DE19719426A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Hohlkörpers - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines HohlkörpersInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich
tung zum Herstellen eines Hohlkörpers, vorzugsweise aus
Blech, wie beispielsweise eine Automobilhaube, -tür oder
dgl., bei dem das sogenannte Innenhochdruckumform(IHU)-Ver
fahren zur Anwendung kommt.
Die deutsche Offenlegungsschrift 42 32 161 beschreibt
ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers unter
Verwendung eines aus Platinen hergestellten Grundkör
pers, bei dem der Hohlkörper durch eine kombinierte An
wendung des IHU- und des Tiefziehverfahrens hergestellt
wird. Dieser Vorschlag zeichnet sich dadurch aus, daß
zunächst der Grundkörper aus zwei identische Randabmes
sungen aufweisenden Platinen hergestellt wird, die auf
einander gelegt und randseitig miteinander verschweißt
werden. Nach Einlegen des Grundkörpers in eine Werkzeug
form und deren Schließen erfolgt das Umformen des Grund
körpers mittels oben erwähnter Verfahren zu einem Hohl
körper. Nach Beendigung des Umformvorgangs folgen weite
re Bearbeitungsschritte.
Abgesehen davon, daß bei diesem Vorschlag zuvor geson
dert ein Grundkörper hergestellt werden muß, der dann in
die Werkzeugform eingelegt wird - was mindestens zwei
zusätzliche Arbeitsschritte erfordert - haftet diesem
Verfahren der Nachteil an, daß schweißnahtbedingt nur
hinsichtlich ihres Ober- und Unterteils symmetrische
Werkstücke hergestellt werden können. Darüber hinaus muß
der Hohlkörper nach dem Umformen wegen Oberflächenschä
digung durch das Tiefziehen im Randbereich des Bauteils
nachbehandelt werden; es schließen sich noch weitere
notwendige Bearbeitungsschritte an, wie beispielsweise
Abschneiden des durch die Umformart bedingt breiten
Flansches und/oder Nachpunkten der Verbindung der Plati
nen, was in weiteren gesonderten Stationen zu geschehen
hat. Das Verfahren zeichnet sich also durch eine Viel
zahl von nacheinander durchzuführenden Bearbeitungs
schritten aus und ist hinsichtlich der Produktpalette
äußerst limitiert.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers
im Hinblick auf den ständig wachsenden Zeit- und Kosten
druck, insbesondere in der Automobilindustrie, effizien
ter und somit kostengünstiger sowie variabler zu gestal
ten.
Diese Aufgabe löst das erfindungsgemäße Verfahren mit
den Merkmalen des Hauptanspruchs. Das Verfahren eignet
sich insbesondere auch zum Herstellen mehrwandiger Bau
teile, die speziell für den Karosseriebau geeignet sind,
wie beispielsweise Automobilhauben und -türen, Heckklap
pen und Dächer, und kann vorteilhafterweise in nur einem
Werkzeug durchgeführt werden.
Nach dem Zuschneiden der Ausgangsplatinen werden diese
in ein erfindungsgemäß gestaltetes, noch zu beschreiben
des spezielles Innenhochdruckumform(IHU)-Werkzeug ein
gelegt, in ihren Randbereichen dicht gegeneinander ge
halten und anschließend mittels des Innenhochdruckum
form(IHU)-Verfahrens zu einem Hohlkörper ausgeformt. Zur
Stabilisierung und endgültigen Verbindung der Platinen
werden diese an geeigneten Stellen durchsetzgefügt.
Diese Fertigungsschritte - Dichthalten, Umformen, Durch
setzfügen - lassen sich erfindungsgemäß mit erheblichem
Vorteil in nur einem Werkzeug und in nahezu beliebiger
Reihenfolge sowie überlagernd durchführen.
Wenn hier von "gegeneinander dicht gehalten" oder
"Dichthalten" gesprochen wird, ist damit ein Abdichten
der beiden Platinen gegeneinander gemeint, das die An
wendung des IHU-Verfahrens ermöglicht, ohne daß zumin
dest nennenswert Druckmedium bei der Verformung der Pla
tinen während des Entstehens des Hohlraums bzw. der
Hohlräume zwischen ihnen nach außen entweichen kann. Das
kann beispielsweise durch das Aufbringen von Klebestrei
fen zwischen den Platinen, durch ein Umbördeln der
Flanschbereiche der Platinen sowie eine Kombination aus
beidem erreicht werden, wobei die Flanschbereiche bzw.
die Dichtungslinie(n) während des Umformens durch ent
sprechende Vorrichtungen zusätzlich mit einem zum
Abdichten ausreichenden Druck beaufschlagt werden können,
und zwar über das entsprechend ausgebildete Werkzeug.
