . While these are anchored ver at their lower end 26 in the base plate 7 , they enforce with their upper end 27 such the head plate 5 that it can be pushed vertically on the guide columns 25 ver. Furthermore, on the underside 8 of the base plate 7 lifting cylinder 28 are arranged, by means of which the head plate 5 can be driven in the vertical direction by means of push rods 29 fastened thereon. The guide columns 25 are intended to ensure that the lifting or lowering movement of the head plate 5 - with a fixed base plate 7 - takes place in the vertical direction when the forming tool is opened and closed, so that no transverse forces act on the lifting cylinder 28 .

An der Kopfplatte 5 ist unterseitig eine Führungsplatte 30 befe stigt, die an ihrer Unterseite 31 eine mittige Ausfräsung 32 aufweist, in der seitlich beispielsweise in Nuten eine Schließ platte 33 quer zur Verstellrichtung der Kopfplatte 5 verschieb bar gehalten ist. Die Schließplatte 33 weist umfänglich die gleiche Bemaßung auf wie die Werkzeughälften 2 und 3 und wird ebenso wie die obere Werkzeughälfte 2 von den Kolbenstangen 11 mit Spiel durchsetzt.On the head plate 5 is underside a guide plate 30 BEFE Stigt, which has on its underside 31 a central cutout 32 , in the side, for example, a locking plate 33 in the grooves transverse to the direction of adjustment of the head plate 5 is held bar. The striking plate 33 has the same dimensions on the circumference as the tool halves 2 and 3 and, like the upper tool half 2, is penetrated with play by the piston rods 11 .

Die Schließplatte 33 weist dazu (Fig. 3a und b) in ihrer hori zontal ausgerichteten Fläche vier Durchgangslanglöcher 34 auf, die durch jeweils eine Kolbenstange 11 durchragt werden. Die An zahl der Langlöcher 34 und die der Kolbenstangen 11 kann belie big gewählt werden. Die Langlöcher 34 besitzen an einem Ende 35 eine konzentrische Erweiterung 36, deren Durchmesser größer ist als der der an der Kolbenstange 11 angebrachten Zugverteilungs scheibe 37, die in diesem Ausführungsbeispiel nicht an der Kopf platte 5 oder an der oberen Werkzeughälfte 2 starr festgelegt ist. Die Schließplatte 33 ist selbst von zumindest einem geson derten Schiebeantrieb in horizontaler Richtung hin- und her bewegbar. Der Schiebeantrieb beinhaltet einen Antriebszylinder 38 und eine Schubstange 39.For this purpose, the closing plate 33 (FIGS . 3a and b) has four through elongated holes 34 in its horizontal surface, which are penetrated by a piston rod 11 in each case. The number of elongated holes 34 and that of the piston rods 11 can be chosen to be large. The elongated holes 34 have at one end 35 a concentric extension 36 , the diameter of which is larger than that of the piston rod 11 attached to the tension distribution plate 37 , which in this exemplary embodiment is not fixed to the head plate 5 or to the upper tool half 2 . The closing plate 33 can itself be moved back and forth in the horizontal direction by at least one special sliding drive. The slide drive includes a drive cylinder 38 and a push rod 39 .

Das Schließen des Umformwerkzeuges erfolgt dadurch, daß über die Hubzylinder 28 die Kopfplatte 5 abgesenkt wird, bis die mit der Führungsplatte 30 fest verbundene obere Werkzeughälfte 2 auf der unteren Werkzeughälfte 3 lagegerecht zu liegen kommt. In diesem Moment kann schon die Druckmediumbefüllung des eingelegten Werk stückes erfolgen, da die Hubzylinder 28 der Öffnungskraft des Befüllungsdruckes eine Gegenhaltekraft von ca. einer Tonne auf bringen können.The forming tool is closed by lowering the head plate 5 via the lifting cylinder 28 until the upper tool half 2 , which is firmly connected to the guide plate 30 , comes to lie on the lower tool half 3 in the correct position. At this moment, the pressure medium filling of the inserted workpiece can take place, since the lifting cylinders 28 of the opening force of the filling pressure can bring about a counterforce of approximately one ton.

