DE202017106654U1

DE202017106654U1 - Formbackensystem eines Innenhochdruck-Umformwerkzeuges

Info

Publication number: DE202017106654U1
Application number: DE202017106654.1U
Authority: DE
Original assignee: WVL Werkzeug und Vorrichtungsbau Lichtenstein GmbH
Current assignee: WVL Werkzeug und Vorrichtungsbau Lichtenstein GmbH
Priority date: 2017-11-03
Filing date: 2017-11-03
Publication date: 2018-01-11
Anticipated expiration: 2027-11-04

Abstract

Formbackensystem eines Innenhochdruck-Umformwerkzeuges, welches für das Einformen von durchmesservergrößernden komplexen Ausbauchungen in dünnwandige kurze Rohrteile (20) anwendbar ist, wobei ein säulengeführtes Werkzeugoberteil (1) mit einer Standard-Umformpresse hubbeweglich verbunden, ein Werkzeugunterteil (2) auf dem Pressentisch dieser Standard-Umformpresse wiederholgenau positioniert und festverbunden mit diesem angeordnet ist und das Innenhochdruck-Umformwerkzeug autark mit • Zuführkomponenten oder mit einem Teile-Bereitstellungsmagazin für noch nicht ausgebauchte Rohrteile (20), • Wirkmediumbehälter mit Druckübersetzer, • Transfer- und Ableitungskomponenten für Rohrteile (20) mit fertig ausgebauchten Rohrteil-Abschnitten (21) und mit einer • Rohrteile-Greifvorrichtung als Peripherie-Baugruppen, raumsparend direkt anliegend, ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Formbackensystem aus mindestens zwei radialgerichtet und koordiniert durch Verschiebung bewegliche Formbacken (5; 6) besteht, die in ihrer inneren zentrischen Endstellung formbildend das Rohrteil (20) druckhaltend geschlossen sowie mit ihren vertikalen Abdichtflächen (11) aneinander anliegend, zugehalten und in ihrer äußeren konzentrischen Endstellung, das mit ausgebauchten Rohrteil-Abschnitten (21) fertig geformte Rohrteil (20) für die Entnahme freigebend geöffnet, angeordnet sind, dass die Formbacken (5; 6) in einer Formausbildungsebene (14) verbleibend, durch mit einem vertikal gerichteten Bewegungsantrieb sowie presskraftentwickelnden und -dämpfenden Gasdruckfedern (3) vertikal gerichtet bewegte Formbacken-Halteplatte (12) oder Formbacken-Führungsplatte (4), über Führungssäulen (7) oder Führungsstangen (9), die schräg igelartig sowie sternförmig auf der Formbacken-Halteplatte (12) fest angeordnet und in entsprechend angeordneten Führungsbohrungen (8) oder Rechtkant-Führungsdurchbrüchen (10) sowohl in der Formbacken-Führungsplatte (4) wie auch in den Formbacken (5; 6) längsbeweglich geführt sind, und eine Bewegungsrichtungsumlenkung in eine radiale Richtung erfahren und dass die Formbacken (5) in ihrer geschlossenen, die dünnwandigen kurzen Rohrteile (20) klemmenden und formenden Stellung über eine Wirkmedium-Druckleitung (19), die in der unteren Stirnseitenöffnung des Rohrteiles (20) endet, mit dem Wirkmediumbehälter, druckaufbauend und druckhaltend, leitungsverbunden sind, und dabei der am Werkzeugoberteil (1) angeordnete Dichtstempel (15), nach einer vertikalen Dichtstempelbewegung (16), die oben offene Stirnseitenöffnung des Rohrteiles (20) druckhaltend und abdichtend verschließt.

Description

Die Erfindung geht von der im Oberbegriff des Schutzanspruches 1 definierten Werkzeugausbildung aus, in dünnwandige kurze Rohrteile durchmesservergrößernde komplexe Ausbauchungen unter Anwendung der Innenhochdruckumformung, als ein bekanntes Umformverfahren, einzuformen.
Mit einem flüssigen Wirkmedium wird ein hoher Innendruck in dem jeweiligen Rohrteil erzeugt, der ausreichend ist, um in der Regel eine durchmesservergrößernde Auswölbung zu formen.
Dabei ist mit der Anordnung und der Ausbildung des Formbackensystems in einem Innenhochdruck-Umformwerkzeug oder direkt in einer hydraulischen Innenhochdruck-Umformpresse zu gewährleisten, dass insbesondere Rohrteile mit mehreren verschiedenartig ausgebildeten und dimensionierten ausgebauchten Rohrabschnitten gleichzeitig und in hoher Qualität hergestellt werden können.
Beispielhaft für weitere Erfindungsbeschreibungen sind als Stand der Technik in

