DE19858837A1 - Einrichtung zum Innenhochdruckumformen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung (10) zum Innenhochdruckumformen, mit einem geteilten Formwerkzeug, das einen ersten Werkzeugträger (38) mit einem ersten Formsegment (44) und einen zweiten Werkzeugträger (56) mit einem zweiten Formsegment (62) hat. Der erste Werkzeugträger (38) kann zwischen einer Ruhestellung, in der er das erste Formsegment (44) beabstandet zum zweiten Formsegment (62) hält, und einer Arbeitsstellung bewegt werden, in der der erste Werkzeugträger (38) so auf dem zweiten Werkzeugträger (56) aufsitzt, daß die beiden Formsegmente (44, 62) zueinander ausgerichtet sind. In der Arbeitsstellung werden die beiden Werkzeugträger (38, 56) mit Hilfe einer Zuhaltevorrichtung (64) miteinander verriegelt. Während des Umformens stützt sich das an dem ersten Werkzeugträger (38) verschieblich gelagerte erste Formsegment (44) an dem ersten Werkzeugträger (38) hydraulisch so ab, daß es gegen das zweite Formsegment (62) vorgespannt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des 1. Anspruchs ange­ gebenen Art.

Beim Innenhochdruckumformen handelt es sich um ein an sich bekanntes Verfah­ ren, bei dem ein umzuformendes rohrförmiges Werkstück mit hohem Druck im Inne­ ren des Werkstückes in eine Form aufgeweitet und gleichzeitig an seinen beiden Enden gestaucht wird.

So beschreibt die US-A 3,564,886 eine Presse zum Innenhochdruckumformen rohrförmiger Werkstücke. Sie hat ein geteiltes Formwerkzeug, bestehend aus zwei Werkzeugträgern oder Werkzeughälften, in denen mehrere Formsegmente gehalten sind. Zum Innenhochdruckumformen wird das umzuformende rohrförmige Werk­ stück in die Formsegmente des Formwerkzeuges eingelegt und das Werkstück mit einer Flüssigkeit gefüllt. Anschließend wird die Flüssigkeit im Werkstück unter einen Druck von mehreren tausend bar gesetzt, während gleichzeitig die an seinen Stirn­ seiten anliegenden Formsegmente aufeinander zu bewegt werden. Durch den ho­ hen Innendruck wird das Werkstück aufgeweitet, während es gleichzeitig durch die Bewegung der Formelemente nachgeschoben wird, so daß sich das Material des Werkstücks gleichmäßig an die Formelemente des Formwerkzeuges anlegt. Nach dem Umformen wird die Flüssigkeit abgelassen, das Formwerkzeug wieder geöffnet und das fertige Werkstück entnommen.

Durch den hohen Druck, der im Inneren des Werkstücks und des Formwerkzeuges während des Umformvorganges wirkt, werden die Werkzeugträger des Formwerk­ zeuges auseinander gedrückt. Um dies zu verhindern, werden die Werkzeugträger mit einer Zuhaltekraft zusammengedrückt, die mindestens so groß ist, wie die maximal während des Umformens auftretende, resultierende Kraft senkrecht zur Trennebene des Formwerkzeuges, die durch den im Inneren des Formwerkzeuges wirkenden Druck entsteht. Bei großen Werkstücken kann die Zuhaltekraft aufgrund der großen Fläche, an der der Innendruck angreift, bis zu 86 000 Tonnen erreichen. Bei Pressen zum Innenhochdruckumformen, bei denen das Formwerkzeug in be­ kannter Weise mit Hilfe einer Zuhaltevorrichtung wie beispielsweise einer Hydrau­ likeinrichtung zugehalten wird, muß die Zuhaltevorrichtung und der Pressentisch, an dem die Zuhaltevorrichtung befestigt ist, entsprechend groß dimensioniert sein.

Einen anderen Weg beschreitet die FR-2 679 159, die gleichfalls eine Einrichtung zum Innenhochdruckumformen betrifft. Bei dieser bekannten Einrichtung wird eine Zuhaltevorrichtung verwendet, die die beiden Werkzeugträger des Formwerkzeuges während des Umformens miteinander verriegelt, so daß die auftretenden Kräfte von dem einen Werkzeugträger über die Zuhaltevorrichtung unmittelbar an den zweiten Werkzeugträger übertragen werden. Dadurch kann auf eine komplizierte anzu­ steuernde hydraulische Zuhaltevorrichtung verzichtet werden.