Nach Befüllung wird die Schließplatte 33 vom Schiebeantrieb von einer Öffnungsstellung I (Fig. 3a) in eine Schließstellung II (Fig. 3b) übergeführt, in welcher die Kolbenstangen 11 aus dem Bereich der konzentrischen Erweiterung 36 heraus zum gegenüber liegenden Ende 40 des jeweiligen Langloches 34 gelangen. Die Zugverteilungsscheibe 37 verriegelt dabei die Kopfplatte 5 und die obere Werkzeughälfte 2 sowie die Schließplatte 33 mit der Grundplatte 7 und der unteren Werkzeughälfte 3 in vertikaler Richtung, wodurch die Kolbenstangen 11 ihre Funktion als Zugan ker für das Umformwerkzeug aufnehmen können.After filling, the closing plate 33 is transferred from the sliding drive from an open position I ( FIG. 3a) to a closed position II ( FIG. 3b), in which the piston rods 11 extend from the area of the concentric extension 36 to the opposite end 40 of the respective elongated hole 34 reach. The tension distribution plate 37 locks the head plate 5 and the upper tool half 2 and the closing plate 33 with the base plate 7 and the lower tool half 3 in the vertical direction, whereby the piston rods 11 can take up their function as a pulling ker for the forming tool.

Durch die mit Hochdruck in oben genannt er Art beaufschlagten Hochdruckzylinder 9,10 werden die Zugverteilungsscheiben 37 an die Oberseite 41 der Schließplatte 33 angepreßt, wobei über die se die obere Werkzeughälfte 2 auf die untere Werkzeughälfte 3 gepreßt wird. Durch geeignete Auslegung der Ringflächengröße des Kolbens 12 der Kolbenstangen 11 ist die Schließ- bzw. Zuhalte kraft der Vorrichtung groß genug um die der Schließrichtung des Umformwerkzeuges entgegenwirkenden Aufdornkräfte der das Werk stück axial abdichtenden und dessen Material nachführenden Nach führstempel 42 kompensieren zu können.Due to the mentioned high pressure in the above way he applied high-pressure cylinders 9,10 are the Zugverteilungsscheiben pressed against the upper surface 41 of the closing plate 33 37, being pressed over the se the upper tool half 2 on the lower mold half. 3 By a suitable design of the ring surface size of the piston 12 of the piston rods 11 , the closing or locking force of the device is large enough to be able to compensate for the opening forces counteracting the closing direction of the forming tool of the axially sealing the workpiece and its material following guide stamp 42 .

Der beim Umformprozeß geschlossene Kraftflußkreislauf verläuft damit von der Schließplatte 33 über die Kolbenstangen 11 und die obere Werkzeughälfte 2 zur unteren Werkzeughälfte 3 und von die ser über die Kolbenstangen 11 zur Schließplatte 33 wieder zu rück. Der Kraftfluß ist hierbei ebenso auf das Umformwerkzeug konzentriert, so daß die für eine Umformpresse, bei der der Kraftfluß über eine größere Strecke verläuft (von der Pressen kopfplatte bis zum Pressentisch und zurück), erforderlichen ap parativen und baulichen Erfordernisse entfallen können.The closed in the forming process power flow circuit thus runs from the closing plate 33 via the piston rods 11 and the upper tool half 2 to the lower tool half 3 and from the water via the piston rods 11 to the closing plate 33 back again. The flow of force is also concentrated on the forming tool, so that the necessary ap parative and structural requirements for a forming press in which the flow of force runs over a greater distance (from the press head plate to the press table and back) can be omitted.