Die Dichtigkeit entsteht also durch Formschluß. Bei ent
sprechendem Dichtdruck (Anpreßkraft entlang der Dichtli
nie) werden die Platinen zusätzlich zumindest stellen
weise kaltverschweißt, was für das erfindungsgemäße Ver
fahren zwar nicht zwingend jedoch vorteilhaft ist.
In Ausgestaltung der Erfindung wird in dem speziellen
IHU-Werkzeug mindestens ein weiterer Bearbeitungsschritt
während, überlagernd und/oder nach dem IHU-Prozeß durch
geführt. Zu diesen Bearbeitungsschritten zählen bei
spielsweise Stanzen, Lochen, Dichten einschließlich dem
zumindest vorbereiteten Anbringen von Verbindungselemen
ten und dgl.
Der Vollständigkeit halber sei hier erwähnt, daß auch
Bauteile anderer Industriezweige, wie beispielsweise
Plattenheizkörper oder ähnliche Bauteile mit dem erfin
dungsgemäßen Verfahren hergestellt werden können.
Im folgenden wird eine bevorzugte Variante des erfin
dungsgemäßen Verfahrens anhand des in der Zeichnung dar
gestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch ein bevorzugtes Ausfüh
rungsbeispiel eines IHU-Werkzeuges; und
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Unterteil des in Fig. 1
dargestellten IHU-Werkzeuges mit erfindungsge
mäß eingebauten Hilfswerkzeugen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird beispielhaft anhand
der Herstellung einer Automobilhaube beschrieben. In Fig.
1 ist ein spezielles Innenhochdruckumform(IHU)-Werk
zeug 1, nämlich ein Innenhochdruckblechumform(IHB)-Werk
zeug mit einem Stößel 2 und einem Pressentisch 3 darge
stellt. Der Stößel 2 ist gemäß Pfeil A senkrecht auf- und
abbewegbar. An der Unterseite trägt der Stößel 2 ein
Werkzeugoberteil 4. Entsprechend ist auf dem Pressen
tisch 3 das zugehörige Werkzeugunterteil 5 befestigt.
Werkzeugober- 4 und Werkzeugunterteil 5 bilden bei ge
schlossenem IHB-Werkzeug 1 die Hohlkörper-Negativform,
d. h. die Begrenzungsfläche, gegen die der herzustellende
Hohlkörper durch den IHU-Prozeß gedrückt wird, und wo
durch er seine endgültige, wiederholgenaue Form erhält.
Es ist denkbar, diese Negativform durch bewegliche Ge
gendruckteile zur variablen Formgebung der herzustellen
den Hohlkörper auszugestalten.
In das IHB-Werkzeug 1 ist des weiteren eine Druckmedium-Zu
führung 6 in Art eines Andocksystems integriert, zu
der eine Lanze 7 und eine Verbindung 8 mit einem nicht
dargestellten Druckmediumspeicher gehört. Das Andock
system 6 ist in dieser Ausführungsform so in das Werk
zeugunterteil 5 eingebaut, daß seine Lanze 7 in Richtung
des herzustellenden Hohlkörpers 9 verfahrbar ist und ei
ne ständige Zufuhr an Druckmedium durch die Verbindung 8
gewährleistet ist. Das Andocksystem 6 könnte auch zwi
schen Werkzeugober- 4 und Werkzeugunterteil 5 angeordnet
werden, wobei dann die Medium-Zuführung von der Seite in
den Hohlkörper 9 erfolgen würde.
Zur Durchführung weiterer Bearbeitungsschritte in dem
selben IHB-Werkzeug 1 ist es möglich, in dieses zusätz
liche zeitlich gesteuerte und räumlich entsprechend ein
ander zugeordnete Werkzeuge zu integrieren, wie bei
spielsweise Stanzwerkzeuge 11 für das Einbringen von Lo
chungen und/oder großen Durchbrüchen in den Hohlkörper.
