EP0523216A1 - Vorrichtung zum hydrostatischen umformen von hohlkörpern aus kaltumformbarem metall. - Google Patents

Vorrichtung zum hydrostatischen umformen von hohlkörpern aus kaltumformbarem metall.

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EP0523216A1
EP0523216A1 EP92903604A EP92903604A EP0523216A1 EP 0523216 A1 EP0523216 A1 EP 0523216A1 EP 92903604 A EP92903604 A EP 92903604A EP 92903604 A EP92903604 A EP 92903604A EP 0523216 A1 EP0523216 A1 EP 0523216A1
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EP
European Patent Office
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sleeve
die
feed
workpiece
hollow body
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EP92903604A
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English (en)
French (fr)
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EP0523216B1 (de
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Wilhelm Kaiser
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hde Metallwerk GmbH
Original Assignee
hde Metallwerk GmbH
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Publication date
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Publication of EP0523216B1 publication Critical patent/EP0523216B1/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033—Deforming tubular bodies
    • B21D26/045—Closing or sealing means

Definitions

  • the invention relates to a device for the hydrostatic shaping of hollow bodies made of cold-formable metal within a mold cavity of a die with a feed for the pressure fluid into the hollow body.
  • tubular hollow parts made of cold-formable metal e.g. made of 16 MnCr 5
  • tubular hollow parts made of cold-formable metal e.g. made of 16 MnCr 5
  • high hydrostatic internal pressure there is an additional axial pressure which acts on the pipe end faces. That axial pressure and the simultaneous effect of the internal pressure have the consequence that the hollow body wall bears against the engraving of the mold or the die.
  • hollow parts produced in this way is, on the one hand, that - e.g. in permanent mold casting - undercut internal cavities can be produced, which can either not be machined or only be manufactured with complicated tools (e.g. by spark erosion).
  • the known hollow parts - in contrast to the hollow parts produced by machining - are relatively light and, as a result of the strain hardening associated with the forming, are very resistant with a favorable fiber course, which is similar to that of a forged fiber.
  • the known hydroforming is perceived as disadvantageous because the hollow body wall cannot fall below a certain minimum thickness.
  • the tubular body to be deformed must be designed to be dimensionally stable in order to accommodate the relatively high axial pressure acting on one end face, which can only be achieved by way of a sufficient wall thickness.
  • the known internal high-pressure forming is always limited to parts in which the force-effect lines for introducing the axial forces, that is to say the ram and the longitudinal center axis of the tube, exactly coincide. In this way, at most lateral sectoral protuberances can be produced for the production of cross pieces or T pieces, for example.
  • the longitudinal axis of the protuberance which is produced sectorally in accordance with the die engraving, runs transversely to the force line of the press ram and the tube (see “Industrial Indicator” loc. Cit., P. 4 and 8).
  • the object of the invention is to design the known device in such a way that it can be operated quickly, in particular quickly, with a considerably simplified design workpiece changes to be carried out.
  • this object is achieved in that the feed forms a feed sleeve guiding the hydraulic fluid, which can be driven back and forth relative to the hollow body received in the die, can be locked in the feed position, and which has an inlet opening leading to an outside the cylindrical cavity of the hollow body of the die can be pushed on, receives the retaining area in the feed position in the axial direction relative to it and can be gripped by means of a sleeve seal that automatically seals by liquid pressure.
  • the device according to the invention does not require any separate means (for example a press die) for generating a separate axial pressure. Rather, the hydrostatic shaping according to the invention takes place solely through the action the pressure fluid by stretch deformation.
  • the holding area or the holding areas of the hollow body are axially displaceably received by the feed sleeve, so to speak, only the internal pressure acting through the pressure fluid inside the hollow body to be formed can conform to the engraving of the die and thereby material from the axially displaceable holding area on the hollow body side "Draw" into the mold cavity.
  • the device according to the invention also allows a high working frequency. This is because only the hollow body to be formed needs to be inserted into the die, which can be done automatically, for example, by means of a loading robot, whereupon the respective feed sleeve is moved translationally in the direction of the die and is thereby pushed onto the cylindrical holding area of the hollow body. As soon as the hydraulic fluid guided by the feed sleeve is pressurized, the sleeve seal clings closely to the outer surface of the holding area on the hollow body side and tensions itself automatically.
  • a self-sealing collar seal has proven to be useful as a self-sealing sleeve seal, which should consist of largely incompressible material.