Die obere Formhälfte ist mit dem Werkzeugoberteil verschließ- und zuhaltbar oder gegenüber der unteren im Werkzeugunterteil unbeweglich angeordneten unteren Formhälfte geöffnet, angeordnet.
Als den Innenhochdruck erzeugendes Wirkmedium wird die Bewegungshydraulik des Werkzeug-Presszylinders oder der Presse mitgenutzt und über die Rohröffnungen dem Rohrteil zugeführt oder mittels Ventilen und Dichtelementen von dieser abgetrennt und druckhaltend abgedichtet.
Daneben sind Gegenstand in

Weiterhin ist aus

• SU 1201 025 A

Nachteilig an diesen Ausbildungen der Formbacken als Formhälften ist, dass

• jeweils nur ein ausgebauchter Rohrabschnitt oder nur symmetrisch ausgebildete und angeordnete Ausbauchungen in den Rohrteilen herstellbar sind,
• bei Mitnutzung der Bewegungshydraulik des Werkzeuges oder der Presse eine reduzierte Anwendungsspezifik des Wirkmediums eintritt und
• eine reduzierte, nur auf spezielle Einzelteile reduzierte Rohrteilefertigung mit Ausbauchungen durchführbar ist.

Die Problemstellung ist, Lösungsmerkmale eines Formbackensystems für Innenhochdruck-Umformwerkzeuge zu finden, mit denen diese Nachteile bei der Verfahrensdurchführung nicht eintreten. Erforderlich sind

• eine autarke Struktur der Innenhochdruck-Erzeugung im Innenhochdruck-Umformwerkzeug,
• eine autarke Wirkmedium-Bereitstellung und -Nutzung sowie
• eine Bewegungskoordinierung mit den Greifvorrichtungen, um das Handling der Rohrteile zu realisieren und
• austauschbare Formbacken für eine breite Teilespezifik einsetzen zu können.

Diese Problemstellung, in dünnwandige kurze Rohrteile durchmesservergrößernde Ausbauchungen in unterschiedlicher und komplexer Anzahl und Art mittels eines Innenhochdruck-Umformwerkzeuges einzuformen, wird durch den Schutzanspruch 1 gelöst.
Das Formbackensystem des Innenhochdruck-Umformwerkzeuges besteht aus mindestens zwei radialgerichtet und koordiniert durch Verschiebung bewegliche Formbacken. Diese sind in ihrer inneren zentrischen Endstellung, formbildend das Rohrteil umschließen druckhaltend geschlossen sowie mit ihren vertikalen Abdichtflächen aneinander anliegend, zugehalten und in ihrer äußeren konzentrischen Endstellung, das mit ausgebauchten Rohrteil-Abschnitten fertiggeformte Rohrteil für die Entnahme freigegebend, geöffnet angeordnet.
Die Formbacken sind mittels einer, mit einem vertikal gerichteten Bewegungsantrieb sowie mit presskraftentwickelnden und -dämpfenden Gasdruckfedern ausgestatteten vertikal gerichtet bewegten Formbacken-Halteplatte oder Formbacken-Führungsplatte über Führungssäulen oder über Führungsstangen in entsprechend angeordneten Führungsbohrungen oder Rechtkant-Führungsdurchbrüchen sowohl in der Formbacken-Führungsplatte, wie auch in den Formbacken längsbeweglich geführt.
Dabei erfahren die Formbacken eine Bewegungsrichtungsumlenkung in eine radiale Richtung, wobei sie in einer horizontalen Formausbildungsebene verbleiben.
Die Führungssäulen oder Führungsstangen sind schräg, igelartig sowie sternförmig oder fest auf der Formbacken-Halteplatte angeordnet.
Die Formbacken sind in ihrer geschlossenen, die dünnwandigen kurzen Rohrteile klemmenden und formenden Stellung über eine Wirkmedium-Druckleitung, die in der unteren Stirnseitenöffnung des Rohrteiles endet, mit einem Wirkmediumbehälter, druckaufbauend und druckhaltend, leitungsverbunden. Dabei ist der am Werkzeugoberteil angeordnete Dichtstempel, nach einer vertikalen Dichtstempelbewegung die oben offene Stirnseitenöffnung des Rohrteiles druckhaltend und abdichtend, angeordnet.
Ergänzende Ausbildungsmerkmale des Formbackensystems sind im Schutzanspruch 2 beschrieben.
Sie betreffen eine rohrteilebezogene Ausbildungsvielfalt von Formbacken.
Die Erfindung ist vereinfacht mit Teilansichten in den Figuren dargestellt und als ein Ausführungsbeispiel für mehrere Ausbildungsvarianten von Formbacken im folgenden Teil der Beschreibung näher erläutert.
Gezeigt wird in
1 eine Vorderansicht des Spannbackensystems im Schnitt
2 eine Vorderansicht eines beweglichen Halte- und Transfersystems für die Rohrteile
3 bis 5: Draufsichten auf Formbacken-Ausbildungen
Das in 1 gezeigte Formbackensystem ist im Werkzeugunterteil 2 angeordnet und besteht aus zwei, in der Formausbildungsebene 14 verbleibenden, Formbacken 5, die in einer geschlossenen formbildenden Stellung, sowie als die gleichen Formbacken 6, funktionserläuternd in einer alternativ geöffneten Stellung, unwirklich vertikal versetzt,, dargestellt sind.
Im geschlossenen Zustand liegen die beiden Formbacken 5 mit ihren vertikalen Abdichtflächen 11, den Hohlraum, in dem die zu verformenden Rohrteile aufgenommen sind, abdichtend und druckhaltend umschließend, vollflächig aneinander.
Das Formbackensystem besteht aus den Funktionskomponenten