Problematisch bei dieser bekannten Zuhaltevorrichtung ist jedoch, daß die Werk­ stoffe, aus denen die Werkzeugträger und die Zuhaltevorrichtung bestehen, in Grenzen elastisch verformbar sind. Aufgrund der Elastizität der Werkstoffe besteht die Gefahr, daß durch die extrem hohen Kräfte, die während des Umformens an den Werkzeugträgern und der Zuhaltevorrichtung angreifen, die Werkzeugträger ge­ staucht und die Zuhaltevorrichtung gelängt werden, so daß das Formwerkzeug wäh­ rend des Umformens nicht ordnungsgemäß geschlossen ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine Einrichtung der eingangs genannten Art so wei­ terzubilden, daß ein ordnungsgemäßes Zuhalten des Formwerkzeuges während des Umformens sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des 1. Anspruchs gelöst.

Bei der Erfindung wird das erste Formsegment hydraulisch gegen das zweite Form­ segment vorgespannt, wobei sich das erste Formsegment über die Hydraulikflüssig­ keit am ersten Werkzeugträger abstützt, d. h. die durch das Vorspannen entstehen­ den Kräfte hydraulisch an den ersten Werkzeugträger überträgt. Durch das hydrau­ lische Vorspannen wird erreicht, daß das während des Umformens aufgrund der Werkstoffelastizität auftretende Stauchen der fest miteinander verbundenen Werk­ zeugträger und Längen der Zuhaltevorrichtung ausgeglichen werden kann, so daß das Formwerkzeug auch bei hohen Innendrücken von bis 10 000 bar während des Umformens ordnungsgemäß zugehalten wird.

Anspruch 2 beschreibt eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung. Vorzugsweise entspricht die Fläche an dem ersten Formsegment, auf die die Hydraulikflüssigkeit einwirken kann, einem Vielfachen des Durchmessers des Druckkolbens, so daß die einem Absenken des Druckkolbens in die Hydraulikflüssigkeit entgegenwirkende Kraft gering ist. Dadurch ist es möglich, mit einer verhältnismäßig geringen Kraft von beispielsweise 500 Tonnen, mit der der Druckkolben in die Hydraulikflüssigkeit ab­ gesenkt wird, eine vergleichsweise große Kraft von 6000 Tonnen zu erzeugen, mit der das erste Formsegment gegen das zweite Formsegment vorgespannt ist.

Zum Betätigen des Druckkolbens wird ein separater Antrieb wie beispielsweise ein elektrischer Antrieb oder ein Hydraulikzylinder verwendet. Allerdings ist es auch möglich, auf den separaten Antrieb für den Druckkolben zu verzichten, wie An­ spruch 3 vorschlägt. Die Kopfplatte wird bei dieser Weiterbildung neben ihrer her­ kömmlichen Funktion, den Werkzeugträger zwischen der Ruhestellung und der Ar­ beitsstellung hin und her zu bewegen, als Betätigungseinrichtung für den Druck­ kolben verwendet.

Zum elastischen Vorspannen des ersten Formsegmentes ist es andererseits auch möglich, am ersten Werkzeugträger einen Hydraulikzylinder zu befestigen, mit dem das erste Formsegment während des Umformens gegen das zweite Formsegment vorgespannt wird.

Die Weiterbildung nach Anspruch 4 beschreibt eine bevorzugte Zuhaltevorrichtung. Mit Hilfe des Verriegelungselementes werden die an den Werkzeugträgern während des Umformens entstehenden Kräfte so umgelenkt, daß beide Werkzeugträger ge­ geneinander vorgespannt sind und auf diese Weise zugehalten werden.

Das Verriegelungselement kann über eine eigene Stellvorrichtung zwischen der Freigabestellung und der Verriegelungsstellung hin und her bewegt werden. Alter­ nativ wird jedoch die Ausgestaltung nach Anspruch 6 vorgeschlagen.