Nach der Umformung wird der Hochdruck entspannt, wonach das Öff nen des Umformwerkzeuges beginnen kann. Hierzu wird die Schließ platte 33 von ihrem Schiebeantrieb aus der Schließstellung II in die Öffnungsstellung I gebracht. Danach wird die Kopfplatte 5 durch die Hubzylinder 28 oder die Hochdruckzylinder 9, 10 angeho ben, worauf die Schließplatte 33 über die Zugverteilungsscheiben 37 gehoben wird. Gleichzeitig wird die obere Werkzeughälfte 2 angehoben und das Umformwerkzeug ist zur Entnahme des umgeform ten Werkstückes geöffnet.After the forming, the high pressure is released, after which the opening of the forming tool can begin. For this purpose, the closing plate 33 is brought from its sliding drive from the closed position II into the open position I. Then the head plate 5 is raised by the lifting cylinder 28 or the high pressure cylinder 9 , 10 , whereupon the closing plate 33 is lifted over the tension distribution discs 37 . At the same time, the upper tool half 2 is raised and the forming tool is opened to remove the deformed workpiece.

Falls in der oberen Werkzeughälfte 2 nicht erweiterte Durchfüh rungen für die Kolbenstangen 11 ausgebildet sind, kann diese nur bis zum Anschlag an der Unterseite 43 der Zugverteilungsscheiben 37 angehoben werden. Um einen komfortablen Zugriffsraum zur Ent nahme des Werkstückes zu erhalten, ist es notwendig, daß die Kolbenstangen 11 möglichst lang bei ausreichender Steifigkeit sind und die Schließplatte 33 eine im Rahmen der technischen Machbarkeit liegende möglichst große Bauhöhe aufweist, so daß bei aus der Schließlage verfahrener Schließplatte 33 und an den Zugverteilungsscheiben 37 anliegender oberer Werkzeughälfte 2 ein genügend großer Abstand zwischen dieser und der unteren Werkzeughälfte 3 entsteht.If in the upper half of the tool 2 not extended implementations for the piston rods 11 are formed, this can only be raised to the stop on the underside 43 of the tension distribution disks 37 . In order to obtain a comfortable access space for the removal of the workpiece, it is necessary that the piston rods 11 are as long as possible with sufficient rigidity and the striker plate 33 has a construction height that is within the scope of the technical feasibility, so that the striker plate moves out of the closed position 33 and on the tensile distribution disks 37 of the upper tool half 2, a sufficiently large distance between this and the lower tool half 3 is created.

Besitzt die obere Werkzeughälfte 2 jedoch den Erweiterungen 36 entsprechende Durchführungen, so kann diese mitsamt der Schließ platte 33 über die Zugverteilungsscheiben 37 gehoben werden. Die Bauhöhe der Schließplatte 33 kann dabei vergleichsweise zur Werkzeughälfte 2 niedrig sein. Diese Bemaßung erlaubt dann kurz bauende Kolbenstangen 11, die dadurch an Biegesteifigkeit gewin nen, wobei das Zuführen bzw. Entnehmen der Werkstücke nicht durch in den Zugriffsraum ragende Kolbenstangen 11 behindert wird.Has the upper tool half 2 but the extensions 36 corresponding bushings, this can be lifted together with the locking plate 33 over the tension distribution discs 37 . The overall height of the locking plate 33 can be low compared to the tool half 2 . This dimension then allows short piston rods 11 , which thereby gain in flexural rigidity, the feeding or removal of the workpieces not being obstructed by piston rods 11 projecting into the access space.

