DE19742443C2 - Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen von Hohlprofilen - Google Patents
Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen von HohlprofilenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Innenhochdruckum
formen von Hohlprofilen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspru
ches 1.
Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 43 09 680 A1 be
kannt. Bei dieser wird ein Dichtungskopf eines Axialstempels in
das abzudichtende in der Gravur eines Innenhochdruck-Umform
werkzeuges eingelegte Hohlprofil eingeführt, bis eine radiale
Schulter des Dichtungskopfes an der Stirnseite des Hohlprofiles
zum Anschlag kommt. Der Dichtungskopf trägt an seinem konisch
ausgebildeten Ende zwei Dichtringe, die in Einführungsrichtung
von einer an der Stirnseite des Endes angebrachten Prallplatte
gegen ein Herausrutschen gesichert sind. Der prallplattennahe
Dichtring ist ein O-Ring aus einem weichen gummielastischen Ma
terial, während der prallplattenferne Dichtring aus Polyamid
besteht und einen trapezförmigen Profilquerschnitt aufweist.
Die Prallplatte ist an der Stirnseite des Dichtungskopfes axial
beweglich angeschraubt und weist einen umgebogenen Rand auf,
mit dem der O-Ring beaufschlagbar ist. Die Dichtringe sind der
art ausgebildet, daß sie mit geringem Spiel zum Hohlprofil mit
dem Dichtungskopf behinderungsfrei einführbar sind. Die Abdich
tung soll nach Füllung des Hohlprofiles mit dem Druckfluid über
den im Dichtungskopf ausgebildeten Druckfluidkanal aufgrund des
angelegten Innenhochdruckes erfolgen, der die Prallplatte gegen
den O-Ring preßt, welcher sich infolge des Hochrutschens an der
sich zum Axialstempel hin konisch erweiternden Anlagefläche an
dem Dichtungskopfende aufspreizen und dadurch radial gegen das
Hohlprofil gepreßt werden soll. Des weiteren soll unter der
Einwirkung des Innenhochdruckes ebenfalls der Polyamidring an
der Anlagefläche hochrutschen, welcher sich dann durch seine
keilartige Ausbildung zwischen der Anlagefläche und dem Hohl
profil einklemmt und durch die so erfolgende Anpressung am
Hohlprofil zu einer zusätzlichen Abdichtung des Hohlprofiles
führt. Darüber hinaus stellt dabei in dieser Lage der Polya
midring einen Anschlag für den O-Ring zum Axialstempel hin, al
so entgegen der Einführrichtung dar, wodurch sich der O-Ring
durch die axiale Anpressung an den Polayamidring mittels der
innenhochdruckgetriebenen Prallplatte elastisch deformiert und
weiter radial auseinandergetrieben wird. Mit der Vorrichtung
wird in günstiger Weise die bislang übliche metallische Abdich
tung, die eine plastische Aufweitung des Hohlprofiles zur Folge
hat und damit einen Beschnitt des nach Abdichtung anschließend
fertigumgeformten Hohlprofiles unweigerlich erfordert, vermie
den. Bei der bekannten Vorrichtung ist jedoch nachteilig, daß
solange während des Befüllvorganges noch kein Innenhochdruck
aufgebaut ist, die Dichtwirkung noch nicht eintritt, so daß ei
ne Leckage entsteht, da über den das Spiel der Dichtringe bil
denden Spalt Druckfluid ablaufen kann. Des weiteren ist das Zu
standekommen einer Dichtwirkung bei der bekannten Vorrichtung
in der Praxis an sich fraglich, da Befüllvolumen und die Be
füllgeschwindigkeit extrem hoch sein müssen, damit die Prall
scheibe sich bewegt. Anderenfalls ergibt sich ein Druckaus
gleich der Drücke vor und hinter der Prallscheibe und somit
auch während des Innenhochdruckumformens keine Abdichtung des
Hohlprofiles, wodurch der Umformvorgang aufgrund von Druckab
fall während des Prozesses keine Prozeßsicherheit aufweist. Die
Realisierung der besagten hohen Befüllgeschwindigkeit bzw. des
hohen Befüllvolumens ist jedoch technisch nicht machbar, insbe
sondere nicht bei relativ großen Bauteilen wie Kraftfahr
zeugachsen usw.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße
Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß in einfacher Weise
und ohne Verformung des Hohlprofiles eine zuverlässige fluid
hochdruckdichte Abdichtung erzielt wird, so daß eine prozeßsi
chere Umformung hinsichtlich stabiler Druckverhältnisse beim
Innenhochdruckumformen ermöglicht wird.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent
anspruches 1 gelöst.