  • the sleeve seal consists of an elastomeric cast polyurethane resin with a hardness of more than 90 Shore-A, preferably a hardness of 93-95 Shore-A.
  • a self-centering of the feed sleeve on the holding area on the hollow body side is achieved according to further features of the invention in that the insertion opening, which is delimited by an outwardly opening truncated cone-shaped inner surface, is approximately funnel-shaped.
  • the insertion opening is expediently part of a union nut spanning a sleeve body, the sealing collar being held between the union nut and the sleeve body.
  • a precise guidance of the feed sleeve on the holding area on the hollow body side is achieved according to the invention in that an essentially circular-cylindrical inner jacket surface is connected to the frustoconical inner jacket surface.
  • This preferably represents a spark erosive tungsten carbide coating with a hardness of about 80 - about 82 HRc.
  • This clawing lock prevents the material of the sleeve seal from creeping at pressures that exceed 800-1000 bar.
  • Such high pressures are required for the hydrostatic forming of stainless steels.
  • a hydrostatic internal pressure of more than 3000 bar can be controlled with the aforementioned features.
  • the feed sleeve is hydraulically and / or pneumatically driven in translation. This takes place expediently in that the feed sleeve arranged coaxially to the circular cylindrical holding area of the hollow body is held coaxially at the free piston rod end of a pneumatically and / or hydraulically driven piston-cylinder unit.
  • a preferred exemplary embodiment according to the invention is shown in more detail in the drawings, it shows 1 shows a die, partially shown in vertical section, arranged on a press table, which is associated with a feed sleeve, partially shown in longitudinal section.
  • FIG. 2 shows an enlarged detailed representation corresponding to the dashed encirclement denoted by II in FIG. 1.
  • the device for hydrostatic shaping of hollow bodies which is partially shown in FIG. 1, is generally designated by reference number 10.
  • a die 12 which consists of an upper die 13 and a lower die 14, is attached to a press table 11.
  • Upper die 13 and lower die 14 form an upper mold cavity 15 and a lower mold cavity 16, which together add up to a common mold cavity 17.
  • the engraving 18 of the mold cavity 17 determines the surface contour of a tubular hollow body 19 as soon as it is hydrostatically deformed within the mold cavity 17 by expansion.
  • the interior of the hollow body 19 is designated 20.
  • the upper die 13 can be moved in accordance with the movement designated by y arrow up and down.
  • the upper die 13 is releasably attached to a press upper part, not shown.
  • the forming area 21 is located to the left of the dividing line T shown in dashed lines in FIG. 1 and the holding area 22 of the tubular hollow body 19 to the right of the dividing line T.
  • the cross section of the holding area 22 is approximately circular.
  • An infeed sleeve 23 is arranged coaxially at the end of a piston rod end 24 shown in dash-dot lines in a hydraulically driven piston-cylinder unit.
  • the entire feed sleeve 23 is essentially rotationally symmetrical, as is the piston rod end 24.
  • the feed sleeve 23 has a sleeve body 25, the extension 26 pointing to the right has an external thread 27 which is screwed into a corresponding internal thread of the piston rod end 24 in a liquid-tight and pressure-tight manner.
  • the feed sleeve 23 has an inner channel 28 which is open at both ends and runs coaxially to it for the transmission of hydraulic pressure fluid (for example an emulsion suitable for hydraulic purposes).
  • An angular channel 29 provided inside the piston rod end 24 opens into the channel 28.
  • a tubular high-pressure line 31 connects to the piston rod-side connection 30 of the channel 29. which leads to a high pressure generator (not shown) for the hydraulic fluid.
  • a union nut 32 is screwed onto an external thread of the socket body 25 at 33.
  • the radial inner surface 34 of the union nut 32 and the front end region of the channel 28 of the sleeve body 25 form an annular inner groove 35, in which a sleeve seal, namely a groove ring sleeve 36, is received in a form-fitting manner.
  • the grooved collar 36 has an annular base body 37, to which two sealing lips 38, 39 adjoin, which form an annular groove 40 between them, which backwards, i.e. towards the liquid connection 30, is open.
  • the radially extending disk-shaped wall 41 of the union nut 32 forms an insertion opening 42, which is composed of a frustoconical inner surface 43 and an adjoining circular cylindrical inner surface 44.
  • the surfaces 43 and 44 are each provided with a granular hard metal layer 49 and 48, which consists of tungsten carbide particles and has a hardness of approximately 82 HRc.