Desweiteren ist es denkbar, daß in der Schließplatte 33 keine Erweiterungen 36 der Langlöcher 34 ausgebildet sind. In diesem Fall muß durch die Länge der Langlöcher 34 gewährleistet sein, daß die Schließplatte 33 auf dem Bereich der oberen Werkzeug hälfte 2 völlig herausschiebbar gestaltet ist, so daß beim Anhe ben der Kopfplatte 5 die obere Werkzeughälfte 2 ungehindert bis zu den Zugverteilungsscheiben 37 angehoben werden kann. Gegebe nenfalls kann die einteilige Schließplatte 33 dazu anstelle des Langloches 34 einen zu einer Umfangsseite der Schließplatte 33 hin offenen Schlitz aufweisen, über den diese entlang der Kol benstange 11 horizontal verschiebbar ist.Furthermore, it is conceivable that no extensions 36 of the elongated holes 34 are formed in the locking plate 33 . In this case, the long holes must be determined by the length to be ensured 34 in that the closure plate 33 partially on the area of the upper tool 2 is designed completely pushed out, so that when Anhe ben of the top plate 5, the upper tool half 2 freely raised to the Zugverteilungsscheiben 37 can. If necessary, the one-piece locking plate 33 can instead of the elongated hole 34 have an open to a peripheral side of the locking plate 33 out slot, via which this along the Kol rod 11 is horizontally displaceable.

Es ist auch denkbar, die Schließplatte 33 anstelle der Antriebs zylinder 38 nach Art einer Keilschiebeeinrichtung zur Ausführung einer Hebe- und Senkbewegung anzutreiben, wodurch die obere Werkzeughälfte 2 mit der unteren Werkzeughälfte 3 mit durch die Keilwirkung der Schließplatte 33 aufgebrachtem Anpreßdruck kraftschlüssig verbunden ist. Die Schließplatte 33 stellt ein Verbindungszwischenglied zwischen den beiden Werkzeughälften 2,3 dar, das im eingerückten Zustand den Kraftflußkreislauf zwischen diesen schließt.It is also conceivable, instead of the drive cylinder to drive the closure plate 33 38 in the manner of a wedge shifter for performing a lifting and lowering movement, whereby the upper die 2 is connected to the lower tool half 3 with applied by the wedge action of the closing plate 33 contact pressure force fit. The closing plate 33 represents a connecting link between the two tool halves 2, 3 , which closes the power flow circuit between them in the engaged state.

Die Schließplatte 33 kann - von der Einteiligkeit abgewandelt - auch zweiteilig ausgebildet sein, wobei beide Teile zur Einnahme der Schließstellung II der Schließplatte 33 bis zur Anlage an einander zusammenschiebbar sind. Die Trennebene der beiden Teile der Schließplatte 33 verläuft vertikal und durch die Durchfüh rung für die Kolbenstange 11 hindurch.The locking plate 33 - modified from the one-piece design - can also be formed in two parts, both parts being able to be pushed together to assume the closed position II of the locking plate 33 until they rest against one another. The parting plane of the two parts of the locking plate 33 extends vertically and through the lead-through for the piston rod 11 .

Desweiteren ist es auch denkbar, daß bei den Ausführungsbei spielvarianten, bei denen die obere Werkzeughälfte 2 keine der Erweiterung 36 entsprechende Durchführung aufweist, die Kolben stangen 11 über die obere Werkzeughälfte 2 mittels der Hubzylin der 28 weiter herausziehbar sind. Gleichs läßt sich auch mit ei nem längeren Hub der Hochdruckzylinder 9,10 erreichen. Hiermit läßt sich ebenfalls ein ausreichender Zugriffsraum zur Entnahme des Werkstücks erreichen.Furthermore, it is also conceivable that in the game variants Ausführungsbei, in which the upper tool half 2 does not have the extension 36 corresponding implementation, the piston rods 11 via the upper tool half 2 by means of the Hubzylin 28 can be pulled out further. At the same time, the high-pressure cylinder 9, 10 can also be achieved with a longer stroke. Sufficient access space for removing the workpiece can also be achieved in this way.