Dank der Erfindung wird nach dem Anschlag des Anschlagkörpers
des Dichtungskopfes an der Stirnseite des Hohlprofiles eine Re
lativbewegung des Trägerteils zur Dichtungsanordnung ermög
licht, wobei diese bezüglich des Hohlprofiles eine stationäre
Lage einnimmt, während das Trägerteil weiter in das Hohlprofil
hinein axial weiter eingeschoben werden kann. Hierbei wird auf
grund der weiteren Einführbewegung des Trägerteils, der der
feststehende Stützring entgegensteht, durch Beaufschlagung des
Stützringes und des daran gehaltenen Dichtungselementes mittels
eines am Trägerteil starr befestigten Betätigungsmittels eine
radiale Aufspreizung des Dichtungselementes quasi selbsttätig
ausgelöst. Dabei wird das Dichtungselement gegen die Innenwan
dung des Hohlprofiles gepreßt, wodurch eine ausreichende fluid
hochdruckdichte Abdichtung des Hohlprofilinnenraumes gegenüber
der äußeren Umgebung erreicht wird. Dies geschieht schon vor
dem Befüllen, so daß keine Leckagen auftreten. Der Fluidhoch
druck wird beim Umformen in seiner Höhe stabil gehalten, da die
Qualität der Abdichtung bis zum Ende des Umformprozesses erhal
ten bleibt. Somit ist eine hinsichtlich konstanten Druckes pro
zeßsichere Umformung des Hohlprofiles möglich. Des weiteren
tritt mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ebenso wie bei der
Vorrichtung aus der gattungsbildenden Druckschrift keine Ver
formung des Hohlprofilendes auf, da hier lediglich eine weiche
Dichtung radial von innen an die Innenwandung des Hohlprofiles
gepreßt wird, wodurch das Hohlprofil maßhaltig bleibt und ein
etwaiger Beschnitt des gequetschten Hohlprofiles im Andockbe
reich des Dichtungskopfes am Hohlprofil nach dem Umformprozeß
ressourcenschonend und prozeßzeitsparend entfällt. Durch die
fehlende Quetschung des Hohlprofiles werden dazu die Rückzugs
kräfte des Axialstempels erheblich reduziert. Aufgrund des
durch die Stirnseite des Hohlprofiles definierten Anschlages
stellt sich in einfacher Weise eine exakte Positionierung des
Dichtungskopfes zum Hohlprofil von selbst ein. Ein Nachschieben
des Materials ohne Faltenbildung oder auch nur ein Nachführen
des Hohlprofilmaterials und damit eine Gewährleistung ungehin
derten Materialflusses zum Umformungsort hin wird durch die er
findungsgemäße Vorrichtung über die axiale Anlage des Anschlag
körpers an der Stirnseite des Hohlprofiles ebenfalls erreicht,
welcher die Nachschiebekraft des Axialstempels auf das Hohlpro
fil übertragen kann, wohingegen das versagensfreie Nachschieben
des Hohlprofilmaterials beim zitierten Stand der Technik auf
grund des Druckabfalles innerhalb des Hohlprofiles infolge der
unzureichenden Abdichtung nicht möglich ist. Zum Abdichten wird
das Hohlprofil radial mit großer Kraft, axial jedoch nur mini
mal mit Kraft beaufschlagt, wodurch die bei üblichen Axialab
dichtungen hohen erforderlichen Axialkräfte entfallen, die zu
einem Knicken des Hohlprofiles, insbesondere eines gebogenen
Rohrstückes führen können. Aufgrund der radialen Abdichtung
können die Toleranzen des Halbzeugs für die Hohlprofiles sehr
grob und daher sehr kostengünstig ausgelegt werden, da die ra
dial wirksame Abdichtungsvorrichtung unempfindlich gegenüber
Maßschwankungen ist.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran
sprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand
eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles
nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt die Figur einen Dich
tungskopf der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einem seitlichen
Längsschnitt in einer Einführlage in einem Hohlprofil ohne Ab
dichtungsfunktion.
