DE19935714A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Trennen oder Lochen eines Werkstückes - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Trennen oder Lochen eines WerkstückesInfo
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Abstract
Um das Trennen oder Lochen eines Werkstückes (2), vorzugsweise eines Hohlkörpers, das in einem seine Außenform aufweisenden Werkzeug (1) liegt und mittels eines in den Innenraum des Werkstückes (2) eingeführten oder in diesem komprimierten Hochdruckmediums (12) durch Innenhochdruckumformen hergestellt ist, wobei das Werkzeug (1) wenigstens mit einer Schneidkante (8) ausgebildet ist, gleichzeitig mit oder anschließend an das Innenhochdruckumformen durchführen zu können, wobei der vollständige Trennschnitt ausgeführt wird, liegt ein frei ein- oder ausführbarer elastischer Blasenkörper (9) im Innenraum des Werkstückes (2), der sich beim Einbringen oder Komprimieren des Druckmediums (12) an die Werkstückwandung anlegt.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Trennen oder Lochen eines Werkstückes
mittels eines Hochdruckmediums entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1
sowie ein Verfahren zum Trennen oder Lochen eines Werkstückes mit einer derarti
gen Vorrichtung.
Es ist bekannt, Werkstücke, insbesondere Hohlkörper, mittels eines in den Innen
raum der Werkstücke eingeführten Hochdruckmediums oder durch Komprimieren
eines derartigen Mediums umzuformen. Dabei liegt das Werkstück in einem seine
Außenform aufweisenden Werkzeug, das die Umformung maßgerecht begrenzt.
Da das Werkstück eine Öffnung aufweisen muß, die während des gesamten Um
formvorganges gehalten und abgedichtet sein muß, kann diese Öffnung auch nicht
verformt werden. Das hat zur Folge, daß das Werkstück speziell in diesem Bereich
häufig einer Trennoperation unterzogen werden muß. Üblicherweise erfolgt dieses
Trennen außerhalb des Hochdruckumformwerkzeuges. Das Trennen erfolgt je nach
Form und Dicke der Endbeschnitte und Werkstoffgegebenheiten unter anderem
durch Sägen, Laserschneiden oder Plasmaschneiden. In gleicher Weise werden
nachträglich Löcher oder Ausschnitte im Mantel des Werkstückes hergestellt. Nach
teilig ist ein derartiges separates Trennen oder Lochen sehr arbeitsaufwendig und mit
erhöhten Kosten verbunden.
Es hat bereits Überlegungen gegeben, die vorbeschriebenen Trenn- oder Lochar
beitsgänge im Innenhochdruckwerkzeug vorzunehmen. Dabei würde dieses mit
Schneidkanten ausgebildet. Nachteilig hat sich aber gezeigt, daß bei dem hier ange
dachten Verfahren das Schneiden oder Lochen abhängig von Wanddicken und
Festigkeitsunterschieden örtlich beginnend nicht vollständig durchgeführt werden
kann, da das Hochdruckmedium durch den beginnenden Schnitt ausströmt und da
durch der Schnitt nicht vollendet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu finden, die zum Tren
nen oder Lochen eines Werkstückes gleichzeitig mit oder anschließend an das In
nenhochdruckumformen durchführbar macht, wobei der vollständige Trennschnitt
ausgeführt wird.
Eine Vorrichtung, die diese Aufgabe löst, ist im Anspruch 1 beschrieben. Vorteilhafte
Aus- und Weiterbildungen sind den Ansprüchen 2 bis 5 zu entnehmen. Ein Verfahren
zum Trennen oder Lochen eines Werkstückes mit der erfindungsgemäßen Vorrich
tung ist in Anspruch 6 beschrieben. Eine vorteilhafte Ausbildung dieses Verfahrens
ist Anspruch 7 zu entnehmen.
Erst mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird es möglich, ein Werkstück in einem
Innenhochdruckwerkzeug, vorzugsweise gleichzeitig oder anschließend an den Um
formarbeitsgang, derartig zu trennen oder zu lochen, daß der Trennschnitt vollständig
ausgeführt wird. Dabei können beliebig komplizierte Schnitte ausgeführt werden. Das
erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht vorteilhaft, daß bei Einsatz der erfindungs
gemäßen Vorrichtung die Endform des Werkstückes optimal erreicht wird.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im
folgenden näher beschrieben. Die einzige Zeichnung zeigt einen Querschnitt durch
das Innenhochdruckwerkzeug, wobei das innenliegende Werkstück fertig bearbeitet
und beschnitten ist.