  • the tungsten carbide particles are applied by electrical discharge and intimately connected to the union nut 32, which is made of hardened steel.
  • the function of the device shown in FIGS. 1 and 2 is as follows:
  • the feed sleeve 23 with the piston rod end 24 can be moved back and forth along the movement double arrow denoted by x.
  • the feed sleeve 23 is shifted to the left along x and initially reaches the intermediate position shown in broken lines, according to which the front end of the tubular hollow body 19, which is open at 45, is passed over.
  • the feed sleeve 23 is further shifted to the left along x until the union nut 32 fits snugly in the receiving opening 46 on the die side.
  • Piston rod ends 24 with feed sleeve 23 are then locked in this feed position, not shown, against displacement along the direction x. This is done in a simple manner in that the hydraulic working pressure in the hydraulic cylinder, of which only the piston rod end 24 is shown, remains.
  • hydraulic fluid is introduced into the interior 20 of the tubular hollow body 19 via the line path 31, 30, 28.
  • the hydrostatic internal pressure builds up via a filling pressure of approximately 65-80 bar to a forming pressure of up to approximately 1500 bar, at which the hydrostatic forming is to be ended in the present application.
  • This clawing lock prevents the material of the nut ring collar 36 from migrating or creeping along the outer circumferential surface A of the tubular hollow body 19.
  • a tendency to creep would occur at pressures above 800-1000 bar without the aforementioned measure.
  • Such pressures which can definitely take 3000 bar and more, are required in particular when forming stainless steels.
  • the frustoconical inner surface 43 serves for self-centering of the holding area 22 within the insertion opening 42.
  • the hard metal layer 49 on the frustoconical inner surface 43 therefore counteracts wear on the union nut 32.
  • the grooved collar 36 consists of an elastomeric cast polyurethane resin sold under the trademark "Vulkollan” by Bayer AG, DE-5090 Le ⁇ use, with a hardness of 93 Shore-A.
  • pressure fluid can be fed at both ends into a hollow body 19 to be formed via identical feed sleeves 23.
  • a blind sleeve 23 is used, which has no pressure medium feed, since the channel 28 has an end at 47 at the end.
  • Channel 28 in the blind sleeve 23 and in the feed sleeve 23 serves the essentially axial force-free sliding seat receptacle of the holding area 22 on the hollow body side.

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Description

Vorrichtung zum hydrostatischen Umformen von Hohlkör¬ pern aus kaltumformbarem Metall
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum hydro¬ statischen Umformen von Hohlkörpern aus kaltumformbarem Metall innerhalb einer Formhöhlung eines Gesenks mit einer Einspeisung für die Druckflüssigkeit in den Hohl¬ körper.
Mit der vorbezeichneten bekannten Vorrichtung (s. Industrie-Anzeiger Nr. 20 vom 9.3.1984 / 106. Jg. S. 16 und 17) werden rohrförmige Hohlteile aus kaltumform¬ barem Metall, z.B. aus 16 MnCr 5, unter Zufuhr hohen, hydrostatisch erzeugten Innendrucks verformt. Zu dem hohen hydrostatischen Innendruck tritt gesondert ein axialer Druck hinzu, der auf die Rohrstirnflächen ein¬ wirkt. Jener Axialdruck und die gleichzeitige Wirkung des inneren Drucks haben zur Folge, daß sich die Hohl- körperwand an die Gravur der Form bzw. des Gesenks an¬ legt.
In der Praxis ist dies so, daß ein gerades Rohr in die Formteilungsebene zwischen Ober- und Untergesenk eingelegt und das Gesenk zugestellt wird. Zwischen Ober- und Untergesenk bleibt aber genügend Raum für zwei diametral gegenüberliegend koaxial zueinander an¬ geordnete horizontal liegende Preßstempel, deren freie Stirnflächen das mit den Preßstempeln fluchtende, zu verformende Rohrstück zwischen sich aufnehmen. Es er¬ folgt sodann die Umformung durch Einführen von Druck¬ flüssigkeit in den Rohrinnenraum bei gleichzeitiger An- wendung des Axialdrucks, wobei die beiden Preßstempel aufeinanderzu bewegt werden.
Mit der bekannten hydrostatischen Umformung können Formteile mit gleichmäßiger Formgebung über den Umfang, Formteile mit sektorieller Umformung und schließlich gleichmäßige und sektorielle Umformung miteinander kom¬ binierende Formteile erzeugt werden.