In der Figur ist ein Innenhochdruck-Umformwerkzeug 1 darge
stellt, in dessen Gravur 2 ein Hohlprofil 3 eingebracht ist,
wobei das Innenhochdruck-Umformwerkzeug 1 sich in Schließlage
befindet. In das Hohlprofil 3 ist ein Dichtungskopf 4 eines hy
draulisch betätigbaren Axialstempels eingeschoben, mittels des
sen das Material des Hohlprofiles 3 während des Umformprozesses
zur prozeßsicheren Umformung mit hohem Umformgrad in Richtung
des Umformortes nachgeschoben werden kann. Der Dichtungskopf 4
umfaßt ein hohlzylindrisches Trägerteil 5, dessen Höhlung einen
Druckfluidkanal 6 zur Einleitung des Druckfluides in das Hohl
profil 3 bildet und mit einer Fluidhochdruckerzeugungsanlage
fluidisch verbunden ist, eine Dichtungsanordnung 7, die an der
Außenumfangsfläche 8 des Trägerteils 5 axialverschieblich ge
halten ist, und eine Anschlagplatte 9, die an der einführrich
tungabgewandten Stirnseite 10 des Trägerteils 5 angeschraubt
ist.
Die Dichtungsanordnung 7 beinhaltet einen mit seiner Umfangs
form der Umfangskontur des Hohlprofiles 3 folgenden ringförmi
gen Anschlagkörper 11, einen Stützring 12, einen äußeren das
Dichtungselement bildenden weichen gummielastischen O-Ring 13
sowie einen inneren O-Ring 14 aus einem Material mit ähnlichen
Eigenschaften wie der O-Ring 13. Der O-Ring 13 kann aber auch
aus einem Federstahl bestehen.
Der Anschlagkörper 11 liegt bis auf ein geringes Spiel mit sei
ner Mantelfläche 15 umlaufend an der Gravur 2 des Umformwerk
zeuges 1 und mit seiner Innenwandung 16 an der Außenumfangsflä
che 8 des Trägerteils 5 an. An seiner in Einführrichtung wei
senden Stirnseite 17 weist der Anschlagkörper 11 einen koaxial
liegenden hülsenförmigen Fortsatz 18 kleineren Durchmessers als
der des Anschlagkörpers 11 auf, wobei der Fortsatz 18 in einem
starken Preßverbund umfänglich eine ein Druckstück 19 bildende
Ringscheibe aus einem hochverschleißfesten Material trägt, wel
che an der Stirnseite 17 des Anschlagkörpers 11 anliegt. In der
Einführlage des Dichtungskopfes 4 in das Hohlprofil 3 liegt das
Druckstück 19 an der Stirnseite 20 des Hohlprofiles 3 an.
Der in Einführrichtung sich erstreckende Fortsatz 18 weist eine
von seiner in Einführrichtung weisenden Stirnseite 29 ausgehen
de parallel zur Einführrichtung verlaufende Gewindebohrung 21
nach Art einer Sackbohrung auf, in die ein Verbindungsstift 22 mit einem
an dessen einem Ende 23 befindlichen Außengewinde 24 einge
schraubt ist, welcher das Verbindungsmittel zwischen dem An
schlagkörper 11 und dem Stützring 12 bildet. Zur definierten
Position des Anschlagkörpers 11 auf dem Stift 22 weist dieser
einen Ringbund 25 auf, an dem der Anschlagkörper 11 anliegt.
