EP0665072B1 - Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen - Google Patents

Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen Download PDF

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EP0665072B1
EP0665072B1 EP94113101A EP94113101A EP0665072B1 EP 0665072 B1 EP0665072 B1 EP 0665072B1 EP 94113101 A EP94113101 A EP 94113101A EP 94113101 A EP94113101 A EP 94113101A EP 0665072 B1 EP0665072 B1 EP 0665072B1
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EP
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tool
ring
top part
lid
pot
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EP94113101A
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Anton Bauer
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Anton Bauer Wekzeug- und Maschinenbau & Co K GmbH
Original Assignee
ANTON BAUER WERKZEUG und MASCH
Anton Bauer Werkzeug- und Maschinenbau & Co KG GmbH
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    • 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
    • B21D26/039—Means for controlling the clamping or opening of the moulds
    • 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
    • B21D26/047—Mould construction

Definitions

  • the invention relates to a device for hydroforming a blank made of ductile metal in a mold having a mold cavity, the one Has lower part and an upper part, wherein one of these parts from the other part is arranged removable and liftable and lowerable on a frame and further as one Device, the lower part and the upper part together, a bayonet catch is provided with at least four hooks on one the horizontal outline of the tool including the circumference of the circle, which is represented by a relative to the tool rotatable ring in and out of engagement, and with a force application in the lower part and the upper part near their circumference.
  • Such a device is known from FR-PS 1 370 852 for hydraulic Forming a lower or upper part of an ammunition box that is open on one side Sheet.
  • the frame consists of a base plate, two columns and a crosshead.
  • the upper part of the tool is firmly attached to the crosshead, which is the lower part held and raised by a hydraulic cylinder on the base plate and led on the two pillars.
  • the top and bottom are from one over encompassing the edge of the upper part of the ring, the one mentioned with the lower part Bayonet lock forms.
  • An arm protrudes radially outward from the ring; at this engages in a joint on the other hand articulated outside the column arrangement Hydraulic cylinder. This is the ring for opening and loosening the bayonet catch rotatable.
  • a device for the internal high pressure forming of a tubular blank in a tool which has a lower part and a removable upper part and is arranged in a type of press frame in order to hold the lower part and the upper part together.
  • the upper part can be raised and lowered in the press frame like the upper punch of a press.
  • the press frame has to absorb large forces.
  • the invention has for its object the particular construction effort to reduce device provided for reshaping a tubular blank.
  • this purpose is achieved in that the device initially mentioned type said device is approximately cup-shaped and that Tool is inserted in it and that the said ring on one on the lifting and and lowerable part constituting, upper part of the tool attached lid is arranged and by with a tangential force component between the rest Cover and the ring acting hydraulic cylinder is rotatable.
  • the hydraulic cylinders expediently overlap the other mentioned Cover and the ring with approximately radial extension hinged on the wings Ring on.
  • the force attack becomes approximately tangential.
  • the bayonet catch has at least eight hooks, preferably an uninterrupted row of hooks at all, and preferably the device then transmits the force in a ring-shaped manner to the lower part and the upper part.
  • the annular or point-wise introduction of force close to the circumference allows force to be introduced further inside, for example the bottom of the lower part is supported over the entire surface and is pressed onto the top of the upper part over the entire surface.
  • the tool can then also be smaller than the interior of the pot and also have a shape other than a circle, for example a rectangular, in particular a square.
  • a tool for hydroforming a tubular blank 1 exists of a lower part 2 and an upper part 3, which are in the horizontal sectional plane 4 of the blank 1 together.
  • the mold cavity 5 of the tool is schematized shown.
  • the tool is inserted into a pot 7 provided with a lid 6.
  • the side wall of the pot 7 has two recesses 12, through which pressure medium connections to the tubular blank 1 can be pushed.
  • a ring of teeth 14 is worked out on the inside of the pot wall by a circumferential milling 13.
  • the cover 6 consists of a cover plate 15 and a ring 16 enclosing it and projecting further downwards.
  • the two parts are connected to one another by a simple ring bearing (not shown).