Der Vorzug derart erzeugter Hohlteile besteht zum einen darin, daß - wie z.B. beim Kokillenguß - hinter- schnittene Innen-Hohlräume erzeugt werden können, wel¬ che spangebend entweder nicht oder nur mit komplizier¬ ten Werkzeugen (z.B. durch Funkenerosion) gefertigt werden können. Zudem sind die bekannten Hohlteile - im Unterschied zu spangebend erzeugten Hohlteilen - ver¬ hältnismäßig leicht und infolge der mit der Umformung einhergehenden Kaltverfestigung bei günstigem Faserver¬ lauf, der dem einer Schmiedefaser ähnlich ist, sehr wi- derstandsfähig.
Indes wird die bekannte Innenhochdruck-Umformung als nachteilig empfunden, weil eine gewisse Mindest¬ dicke der Hohlkörperwand nicht unterschritten werden kann. Dies liegt im wesentlichen daran, daß der zu ver¬ formende Rohrkörper zur Aufnahme des auf _>eine Stirn¬ flächen einwirkenden relativ hohen Axialdrucks angemes¬ sen formsteif ausgebildet sein muß, was nur über den Weg einer hinreichenden Wanddicke zu bewerkstelligen ist. Außerdem ist die bekannte Innenhochdruck-Umformung immer nur auf Teile beschränkt, bei welchen die Kraft¬ wirkungsgeraden zur Einleitung der Axialkräfte, also Preßstempel und Längsmittelachse des Rohres, exakt ko- inzidieren. Auf diese Weise können höchstens seitliche sektorielle Ausstülpungen zur Herstellung z.B. von Kreuzstücken oder T-Stücken erzeugt werden. Hierbei verläuft die Längsachse der jeweils in Anpassung an die Gesenk-Gravur sektoriell erzeugten Ausstülpung quer zur gemeinsamen Kraftwirkungsgerade der Preßstempel und des Rohres (s. "Industrie-Anzeiger" a.a.O. S.17 Bild 4 und 8).
Mit der bekannten Innenhochdruck-Umformung ist demnach bereits eine gewisse Anzahl von Formen zu er¬ zeugen, welche aber stets an die Rahmenbedingung einer gemeinsamen Kraftwirkungsgeraden der Preßstempel und des zu verformenden Rohres, also an eine grundsätzlich gerade Grundform, gebunden ist.
Schließlich wird die bekannte Vorrichtung (s. "Industrie-Anzeiger" a.a.O.) wegen ihres recht hohen Bauauf andes, insbesondere bedingt durch die Preßstem¬ pel zur Axialkrafteinleitung, als nachteilig empfunden.
Ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten Vorrichtung (s. "Indrustrie-Anzeiger" a.a.O.) dieser Gattung, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung so auszugestalten, daß sie bei we- sentlich vereinfachter Bauform eine rasche Arbeits¬ weise, insbesondere einen schnell durchzuführenden Werkstückwechsel, gestattet. Entsprechend der Erfindung wird diese Aufgabe da¬ durch gelöst, daß die Einspeisung eine relativ zu dem im Gesenk aufgenommenen Hohlkörper hin- und hergehend antreibbare, in der Einspeisungsposition arretierbare, die Druckflüssigkeit führende, Einspeisungsmuffe bil¬ det, welche mit einer Einführöffnung voran auf einen außerhalb der Formhöhlung des Gesenks befindlichen zy¬ lindrischen Haltebereich des Hohlkörpers aufschiebbar ist, den Haltebereich in der Einspeisungsposition in Axialrichtung zu ihr relativ verschieblich aufnimmt und mittels einer durch Flüssigkeitsdruck selbsttätig dichtenden Manschettendichtung umgreift.
Im Unterschied zur bekannten Vorrichtung "s. "Industrie-Anzeiger" a.a.O.) benötigt die erfindungsge¬ mäße Vorrichtung keine separaten Mittel (z.B. Preßstem¬ pel) zur Erzeugung eines gesonderten Axialdrucks. Viel¬ mehr erfolgt die hydrostatische Umformung entsprechend der Erfindung allein durch die Wirkung der Druckflüs¬ sigkeit auf dem Wege einer Streckverformung.