Der Stift 22 weist einen zum Ringbund 25 axial beabstandeten
weiteren Ringbund 26 auf, an dem ein hülsenförmiger Fortsatz 27
des Stützringes 12 stirnseitig anliegt, welcher mit kleinerem
Durchmesser als der des Stützringes 12 auf der entgegen der
Einführrichtung weisenden Stirnseite 28 des Stützringes 12 koa
xial angeordnet ist. Der Innenumfang sowie der Außenumfang 36
des Fortsatzes 27 des Stützringes 12 fluchten im übrigen in ih
rer Verbindungslage mit den entsprechenden Umfängen des Fort
satzes 18 des Anschlagkörpers 11, wodurch bezüglich des in Form
und Abmessung gleichgestalteten Innenumfanges der Fortsätze 18
und 27 von Stützring 12 und Anschlagkörper 11 eine fertigungs
technisch einfache kolineare Führung auf dem Trägerteil 5 aus
führbar ist. Der Fortsatz 27 des Stützringes 12 weist eine mit
dem Stützring 12 gemeinsame zur Gewindebohrung 21 des Anschlag
körpers 11 koaxiale Durchführung 30 auf, über die der Stützring
12 auf den Stift 22 bis zur Anlage am Ringbund 26 aufgesteckt
ist. Das stützringseitige Ende 31 des Stiftes 22 weist ein In
nengewinde 32 auf, wodurch mittels Einschrauben einer geeigne
ten Schraube 33 von der in Einführrichtung weisenden Stirnseite
34 des Stützringes 12 aus der Stützring 12 zwischen dem Ring
bund 26 und dem Schraubenkopf 35 verschraubt ist. Der Stützring
12 ist somit relativ zum Anschlagkörper 11 exakt positioniert
und besitzt auch auf dem Stift 22 eine definierte Lage. Zur me
chanischen Stabilität der Verbindung zwischen Anschlagkörper 11
und Stützring 12 sind diese beiden Dichtanordnungselemente
durch mehrere über deren Umfang verteilte Stifte 22 verbunden.
Alternativ denkbar ist für den Anschlagkörper 11 eine der des
Stützringes 12 entsprechende Verschraubung. Die Verbindungsmit
tel sollten auf jeden Fall von dem Anschlagkörper 11 und dem
Stützring 12 lösbar sein, da eine Austauschbarkeit von ver
schlissenen Teilen der Dichtungsanordnung 7 gewährleistet sein
muß.
Am Außenumfang 36 des Stützringfortsatzes 27 liegt der äußere
O-Ring 13 in radialer Richtung an und stützt sich in axialer
Richtung auf Stützringseite an der Stirnseite 28 des Stützrin
ges 12 ab. Das Trägerteil 5 weist einen Ringbund 37 auf, der
zwischen dem Anschlagkörper 11 und dem Stützring 12 angeordnet
ist und sich mit seinem Rand 38 bis nahe der Innenwandung 39
des Hohlprofiles 3 erstreckt. Diese hohlprofilnahe Erstreckung
des Ringbundes 37 bzw. die Auslegung seines Durchmessers der
art, daß sich bezüglich des Hohlprofiles 3 eine Spielpassung
des Ringbundes 37 ergibt, dient zur radialen Abstützung des
Hohlprofiles 3 bei einem Nachschieben des Hohlprofiles 3 wäh
rend des Umformprozesses. Somit wird eine für den Umformprozeß
unerwünschte Faltung des Hohlprofiles 3 in dem vom Dichtungs
kopf 4 abgedeckten Bereich des Hohlprofiles 3, der nicht vom
Innenhochdruck stützend beaufschlagt wird, vermieden. Die er
forderlichen Nachschubkräfte für den Axialstempel werden redu
ziert, da der Bereich zwischen der Stirnseite 20 des Hohlpro
files 3 und dem Dichtelement, also dem O-Ring 13 nicht mit In
nenhochdruck beaufschlagt wird und somit keine daraus resultie
rende Reibungskraft überwunden werden muß. Der Ringbund 37 bil
det also eine Trennwand zwischen dem Anschlagkörper 11 und dem
Stützring 12, wobei er eine oder mehrere axiale Durchführungen
40 aufweist, die durch das jeweilige Verbindungsmittel zwischen
dem Anschlagkörper 11 und dem Stützring 12, d. h. den Stift 22
durchsetzt wird.