  • the upper part 3 is attached to the cover plate 15.
  • the ring 16 is rotatable relative to the cover plate by three hydraulic cylinders 17 and three rockers 18: the rockers 18 are articulated on the cover plate 15 and on the ring 16 in such a way that the connecting straight line between the two joints is approximately radially aligned on average, and the hydraulic cylinders 17 are articulated on the cover plate 15 and on the rocker arms 18 with an approximation of the tangential direction.
  • FIG. 3 The arrangement described appears in FIG. 3 in a side view corresponding to the section according to FIG. 1, but largely covered and with modifications.
  • the base 8, the cylinder 10, the plunger plate 11, the pot 7 and the cover 6 can be roughly recognized.
  • the axes of the three inner joints of the rockers 18 are extended upwards as guide rods 22 and are slidably guided through the upper beam of a frame 23 which is in principle C-shaped and which represents the machine frame.
  • the piston rod of a lifting cylinder 24 mounted in the upper beam of the frame extends as a pull rod 25 to a fastening 26 on the cover 6.
  • the pressure medium connections that can be pushed forward to the tubular blank 1 are concealed. However, the relevant output and feed devices 27 and 28 are visible.
  • the tubular blank 1 is inserted in brackets on the underside of the lid 6 and the upper part 3.
  • the cover 6 with the upper part 3 hanging on it is then lowered by the lifting cylinder 24.
  • the teeth 19 on the ring 16 of the lid slide down between the teeth 14 on the pot 7.
  • the ring 16 is rotated by actuating the hydraulic cylinders 17.
  • the bayonet catch which is the construction, is locked and the upper part 3 is held together with the lower part 2.
  • the pressure medium connections are advanced and brought into connection with the tubular blank 1.
  • the blank is expanded and pressed onto the wall of the mold cavity 5, which, as mentioned, is only shown schematically. This is how the shaped workpiece is created. After shaping, the processes described above are repeated in the reverse direction and sequence.

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen eines Rohlings aus duktilem Metall in einem einen Formhohlraum aufweisenden Werkzeug, das ein Unterteil und ein Oberteil aufweist, wobei das eine dieser Teile von dem anderen Teil entfernbar und heb- und senkbar an einem Gestell angeordnet ist und ferner als eine Einrichtung, das Unterteil und das Oberteil zusammenhalten, ein Bajonettverschluß vorgesehen ist mit mindestens vier Verhakungen auf einem den waagerechten Umriß des Werkzeuges einschließenden Kreisumfang, die durch einen gegenüber dem Werkzeug verdrehbaren Ring in und außer Eingriff zu bringen sind, und mit einer Krafteinleitung in das Unterteil und das Oberteil nahe deren Umfang.
Eine solche Vorrichtung ist aus der FR-PS 1 370 852 bekannt zum hydraulischen Umformen eines einseitig offenen Unter- oder Oberteils eines Munitionskastens aus Blech. Das Gestell besteht aus einer Grundplatte, zwei Säulen und einem Querhaupt. Das Oberteil des Werkzeuges ist fest an dem Querhaupt angebracht, das Unterteil ist durch einen auf der Grundplatte stehenden Hydraulikzylinder heb- und senkbar gehalten und an den beiden Säulen geführt. Das Oberteil und das Unterteil sind von einem über den Rand des Oberteils fassenden Ring umgriffen, der mit dem Unterteil den erwähnten Bajonettverschluß bildet. Von dem Ring ragt ein Arm radial nach außen; an diesem greift in einem Gelenk ein andererseits außerhalb der Säulenanordnung angelenkter Hydraulikzylinder an. Damit ist der Ring zum Öffnen und Lösen des Bajonettverschlusses drehbar.
Durch Benutzung bekannt ist eine Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen eines rohrförmigen Rohlings in einem Werkzeug, das ein Unterteil und ein abhebbares Oberteil aufweist und in einer Art Pressengestell angeordnet ist, um das Unterteil und das Oberteil zusammenzuhalten. Das Oberteil ist in dem Pressengestell heb- und senkbar angeordnet wie der Oberstempel einer Presse.