• Formbacken-Halteplatte 12,
• Formbacken-Führungsplatte 4, beide alternativ zueinander um den vertikalen Stellweg 13 beweglich und in der aneinander anliegenden Stellung mit Gasdruck- und -druckdämpfungsfedern fest und druckhaltend verbunden, und mit
• Führungssäulen 7 oder
• Führungsstangen 9, die schräg, igelartig sowie sternförmig und fest auf der Formbacken-Halteplatte 12 angeordnet sind, und in sowie entlang von
• Führungsbohrungen 8 oder in
• Rechtkant-Führungsdurchbrüchen 10, die in den
• Formbacken 6 und 5 angeordnet, in der Formausbildungsebene 14 beweglich geführt und diese dabei, zentrisch oder konzentrisch, radialgerichtet bewegen, schließen und zuhalten oder öffnen.

Die Funktionskomponenten für die Wirkmedium-Zuführung und den Druckaufbau für die durchzuführende Ausbauchung der zwei Rohrteilabschnitte 21 in und an dem Rohrteil 20 sind im einzelnen die

• Wirkmedium-Druckleitung 19, die in der unteren Stirnseitenöffnung des in den geschlossenen Formbacken 5 aufgenommenen Rohrteiles 20 endet und dabei mit dem in der Figur nicht dargestellten Wirkmediumbehälter druckaufbauend sowie druckhaltend leitungsverbunden ist, und der
• Dichtstempel 15, der am
• Werkzeugoberteil 1 angeordnet, von diesem angetrieben und bewegt, am unteren Ende der vertikalen Dichtstempelbewegung 16 die oben offene Stirnseitenöffnung des Rohrteiles 20 druckhaltend und abdichtend verschließt.

In 2 wird das Halte- und Transfersystem, mit dem die auszubauchenden Rohrteile 20 in dem Formbackensystem zu führen, zu positionieren und zu fixieren und nach fertiger Ausbauchung von zwei Rohrteil-Abschnitten 21 zu entnehmen sowie abzuleiten sind, vereinfacht als eine greiferartig ausgebildete Transfer- und Ableitungskomponente 18 gezeigt. Die mit Richtungspfeilen dargestellten Zuführ- und Ableitbewegungen finden in der, zwischen Werkzeugoberteil 1 und Werkzeugunterteil 2 befindlichen, Transferebene 17 statt.
Die in den 3 bis 5 gezeigten Ausbildungen der Formbacken 5 gehen von Spannbackensystemen aus, die durch die Anzahl, die Art, die Form und die Dimensionierung der jeweiligen zu formenden Ausbauchung im Rohrabschnitt der Rohrteile erforderlich sind.
Dabei können

• zwei rechteckige oder bis zu zehn kreisanteilige Formbacken 5, die mit je einer Führungsstange 8 in je einem Rechtkant-Führungsdurchbruch 10 in einem
Formbacken 5 genau positioniert und fixiert sein, so dass deren Abdichtflächen 11 druckhaltend und dicht aneinander liegen oder
• vier rechteckige Formbacken 5, die mit je zwei Führungssäulen 7 in jeweils zwei Führungsbohrungen 8 in einem Formbacken 5 genau positioniert und fixiert sein, so dass deren Abdichtflächen 11 druckhaltend und dicht aneinander liegen.