Zum mechanischen Koppeln des ersten Werkzeugträgers mit dem Verriegelungs­ element wird eine Stellvorrichtung vorgeschlagen, wie sie beispielsweise in den An­ sprüchen 7, 8 bzw. 9 angegeben ist. Bei dieser Stellvorrichtung wird mit Hilfe von Stellelementen wie beispielsweise Treibern oder Schiebern die Stellbewegung des ersten Werkzeugträgers an das Verriegelungselement so übertragen, daß sich das Verriegelungselement automatisch von der Freigabestellung in die Verriegelungs­ stellung bewegt, sobald sich der erste Werkzeugträger in seiner Arbeitsstellung be­ findet, und sich das Verriegelungselement öffnet, sobald das erste Formsegment nicht mehr hydraulische vorgespannt ist.

Um eine möglichst gleichmäßige Kraftverteilung der Zuhaltekräfte über den gesam­ ten Querschnitt des Formwerkzeuges zu erreichen, wird die Weiterbildung nach Anspruch 10 vorgeschlagen. Anstelle einer U-förmigen Klammer eignet sich als Ver­ riegelungselement auch ein geschlossener Metallring, der auf das Formwerkzeug aufgeschoben wird und die beiden Werkzeugträger fest miteinander verbindet.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezug­ nahme auf die Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Einrichtung zum Innenhoch­ druckumformen in Ruhestellung, in der auf die Darstellung der Hoch­ druckquellen und Staucheinrichtungen an den Stirnseiten des Form­ werkzeuges verzichtet wurde,

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Einrichtung nach Fig. 1 mit geschlossenem Formwerkzeug, und

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der Einrichtung nach den Fig. 1 und 2 während des Umformens.

Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine Einrichtung 10 zum Innenhochdruckumformen eines rohrförmigen Werkstückes. Die Einrichtung 10 hat einen Pressenkopf 12 mit einer am Boden verankerten, rechteckigen Grundplatte 14. An den Ecken der Grundplatte 14 sind vier gleichlange Pressensäulen 16 befestigt, die senkrecht nach oben ab­ stehen und von denen aus Darstellungsgründen nur die beiden vorderen Pressen­ säulen erkennbar sind. Die Pressensäulen 16 tragen mit ihren oberen Stirnseiten eine Stützplatte 18, die mit den Pressensäulen 16 fest verbunden ist. In der Mitte der Stützplatte 18 ist ein Hydraulikzylinder 20 angeordnet, dessen Kolben 22 durch eine an der Stützplatte 18 ausgebildete Öffnung (nicht dargestellt) senkrecht nach unten bewegt werden kann.

An der Stirnseite des Kolbens 22 ist eine mit ihrer Flachseite waagerecht verlau­ fende, rechteckige Kopfplatte 24 befestigt, die mit ihren beiden Seitenkanten in an den Pressensäulen 16 vorgesehenen, senkrecht verlaufenden Längsführungen 26 geführt ist. Nahe jeder Seitenkante steht von der Unterseite der Kopfplatte 24 jeweils ein im Querschnitt rechteckiger Treiber 28 senkrecht nach unten ab. An der Unter­ seite der Kopfplatte 24 sind ferner vier Federelemente 30 befestigt, mit denen eine gleichfalls in den Längsführungen 26 geführte Halteplatte 32 fest verbunden ist. Die Halteplatte 32 hat zwei zu den beiden Treibern 28 der Kopfplatte 24 ausgerichtete Führungsöffnungen 34 von rechteckiger Querschnittsform, durch die die zwei Trei­ ber 28 ragen, so daß die Halteplatte 32 durch die Führungsöffnungen 34 und die Treiber 28 zusätzlich an der Kopfplatte 24 geführt ist. Ferner sind an den Treibern 28 Anschläge (nicht dargestellt) ausgebildet, gegen die die Halteplatte 32 von den Federelementen 30 vorgespannt ist, so daß zwischen der Kopfplatte 24 und der Halteplatte 32 ein Zwischenraum 36 bestehen bleibt.