Hier muß das Pressengestell große Kräfte aufnehmen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den baulichen Aufwand einer insbesondere zum Umformen eines rohrförmigen Rohlings vorgesehenen Vorrichtung zu vermindern.
Gemäß der Erfindung wird dieser Zweck dadurch erfüllt, daß bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art die genannte Einrichtung etwa topfförmig ausgebildet und das Werkzeug in sie eingesetzt ist und daß der genannte Ring an einem auf dem, das heb- und und senkbare Teil darstellenden, Oberteil des Werkzeugs angebrachten Deckel angeordnet ist und durch mit tangentialer Kraftkomponente zwischen dem übrigen Deckel und dem Ring wirkende Hydraulikzylinder verdrehbar ist.
Bei dieser Lösung werden die Kräfte nicht, wie in der letztgenannten Vorrichtung, durch das zum Heben und Senken des Oberteils des Werkzeugs weiterhin erforderliche Gestell aufgenommen, sondern unmittelbar an dem Werkzeug zwischen Unterteil und Oberteil ausgeglichen. Mit dem verdrehbaren Ring läßt sich das Öffnen und Schließen der Preßform verhältnismäßig einfach und schnell bewerkstelligen.
Die Betätigung des Ringes nicht, wie nach der FR-PS 1 370 852, von einer außerhalb angeordneten festen Basis her, sondern von einem innerhalb des Ringes auf dem Oberteil des Werkzeugs angebrachten Deckel aus, läßt dem Deckel mit dem Oberteil jegliche Bewegungsfreiheit.
Zweckmäßigerweise greifen die Hydraulikzylinder über an dem genannten übrigen Deckel und dem Ring mit etwa radialer Erstreckung angelenkte Schwingen an dem Ring an. Der Kraftangriff wird dadurch etwa tangential.
Die Krafteinleitung in das Unterteil und das Oberteil nahe deren Umfang und an mindestens vier Stellen ist nötig, um das Werkzeug sicher geschlossen zu halten, das sich beispielsweise zwischen nur zwei einander gegenüberliegenden Verbindungen aufbiegen würde. Bevorzugt weist der Bajonettverschluß jedoch mindestens acht Verhakungen, am besten überhaupt eine ununterbrochene Reihe von Verhakungen auf, und vorzugsweise überträgt die Einrichtung dann die Kraft in das Unterteil und das Oberteil durchgehend ringförmig.
Die ringförmige oder punktweise Krafteinleitung nahe dem Umfang läßt es aber zu, daß auch weiter innen eine Krafteinleitung erfolgt, beispielsweise also der Boden des Unterteils vollflächig unterstützt ist und auf die Oberseite des Oberteils vollflächig gedrückt wird.
Insbesondere (aber nicht ausschließlich) kann dann das Werkzeug auch kleiner sein als der Innenraum des Topfes und auch eine andere als die Kreisform haben, beispielsweise eine rechteckige, insbesondere eine quadratische.
Weitere Maßnahmen, die zur vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dienen können, sind in der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels angeführt.
Die Zeichnungen geben das Ausführungsbeispiel wieder.
Fig. 1
zeigt einen senkrechten Schnitt durch ein Werkzeug und eine Einrichtung, das Unterteil und das Oberteil des Werkzeugs zusammenzuhalten,
Fig. 2
zeigt eine Draufsicht auf die Anordnung nach Fig. 1 und
Fig. 3
zeigt die Gesamtanordnung des Werkzeugs und der Einrichtung in einem Gestell in Seitenansicht.
Ein Werkzeug zum Innenhochdruckumformen eines rohrförmigen Rohlings 1 besteht aus einem Unterteil 2 und einem Oberteil 3, die in der waagerechten Schnittebene 4 des Rohlings 1 aneinanderschließen. Der Formhohlraum 5 des Werkzeuges ist schematisiert dargestellt.
Das Werkzeug ist eingesetzt in einen mit einem Deckel 6 versehenen Topf 7.