Diese Ausnehmungen können beispielsweise für das Anbrin
gen von Verbindungsmitteln, das Verlegen von Leitungen
und im Falle Fluide aufnehmender Bauteile für den Zu- oder
Abfluß der Fluide genutzt werden. Große Durchbrüche
eignen sich zur Verbesserung der Schwingungseigenschaf
ten.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Hohl
körpern aus Platinen erfolgt in einer vorteilhaften Aus
führung gemäß den folgenden Schritten:
Zunächst werden die Ausgangsblechplatinen - bei einer Automobilhaube kann das eine Außenhautplatine 12 und ei ne Innengerippeplatine 13 sein - auf einer Coilanlage zugeschnitten und nach Möglichkeit die Stirnsei ten - bezogen auf die herzustellende Automobilhau be - der Außenhautplatinen 12 in einem Winkel größer 90° abgewinkelt. Der Grund für das Abwinkeln in einem Winkel größer 90° wird weiter unten erläutert. Sollte dieser Abkantvorgang nicht mit in das Coilwerkzeug integrierbar sein, so ist ein Abkanten nach dem Zuschneiden in einem Vorformwerkzeug möglich. Die miteinander zu verbindenden Platinen 12, 13 können vor Einlegen in das IHB-Werkzeug 1 mittels Klebestreifen auf der Innenseite der Außenhaut platine 12 auf den abgekanteten Stirnflächen vorfixiert werden. Diese Klebestreifen haben neben der vorfixieren den Wirkung die Aufgabe, die Platinen gegeneinander ab zudichten sowie Schwingungen aufzunehmen und Korrosion zwischen den Platinen zu vermeiden.
Zunächst werden die Ausgangsblechplatinen - bei einer Automobilhaube kann das eine Außenhautplatine 12 und ei ne Innengerippeplatine 13 sein - auf einer Coilanlage zugeschnitten und nach Möglichkeit die Stirnsei ten - bezogen auf die herzustellende Automobilhau be - der Außenhautplatinen 12 in einem Winkel größer 90° abgewinkelt. Der Grund für das Abwinkeln in einem Winkel größer 90° wird weiter unten erläutert. Sollte dieser Abkantvorgang nicht mit in das Coilwerkzeug integrierbar sein, so ist ein Abkanten nach dem Zuschneiden in einem Vorformwerkzeug möglich. Die miteinander zu verbindenden Platinen 12, 13 können vor Einlegen in das IHB-Werkzeug 1 mittels Klebestreifen auf der Innenseite der Außenhaut platine 12 auf den abgekanteten Stirnflächen vorfixiert werden. Diese Klebestreifen haben neben der vorfixieren den Wirkung die Aufgabe, die Platinen gegeneinander ab zudichten sowie Schwingungen aufzunehmen und Korrosion zwischen den Platinen zu vermeiden.
Sobald die Innengerippeplatine 13 in die Außenhautpla
tine 12 gelegt und beide in das IHB-Werkzeug 1 eingelegt
sind, wird dieses durch Absenken des Stößels 2 geschlos
sen. Dabei werden die abgewinkelten Stirnflächen der Au-
ßenhautplatine 12 automatisch umgebördelt, da sie schon
um mehr als 90° abgewinkelt worden sind, so daß diese
die Flanken der Stirnseiten der Platine des Innengerip
pes 13 nach Schließen des Werkzeugs fest umschließen.
Gleichzeitig werden die Seitenflanken 14 beider Platinen
12, 13 mit ebenfalls auf- und abbewegbaren, eine gewisse
Vorschub kraft aufbringenden, im Werkzeugoberteil 3 ein
gebauten Stempeln 15 abgewinkelt - vorzugsweise um
90° - und dann durch waagerecht verfahrbare, über die
gesamte Kantenlänge sich erstreckende, im Werkzeugunter
teil 5 integrierte, leistenförmige Stempel 16 so stark
aneinander gepreßt, daß die Platinen 12, 13 entlang ihrer
gesamten Länge so dicht gegeneinander gehalten werden,
daß kein Umformmedium entweichen kann. Dabei kann sogar
teilweise oder vollständig ein Kaltverschweißen statt
finden. An den Stirnflächen des Hohlkörpers 9, die wäh
rend bzw. durch das Herabfahren des Stößels 2 umgebör
delt worden sind, sorgt die Umbördelung für die erfor
derliche Dichtigkeit. An dieser Stelle sei erwähnt, daß
Abwinkeln in dem IHB-Werkzeug 1 auch entlang einer in
sich geschlossenen Linie - also entlang sämtlicher
Außenflanken - erfolgen kann; ebenso ist es denkbar, daß
sämtliche Flanken vor dem Einlegen in das IHB-Werkzeug 1
abgewickelt und durch Absenken des Stößels 2 umgebördelt
werden.