Zum Innenhochdruckumformen wird ein teilbares oder nichtteilbares Werkzeug 1
verwendet, dessen Innenform der Außenform des herzustellenden Werkstückes 2
entspricht. Nach dem Verfahren des Innenhochdruckumformens können vorzugs
weise Hohlkörper hergestellt werden. In der Zeichnung ist das Werkstück 2 der Ein
fachheit halber als Rohr dargestellt.
Das Werkzeug 1 ist axial aus zwei Werkzeughälften 3, 4 aufgebaut, zwischen denen
ein Verbindungsring 5 liegt. Das Werkzeug 1 kann auch aus mehr als zwei Teilen
bestehen. Ebenso können die Werkzeugteile je nach den technischen Erfordernissen
radial oder beliebig anders geteilt sein. Auch Konturtrennungen zwischen den Werk
zeugteilen sind möglich. Die Innenkontur 6 des Verbindungsringes 5 ist umlaufend
wenigstens um die Wanddicke 7 des Werkstücks 2 größer als die Innenkontur der
Werkzeughälften 3, 4. Die untere Werkzeughälfte 3 ist am zum Verbindungsring 5
angrenzenden Ende mit einer Schneidkante 8 versehen. Der entsprechende End
übergang der oberen Werkzeughälfte 3 ist weich ausgebildet. Damit wird ein entspre
chender Schnittverlauf erreicht. Im Ausführungsbeispiel soll ein eben umlaufender
Schnitt erzielt werden.
Innerhalb des Werkstücks 2 liegt ein Blasenkörper 9. Dieser Blasenkörper 9 wird be
reits vor dem Umformvorgang außerhalb der Umformmaschine in das Werkstück 2
eingelegt, so daß das Werkstück 2 mit dem bereits eingelegten Blasenkörper 9 der
Umformmaschine zugeführt wird. Im Ausführungsbeispiel, bei dem das Werkstück 2
rohrförmig ausgebildet ist, weist der Blasenkörper 9 einen Boden 10 auf. Ebenso
muß das Werkzeug 1 mit einem Boden 11 ausgebildet sein, damit das Rohr endseitig
verschlossen ist.
Im Ausführungsbeispiel wird das innerhalb des Werkstücks 2 eingefüllte Hochdruck
medium 12 über einen einfahrenden Kolben 13 verdichtet. Eine kolbenseitig ange
ordnete Dichtung 14 verhindert das Austreten des Hochdruckmediums 12 aus dem
Werkstück 2 und dem Werkzeug 1. Mit dem Einfahren des Kolbens 13 in das Werk
stück 2 wird das Hochdruckmedium verdichtet, was zur Umformung des Werkstücks
2 führt, das sich dadurch an die Innenkontur des Werkzeugs 1 anlegt und die ge
wünschte Form erhält. Bei weiterer Erhöhung des Druckes des Hochdruckmediums
12 wird das Werkstück 2 nach Anlage an die Innenkontur des Werkzeugs 1 weiter
belastet. Da das Werkzeug im Bereich der Schneidkante 8 zurückspringt, was im
Ausführungsbeispiel durch die nach außen Verlegung der Innenkontur 6 des Verbin
dungsringes 5 erreicht wird, erfolgt ein weiteres Aufweiten des Werkstücks 2 an der
Schneidkante 8, was letztendlich zum Trennen des Werkstücks 2 an dieser vorbe
stimmten Schneidkontur führt. Der im Werkstück 2 liegende Blasenkörper 9 verhin
dert ein Austreten des Hochdruckmediums durch die Schnittöffnung des Werkstücks
2. Dadurch wird sichergestellt, daß der Schnitt vollständig ausgeführt wird. Da die
Innenkontur 6 des Verbindungsringes 5 auch nur geringfügig weiter als die Wand
dicke 7 des Werkstücks 2 gegenüber der Innenkontur der unteren Werkstückhälfte 3
zurückspringt, wird weiterhin sichergestellt, daß das abgeschnitte Werkstückteil 15
übermäßig weit nach außen gebogen wird. Durch diese Maßnahme und dadurch,
daß für den Blasenkörper 9 ein Werkstoff mit hoher Festigkeit und großer Elastizität
eingesetzt wird, wird weiterhin sichergestellt, daß der Blasenkörper 9 beim vorbe
schriebenen Schneidvorgang nicht durch die Schneidkante 8 beschädigt wird. Der
Blasenkörper 9 besteht vorzugsweise aus Elastomer hoher Shore-Härte.