Der auf einem ringförmigen Unterbau 8 stehende Topf 7 untergreift das Unterteil 2 mit einem nur ringförmigen Topfboden 9. In dem somit vorhandenen Hohlraum unter dem Unterteil 2 ist eine durch einen Zylinder 10 heb- und senkbare Stößelplatte 11 angeordnet, die die Anordnung von in das Werkzeug hineinwirkenden Stößeln erlaubt (nicht dargestellt), etwa um nach der Hochdruckumformung eine Einsenkung in das Werkstück zu drücken oder einen Hohlraum zur Formung eines Stutzens während der Hochdruckeinwirkung langsam freizugeben o.a..
In der Verlängerung des rohrförmigen Rohlings 1 weist die Seitenwand des Topfes 7 zwei Ausnehmungen 12 auf, durch die hindurch Druckmittelanschlüsse an den rohrförmigen Rohling 1 vorgeschoben werden können.
Oben ist an der Innenseite der Topfwandung durch eine umlaufende Einfräsung 13 ein Kranz von Zähnen 14 herausgearbeitet.
Der Deckel 6 besteht aus einer Deckelplatte 15 und einem diese einschließenden und weiter nach unten ragenden Ring 16. Die beiden Teile sind durch ein nicht dargestelltes, einfaches Ringlager miteinander verbunden. Das Oberteil 3 ist an der Deckelplatte 15 befestigt.
Der Ring 16 ist gegenüber der Deckelplatte verdrehbar durch drei Hydraulikzylinder 17 und drei Schwingen 18: Die Schwingen 18 sind an der Deckelplatte 15 sowie an dem Ring 16 so angelenkt, daß die Verbindungsgerade zwischen den beiden Gelenken im Mittel etwa radial ausgerichtet ist, und die Hydraulikzylinder 17 sind mit einer der Tangentialrichtung möglichst angenäherten Ausrichtung an der Deckelplatte 15 und an den Schwingen 18 angelenkt.
An dem nach unten sich erstreckenden Abschnitt des Ringes 16 ist ein Kranz nach außen gerichteter Zähne 19 angeformt, die sich beim Aufsetzen des Deckels 6 auf den Topf 7 zwischen dessen Zähnen 14 nach unten bewegen und dann durch Verdrehen des Ringes 16 unter die Zähne 14 geschoben werden, wobei durch Schrägflächen 20 an jeweils beiden Zähnen 14,19 eine Klemmkraft entsteht, mit der der Ring 16 auf einen flanschartigen Absatz 21 des Oberteils 3 drückt.
Auf diese Weise werden das Unterteil 2 und das Oberteil 3 des Werkzeuges aneinandergepreßt und zusammengehalten.
Die Stellkräfte für die Verriegelung werden innerhalb der Einheit Topf/Deckel/Werkzeug ausgeglichen.
Der Ring 16 könnte auch mit der Deckelplatte 15 starr verbunden sein. Dann müßte diese aber gleichfalls gegenüber dem Oberteil 3 verdreht werden.
Die beschriebene Anordnung erscheint in Fig. 3 in einer dem Schnitt gemäß Fig. 1 entsprechenden Seitenansicht, jedoch weitgehend verdeckt und mit Abwandlungen. In etwa zu erkennen sind der Unterbau 8, der Zylinder 10, die Stößelplatte 11, der Topf 7 und der Deckel 6.
Die Achsen der drei inneren Gelenke der Schwingen 18 sind als Führungsstangen 22 nach oben verlängert und durch den oberen Balken eines im Prinzip C-förmigen Gestelles 23 verschieblich hindurchgeführt, das den Maschinenrahmen darstellt. In der Mitte dazwischen erstreckt sich die Kolbenstange eines in dem oberen Balken des Gestelles angebrachten Hubzylinders 24 als Zugstange 25 zu einer Befestigung 26 an dem Deckel 6.
Die erwähnten zu dem rohrförmigen Rohling 1 vorschiebbaren Druckmittelanschlüsse liegen verdeckt. Sichtbar sind jedoch die betreffenden Ausgangs- und Vorschubeinrichtungen 27 und 28.