Auf diese Weise werden die Platinen 12, 13 entlang ihrer
Randflächen dicht gegeneinander gehalten, so daß während
des anschließenden Innenhochdruckumformens kein Druckme
dium aus dem Hohlraum 17 zwischen den Platinen 12, 13
entweichen kann und sich so der zum Ausformen nötige
Hochdruck in dem Hohlkörper aufbauen kann. Auf die seit
lich abgewinkelten Flanken 14 können nach dem Herstel
lungsprozeß Kantengummies zum Schutz der Wasserrinne im
Frontbereich des PKW's aufgesteckt werden.
Weiterhin wird während des Schließens des IHB-Werkzeugs
1 die Lanze 7 des Andocksystems 6 in Richtung der Pla
tine des Innengerippes 13 bewegt. Mit Hilfe der Lanze 7
wird während des Innenhochdruckumformens das Druckmedium
in den Hohlraum 17 zwischen den Platinen 12, 13 gefördert
und ein Innenhochdruck aufgebaut. Dazu ist es er
forderlich, eine der beiden gegeneinander dicht gehalte
nen Platinen 12, 13 mit der Lanze 7 zu durchstoßen, falls
nicht von vornherein eine Druckmedium-Eintrittsöffnung
in einer der Platinen 12, 13 oder im Randbereich zwischen
diesen vorgesehen ist. Es muß jedoch vermieden werden,
beide Platinen 12, 13 zu durchstoßen, da sonst die für
den Aufbau eines Innenhochdruckes erforderliche Dichtig
keit nicht gegeben ist.
Für das Durchstoßen einer der Platinen 12, 13 gibt es
verschiedene Möglichkeiten; hier sei beispielhaft das
Ansaugen der Platine, durch die die Lanze 7 des An
docksystems 6 dringen soll, mittels eines "Feeders" er
wähnt, wodurch die aufeinanderliegenden Platinen 12, 13
auseinander gezogen werden und ein Durchstoßen beider
Platinen 12, 13 vermieden wird.
Sollte das Einbringen dieser Durchtrittsstelle aufgrund
der Geometrie des herzustellenden Bauteils nicht möglich
sein, so muß vor dem Verbinden der Platinen 12, 13, bei
spielsweise während des Zuschneidens auf der Coilanlage,
an der Stelle der Platine ein Loch eingebracht werden,
an der sich nach dem Einlegen die Druckmedium-Zuführung
6 in dem IHB-Werkzeug 1 befindet.
Die Lanze 7 ist derart gestaltet, daß während des Umfor
mens kein Druckmedium aus dem Hohlkörper austreten kann.
Das wird beispielsweise durch ein konisches Lanzenende
erreicht.
Sobald das IHB-Werkzeug 1 geschlossen ist und somit die
Stirnflächen umgebördelt sind, sowie die Seitenflanken
14 der Platinen 12, 13 aneinander gepreßt sind und das
Andocksystem 6 mit dem Werkstück verbunden ist, wird das
Umformmedium in den Innenraum 17 des Hohlkörpers 9 zwi
schen die Platinen 12, 13 gefördert. Als Umformmedium
kommen sowohl Fluide als auch Gase und Schäume in Frage;
letztere können nach Beendigung des Umformvorgangs bei
bestimmten Anwendungsfällen im Hohlkörper bleiben, da
sie sich positiv auf die Dämpfungs- bzw. Schwingungsei
genschaften des gesamten Bauteils auswirken.
Durch das Eindringen des Umformmediums in den Innenraum
17 und den Aufbau des Druckes erfolgt die Ausformung so
wie bei Erreichen des Höchstdruckes die End-Kalibrierung
(Ausformung z. B. feiner Eckradien) der Platinen 12, 13 in
ihre endgültige Form.