Bezugszeichenliste

1: Werkzeugoberteil
2: Werkzeugunterteil
3: Gasdruck- und -druckdämpfungsfedern
4: Formbacken-Führungsplatte
5: Formbacken (in geschlossener formbildender Stellung)
6: Formbacken (5, in geöffneter Stellung)
7: Führungssäulen
8: Führungsbohrungen in 5
9: Führungsstangen
10: Rechtkant-Führungsdurchbrüche in 5
11: Abdichtflächen an 5
12: Formbacken-Halteplatte
13: vertikaler Stellweg von 12 oder 4
14: Formausbildungsebene
15: Dichtstempel
16: vertikalen Dichtstempelbewegung
17: Transferebene
18: Transfer- und Ableitungskomponente(n) für 20
19: Wirkmedium-Druckleitung
20: dünnwandige (kurze) Rohrteile
21: (ausgebauchte) Rohrteil-Abschnitte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1106275 B1 [0004]
DE 19610367 A1 [0004]
DE 19705244 A1 [0004]
DE 19633760 C2 [0007]
DE 20308856 U1 [0007]
DE 4201819 A1 [0007]
SU 1201025 A [0008]

Claims

Formbackensystem eines Innenhochdruck-Umformwerkzeuges, welches für das Einformen von durchmesservergrößernden komplexen Ausbauchungen in dünnwandige kurze Rohrteile (20) anwendbar ist, wobei ein säulengeführtes Werkzeugoberteil (1) mit einer Standard-Umformpresse hubbeweglich verbunden, ein Werkzeugunterteil (2) auf dem Pressentisch dieser Standard-Umformpresse wiederholgenau positioniert und festverbunden mit diesem angeordnet ist und das Innenhochdruck-Umformwerkzeug autark mit • Zuführkomponenten oder mit einem Teile-Bereitstellungsmagazin für noch nicht ausgebauchte Rohrteile (20), • Wirkmediumbehälter mit Druckübersetzer, • Transfer- und Ableitungskomponenten für Rohrteile (20) mit fertig ausgebauchten Rohrteil-Abschnitten (21) und mit einer • Rohrteile-Greifvorrichtung als Peripherie-Baugruppen, raumsparend direkt anliegend, ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Formbackensystem aus mindestens zwei radialgerichtet und koordiniert durch Verschiebung bewegliche Formbacken (5; 6) besteht, die in ihrer inneren zentrischen Endstellung formbildend das Rohrteil (20) druckhaltend geschlossen sowie mit ihren vertikalen Abdichtflächen (11) aneinander anliegend, zugehalten und in ihrer äußeren konzentrischen Endstellung, das mit ausgebauchten Rohrteil-Abschnitten (21) fertig geformte Rohrteil (20) für die Entnahme freigebend geöffnet, angeordnet sind, dass die Formbacken (5; 6) in einer Formausbildungsebene (14) verbleibend, durch mit einem vertikal gerichteten Bewegungsantrieb sowie presskraftentwickelnden und -dämpfenden Gasdruckfedern (3) vertikal gerichtet bewegte Formbacken-Halteplatte (12) oder Formbacken-Führungsplatte (4), über Führungssäulen (7) oder Führungsstangen (9), die schräg igelartig sowie sternförmig auf der Formbacken-Halteplatte (12) fest angeordnet und in entsprechend angeordneten Führungsbohrungen (8) oder Rechtkant-Führungsdurchbrüchen (10) sowohl in der Formbacken-Führungsplatte (4) wie auch in den Formbacken (5; 6) längsbeweglich geführt sind, und eine Bewegungsrichtungsumlenkung in eine radiale Richtung erfahren und dass die Formbacken (5) in ihrer geschlossenen, die dünnwandigen kurzen Rohrteile (20) klemmenden und formenden Stellung über eine Wirkmedium-Druckleitung (19), die in der unteren Stirnseitenöffnung des Rohrteiles (20) endet, mit dem Wirkmediumbehälter, druckaufbauend und druckhaltend, leitungsverbunden sind, und dabei der am Werkzeugoberteil (1) angeordnete Dichtstempel (15), nach einer vertikalen Dichtstempelbewegung (16), die oben offene Stirnseitenöffnung des Rohrteiles (20) druckhaltend und abdichtend verschließt.
Formbackensystem eines Innenhochdruck-Umformwerkzeuges nach Schutzanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit den Konturausbildungen in den Formbacken (5), die Anzahl, die Art und die Form, die Anordnung und die Dimensionierungen der Ausbauchungen in den Rohrteil-Abschnitten (21) von dünnwandigen und kurzen Rohrteilen (20) bestimmbar sind.