Dadurch, daß der Haltebereich oder die Halteberei¬ che des Hohlkörpers axialverschieblich gewissermaßen schwimmend von der Einspeisungsmuffe aufgenommen sind, kann allein der durch die Druckflüssigkeit innerhalb des umzuformenden Hohlkörpers wirkende Innendruck die Hohlkörperwand an die Gravur des Gesenks anschmiegen und hierbei aus dem axialverschieblich aufgenommenen hohlkörperseitigen Haltebereich Werkstoff in die Form¬ höhlung "nachziehen". Die erfindungsgemäße Vorrichtung gestattet außer¬ dem eine hohe Arbeitsfrequenz. Es braucht nämlich nur der umzuformende Hohlkörper in das Gesenk eingelegt zu werden, was beispielsweise selbsttätig mittels eines Beschickungs-Roboters geschehen kann, worauf die jewei¬ lige Einspeisungsmuffe in Richtung auf das Gesenk translatorisch bewegt und hierbei auf den zylindrischen Haltebereich des Hohlkörpers aufgeschoben wird. Sobald die von der Einspeisungsmuffe geführte hydraulische Flüssigkeit unter Druck gesetzt wird, schmiegt sich die Manschettendichtung eng an die Außenmantelfläche des hohlkörperseitigen Haltebereichs an und verspannt sich hierbei selbsttätig.
Sobald die hydrostatische Umformung beendet und der hydrostatische Innendruck abgeschaltet ist, wird die Manschettendichtung entlastet, worauf die Einspei¬ sungsmuffe, den umgeformten Hohlkörper und den Handha¬ bungsbereich am Gesenk zu dessen Bedienung freigebend, zurückgefahren werden kann.
Als selbstdichtende Manschettendichtung hat sich entsprechend der Erfindung eine Nutringdichtung als zweckmäßig erwiesen, welche aus weites gehend inkom- pressiblem Werkstoff bestehen sollte.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform einer
Manschettendichtung besteht entsprechend der Erfindung aus einem elastomeren Polyurethan-Gießharz mit einer Härte von mehr als 90 Shore-A, vorzugsweise einer Härte von 93-95 Shore-A. Eine Selbstzentrierung der Einspeisungsmuffe auf dem hohlkörperseitigen Haltebereich wird entsprechend weiteren Merkmalen der Erfindung dadurch erzielt, daß die Einführöffnung, von einer sich nach außen öffnenden kegeistumpfförmigen Innenmantelfläche begrenzt, etwa trichterförmig ausgebildet ist.
Zweckmäßig ist die Einführöffnung Bestandteil ei¬ ner einen Muffenkörper übergreifenden Überwurfmutter, wobei die Dichtungsmanschette zwischen der Überwurfmut¬ ter und dem Muffenkörper gehalten ist.
Eine präzise Führung der Einspeisungsmuffe auf dem hohlkörperseitigen Haltebereich wird entsprechend der Erfindung dadurch erzielt, daß sich an die kegelstumpf- förmige Innenmantelfläche eine im wesentlichen kreiszy¬ lindrische Innenmantelfläche anschließt.
Besonders wesentliche Merkmale entsprechend der Erfindung bestehen darin, daß mindestens die kreiszy¬ lindrische Innenmantelfläche der Einführöffnung, gege¬ benenfalls zusätzlich die kegelstumpfförmige Innenman¬ telfläche, mit einer körnigen Hartmetallschicht verse¬ hen ist. Diese stellt vorzugsweise eine funkenerosive Wolfram-Karbid-Beschichtung mit einer Härte von etwa 80 - etwa 82 HRc dar.
