DE19753258A1

DE19753258A1 - Verfahren zum Innenhochdruckumformen

Info

Publication number: DE19753258A1
Application number: DE1997153258
Authority: DE
Inventors: Helga Wanzke
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-12-02
Filing date: 1997-12-02
Publication date: 1999-06-10

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Innenhoch druckumformen, um insbesondere rohr- oder platinenförmige Ausgangswerkstücke metallischer oder kunststoffartiger Materia lien gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches fertigen zu können.

Bekannt ist das Innenhochdruckumformen als ein Verfahren des Kaltumformens von Hohlkörpern mit einer komplexen Geometrie, dessen Ausgangswerkstoff eine Platine oder ein Rohr sein kann. Die zum Einsatz kommenden wirksamen Umformkräfte werden von beweglichen Werkzeugelementen oder auch von einem un ter Druck stehenden Wirkmedium aufgebracht. Die Geometrie eines konturbestimmenden Werkzeuges wird hierbei auf das zu verarbeitende Ausgangswerkstück aufgebracht. Bei dieser Art von werkzeuggebundenem Innenhochdruckumformen sind die Verfahren mit längs- oder quergeteilten Werkzeugen zu realisieren.

Gerade bei dieser Herstellung von Hohlkörpern mittels Innen hochdruckumformen ist das Verarbeiten solcher Werkstücke bis her nur in horizontaler Lage in vorzugsweise einer hydraulischen Presse möglich.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, besonders für Kleinserien ohne weiterer zusätzlicher Verfahrensschritte das an sich bekannte Innenhochdruckumformen insbesondere mit in vertikaler Lage des Werkstückes arbeitenden Pressen und seinen Werkzeugen verfahrenstechnisch zu erweitern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Druckmedium außer in jedem Aggregatzustand auch in beliebi gen Übergangsphasen zwischen den Aggregatzuständen in den Hohlraum des umzuformenden Werkstückes außer- oder inner halb des Werkzeuges gefüllt wird. Der Aggregatzustand des Druckmediums wird je nach seiner Ausgangsform beibehalten oder unter Einwirkung von Elektrizität, Wärme, Kälte oder Ma gnetismus dergestallt verändert, daß das Druckmedium in einem anderen Aggregatzustand oder in jede beliebige Übergangspha se überführt wird.

Dabei können verschiedene Druckmedien mit unterschiedlichen Konsistenzen, die lediglich bei entsprechender Temperaturände rung oder durch Einwirkung des Magnetismus einen gewünsch ten Aggregatzustand oder einen seiner Übergangsformen an nehmen, zum Einsatz kommen. Als Druckmedium dieser Art wer den vorzugsweise Stearin, Talkum, Granulat oder eine Öl-Was ser-Emulsion mit einem gegebenenfalls reibungsmindernden Zusatz in die Hohlräume des Werkstückes vor dem eigentlichen Um formvorgang eingegeben. Als Druckmedium selbst ist jeweils ei ne Konsistenz zu verwenden, dessen Verformungsgrad jeweils geringer ist als der des Werkstückes. So ist auch Wismut, Kunststoff in flüssiger über pastenförmiger bis fester Substanz oder in einem modellierbaren Zustand sowie Öle und Fette anwendbar.

Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Lösung ist das Arbeiten mit vertikal arbeitenden Pressen, deren oberen und unteren aufzu bringenden Druck jeweils über Stempel mittels eines Arbeitsgan ges in einer einfachen Bauweise erfolgt. Je nach Art des Werk zeuges und Druckmedium ist es möglich, das Werkstück außer halb oder innerhalb des Werkzeuges zu befüllen. Es besteht auch die Möglichkeit, das einzubringende Druckmedium in das umzuformende Werkstück über eine im oberen Werkzeug einge brachte Düse erfolgen zu lassen. Mit entsprechenden Vorkeh rungen ist es selbstverständlich auch gegeben, mit den bisher dazu verwendeten horizontal arbeitenden Pressen zu arbeiten. Werkstücke mit dem ansich bekannten Innenhochdruckverfah ren, aber in Verbindung mit vertikal arbeitenden Pressen, lassen sich in einer komplexen Geometrie herstellen und der Kalibrier vorgang sorgt für eine sehr hohe Maß- und Formgenauigkeit. Desweiteren entfallen aufgrund der einteiligen Bauweise der Werkstücke die mitunter notwendigen Schweißnähte. Aufgrund des festen Druckmediums im Werkstück werden zum eigentli chen Umformvorgang keinerlei weitere Baugruppen als Umform- und Dichtmittel an den offenen Rohrenden benötigt.