An der der Kopfplatte 24 abgewandten Unterseite der Halteplatte 32 ist etwa mittig eine obere Trägerplatte 38 befestigt, die sich in ihrer Längsrichtung über die ge­ samte Länge der Halteplatte 32 erstreckt. Des weiteren steht von jeder Seitenfläche der oberen Trägerplatte 38 ein sich in deren Längsrichtung erstreckender Absatz 40 ab, der mit der Unterseite der oberen Trägerplatte 38 bündig abschließt. An der Unterseite der oberen Trägerplatte 38 ist ferner in der Mitte eine Ausnehmung 42 ausgebildet, in der ein oberes Formsegment 44 über Gleitflächen 46 in senkrechter Richtung verschieblich gelagert ist, das durch seitlich abstehende Kanten (nicht dar­ gestellt) gegen ein Herausfallen aus der Ausnehmung 42 gesichert ist. Während die obere Flachseite des oberen Formsegmentes 44 mit der Ausnehmung 42 einen ab­ geschlossenen Druckraum 48 begrenzt, der mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt ist, ragt das obere Formsegment 44 mit seiner unteren Flachseite, an der die für das Umformen erforderlichen Ausformungen ausgebildet sind, aus der oberen Träger­ platte 38 hervor.

In der Mitte hat die obere Trägerplatte 38 ferner eine von ihrer Oberseite aus­ gehende, senkrecht verlaufende Führungsbohrung 50, die in der Ausnehmung 42 endet. In der Führungsbohrung 50 ist ein Druckkolben 52 verschieblich gelagert, der mit seiner einen Stirnseite in die im Druckraum 48 befindliche Hydraulikflüssigkeit eintauchen kann und mit seiner anderen Stirnseite aus einer an der Halteplatte 32 ausgebildeten Öffnung 54 in den zwischen der Kopfplatte 24 und der Halteplatte 32 ausgebildeten Zwischenraum 36 ragt.

An der Grundplatte 14 der Einrichtung 10 ist eine untere Trägerplatte 56 befestigt, die zu der an der Halteplatte 32 befestigten oberen Trägerplatte 38 ausgerichtet ist. Die untere Trägerplatte 56 erstreckt sich in ihrer Längsrichtung über die gesamte Länge der Grundplatte 14. Wie bei der oberen Trägerplatte 38 steht auch hier von jeder Seitenfläche der unteren Trägerplatte 56 ein Absatz 58 ab, der mit der Ober­ seite der unteren Trägerplatte 56 bündig abschließt. In der Oberseite der unteren Trägerplatte 56 ist etwa mittig eine zu der an der oberen Trägerplatte 38 vorgesehe­ nen Ausnehmung 42 ausgerichtete Aufnahme 60 ausgebildet, die in ihren Längen- und Breitenabmessungen denen der Ausnehmung 42 entspricht. In der Aufnahme 60 ist ein unteres Formsegment 62 eingesetzt, das in seiner Abmessung in senk­ rechter Richtung geringer ist als die Aufnahme 60, so daß das untere Formsegment 62 in der Aufnahme 60 zurückversetzt ist.

Wird nun die oberer Trägerplatte 38 von dem Hydraulikzylinder 20 aus ihrer in Fig. 1 dargestellten Ruhestellung, in der sie das obere Formsegment 44 mit Abstand zum unteren Formsegment 62 hält, in ihre Arbeitsstellung abgesenkt, wie sie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, sitzt die obere Trägerplatte 38 auf der unteren Träger­ platte 56 auf, wobei das obere Formsegment 44 in die Aufnahme 60 ragt, am unte­ ren Formsegment 62 anliegt und in geringem Maße in die Ausnehmung 42 zurück­ geschoben wird. In dieser Arbeitsstellung bilden die Trägerplatten 38 und 56 ge­ meinsam mit den Formsegmenten 44 und 62 das Formwerkzeug für das umzufor­ mende Werkstück. Dabei definieren die an den beiden Formsegmenten 44 und 62 ausgebildeten Ausformungen einen Hohlraum, in dem das Werkstück zum Umfor­ men aufgenommen ist, und der die spätere Form des umgeformten Werkstückes vorgibt.