Das vorbeschriebene Werkzeug eignet sich nicht nur zur Herstellung von Trenn
schnitten, sondern in gleicher Weise zur Herstellung von Öffnungen, Ausschnitten
oder Einschnitten.
Vorzugsweise wird beim vorbeschriebenen Trennen oder Lochen das Hochdruck
medium mit langsam stiegendem Druck eingebracht oder in entsprechender Weise
komprimiert, so daß sichergestellt ist, daß vor Beginn des Schneidvorganges das
Werkstück 2 vollständig an der Innenkontur des Werkzeugs 1 anliegt. Dies kann
auch dadurch erreicht werden, daß der Innendruck in zwei oder mehreren Stufen
schlagartig erhöht wird.
Das Werkzeug 1 kann Auswerfer oder Ausstoßer aufweisen, die die abgetrennten
Aus- oder Abschnitte sowie - soweit vorhanden - die gelochten Werkstückbereiche
nach dem Entfernen des Werkstücks 2 aus dem Werkzeug 1 ausstoßen. Diese Aus
stoßer oder Auswerfer sind nicht dargestellt.
1
Werkzeug
2
Werkstück
3
Werkzeughälfte
4
Werkzeughälfte
5
Verbindungsring
6
Innenkontur
7
Wanddicke
8
Schneidkante
9
Blasenkörper
10
Boden
11
Boden
12
Hochdruckmedium
13
Kolben
14
Dichtung
15
Werkstückteil
Claims (7)
1. Vorrichtung zum Trennen oder Lochen eines Werkstückes (2), vorzugsweise
eines Hohlkörpers, das in einem seine Außenform aufweisenden Werkzeug (1)
liegt, welches wenigstens mit einer Schneidkante (8) ausgebildet ist, mittels
eines in den Innenraum des Werkstückes (2) eingeführten oder in diesem kom
primierten Hochdruckmediums (12), dadurch gekennzeichnet, daß ein frei ein-
oder ausführbarer elastischer Blasenkörper (9) im Innenraum des Werkstückes
(2) liegt, der sich beim Einbringen oder Komprimieren des Druckmediums (12)
an die Werkstückwandung anlegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug
(1) Mittel zum Auswerfen der abgetrennten Aus- oder Abschnitte und/oder der
gelochten Werkstückbereiche aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
vor dem Einlegen in das Werkzeug (1) der Blasenkörper (9) in das Werkstück
(2) eingebracht wird und bis nach dem Herausnehmen aus dem Werkzeug (1)
im Werkstück (2) verbleibt.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Blasenkörper (9) aus einem Werkstoff besteht, des
sen Festigkeit und Elastizität so bemessen ist, daß er nicht von der Schneid
kante (8) des Werkzeuges (1) beschädigt wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasenkörper
aus Elastomer besteht.
6. Verfahren zum Trennen oder Lochen eines Werkstückes (2) mit einer Vorrich
tung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß Hochdruckmedium (12) mit langsam steigendem Druck einge
bracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (2)
erst durch Anlegen an das Werkzeug (1) kalibriert wird und danach mit weiterer
Erhöhung des Druckes des Hochdruckmediums (12) das Trennen oder Lochen
erfolgt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999135714 DE19935714B4 (de) | 1999-07-29 | 1999-07-29 | Vorrichtung und Verfahren zum Trennen oder Lochen eines Werkstückes |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19935714B4 DE19935714B4 (de) | 2005-06-23 |
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Country Status (1)
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- 1999-07-29 DE DE1999135714 patent/DE19935714B4/de not_active Expired - Fee Related
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