Desweiteren werden aufgrund des erfindungsgemäßen Verfah rens keine regelbare Pumpen zum Füllen des umzuformenden Werkstücks mit dem gegendruckerzeugenden Medium bis zu ei nem definierten Vordruck benötigt. Auch für die darüber hinaus reichenden Drücke mittels Druckübersetzer werden nicht mehr benötigt. Die für die Steuerung der Anlage eingebundene Anzahl geregelter Hydraulikachsen, insbesondere Vertikalzylinder, Druckübersetzer sowie Gegenhalter weg- oder druckabhängig werden ebenfalls nicht mehr benötigt.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll diese erfindungsgemä ße Lösung näher erläutert werden.

Besondere Anforderungen an speziell konzipierte vertikal arbei tende Pressen sind bei der Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht notwendig. Eine optimale Zugänglichkeit der Werkzeuge sowohl bei der Prozeßkontrolle als auch bei der Be schickung eventuell mittels eines Werkzeugwechsels ist eine Voraussetzung. Wie in bekannter Weise kann das Werkzeug außerhalb der Presse montiert und mit einem Werkzeugwechsel wagen der Presse zugeführt werden. In der Presse selbst wird das Werkzeug mit hydraulischen Spannern arretiert. An den En den werden die Rohrabschnitte oder aus Rohrabschnitten herge stellte Vorformen ohne einem weiteren Dichtwerkzeug mit dem Ober- und Unterwerkzeug abgeschlossen. Das Einfüllen des er wärmten Stearins in die Vorform des Werkstückes erfolgt vor zugsweise mit Hilfe einer im Oberwerkzeug als Zuleitung für das Druckmedium eingebrachten Düse. Infolge Abkühlung geht das Druckmedium in den festen Aggregatzustand über und wird an schließend so mit Druck beaufschlagt, daß das Werkstück die gewünschte Endform annimmt.

Zusammenfassend sei nochmals erwähnt, daß es nicht zwin gend ist, das Druckmedium im flüssigen oder zähflüssigen Zu stand sondern auch in festem Zustand in die Vorformen einzu bringen. So ist es dem Anwender auch freigestellt, die Vorform je nach seiner Prozeßgestaltung außerhalb und innerhalb des Werkzeuges mit dem Druckmedium zu befüllen.

Claims

1. Verfahren zum Innenhochdruckumformen, um insbesonde re rohr- oder platinenförmige Ausgangswerkstücke als auch an derweitige vorgeformte Werkstücke metallischer oder kunstoffar tiger Materialien derart fertigen zu können, daß das Werkstück in ein die gewünschte Kontur der Endform enthaltendes Form werkzeug eingelegt, die ein- oder beidseitige Öffnungen des Hohlkörpers dichtend verschlossen und der Hohlkörper selbst über Leitungen mit einem Druckmedium, vorzugsweise Wasser bzw. Wasser-Oel-Emulsion gefüllt und über die Preßkraftwirkung einer Presse mit einem die Dehngrenze des Werkstoffes über steigenden Druck beaufschlagt wird, gekennzeichnet dadurch, daß das Druckmedium außer in jedem Aggregatzustand auch in beliebigen Übergangsphasen zwischen den Aggregatzuständen in den Hohlraum des umzuformenden Werkstückes außer- oder innerhalb des Werkzeuges gefüllt wird und daß der Aggregatzu stand des Druckmediums je nach seiner Ausgangsform beibe halten oder unter Einwirkung von Elektrizität, Wärme, Kälte oder Magnetismus dergestalt verändert wird, daß das Druckmedium in einem anderen Aggregatzustand oder in jede beliebige Über gangsphase überführt wird.

2. Verfahren zum Innenhochdruckumformen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Stearin oder Talkum oder Wismut oder Kunststoff als Druckmedium in den Hohlraum des umzuformenden Werkstückes eingelassen werden.

3. Verfahren zum Innenhochdruckumformen nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Granulat oder Pellet als Druckmedium in den Hohlraum des umzuformenden Werkstüc kes eingelassen wird.

4. Verfahren zum Innenhochdruckumformen nach Anspruch 1 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß dem Druckmedium rei bungsmindernde Stoffe beigemischt werden.