An dieser Stelle sei erwähnt, daß es für die spätere
Qualität des Bauteils wichtig ist, daß im Bereich der
Verbindungsstellen der Platinen 12, 13, hier im Bereich
ihrer Stirnkanten und Seitenflanken 14, während des Um
formvorgangs aufgrund der aufrechterhaltenen Klemmwir
kung bei geschlossenem Werkzeug kein Tiefziehprozeß
stattfindet, was ein besonderer Vorteil der Erfindung
ist, da somit kein Materialfluß in diesen Bereichen
stattfindet, was sich negativ auf die Bauteileigenschaf
ten, insbesondere die Oberflächenqualität, auswirken
würde.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es in
zeit- und kostensparender Weise möglich, weitere Bear
beitungsschritte an dem Hohlkörper sowohl während, als
auch überlagernd sowie nach Beendigung des Innenhoch
druckumformens durchzuführen. Diese zusätzlichen Bear
beitungsschritte werden vorteilhaft in dem IHB-Werkzeug
1 durchgeführt. Ein Entnehmen und erneutes Einlegen in
ein weiteres Werkzeug entfallen somit.
Zu diesen Bearbeitungsschritten gehören das Durchsetzfü
gen der Flanken 14 zur Verbindung der Platinen 12, 13
mittels einzelner Stempel 18, die in den horizontal ver
fahrbaren Leistenstempel 16 gelagert und relativ zu die
sen ebenfalls horizontal verfahrbar sind sowie bei
spielsweise Lochoperationen in der Außenhautplatine 12
und/oder in der Innengerippeplatine 13 sowie das Ein
bringen größerer Durchbrüche in die Innengerippeplatine
13, deren Funktionen oben erläutert wurden.
Das Lochen kann in verschiedenen Verfahrensvarianten
durchgeführt werden. Beispielsweise seien hier das Lo
chen "nach innen", das Lochen "nach außen" sowie das Lo
chen "mit am Bauteil verbleibenden Butzen" genannt.
Beim Lochen "nach innen" fährt das Loch- bzw. Schneid
werkzeug mit seinem Stanzende 19 während des oder auch
nach dem Innenhochdruckumformen(s) in den mit Hochdruck
beaufschlagten Hohlkörper, verbleibt während des Umfor
mens dort und verhindert dadurch einen Austritt des
Druckmediums. Die ausgestanzten Butzen verbleiben dann
im Hohlkörper.
Das Lochen "nach außen" erfolgt in zwei Schritten. In
einem ersten Schritt verfährt das Loch- bzw. Schneid
werkzeug 19 während des IHU-Prozesses gegen den Hohlkör
per und dringt soweit in dessen Wand ein, daß eine Soll
bruchlinie entsteht; im zweiten Schritt wird das Werk
zeug 19 mit hoher Geschwindigkeit bei maximalem Innen
hochdruck schlagartig zurückgefahren. Dabei bricht der
Platinenwerkstoff entlang der Sollbruchlinie und wird
als Butzen nach außen gedrückt; es erfolgt zwar ein ge
wisser Austritt des Druckmediums und somit ein Druckab
fall im Hohlkörper, der aber vernachlässigbar ist.
Beim Lochen "mit am Bauteil verbleibenden Butzen" ist
das Loch- bzw. Schneidwerkzeug an einer Stelle der
Stanzkante stumpf ausgebildet, so daß in einem Teil des
Lochbereichs eine Verbindung bestehen bleibt, wodurch
der ausgestanzte Butzen nach innen umgeklappt wird und
mit der Platine verbunden bleibt und somit nicht lose im
Hohlkörper verbleibt. Das Stanzende des Loch- bzw.
Schneidwerkzeugs kann solange im Hohlkörper belassen
werden, bis der Innenhochdruck wieder abgebaut ist. Der
auf diese Weise verbleibende Butzen bringt darüber hin
aus beim Lackieren keine Probleme mit sich, da im Be
reich des umgeklappten Butzens ein Farbauftrag deshalb
möglich ist, weil der Butzen nicht bis zur Anlage an die
Innenfläche der Wand abgeklappt wird.
Sobald alle Bearbeitungsschritte abgeschlossen sind, er
folgt das Absaugen des Umformmediums aus dem Innenraum
17 des Bauteils - es sei denn, im Falle der Verwendung
von Schaum als Druckmedium, soll dieser aus den oben an
gegebenen Gründen im Werkstück verbleiben - sowie dem
IHB-Werkzeug 1 entweder durch die Druckmedium-Zuführung
6 oder durch eine weitere spezielle, integrierte, hier
nicht dargestellte Vorrichtung.
