DE19753258A1

DE19753258A1 - Method for internal high pressure forming

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

Abstract

The pressure medium is introduced into the hollow spaces of the workpiece in any transitional state in addition to its established aggregate states. Dependent on the requirements, this state of the pressure medium is retained, or is changed into any established aggregate or transitional state by action of electricity, heat, low temperature or magnetism. Preferred Features: Stearine, talcum, bismuth or plastics are introduced as the pressure medium into the hollow spaces of the workpiece. The pressure media used are in the form of pellets or granules. Substances reducing friction are added to pressure media.

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.The present invention relates to an inner high method pressure forming, in particular tubular or blank-shaped Initial workpieces of metallic or plastic-like materia lien to manufacture according to the preamble of the main claim can.

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.Hydroforming is known as a process of Cold forming of hollow bodies with a complex geometry, whose starting material can be a board or a tube. The effective forming forces used will be of moving tool elements or of an un ter pressurized active medium applied. The geometry of a contour-determining tool is here towards processing starting workpiece applied. With this type of tool-based hydroforming are the Procedure with longitudinally or cross-divided tools realize.

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.Especially in this production of hollow bodies by means of the inside High pressure forming is the processing of such workpieces up to forth only in a horizontal position, preferably in a hydraulic one Press possible.

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. The object of this invention is, especially for small series without further additional process steps that known per se Hydroforming, especially with in a vertical position of the workpiece working presses and its tools procedural to expand.

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.According to the invention this object is achieved in that the Print medium in any aggregate condition also in any transition phases between the physical states in the Cavity of the workpiece to be formed outside or inside half of the tool is filled. The physical state of the Print media is retained depending on its initial form or under the influence of electricity, heat, cold or Ma gnetismus changed in such a way that the printing medium in one other state of matter or in any transition phase se is transferred.

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.Different print media can be used with different Consistencies that only with appropriate temperature changes tion or by the action of magnetism state of aggregation or one of its transitional forms take, come to use. As a printing medium of this type preferably stearin, talc, granules or an oil-what water emulsion with a possibly friction reducing additive into the cavities of the workpiece before the actual order molding process entered. As the printing medium itself is ei ne consistency to use, its degree of deformation in each case is less than that of the workpiece. So is bismuth, Plastic in liquid over pasty to solid substance or in a modelable condition, as well as oils and fats applicable.

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.Working with is advantageous in the solution according to the invention vertical working presses, their upper and lower open printing by means of a stamp is done in a simple design. Depending on the type of work tools and pressure medium, it is possible to save the workpiece fill half or inside the tool. It exists also the possibility of the pressure medium to be introduced into the The workpiece to be formed is inserted in the upper tool brought to let nozzle take place. With appropriate precautions There are of course also some improvements with the previous ones used to work horizontal presses. Workpieces with the well-known internal high pressure process other, but in connection with vertical presses produce themselves in a complex geometry and the calibration process ensures very high dimensional and shape accuracy. Furthermore, due to the one-piece construction, the Workpieces the welding seams that are sometimes necessary. Because of of the solid pressure medium in the workpiece become the actual no further assemblies than forming and sealant on the open pipe ends.

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.Furthermore, due to the inventive method rens no adjustable pumps to fill the to be reshaped Workpiece with the medium generating counter pressure up to egg nem defined form required. For those beyond sufficient pressures using pressure intensifiers are no longer needed. The number integrated for the control of the plant regulated hydraulic axes, especially vertical cylinders, Pressure intensifier and counterholder depending on path or pressure are also no longer needed.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll diese erfindungsgemä ße Lösung näher erläutert werden.Using an exemplary embodiment, this is intended according to the invention solution will be explained in more detail.

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.Special requirements for specially designed vertical work Tending presses are in the application of the invention Procedure not necessary. Optimal accessibility to the Tools for both process control and loading sending possibly by means of a tool change is one Requirement. As is known, the tool can mounted outside the press and with a tool change trolleys are fed to the press. In the press itself the tool is locked with hydraulic clamps. At the En the pipe sections or from pipe sections provided preforms without another sealing tool with the Upper and lower tools completed. Filling the he warmed stearins in the preform of the workpiece preferably with the help of a in the upper tool as a lead for the Pressure medium introduced nozzle. As a result of cooling, this is possible Pressure medium in the solid state and is on then pressurized so that the workpiece takes the desired final shape.

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.In summary it should be mentioned again that it does not is the pressure medium in the liquid or viscous Zu but also in the solid state in the preforms bring. So the user is free to choose the preform depending on its process design outside and inside the Fill the tool with the pressure medium.

Claims

1. A process for hydroforming, in particular to be able to manufacture tubular or plate-shaped starting workpieces as well as other preformed workpieces made of metallic or synthetic materials such that the workpiece is inserted into a mold containing the desired contour of the final shape, the one or both sides Openings of the hollow body are sealed and the hollow body itself is filled with lines with a pressure medium, preferably water or water-oil emulsion, and the compressive force of a press is used to pressurize the yield strength of the material with increasing pressure, characterized in that the pressure medium also in any state of aggregation also in any transition phases between the states of aggregation in the cavity of the workpiece to be formed is filled outside or inside the tool and that the aggregate state of the pressure medium, depending on its initial form, is maintained or under opposition Effect of electricity, heat, cold or magnetism is changed so that the pressure medium is transferred in a different state of aggregation or in any transition phase.

2. Process for hydroforming according to claim 1, characterized in that stearin or talc or Bismuth or plastic as a pressure medium in the cavity of the workpiece to be formed.

3. Process for hydroforming according to claim 1, characterized in that granules or pellet as Pressure medium in the cavity of the workpiece to be reshaped kes is let in.

4. A method for hydroforming according to claim 1 and 4, characterized in that the printing medium anti-inflammatory substances are added.