Damit verbunden können beim Schließen des Umformwerkzeuges die herausgezogenen Kolbenstangen 11 in die Hochdruckzylinder 9,10 eintauchen, wobei im Arbeitsraum 13 durch die Eintauchbewegung ein Unterdruck entsteht, der für die Befüllung des Arbeitsraumes 13 genutzt werden kann, so daß eine Befüllpumpe entfallen kann. Der Hochdruckanschluß 16 wird dazu mit einem Flüssigkeitsreser voir über eine Fluidleitung verbunden, wodurch infolge des Un terdruckes im Arbeitsraum 13 die Druckflüssigkeit angesaugt wer den kann. In der Fluidleitung ist ein Rückschlagventil vorgese hen, das nach der Befüllung des Arbeitsraumes und beim Aufbau des Hochdruckes die Fluidleitung vom Reservoir zum Hochdruckan schluß 16 bzw. von der zwischen den Hochdruckanschlüssen 16,17 verlaufenden Fluidleitung ab sperrt.Associated with this, when the forming tool is closed, the pulled-out piston rods 11 can dip into the high-pressure cylinders 9, 10 , a negative pressure being created in the working space 13 by the immersion movement, which can be used for filling the working space 13 , so that a filling pump can be dispensed with. The high-pressure connection 16 is connected to a liquid reservoir via a fluid line, so that the hydraulic fluid can be sucked in as a result of the unpressurization in the working space 13 . In the fluid line is a check valve hen hen, which after filling the work space and when building the high pressure, the fluid line from the reservoir to the high pressure connection 16 or from the fluid line running between the high pressure connections 16 , 17 blocks.

Weiterhin ist es denkbar, die gesamte Vorrichtung 1 um 90° ge dreht anzuordnen. Je nach Bauteilart und -ausbildung ist die Trennebene der beiden Werkzeughälften 2,3 auf alle Fälle derart ausgerichtet anzuordnen, daß das Bauteil durch die Schwerkraft aus dem Umformwerkzeug fällt. Durch die Ausnutzung der Schwer kraft für die Bauteilentnahme wird die Prozeßzeit erheblich ver ringert. Das umzuformende Bauteil müßte allerdings beim Belegen des Umformwerkzeuges bis zur Erreichung dessen Schließlage ge halten werden.Furthermore, it is conceivable to arrange the entire device 1 rotates through 90 °. Depending on the type of component and training the parting plane of the two mold halves to be arranged 2,3 aligned in any case such that the component falls by gravity from the forming tool. By using the heavy force for component removal, the process time is considerably reduced. The component to be formed, however, would have to be kept when the forming tool is loaded until it reaches its closed position.

Schließlich ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in schon vorhandene gewöhnliche Umformpressen einzubauen, so daß mit vergleichsweise geringem Aufwand auch sehr große Werkstücke, die durch ihre große in die Trennebene des Umformwerkzeuges pro jizierte Fläche sehr hohe die Leistung bisheriger Umformpressen übersteigende Zuhaltekräfte erfordern, umgeformt werden können ohne daß die durch den Innendruck auf die projizierte Fläche entfaltete Kraft eine Öffnung des Umformwerkzeuges verursacht.Finally, it is possible to install the device 1 according to the invention in already existing conventional forming presses, so that even very large workpieces, which require very high locking forces exceeding the performance of previous forming presses due to their large area per parting plane due to the parting plane of the forming tool, are formed with comparatively little effort can be caused without the force developed by the internal pressure on the projected surface opening of the forming tool.

Claims

1. Device ( 1 ) for applying the locking force for a ge, formed by an upper and a lower tool half ( 2 , 3 ) forming tool in hydroforming, with integrated in the forming tool tie rods, via which the power flow circuit in the forming process from opening effective internal high pressure and counter-closing force within the order tool is closed, the respective tie rod being a piston rod ( 11 ), the piston ( 12 ) of which is immersed in a high-pressure cylinder ( 9 , 10 ) which is arranged in a stationary manner underneath the lower tool half ( 3 ) and with its end facing away from the cylinder ( 18 ) the upper tool half ( 2 ) can be acted on such that it can be pressed under tension onto the lower tool half ( 3 ), the piston ( 12 ) being drivable in the direction of pull by means of a high-pressure cylinder (9, 10 ) connected to the high-pressure cylinder .