Damit sich die beiden Trägerplatten 38 und 56 während des Umformens nicht öff­ nen, ist an der Einrichtung 10 eine Zuhaltevorrichtung 64 vorgesehen, mit der die beiden Trägerplatten 38 und 56 miteinander verriegelt werden können. Die Zuhalte­ vorrichtung 64 hat zwei U-förmige Klammern 66 und 68, die zu beiden Seiten der Trägerplatten 38 und 56 angeordnet sind und zwischen einer Freigabestellung, in der sie seitlich der Trägerplatten 38 und 56 angeordnet sind, damit die obere Trä­ gerplatte 38 von der unteren Trägerplatte 56 abgehoben werden kann (vgl. Fig. 1), und einer Verriegelungsstellung bewegt werden können, in der die beiden Klam­ mern 66 und 68 mit den Trägerplatten 38 und 56 in Eingriff stehen, wie Fig. 3 zeigt.

Da die beiden Klammern 66 und 68 sowie die Stellvorrichtungen mit denen die bei­ den Klammern 66 und 68 zwischen der Freigabestellung und der Verriegelungs­ stellung bewegt werden können, identisch ausgebildet sind, wird nachfolgend nur die in den Fig. 1 bis 3 links dargestellte Klammer 66 und deren Stellvorrichtung näher beschrieben.

Die U-förmige Klammer 66 hat einen oberen Schenkel 70 sowie einen unteren Schenkel 72, die in Richtung des Formwerkzeuges zeigen. Die Oberseite des obe­ ren Schenkels 70 kommt mit einer an der Unterseite der Halteplatte 32 befestigten oberen Gleitfläche 74 zur Anlage, wenn die obere Trägerplatte 38 in ihre Arbeits­ stellung bewegt ist, wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Der untere Schenkel 72 liegt mit seiner Unterseite auf einer an der Grundplatte 14 befestigten unteren Gleitfläche 76 auf.

An der den beiden Schenkeln 70 und 72 abgewandten Rückseite ist nahe dem obe­ ren Schenkel 70 eine obere Stellerhebungen 78 und nahe dem unteren Schenkel 72 eine untere Stellerhebung 80 ausgebildet. Die obere Stellerhebung 78 hat eine in die Stirnseite der Klammer 66 übergehende, geneigt zur Rückseite verlaufende erste Stellfläche 82, die mit einer an dem der Klammer 66 zugeordneten Treiber 28 aus­ gebildeten ersten Steuerfläche 84 in Berührung gebracht werden kann, wie später noch erläutert wird. Die untere Stellerhebung 80 hat eine in die Rückseite über­ gehende, gleichfalls zu deren Längsrichtung geneigt verlaufende zweite Stellfläche 86.

An der Grundplatte 14 ist ferner ein in senkrechter Richtung zwischen einer ange­ hobenen und einer abgesenkten Stellung beweglicher Schieber 88 gelagert, der sich an der Rückseite der Klammer 66 abstützt. Der Schieber 88 hat an seinem unteren Ende eine geneigt verlaufende zweite Steuerfläche 90, die an der zweiten Stell­ fläche 86 der unteren Stellerhebung 80 anliegt, wenn sich der Schieber 88 in der angehobenen Stellung befindet. Die Klammer 66 wird von einer unter dem Absatz 58 der unteren Trägerplatte 56 befestigten Spanneinrichtung 92 gegen den Schieber 88 in die Freigabestellung vorgespannt, wie in Fig. 1 dargestellt.

Nachfolgend wird die Arbeitsweise der Einrichtung 10 zum Innenhochdruckum­ formen erläutert. Zunächst wird die obere Trägerplatte 38 vom Hydraulikzylinder 20 in ihre Ruhestellung bewegt, in der das obere Formsegment 44 beabstandet zum unteren Formsegment 62 gehalten ist, wie in Fig. 1 dargestellt, damit in das untere Formsegment 62 das umzuformende Werkstück eingelegt werden kann. Nach dem Einlegen des Werkstückes wird der Hydraulikzylinder 20 aktiviert, der die Kopfplatte 24 gemeinsam mit der Halteplatte 32 entlang der Längsführungen 26 soweit ab­ senkt, bis die obere Trägerplatte 38 auf der unteren Trägerplatte 56 aufsitzt und das obere Formsegment 44 in die Aufnahme 60 der unteren Trägerplatte 38 ragt, wobei es sich auf dem unteren Formsegment 62 abstützt und einen vorgegebenen Betrag wieder in die Ausnehmung 42 zurückgeschoben wird. In dieser in Fig. 2 darge­ stellten Zwischenposition kommen die an der Kopfplatte 24 befestigten Treiber 28 mit ihren Stirnseiten mit den Stirnseiten der Schieber 88 in Berührung, ohne diese jedoch zu verstellen.