Der rohrförmige Rohling 1 wird jeweils bei angehobenem Deckel 6 und Oberteil 3 an dessen Unterseite in Klammern eingesetzt. Der Deckel 6 mit dem an ihm hängenden Oberteil 3 wird dann durch den Hubzylinder 24 abgesenkt. Die Zähne 19 am Ring 16 des Deckels gleiten zwischen den Zähnen 14 an dem Topf 7 hindurch nach unten.
Nach Aufsetzen des Oberteils 3 auf dem Unterteil 2 wird durch Betätigen der Hydraulikzylinder 17 der Ring 16 verdreht. In der bereits angegebenen Weise wird dadurch der Bajonettverschluß, den die Konstruktion darstellt, verriegelt und das Oberteil 3 mit dem Unterteil 2 zusammengehalten. Die Druckmittelanschlüsse werden vorgeschoben und in Verbindung mit dem rohrförmigen Rohling 1 gebracht. Durch Einpressen von Hydraulikflüssigkeit mit am Ende z.B. 6000 bar wird der Rohling aufgeweitet und an die Wand des, wie gesagt, nur schematisch dargestellten Formhohlraumes 5 gepreßt. So entsteht das geformte Werkstück.
Nach der Formgebung wiederholen sich die oben beschriebenen Abläufe in umgekehrter Richtung und Reihenfolge.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen eines Rohlings (1) aus duktilem Metall in einem einen Formhohlraum (5) aufweisenden Werkzeug, das ein Unterteil (2) und ein Oberteil (3) aufweist, wobei das eine dieser Teile (2) von dem anderen Teil (3) entfernbar und heb- und senkbar an einem Geste (23) angeordnet ist und ferner als eine Einrichtung (6,7,13-21), das Unterteil (2) und das Oberteil (3) zusammenzuhalten, ein Bajonettverschluß (13-20) vorgesehen ist mit mindestens vier Verhakungen (14,19) auf einem den waagerechten Umriß des Werkzeuges (2,3) einschließenden Kreisumfang, die durch einen gegenüber dem Werkzeug (2,3) verdrehbaren Ring (16) in und außer Eingriff zu bringen sind, und mit einer Krafteinleitung in das Unterteil (2) und das Oberteil (3) nahe deren Umfang,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die genannte Einrichtung (6,7,13-21) etwa topfförmig (7) ausgebildet und das Werkzeug (2,3) in sie eingesetzt ist und daß der genannte Ring (16) an einem auf dem, das heb- und senkbare Teil darstellenden, Oberteil (3) des Werkzeugs angebrachten Deckel (6) angeordnet ist und durch mit tangentialer Kraftkomponente zwischen dem übrigen Deckel (15) und dem Ring (16) wirkende Hydraulikzylinder (17) verdrehbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch eine ringförmige Krafteinleitung (9 bzw. 21) in das Unterteil (2) und das Oberteil (3).
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Hydraulikzylinder über an dem genannten übrigen Deckel (15) und dem Ring (16) mit etwa radialer Erstreckung angelenkte Schwingen (18) an dem Ring angreifen.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Ring (16) unmittelbar auf das Oberteil (3) drückt, vorzugsweise an einem flanschartigen Absatz (21) des Oberteils (3).
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Bajonettverschluß (13-20) mindestens acht Verhakungen (14,19), vorzugsweise eine ununterbrochene Reihe von Verhakungen (14,19), aufweist.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Ring (16) mit radial nach außen stehenden Zähnen (19) unter Gegenstücke (14) an der Seitenwand des Topfes (7) greift.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Deckel (6) in dem Geste (23) durch eine Stangenführung (22) und eine, vorzugsweise hydraulisch betätigte, Zugstange (25) gehalten ist.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß das Werkstück (1) in Klammern an dem Oberteil (3) des Werkzeugs gehalten ist.
EP94113101A 1994-01-29 1994-08-23 Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen Expired - Lifetime EP0665072B1 (de)

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DE4402674A DE4402674A1 (de) 1994-01-29 1994-01-29 Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen
DE4402674 1994-01-29

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