Nach dem Öffnen des IHB-Werkzeugs 1 liegt ein komplett
fertiges Bauteil vor, an das nur noch - falls erforder
lich - Halterungen für die Aufnahme von Verbindungsele
menten, sowie der Schließmechanismus angeschraubt, ge
nietet oder gepunktet werden müssen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Ble
che unterschiedlichster Abmessungen, Oberflächenverede
lungen und/oder Stahlsorten einschließlich sogenannte
"tailored blanks" sowie Sandwichbleche zu verarbeiten.
Bei der Verwendung von KTL-beschichteten oder lackierten
Platinen entfällt sogar noch ein weiterer Bearbeitungs
schritt, nämlich das anschließende Lackieren.
Es ist auch denkbar, daß einzelne Teile des Hohlkörpers
konventionell durch Tiefziehen hergestellt werden und
anschließend entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfah
ren mit weiteren Platinen verbunden und endkalibriert
werden.
Insgesamt ergibt sich somit für die Herstellung, insbe
sondere von großflächigen Bauteilen bei Anwendung der
Erfindung eine Vielzahl erheblicher Vorteile:
Durch die Anwendung des IHU-Verfahrens bei der Herstel lung von Hohlkörpern erfolgen Formänderungsverteilung und Kaltverfestigung gleichmäßig über das gesamte Bau teil, was sich positiv auf die Oberflächenqualität, Maß genauigkeit, Verbesserung des Rückfederverhaltens so wie - insbesondere wichtig bei großen Außenhauttei len - die Hagelschlagfestigkeit auswirkt. Aufgrund der Integration einer Vielzahl von Bearbeitungsschritten in ein Werkzeug und die teilweise zeitliche Überlagerung der Bearbeitungsschritte verkürzen sich die Fertigungs zeiten sowie der Logistikaufwand erheblich. Die Investi tionskosten werden wegen der Einsparung von Fertigungs einrichtungen (beispielsweise Fügevorrichtungen) ge senkt, sowie der Zeitraum für Entwicklung und Herstel lung der Werkzeuge verkürzt. Insbesondere für PKW-Hauben oder dgl. "Außenteile" wirkt sich die berührungsfreie Verformung positiv auf die Qualität der Außenflächen aus, ganz davon abgesehen, daß der Werkzeugverschleiß minimiert ist.
Durch die Anwendung des IHU-Verfahrens bei der Herstel lung von Hohlkörpern erfolgen Formänderungsverteilung und Kaltverfestigung gleichmäßig über das gesamte Bau teil, was sich positiv auf die Oberflächenqualität, Maß genauigkeit, Verbesserung des Rückfederverhaltens so wie - insbesondere wichtig bei großen Außenhauttei len - die Hagelschlagfestigkeit auswirkt. Aufgrund der Integration einer Vielzahl von Bearbeitungsschritten in ein Werkzeug und die teilweise zeitliche Überlagerung der Bearbeitungsschritte verkürzen sich die Fertigungs zeiten sowie der Logistikaufwand erheblich. Die Investi tionskosten werden wegen der Einsparung von Fertigungs einrichtungen (beispielsweise Fügevorrichtungen) ge senkt, sowie der Zeitraum für Entwicklung und Herstel lung der Werkzeuge verkürzt. Insbesondere für PKW-Hauben oder dgl. "Außenteile" wirkt sich die berührungsfreie Verformung positiv auf die Qualität der Außenflächen aus, ganz davon abgesehen, daß der Werkzeugverschleiß minimiert ist.