Es hatte sich nämlich herausgestellt, daß die Standzeit von Dichtungsmanschetten bei der Verarbeitung von rostfreien Stählen zu wünschen übrig läßt. Dadurch, daß die kreiszylindrische Innenmantelfläche der Ein¬ führöffnung mit einer körnigen Hartmetallschicht verse- hen ist und die kreiszylindrische Innenmantelfläche den kreizylindrischen Haltebereich des rohrförmigen Hohl¬ körpers mit enger Passung umgibt, werden in der Außen¬ mantelfläche des hohlkörperseitigen Haltebereichs ent- lang dessen Mantellinie axial verlaufende Riefen er¬ zeugt. Dies geschieht, während der mit der körnigen Hartmetallschicht bestückte kreiszylindrische Bereich der Einführöffnung über den Haltebereich weggeschoben wird. Diese Axialriefen bewirken bei einem Umformungs- druck von mehr als 800-1000 Bar eine verkrallende Arre¬ tierung des Werkstoffes der Manschettendichtung auf der Außenmantelfläche des Haltebereichs. Diese verkrallende Arretierung verhindert ein Kriechen des Werkstoffes der Manschettendichtung bei Drücken, die 800-1000 Bar über- steigen. Derart hohe Drücke sind aber bei der hydrosta¬ tischen Umformung von rostfreien Stählen erforderlich. Grundsätzlich läßt sich mit den vorbezeichneten Erfin¬ dungsmerkmalen ein hydrostatischer Innendruck von mehr als 3000 Bar beherrschen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Einspeisungsmuffe hydraulisch und/oder pneumatisch translatorisch angetrieben. Dieses geschieht zweckmäßig dadurch, daß die koaxial zum kreiszylindrischen Halte- bereich des Hohlkörpers angeordnete Einspeisungsmuffe koaxial am freien Kolbenstangenende einer pneumatisch und/oder hydraulisch angetriebenen Kolben-Zylinder-Ein¬ heit gehalten ist.
In den Zeichnungen ist ein bevorzugtes Ausfüh¬ rungsbeispiel entsprechend der Erfindung näher darge¬ stellt, es zeigt Fig.1 ein teilweise im Vertikalschnitt dargestell¬ tes, auf einem Pressentisch angeordnetes Gesenk, wel¬ chem eine teilweise im Längsschnitt dargestellte Ein¬ speisungsmuffe zugeordnet ist.
Fig. 2 eine vergrößerte Detaildarstellung entspre¬ chend der mit II bezeichneten gestrichelten Einkreisung in Fig. 1.
Die in Fig. 1 teilweise dargestellte Vorrichtung zum hydrostatischen Umformen von Hohlkörpern ist insge¬ samt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
Auf einem Pressentisch 11 ist ein Gesenk 12 befe¬ stigt, welches aus einem Obergesenk 13 und aus einem Untergesenk 14 besteht.
Obergesenk 13 und Untergesenk 14 bilden eine obere Formhöhlung 15 und eine untere Formhöhlung 16, welche sich insgesamt zu einer gemeinsamen Formhöhlung 17 er¬ gänzen. Die Gravur 18 der Formhöhlung 17 bestimmt die Oberflächenkontur eines rohrförmigen Hohlkörpers 19, sobald dieser innerhalb der Formhöhlung 17 durch Auf- weitung hydrostatisch umgeformt ist.
Der Innenraum des Hohlkörpers 19 ist mit 20 be¬ zeichnet.
Während das Untergesenk 14 unverschieblich auf dem Pressentisch 11 lösbar befestigt ist, kann das Oberge¬ senk 13 entsprechend dem mit y bezeichneten Bewegungs- pfeil auf- und abbewegt werden. Hierzu ist das Oberge¬ senk 13 an einem nicht dargestellten Pressen-Oberteil lösbar befestigt.
Links von der in Fig. 1 gestrichelt dargestellten Trennlinie T befinden sich der Umformungsbereich 21 und rechts der Trennlinie T der Haltebereich 22 des rohr- förmigen Hohlkörpers 19. Der Querschnitt des Haltebe¬ reichs 22 ist in etwa kreisringförmig.
Eine Einspeisungsmuffe 23 ist endseitig eines strichpunktiert dargestellten Kolbenstangenendes 24 ei¬ ner hydraulisch angetriebenen Kolben-Zylinder-Einheit koaxial angeordnet. Die gesamte Einspeisungsmuffe 23 ist im wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet, ebenso wie das Kolbenstangenende 24.
Die Einspeisungsmuffe 23 weist einen Muffenkörper 25 auf, dessen nach rechts weisender Fortsatz 26 ein Außengewinde 27 aufweist, welches in ein korrespondie¬ rendes Innengewinde des Kolbenstangenendes 24 flüssig- keits- und druckdicht eingeschraubt ist.
Die Einspeisungsmuffe 23 besitzt einen beidendig offenen koaxial zu ihr verlaufenden Innen-Kanal 28 für die Fortleitung von hydraulischer Druckflüssigkeit (z.B. eine für hydraulische Zwecke geeignete Emulsion). In den Kanal 28 mündet ein innerhalb des Kolbenstangen¬ endes 24 vorgesehener winkelförmiger Kanal 29. An den kolbenstangenseitigen Anschluß 30 des Kanals 29 schließt sich eine rohrförmige Hochdruckleitung 31 an, welche zu einem nicht dargestellten Hochdruck-Erzeuger für die Druckflüssigkeit führt.