Anschließend senkt der Hydraulikzylinder 20 die Kopfplatte 24 weiter ab, wobei sie gegen die Kraft der vier Federelemente 30 den Zwischenraum 36 zwischen der Halteplatte 32 und der Kopfplatte 24 verkleinert, da sich die Halteplatte 32 durch die obere Trägerplatte 38 an der unteren Trägerplatte 56 und damit an der Grundplatte 14 abstützt und demzufolge nicht weiter abgesenkt werden kann. Durch das weitere Absenken der Kopfplatt 24 werden die Schieber 88 von den Treibern 28 in ihre ab­ gesenkte Stellung bewegt. Dabei bewegen die Treiber 28 und die Schieber 88 durch die an den Stellflächen 82 und 86 anliegenden Steuerflächen 84 und 90 die Klam­ mern 66 und 68 gegen die Kraft der Spanneinrichtungen 92 in die Verriegelungs­ stellung, in der die Schenkel 70 und 72 der Klammern 66 und 68 mit den an den Trägerplatten 38 und 56 ausgebildeten Absätzen 40 und 58 in Eingriff kommen, wie in Fig. 3 dargestellt.

Sobald die Trägerplatten 38 und 56 durch die Klammern 66 und 68 miteinander ver­ riegelt sind, kommt die sich weiter nach unten bewegende Kopfplatte 24 mit der aus der Führungsbohrung 50 und der Öffnung 54 ragenden Stirnseite des Druckkolbens 52 in Berührung und schiebt diesen in den Druckraum 48. Da die Querschnittsfläche des Druckkolbens 52 quer zu seiner Längsrichtung im Vergleich zu den den Druck­ raum 48 begrenzenden weiteren Flächen klein ist, ist die durch die Hydraulikflüs­ sigkeit verursachte Gegenkraft, die der Bewegung des Druckkolbens 52 entgegen­ wirkt, verglichen mit den an den weiteren Flächen des Druckraumes 48 wirkenden Kräften gering. Durch das Eintauchen des Druckkolbens 52 in die Hydraulikflüssig­ keit würde das Volumen des Druckraumes 48 verkleinert. Da dies aufgrund der In­ kompressibilität der Hydraulikflüssigkeit jedoch nicht möglich ist, wird durch den steigenden Druck im Druckraum 48 das obere Formsegment 44 nach unten gegen das untere Formsegment 62 gedrückt und auf diese Weise vorgespannt. Dabei stützt sich das obere Formsegment 44 durch die Hydraulikflüssigkeit an der ihr ge­ genüberliegenden Wand der Ausnehmung 42 der oberen Trägerplatte 38 ab. Die obere Trägerplatte 38 wird dadurch ihrerseits gegen die oberen Schenkel 70 der Klammern 66 und 68 gedrückt, die die entstehende Vorspannkraft an die untere Trägerplatte 56 weiterleiten. Auf diese Weise kann eine Längung der Klammern 66 und 68 sowie eine Stauchung der Trägerplatten 38 und 56, die durch die Werk­ stoffelastizität entsteht, ausgeglichen werden.

Nach dem die Trägerplatten 38 und 56 in der oben beschriebenen Weise vorge­ spannt worden sind, wird an jede der beiden Stirnseiten des durch die Form­ segmente 44 und 62 gebildeten Umformraumes eine Dicht- und Nachschiebe­ einrichtung mit Hochdruckanschluß befestigt (beide nicht dargestellt). Anschließend wird das Werkstück mit einer Wasser-Emulsion gefüllt, die von der Hochdruckquelle mit einem Druck von bis zu 10 000 bar beaufschlagt wird. Dadurch weitet sich das rohrförmige Werkstück auf und legt sich an die Ausformungen in den beiden Form­ segmenten 44 und 62 an, während es gleichzeitig von den Dicht- und Nachschiebe­ einrichtungen in seiner Längsrichtung nachgeführt wird.