Claims (33)
1. Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers, wie ei
ner Automobilhaube, -tür oder dgl., bei dem
- - mindestens zwei vorzugsweise aus Blech beste hende Platinen entlang einer zumindest nahezu geschlossenen Linie dicht gegeneinander gehal ten,
- - mit Hilfe des Innenhochdruckumform(IHU)-Verfah rens der Hohlkörper ausgeformt und
- - die miteinander verbundenen Platinen durchsetz gefügt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Platinen in ihren Randbereichen dicht gegen
einander gehalten und im Bereich ihrer Außenflanken
durchsetzgefügt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Durchsetzfügen vor, während
und/oder nach dem Innenhochdruckumformen durchge
führt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß während des Innenhochdruckumfor
mens mindestens ein weiterer Bearbeitungsschritt
durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die weiteren Bearbeitungsschrit
te gleichzeitig, während des, überlagernd mit dem
und/oder nach dem IHU-Prozeß(es) durchgeführt wer
den.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß die Platinen vor dem Einlegen in
das IHU-Werkzeug abgewinkelt bzw. abgekantet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Platinen in dem IHU-Werkzeug
abgewinkelt bzw. abgekantet werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Platinen mittels Klebestrei
fen in ihrer Relativlage fixiert und/oder abgedich
tet werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß die Platinen in dem IHU-Werkzeug
umgebördelt werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Platinen in dem IHU-Werkzeug
kalt verschweißt werden.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial Platinen
unterschiedlicher Ausgangsdicken, Oberflächenverede
lung und/oder Materialsorte verwendet werden.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß die Hohlkörper aus einer Außen
haut- und einer Innengerippeplatine hergestellt wer
den.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Innenhochdruck mit Hilfe ei
nes Fluids erzeugt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Innenhochdruck mit Hilfe ei
nes Gases erzeugt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, daß der Innenhochdruck mit Hilfe ei
nes Schaums erzeugt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß das Umformmedium mittels minde
stens einer Druckmedium-Zuführung in Art eines mit
mindestens einer Lanze, einem Dorn oder dgl. verse
henen Andocksystems in den Hohlkörper eingebracht
wird.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die Lanzen oder dgl. des Andocksystems von außen
durch mindestens eine Platine, vorzugsweise durch
die Innengerippeplatine gedrückt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß während des IHU-Prozesses zu
sätzliche zeitlich und räumlich gesteuerte Ferti
gungsschritte, wie Bördeln, Lochen, Verpressen der
Flansche, Abkanten in ein und demselben Werkzeug
durchgeführt werden.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lochen "nach außen" erfolgt.
20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lochen "nach innen" erfolgt.
21. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß das Lochen "mit am Bauteil verbleibendem Butzen"
erfolgt.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, gekenn
zeichnet durch ein Ausformen des Hohlkörpers gegen
eine feste Begrenzung und/oder bewegliche Gegen
druckteile.
23. Vorrichtung zum Herstellen von Hohlkörpern, vorzugs
weise aus Platinen aufgebauten Bauteilen, insbeson
dere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der
Ansprüche 1 bis 22, gekennzeichnet durch ein mit ei
nem auf- und abbewegbaren Stößel (2) verbundenen
Werkzeugoberteil (4) und ein auf einem Pressentisch
(3) befestigten Werkzeugunterteil (5) sowie darin
integrierte Zusatzwerkzeuge.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeich
net, daß die einander zugekehrten Flächen des Werk
zeugoberteils (4) und des Werkzeugunterteils (5) die
Negativform des zu erstellenden Bauteils bilden.
25. Vorrichtung nach Anspruch 23 oder 24, gekennzeichnet
durch eine Druckmedium-Zuführung (6) in Form eines
im Werkzeugunterteil (5) integrierten Andocksystems.
26. Vorrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch
eine aus- und einfahrbare Lanze (7) des Andocksy
stems (6) mit einer Verbindung (8) zu einem Medium
speicher.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeich
net, daß das Lanzenende (7) dornförmig ausgeführt
ist.
28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 27, ge
kennzeichnet durch mindestens eine in mindestens ein
Werkzeugteil (4, 5) integrierte Lochvorrichtung (9).
29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 28, ge
kennzeichnet durch mindestens ein in mindestens ei
nes der Werkzeugteile integriertes Zusatzwerkzeug.
30. Vorrichtung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch
mindestens einen auf- und abbewegbaren Stempel (15)
zum Abwinkeln bzw. Abkanten im Werkzeugoberteil (4).
31. Vorrichtung nach Anspruch 29 oder 30, gekennzeichnet
durch mindestens einen waagerecht verfahrbaren, sich
über die gesamte Platinenkantenlänge erstreckenden
Anpreßstempel (16) im Werkzeugunterteil (5).
32. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 23 bis 31, ge
kennzeichnet durch Stempel (18) zum Durchsetzfügen.
33. Vorrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeich
net, daß die Fügestempel (18) in dem bzw. den An
preßstempel(n) (16) gelagert und relativ zu diesen
bewegbar sind.
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