2. Device according to claim 1, characterized in that the high pressure cylinder ( 9 , 10 ) with the high pressure connection ( 17 ) for the internal high pressure forming is fluidly connected.

3. Device according to claim 1, characterized, that the forming tool by hydraulic driving the jewei open tie rod can be opened and closed.

4. The device according to claim 1, characterized in that the end remote from the cylinder ( 18 ) of the piston rod ( 11 ) is articulated to the upper tool half ( 2 ).

5. The device according to claim 1, characterized in that the pressurizable ring surface ( 22 ) each acting on the forming tool in the drawing direction cylinder piston ( 12 ) ge at least the same, if not greater than that projected into the parting plane of the forming tool and for an opening of the Forming tool pressure effective workpiece surface.

6. The device according to claim 1, characterized in that the device (1) includes at least in addition to the high-pressure cylinders (9,10) a lifting cylinder (28), by means of which the upper tool half (2) of the order mold liftable driven to open and close is.

7. The device according to claim 1, characterized in that the piston rod ( 11 ) passes through the two tool halves ( 2 , 3 ) in the vertical direction and at the end remote from the cylinder ( 18 ) has a tension distribution disc ( 20 , 37 ) with which the upper tool half ( 2 ) on the lower tool half ( 3 ) in the pulling direction of the piston rod ( 11 ).

8. The device according to claim 7, characterized in that the piston rod ( 11 ) can be extended so far beyond the upper tool half ( 2 ) that the upper tool half ( 2 ) can be raised to take the open position of the forming tool.

9. The device according to claim 7, characterized in that the tension distribution disc ( 20 , 37 ) above the upper tool half ( 2 ) is arranged at a distance from this, in which a filling this, from the piston rod ( 11 ) penetrated closing plate ( 33 ) one can be pushed to take a closed position ( 11 ), the distance being dimensioned such that when the locking plate ( 33 ) is moved out of the closed position ( 11 ), the upper tool half ( 2 ) can be raised to take the open position of the forming tool.

10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the device ( 1 ) has a head plate ( 5 ) on which the upper tool half ( 2 ) is attached on the top, and a Grundplat te ( 7 ) on which the lower Tool half ( 3 ) on the underside is included, the head plate ( 5 ) being guided on guide columns ( 25 ) which connect the head plate ( 5 ) to the base plate ( 7 ).

11. The device according to claim 10, characterized in that the closing plate ( 33 ) on the head plate ( 5 ) is guided transversely to the guide direction.

12. The apparatus according to claim 9, characterized in that the locking plate ( 33 ) is formed in two parts, the parts of which can be pushed together to take the closed position ( 11 ) of the locking plate ( 33 ) until they come into contact, the parting plane of the two parts of the locking plate 33 ) runs vertically and through the bushing for the piston rod ( 11 ).

13. The apparatus according to claim 9, characterized in that the one-piece locking plate ( 33 ) has a slot to a periphery te te open, through which the locking plate ( 33 ) along the piston rod ( 11 ) is horizontally displaceable.

14. The apparatus according to claim 9, characterized in that the one-piece closing plate ( 33 ) for each piston rod ( 11 ) has a through slot ( 34 ) for horizontal displacement of the closing plate ( 33 ) along the piston rod ( 11 ), which weles at one end ( 35 ) has an extension ( 36 ) through which the tension distribution disk ( 37 ) of the piston rod ( 11 ) can be passed.

15. The apparatus according to claim 1, characterized in that the parting plane of the two tool halves ( 2 , 3 ) is inclined in such a way that the deformed component of the opened forming tool is eliminated by gravity.