Sobald das Umformen abgeschlossen ist, werden der Hochdruck sowie die Dicht- und Nachschiebeeinrichtungen entfernt. Anschließend bewegt der Hydraulikzylinder 20 die Kopfplatte 24 und die Spanneinrichtungen 93 den Schieber 88 wieder in die Zwischenposition. Dabei lösen sich die Treiber 28 von den Schiebern 88, die ihrer­ seits die Klammern 66 und 68 mittels der Spanneinrichtungen 92 in ihre Freigabe­ stellungen bewegen können. Sobald die obere Trägerplatte 38 freigegeben ist, wird sie von dem Hydraulikzylinder 20 wieder in ihre Ruhestellung bewegt, in der das fertige Werkstück der Einrichtung 10 entnommen werden kann.

Ferner kann diese Werkzeugform auch in eine bereits vorhandene Zuhalteein­ richtung installiert werden. In diesem Fall können die mit den Bezugsziffern 10, 16, 28, 20 und 22 bezeichneten Bauteile entfallen.

Bezugszeichenliste

10

Einrichtung zum Innenhochdruckumformen

12

Pressenkopf

14

Grundplatte

16

Pressensäulen

18

Stützplatte

20

Hydraulikzylinder

22

Kolben

24

Kopfplatte

26

Längsführungen

28

Treiber

30

Federelemente

32

Halteplatte

34

Führungsöffnungen

36

Zwischenraum

38

obere Trägerplatte

40

Absatz

42

Ausnehmung

44

oberes Formsegment

46

Gleitflächen

48

Druckraum

50

Führungsbohrung

52

Druckkolben

54

Öffnung

56

untere Trägerplatte

58

Absatz

60

Aufnahme

62

unteres Formsegment

64

Zuhaltevorrichtung

66

Klammer

68

Klammer

70

oberer Schenkel

72

unterer Schenkel

74

obere Gleitfläche

76

untere Gleitfläche

78

obere Stellerhebung

80

untere Stellerhebung

82

erste Stellfläche

84

erste Steuerfläche

86

zweite Stellfläche

88

Schieber

90

zweite Steuerfläche

92

Spanneinrichtung

Claims (10)