Der Ringbund 37 weist in axialer Richtung beidseitig einen Kra
gen 41 auf, der den Fortsatz 27 und den Fortsatz 18 jeweils
hintergreift und am die Anlagefläche für den O-Ring 13 bilden
den Außenumfang 36 des Fortsatzes 27 einerseits und am Außenum
fang des Fortsatzes 18 andererseits anliegt. Der Kragen 41
schließt an seinem hohlprofilzugewandten Rand 42 bündig mit dem
Rand 38 des Ringbundes 37 ab, wobei der dem Stützring 12 zuge
wandte Kragen in diesem Ausführungsbeispiel mit seiner in Ein
führrichtung weisenden Stirnseite 43 in entspannter Stellung
der Dichtungsanordnung 7 am O-Ring 13 anliegt. Diese kann je
doch auch in der entspannten Stellung vom O-Ring 13 axial beab
standet sein. Wesentlich jedoch ist, daß der Kragen 41 an den
Außenumfängen des Fortsatzes 18 des Anschlagkörpers 11 und des
Fortsatzes 27 des Stützringes 12 axialbeweglich geführt ist.
Bei der gezeigten direkten Anlage beläuft sich Axialbeweglich
keit im Rahmen der elastischen Deformierbarkeit des Materials
des O-Ringes 13 und des O-Ringes 14. Zur Gewährleistung einer
axialen Beweglichkeit der Ringbundes 37 und damit des Träger
teils 5 relativ zur Dichtungsanordnung 7 ist es ebenfalls not
wendig, daß - ausgehend von der entspannten Lage der Dichtungs
anordnung 7 - zwischen der Stirnseite 44 des Fortsatzes 27 und
der in Einführrichtung weisenden Stirnseite 45 des Ringbundes
37 ein freier axialer Verschiebeweg gegeben ist.
Nach Anlage des Anschlagkörpers 11 über das Druckstück 19 an
der Stirnseite 20 des Hohlprofiles 3 wird zur Abdichtung des
Hohlprofiles 3 das Trägerteil 5 mittels des Axialstempels wei
ter in Einführrichtung geschoben. Dabei wird der O-Ring 13 vom
Kragen 41 des Ringbundes 37 axial zusammengequetscht, wodurch
der O-Ring 13 sich radial auseinanderspreizt und an die Innen
wandung 39 des Hohlprofiles mit hoher Kraft angepreßt wird. Der
Ringbund 37 bildet aufgrund seines Kragens 41 damit das Betäti
gungsmittel für den Dichtring 13. Der erwähnte freie Verschie
beweg muß dabei so groß sein, daß der O-Ring 13 bzw. allgemein
das Dichtelement in für eine sichere Abdichtung ausreichendem
Maße zusammengedrückt wird, jedoch darf er nur so groß sein,
daß der O-Ring 13 durch zu starkes Zusammenquetschen keinen
Schaden nimmt. Dies wird durch eine geeignete Beabstandung der
bei einer Relativbewegung des Trägerteils 5 einen Gegenanschlag
zum Anschlagkörper 11 bildenden Anschlagplatte 9 von dem An
schlagkörper 11 erreicht, so daß bei Anlage der Anschlagplatte
9 am Anschlagkörper 11 das mit der Anschlagplatte 9 fest ver
bundene Trägerteil 5 festgelegt wird und keine weitere Relativ
bewegung des Trägerteils 5 in Einführrichtung ausführbar ist.
