DE19724036A1 - Verfahren zum Herstellen eines hohlen, insbesondere rohrförmigen Teiles - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines hohlen, insbesondere rohrförmigen Bauteiles, wobei zunächst ein Rohling herge­ stellt, in eine Form gelegt und sodann durch Einleiten eines Druckmediums bis zur Anlage an die Formfläche der geschlossenen Form verformt wird, und wobei zwischen Druckmedium und Rohling-Innenwand ein Dehnkörper mit relativ geringem Verformungswiderstand angeordnet ist.

Ein gattungsgemäßes Herstellungsverfahren ist durch die DE 44 25 984 A1 bekannt geworden. Bei der dort beschriebenen Ausgestaltung des Innen­ hochdruckumformverfahrens wird in ein mit Druckmedium zu beaufschla­ gender Hohlraum des Rohlings ein dehnbarer Schlauch eingesetzt, in den das Druckmedium eingeleitet wird (vgl. Fig. 7). Damit ist der Vorteil verbun­ den, daß das Druckmedium nicht in Kontakt mit den Innenwandflächen des herzustellenden Bauteiles in Kontakt kommt, dieses also trocken bleibt und nicht durch das eingeleitete flüssige Druckmedium verschmutzt werden kann. Da der Schlauch das Druckmedium umschließt, können auch geson­ derte Abdichtungsmaßnahmen entfallen.

Darauf aufbauend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Verfahrensweise insoweit weiterzubilden, daß auch anderweitige durch den Druckmedium-Gebrauch bedingte Nachteile, insbesondere das große Volu­ men erforderlichen Druckmittels, beseitigt werden können, um damit letztlich eine Reduzierung des Zeit- und Energieaufwandes beim Arbeitsablauf zu er­ zielen.

Die erfindungsgemäße Lösung ist im Kennzeichen des Patentanspruches 1 zu sehen. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind mit den Unteransprüchen beansprucht.

An sich ist es bereits aus der DE 37 16 176 A1 bekannt geworden, durch Einbringen eines starren Verdränungskörpers zu erreichen, daß mit einem möglichst geringen Volumen an Druckmedium gearbeitet werden kann. Zwar mag damit eine Reduzierung des Druckmediumvolumens erreichbar sein, da aber der Verdrängungskörper keine Trennung zwischen Druckmedium und Bauteil-Rohling bewirkt, werden die weiteren mit der Erfindung einherge­ henden Vorteile nicht erreicht.

Die Erfindung ist anhand zweier Ausführungsbeispiele nachstehend näher erläutert und in der zugehörigen Zeichnung (Fig. 1 und 2) dargestellt.

Fig. 1 zeigt in einer Schnittdarstellung einen umzuformenden Bereich eines rohrförmigen Bauteiles 1, wobei in einem oberen Abschnitt (oberhalb einer Mittellinie 2) der Bauteil-Rohling 1a in seinem Ausgangszustand und in ei­ nem unteren Abschnitt, also unterhalb der Mittellinie 2, das fertig umge­ formte Bauteil 1 gezeigt ist.

Bei der Umformung kann es sich sowohl um das dem Grunde nach hinläng­ lich bekannte Innenhochdruckumformen als auch um ein Kalibrieren mit einer Verformung (Aufweitung) von nur wenigen 1/10 Millimetern handelt.

Für die Durchführung des Verfahrens ist der Bauteil-Rohling 1a in ein Formwerkzeug 3 eingelegt, wobei der Formhohlraum den Außenmaßen des Rohlings 1a angepaßt ist und im Bereich der Umformung eine entspre­ chende Ausbauchung 4 aufweist.

Über eine stirnseitige Öffnung 5 ist eine Lanze 6 in das Bauteil 1 eingeführt. Deren zylindrisches Fußteil 7 stützt sich an der stirnseitigen Öffnung 5 ab und weist darüberhinaus einen Anschluß 8 zum Zuführen eines Druckmedi­ ums 9 (z. B. Hydrauliköl) auf. Das Druckmedium 9 gelangt über eine Zen­ tralbohrung 10 sowie über davon ausgehende und entlang der Lanze 6 ver­ teilt angeordnete Radialbohrungen 11 an die Mantelfläche 16 der Lanze 6.