Eine Überwurfmutter 32 ist bei 33 auf ein Außenge- winde des Muffenkörpers 25 aufgeschraubt. Die radiale Innenfläche 34 der Überwurfmutter 32 und der vordere Endbereich des Kanals 28 des Muffenkörpers 25 bilden eine kreisringförmige Innennut 35, in welcher eine Man¬ schettendichtung, und zwar eine Nutringmanschette 36, formschlüssig aufgenommen ist.
Die Nutringmanschette 36 weist einen kreisringför¬ migen Grundkörper 37 auf, an welchen sich stoffschlüs¬ sig zwei Dichtungslippen 38, 39 anschließen, welche zwischen sich eine kreisringförmige Nut 40 bilden, wel¬ che rückwärts, d.h. zum Flüssigkeitsanschluß 30 hin, offen ist.
Die sich radial erstreckende scheibenförmige Wand 41 der Überwurfmutter 32 bildet eine Einführöffnung 42, welche aus einer kegelstumpfformigen Innenmantelfläche 43 und aus einer sich daran anschließenden kreiszylin¬ drischen Innenmantelfläche 44 zusammengesetzt ist.
Die Flächen 43 und 44 sind jeweils mit einer kör¬ nigen Hartmetallschicht 49 und 48 versehen, welche aus Wolfram-Karbid-Partikeln besteht und eine Härte von etwa 82 HRc aufweist. Die Wolfram-Karbid-Partikel sind funkenerosiv aufgetragen und innig mit der aus gehärte- tem Stahl bestehenden Überwurfmutter 32 verbunden. Die Funktion der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung ist folgende:
Die Einspeisungsmuffe 23 mit dem Kolbenstangenende 24 ist entlang dem mit x bezeichneten Bewegungs-Doppel¬ pfeil translatorisch hin- und herbeweglich.
Die Einspeisungsmuffe 23 wird entlang x nach links verschoben und gelangt zunächst in die strichpunktiert dargestellte Zwischenstellung, gemäß welcher das bei 45 offene Stirnende des rohrförmigen Hohlkörpers 19 über¬ fahren wird. Die Einspeisungsmuffe 23 wird weiterhin entlang x nach links verschoben, bis die Überwurfmutter 32 satt in der gesenkseitigen Aufnahmeöffnung 46 ein- liegt. Kolbenstangenende 24 mit Einspeisungsmuffe 23 werden sodann in dieser nicht dargestellten Einspei¬ sungsposition gegen eine Verschiebung entlang der Rich¬ tung x arretiert. Dieses geschieht in einfacher Weise dadurch, daß der hydraulische Arbeitsdruck im Hydro-Zy- linder, von dem nur das Kolbenstangenende 24 gezeigt ist, stehenbleibt. Schließlich wird Druckflüssigkeit über den Leitungsweg 31, 30, 28 in den Innenraum 20 des rohrförmigen Hohlkörpers 19 hineingegeben. Der hydro¬ statische Innendruck baut sich über einen Fülldruck von etwa 65-80 Bar auf einen Umformungsdruck bis zu etwa 1500 Bar auf, bei welchem im vorliegenden Anwendungs¬ fall die hydrostatische Umformung beendet sein soll.
Während des Aufschiebens der Einspeisungsmuffe 23 auf den Haltebereich 22 des rohrförmigen Hohlkörpers 19 erzeugt die auf der kreiszylindrischen Innenmantelflä¬ che 44 der Überwurfmutter 32 vorhandene körnige Hartme- tallschicht 48 in der Außenmantelfläche A des Haltebe¬ reichs 22 des Hohlkörpers 19 axiale Längsriefen. Diese axialen Längsriefen bewirken eine innige verkrallende Arretierung der Nutringmanschette 36 an der Außenman- telflache A des Hohlkörpers 19.