In gleicher Weise verschiebewegbegrenzend ist eine geeignete
axiale Positionierung des Stützringes 12 auf dem Stift 22, wo
bei der Fortsatz 27 des Stützringes 12 und der Ringbund 37 die
beiden korrespondierenden Anschläge bilden.
Aufgrund der Anlage der Fortsätze 18 und 27 an der Außenum
fangsfläche 8 des Trägerteils 5 ist die Dichtunganordnung 7
kippstabil auf dem Trägerteil 5 gelagert. Die Fortsätze 18 und
27 sowie der Stützring 12 und der Anschlagkörper 11 können an
ihren Innenwandungen mit einem verschleißfesten Gleitfilm, bei
spielsweise aus Molybdänsulfid beschichtet sein, was die Stand
zeit des Dichtungskopfes 4 erhöht und die Leichtgängigkeit der
Dichtungsanordnung 7 relativ zum Trägerteil 5 erheblich erhöht.
Etwa auf Höhe der Lage des O-Ringes 13 verjüngt sich das Trä
gerteil 5 umlaufend in einer Stufe 46, an der der auf das Trä
gerteil 5 gesteckte O-Ring 14 anliegt. Auf gegenüberliegender
Seite liegt der Stützring 12 mit seiner Stirnseite 28 am O-Ring
14 an. Mit der Relativbewegung des Trägerteils 5 zur Dichtungs
anordnung 7 in Einführrichtung wird gleichzeitig zum Zusammen
quetschen des O-Ringes 13 auch der innere O-Ring 14 infolge der
Beaufschlagung der Stufe 46 einerseits und der Stirnseite 28
des Stützringes 12 andererseits sowie von der radial nach außen
begrenzenden Innenumfangsfläche des Fortsatzes 27 des Stützrin
ges 12 quetschend beaufschlagt, wodurch etwaige Leckagen und
Druckabfälle beim Innenhochdruckumformen über den Spielspalt 47
zwischen dem Trägerteil 5 und den auf den verjüngten Abschnitt
48 des Trägerteils 5 gesteckten Stützring 12 vermieden werden.
Der Durchmesser des Stützringes 12 ist im übrigen derart bemes
sen, daß der Dichtungskopf 4 zwar mit Spiel in das Hohlprofil 3
einführbar ist, jedoch ist der Spielspalt 49 zwischen Stützring
12 und Hohlprofil 3 so knapp ausgelegt, daß für eine abdichten
de Quetschung des O-Ringes 13 durch den Kragen 41 des Ringbun
des 37 ausreichender Widerstand gegeben ist und der O-Ring 13
bei der quetschenden Beufschlagung nicht über die Randkante des
Stützringes 12 gedrückt wird, was eine scherende und damit
schadensträchtige Beanspruchung des O-Ringes 13 zur Folge hat.
Anstatt des O-Ringes 13 ist im übrigen denkbar, einen längli
chen elastischen hohlgebohrten Stopfen einzusetzen, wodurch die
dichtende Anlagefläche am Hohlprofil 3 erheblich vergrößert und
somit die Sicherheit einer ausreichenden Abdichtung auch nach
langer Einsatzzeit gewährleistet. Die Anlagefläche des Fortsat
zes 27 des Stützringes 12 für den O-Ring 13 kann abweichend von
der zylindrischen Ausbildung des gezeigten Ausführungsbeispie
les auch konisch ausgebildet sein. Hierbei wird durch Beauf
schlagung des O-Ringes 13 durch den Kragen 41 des Ringbundes 37
der O-Ring 13 allein schon aufgrund des Hochrutschens am sich
in Einführrichtung erweiternden Konus aufgespreizt und an die
Hohlprofilwandung 39 angepreßt, wodurch der O-Ring 13 nur mit
verminderter Quetschkraft beaufschlagt werden muß um die erfor
derliche Abdichtung zu erreichen. Dabei wird der Verschleiß des
O-Ringes 13 reduziert.