Letztere ist über ihre gesamte Länge von einem Dehnkörper 12 umgeben, dessen Werkstoffeigenschaften im wesentlichen durch Inkompressibilität, Dehnbarkeit und Druckmedium-Dichtheit bestimmt sind. Als Werkstoff eignet sich hier beispielsweise Polyurethan. Da der Dehnkörper 12 auch einen Hinterschnitt 13 der Lanze 6 ausfüllt besteht insoweit eine Formschlußver­ bindung zwischen Lanze 6 und Dehnkörper 12.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die Mantelfläche des Dehnkörpers 12 von einer Hülle 14 aus einem gleichfalls dehnbaren Werk­ stoff (vollständig oder abschnittsweise) umgeben, die jeweils stirnseitig über einen Kragen 15 den Dehnkörper 12 einfaßt und im wesentlichen eine Schutzfunktion gegen übermäßigen Verschleiß des Dehnkörpers 12 wahrnimmt. Die Hülle 14 ist insoweit auswechselbar montiert. Die besagte Schutzwirkung ist insbesondere dann sinnvoll, wenn das Bauteil 1 nicht lediglich eine Umformung, also eine Aufweitung, erfährt, sondern wenn zusätzlich und insbesondere gleichzeitig mit der Umformung ein Durchbruch in das Bauteil 1 eingebracht wird, wie dies beispielsweise in der europäischen Patentanmeldung 0 484 789 A1 beschrieben ist.

Die Umformung geschieht durch beaufschlagen der Lanze 6 über den An­ schluß 8 mit Druckmedium 9, was zur Folge hat, daß der Dehnkörper 12 über die Radialbohrungen 11 beaufschlagt wird, sich radial aufweitet und über die Hülle 14 den Rohling 1a zur Anlage an die Ausbauchung 4 des Formwerkzeuges 3 bringt. Das von dem Druckmedium 9 auszufüllende Vo­ lumen ist dabei äußert gering und beschränkt sich im wesentlichen auf den zwischen der Lanzen-Mantelfläche 16 und der Dehnkörper-Innenwand 17 sich bildenden umlaufenden Hohlraum 18.

In bekannter Weise kann der Umformvorgang auch dadurch unterstützt wer­ den, daß über eine Bauteil-Stirnseite 19 mittels eines entsprechend geform­ ten Stößels 20 eine Axialkraft 21 auf das Bauteil 1 einwirkt. Nach erfolgter Umformung kann, falls nach Reduzieren des Druckmedium-Druckes Dehn­ körper 12 und Hülle 14 nicht aufgrund Ihrer Elastizität wieder ihre ursprüng­ liche Gestalt annehmen, dies dadurch unterstützt werden, daß über den Druckmediumanschluß 8 ein geringer Unterdruck angelegt wird.

Eine alternative Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Weist nämlich der Dehnkörper-Werkstoff (oder die Hülle 14) eine ausrei­ chende Eigensteifigkeit auf, so kann letztlich auf die stützende Funktion der Lanze 6 und damit auch auf die Lanze 6 selbst verzichtet werden. Danach ist ein massives, zylinderförmiges Basisteil 25 mit dem Druckmedium- Anschluß 8 versehen und nimmt in einer Ausnehmung 26 mit Hinterschnitt 27 einen großvolumigen Dehnkörper 22 mit einer diesen umgebenden Hülle 29 auf. Der Dehnkörper 22 ist mit einer gegenüber der Ausführungsform nach Fig. 1 im Querschnitt größer dimensionierten Zentralbohrung 23 ausgestattet. Wird diese mit Druckmedium 9 beaufschlagt, so bewirkt das entsprechende Aufweiten des Dehnkörpers 22 die gewünschte Umformung des Bauteiles 1. Das erforderliche Druckmedium-Volumen ist auch hier äußerst gering, da ja nur ein begrenztes Aufweiten (vgl. Strichlinie 28) der Zentralbohrung 23 erforderlich ist.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen eines hohlen, insbesondere rohrförmigen Bau­ teiles, wobei zunächst ein Rohling hergestellt, in eine Form gelegt und sodann durch Einleitung eines Druckmediums bis zur Anlage an die Formfläche der geschlossenen Form verformt wird, und wobei zwischen Druckmedium und Rohling-Innenwand ein Dehnkörper mit relativ gerin­ gem Verformungswiderstand angeordnet ist, gekennzeichnet durch die Schritte:

• - Herstellen eines Dehnkörpers (12, 22), dessen Abmaße und Volumen im wesentlichen dem Rohling-Hohlraum in seinem umzuformenden Bereich entspricht,
• - Einführen des Dehnkörpers (12, 22) in den Rohling (1a) und
• - Beaufschlagen einer Dehnkörper-Zentralöffnung (10, 23) mit dem Druckmedium (9).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnkör­ per (12) vor dem Einführen in den Bauteil-Rohling (1a) auf eine ihn stützende Lanze (6) mit Druckmedium-Anschluß (8), Zentralbohrung (10) und davon ausgehenden Radialbohrungen (11) aufgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnkör­ per (22) vor dem Einführen in den Rohling (1a) auf ein massives, zylinder­ förmiges Basisteil (25) mit Druckmedium-Anschluß (8) formschlüssig auf­ gesetzt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dehnkörper (12, 22) vor dem Einführen in den Rohling (1a) mit einer die Mantelfläche umgebenden Schutzhülle (14, 29) ausgestattet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Umformen der Druckmedium-Anschluß (8) kurzzeitig mit Unter­ druck beaufschlagt wird.