Diese verkrallende Arretierung verhindert ein Aus¬ wandern bzw. ein Kriechen des Werkstoffes der Nut¬ ringmanschette 36 entlang der Außenmantelfläche A des rohrförmigen Hohlkörpers 19. Eine Neigung zum Kriechen träte ohne die vorbezeichnete Maßnahme bei Drücken oberhalb 800-1000 Bar auf. Derartige Drücke, welche durchaus 3000 Bar und mehr annehmen können, sind insbe¬ sondere bei der Umformung von rostfreien Stählen erfor- derlich. Die kegelstumpfförmige Innenmantelfläche 43 dient der Selbstzentrierung des Haltebereichs 22 inner¬ halb der Einführöffnung 42. Die Hartmetallschicht 49 auf der kegelstumpfformigen Innenmantelfläche 43 wirkt daher einem Verschleiß der Überwurfmutter 32 entgegen.
Die Nutringmanschette 36 besteht aus einem unter dem Warenzeichen " Vulkollan " der Bayer AG, DE-5090 Le¬ verkusen, vertriebenen elastomeren Polyurethan-Gießharz mit einer Härte von 93 Shore-A.
Ergänzend zu bemerken ist noch, daß in einen umzu¬ formenden Hohlkörper 19 beidendig Druckflüssigkeit über baugleiche Einspeisungsmuffen 23 eingespeist werden kann. Bei einendiger Einspeisung wird außer der Ein- speisungsmuffe 23 eine Blindmuffe 23 verwendet, die keine Druckmittel-Einspeisung besitzt, da der Kanal 28 endseitig bei 47 einen Abschluß aufweist. Der Kanal 28 dient bei der Blindmuffe 23 und bei der Einspeisungs¬ muffe 23 der im wesentlichen axialkraftfreien Schiebe- sitzaufnähme des hohlkörperseitigen Haltebereichs 22.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zum hydrostatischen Umformen von Hohlkörpern aus kaltumformbarem Metall innerhalb einer Formhöhlung eines Gesenks, mit einer Einspeisung für die Druckflüssigkeit in den Hohlkörper, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Einspeisung eine relativ zu dem im Gesenk (12) aufgenommenen Hohlkörper (19) hin- und her¬ gehend antreibbare, in der Einspeisungsposition arre¬ tierbare, die Druckflüssigkeit führende, Einspeisungs¬ muffe (23) bildet, welche mit einer Einführöffnung (42) voran auf einen außerhalb der Formhöhlung (17) des Ge- senks (12) befindlichen zylindrischen Haltebereich (22) des Hohlkörpers (19) aufschiebbar ist, den Haltebereich (22) in der Einspeisungsposition in Axialrichtung zu ihr relativverschieblich aufnimmt und mittels einer durch Flüssigkeitsdruck selbsttätig dichtenden Man- schettendichtung (36) umgreift.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Manschettendichtung (36) eine Nut¬ ringdichtung ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge¬ kennzeichnet. daß die Manschettendichtung (36) aus wei- testgehend inko pressiblem Werkstoff besteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Manschettendichtung (36) aus einem elastomeren Polyurethan-Gießharz besteht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Härte des elastomeren Polyurethan- Gießharzes mehr als 90 Shore-A, wie z.B. 93-95 Shore-A, beträgt.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführöffnung (42), von einer sich axial nach außen öffnenden kegel- stumpfförmigen Innenmantelfläche (43) begrenzt, etwa trichterförmig ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Einführöffnung (42) Bestandteil einer einen Muffenkörper (25) übergreifenden Überwurfmutter (32) bildet, wobei die Dichtungsmanschette (36) zwi¬ schen der Überwurfmutter (32) und dem Muffenkörper (25) gehalten ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß sich an die kegeistumpfförmige Innen¬ mantelfläche (43) eine im wesentlichen kreiszylindri¬ sche Innenmantelfläche (44) anschließt.
9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die kreiszylindrische Innenmantelfläche (44), gegebenen¬ falls zusätzlich die kegelstumpfförmige Innenmantelflä¬ che (43), mit einer körnigen Hartmetallschicht (48, 49) versehen sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Hartmetallschicht (48, 49) eine fun¬ kenerosive Wolfram-Karbid-Beschichtung mit einer Härte von etwa 80 - etwa 82 HRc darstellt.
11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisungsmuffe (23) hydraulisch und/oder pneumatisch translatorisch ange¬ trieben ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die koaxial zum kreiszylindrischen Halte¬ bereich (22) des Hohlkörpers (19) angeordnete Einspei¬ sungsmuffe (23) koaxial am freien Kolbenstangenende (24) einer pneumatisch und/oder hydraulisch angetriebe¬ nen Kolben-Zylinder-Einheit gehalten ist.
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