Um den Werkstoffluß beim Innenhochdruckumformen nicht zu behin
dern, kann der Dichtungskopf 4 samt Axialstempel in einfacher
Weise dem sich verkürzenden Hohlprofil 3 in gleichem Maße nach
geführt werden ohne daß ein Verlust an Dichtigkeit hingenommen
werden muß. Ebenso ist es möglich bei Bedarf über den Axial
stempel eine zusätzliche Axialkraft auf das Hohlprofil 3 aufzu
bringen, so daß der Werkstoffluß zur Umformstelle bei der Um
formung mit hohen Umformgraden forciert wird, d. h. es wird
Hohlprofilmaterial zur Umformstelle nachgeschoben. Um dies un
gehindert auszuführen, ist der Anschlagkörper 11 und das Druck
stück 19 ringförmig gestaltet, wodurch eine gleichmäßige Druck
belastung bei der Anlage der Dichtungsanordnung 7 über den An
schlagkörper 11 an der Stirnseite 20 des Hohlprofiles 3 gegeben
ist.
Im Rahmen der Erfindung kann das Zusammenspiel von Trägerteil 5
und Stützring 12 zur Aufspreizung des O-Ringes 13 auch dadurch
bewirkt werden, daß das Trägerteil 5 eine Außenverzahnung
trägt, die mit einer Innenverzahnung des Stützringes 12 derart
kämmt, daß eine einfache translatorische Einführbewegung des
Trägerteils 5 nach Anlage des Anschlagkörpers 11 am Hohlprofil
3 den Stützring 12 zwangsgeführt aufspreizt. Dazu ist das Trä
gerteil 5 über seinen verzahnten Abschnitt hinweg konisch aus
zubilden, wobei der Konus sich in Einführrichtung verjüngt. Der
Stützring 12 ist dabei aus verschiedenen Kreissegmenten zusam
mengesetzt, an deren Außenumfang der O-Ring 13 gehalten wird.
Diese Form von Aufspreizung kann auch durch eine rotatorische
Bewegung des Trägerteils 5 erfolgen. Alternativ zur Verzahnung
kann das Trägerteil 5 auch als konischer Dorn ausgeführt sein,
wobei der Stützring 13 in bestimmten Grenzen als Vollkörper
elastisch, aber mit wesentlich größerer Shore-Härte als der O-
Ring 13 ausgebildet sein oder in der Form von unelastischen
Kreissegmenten bestehen kann. Im letzteren Fall bewirkt die
Rückstellkraft des aufgespreizten Stützringes 12 in die ent
spannte Lage die elastische Rückverformungskraft des umfänglich
nach Art eines Kolbenringes in den Stützring 12 eingebrachten
O-Ringes 13.
Claims (12)
1. Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen von Hohlprofilen mit
einem Innenhochdruck-Umformwerkzeug, in dessen Gravur das Hohl
profil einbringbar ist, und mit zumindest einem Axialstempel,
der einen mit einem Abschnitt in das Hohlprofil mit Spiel ein
führbaren Dichtungskopf besitzt, welcher ein mit einem Druck
fluidkanal versehenes Trägerteil, an dem eine Dichtungsanord
nung gehalten ist und das mit dem Axialstempel starr verbunden
ist, und eine in Gebrauchsstellung des Dichtungskopfes am Ende
des Hohlprofiles stirnseitig anliegende Anschlagsfläche auf
weist, wobei die Dichtungsanordnung zumindest ein zur umlaufend
abdichtenden Anlage an der Innenseite des Hohlprofiles radial
aufspreizbares Dichtungselement beinhaltet,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtungsanordnung (7) einen das Dichtungselement (13)
tragenden, am Trägerteil (5) relativ zu diesem axial verschieb
bar geführten und in das Hohlprofil (3) beim Aasdocken des Dich
tungskopfes (4) am Hohlprofil (3) eintauchenden Stützring (12)
und einen die Anschlagsfläche des Dichtungskopfes (4) am Hohl
profil (3) aufweisenden Anschlagkörper (1) umfaßt, der mit dem
Stützring (12) fest verbunden ist, und daß das Trägerteil (5)
einen ein Betätigungsmittel bildenden Ringbund (37) aufweist,
der eine Axialdurchführung (40) aufweist, die ein den Stützring
(12) mit dem Anschlagkörper (11) verbindender Verbindungsstift