1. Presse zum Innenhochdruckumformen, mit einem geteilten Formwerkzeug, das einen ersten verfahrbaren Werkzeugträger (38) mit einem ersten Form­ segment (44) und einen zweiten ortsfesten Werkzeugträger (56) mit einem zweiten Formsegment (62) besitzt, wobei der erste Werkzeugträger (38) zwi­ schen einer geöffneten Ruhestellung und einer geschlossenen Arbeitsstellung bewegbar ist, und mit einer Zuhaltevorrichtung (64) für das Formwerkzeug, die die beiden Werkzeugträger (38, 56) zumindest während des Umformens mit­ einander verriegelt, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Formsegment (44) an dem ersten Werkzeugträger (38) verschieblich gelagert ist und sich während des Um­ formens an dem ersten Werkzeugträger (38) derart hydraulisch abstützt, daß es gegen das zweite Formsegment (62) vorgespannt ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Werkzeugträger (38) zum hydrauli­ schen Vorspannen des ersten Formsegmentes (44) eine Ausnehmung (42) hat, in der das erste Formsegment (44) verschieblich gelagert ist, wobei die Ausnehmung (42) und das erste Formsegment (44) einen mit einer Hydraulik­ flüssigkeit gefüllten Druckraum (48) begrenzen, und daß an dem ersten Werk­ zeugträger (38) zumindest ein in den Druckraum (48) absenkbarer Druck­ kolben (52) verschieblich gelagert ist, der während des Umformens in die in dem Druckraum (48) enthaltene Hydraulikflüssigkeit abgesenkt ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Werkzeugträger (38) an einer Halte­ platte (32) befestigt ist, die ihrerseits an einer beweglichen Kopfplatte (24) ver­ schieblich gelagert ist und von mindestens einem Spannelement (30) derart gegen einen an der Kopfplatte (24) vorgesehenen Anschlag vorgespannt ist, daß zwischen der Halteplatte (32) und der Kopfplatte (24) ein Zwischenraum (36) gebildet ist, daß der aus dem ersten Werkzeugträger (38) hervorstehende Stempel des Druckkolbens (52) durch eine an der Halteplatte (32) ausgebil­ dete Öffnung (54) in Richtung der Kopfplatte (24) ragt, und daß die Kopfplatte (24) nach dem Verriegeln der Zuhaltevorrichtung (64) soweit abgesenkt ist, daß der Zwischenraum (36) zwischen der Kopfplatte (24) und der Halteplatte (32) verkleinert ist und die Kopfplatte (24) den Druckkolben (52) in den Druck­ raum (48) drückt.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuhaltevorrichtung (64) mindestens ein starres Verriegelungselement (66, 68) hat, das zwischen einer Freigabe­ stellung, in der es seitlich des Formwerkzeuges angeordnet ist, und einer Ver­ riegelungsstellung bewegbar ist, in der es die Trennebene des Formwerk­ zeuges überspannt und mit dem ersten und dem zweiten Werkzeugträger (38, 56) in Eingriff steht.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsrichtung des Verriegelungs­ elementes (66, 68) zumindest annähernd quer zur Bewegungsrichtung des er­ sten Werkzeugträgers (38) verläuft.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, gekennzeichnet durch eine Stellvorrichtung (28, 88) zum Bewegen des Ver­ riegelungselementes (66, 68) zwischen der Freigabestellung und der Verrie­ gelungsstellung.

7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung einen gemeinsam mit dem ersten Werkzeugträger (38) bewegbaren Treiber (28) hat, daß an dem Verrie­ gelungselement (66, 68) eine erste Stellfläche (82) ausgebildet ist, die bei einer Bewegung des ersten Werkzeugträgers (38) mit einer der Seitenflächen (84) des Treibers (28) in Berührung kommt, und daß die Stellfläche (82) des Verriegelungselementes (66, 68) und/oder die Seitenfläche (84) des Treibers (28) geneigt zur Bewegungsrichtung des ersten Werkzeugträgers (38) ver­ laufen bzw. verläuft.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (10) eine Grundplatte (14) hat, an der das Verriegelungselement (66, 68) quer zur Bewegungsrichtung des ersten Werkzeugträgers (38) verschieblich gelagert ist, daß die Stellvorrich­ tung einen in Bewegungsrichtung des ersten Werkzeugträgers (38) verschieb­ lich an der Grundplatte (14) gelagerten Schieber (88) hat, dessen eine geneigt zur Bewegungsrichtung des Schiebers (88) verlaufende Seitenfläche (90) mit einer parallel zur ihr verlaufenden, am Verriegelungselement (66, 68) ausge­ bildeten zweiten Stellfläche (86) in Berührung steht, und daß der Schieber (88) zwischen einer ersten Stellposition, in der er mit seiner Seitenfläche (90) an der zweiten Stellfläche (86) des in der Freigabestellung befindlichen Verriege­ lungselementes (66, 68) anliegt, und einer zweiten Stellposition bewegbar ist, in der er das Verriegelungselement (66, 68) gegen die Kraft einer Spann­ einrichtung (92) in der Verriegelungsstellung hält.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Treiber (28) beim Absenken des ersten Werkzeugträgers (38) mit dem Schieber (88) in Berührung kommt und den Schieber (88) von der ersten in die zweite Stellposition verstellt, wenn sich der erste Werkzeugträger (38) in seiner Arbeitsstellung befindet.

10. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuhaltevorrichtung (64) zwei identisch ausgebildete Verriegelungselemente hat, und daß jedes Verriegelungselement eine U-förmige Klammer (66, 68) ist, die in der Verriegelungsstellung mit ihrem einen Schenkel (70) mit dem ersten Werkzeugträger (38) und mit ihrem ande­ ren Schenkel (72) mit dem zweiten Werkzeugträger (56) in Eingriff steht.