(22) durchragt, und der sich radial zwischen das am Stützring
(12) gehaltene Dichtungselement (13) und den Anschlagkörper
(11) erstreckt und mit einem in seinem Randbereich gelegenen
Kragen (41) die Anlagefläche (36) des Stützringes (12) für das
Dichtungselement (13) übergreifend ausgebildet ist, derart, daß
das Dichtungselement (13) durch den zwischen dem Dichtungsele
ment (13) und dem Anschlagkörper (11) axialbeweglichen Kragen
(41) bei Anlage des Anschlagkörpers (11) am Hohlprofil (3) in
Zusammenwirkung mit dem Stützring (12) aufspreizend beauf
schlagbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anlagefläche (36) des Stützringes (12) für das Dich
tungselement (13) zylindrisch ausgebildet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Anlagefläche (36) des Stützringes (12) für das Dich
tungselement (13) derart konisch ausgebildet ist, daß sie sich
zum Ringbund (37) hin verjüngt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Dichtungselement (13) ein O-Ring aus einem Elastomer
oder einem Federstahl ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Dichtungselement (13) ein elastischer länglicher Stopfen
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlagkörper (11) am Trägerteil (5) anliegt und daß
der Anschlagkörper (11) sowie der Stützring (12) an ihren am
Trägerteil (5) anliegenden Innenwandungen mit einem verschleiß
festen Gleitfilm beschichtet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlagkörper (11) an seiner dem Hohlprofil (3) zuge
wandten Stirnseite (17) ein Druckstück (19) aufweist, das aus
einem verschleißfesten Material besteht.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Stützring (12) an seiner dem Anschlagkörper (11) zuge
wandten Stirnseite (28) einen hülsenförmigen Fortsatz (27) auf
weist, dessen Stirnseite (44) einen Gegenanschlag zur in Ein
führungsrichtung weisenden Stirnseite (45) des Ringbundes (37)
des Trägerteils (5) bei einer Relativbewegung des Trägerteils
(5) bildet.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß am Trägerteil (5) eine Anschlagplatte (9) befestigt ist,
die auf ringbundabgewandter Seite des Anschlagkörpers (11) zu
dieser beabstandet angeordnet ist und einen Gegenanschlag zum
Anschlagkörper (11) bei einer Relativbewegung des Trägerteils
(5) bildet.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Anschlagkörper (11) der Umfangskontur des Hohlprofiles
(3) folgend ringförmig ausgebildet ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß auf dem einen mit, einem Innengewinde (32) versehenen Ende
(31) des Verbindungsstiftes (22) der eine entsprechende axiale
Durchgangsbohrung (30) aufweisende Stützring (12) aufgesteckt
ist und in der Stecklage an einem zwischen den Enden (23, 31)
des Verbindungsstiftes (22) ausgebildeten Ringbund (26) des Verbindungsstiftes (22)
anliegt sowie von der in Einführungsrichtung weisenden Stirn
seite (34) des Stützringes (12) aus mit einer in das Innenge
winde (32) des Verbindungsstiftes (22) eingeschraubten Schraube (33) mit
dem Verbindungsstift (22) verschraubt ist, wobei das andere Ende (23) des
Stiftes (22) ein Außengewinde (24) trägt, mit dem dieser in ei
ne Gewindebohrung (21) des Anschlagkörpers (11) eingeschraubt
ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtungsanordnung (7) zusätzlich zum Dichtungselement
(13) einen inneren Dichtungsring (14) beinhaltet, den das Trä
gerteil (5) an seiner Außenumfangsfläche (8) trägt und der am
Innenumfang des Stützringes (12) anliegt.
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