EP0849011B1 - Procédé et installation pour produire des profilés creux avec des extensions de section aux extrémités - Google Patents
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- B21D26/033—Deforming tubular bodies
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- B21D26/047—Mould construction
Definitions
- the invention relates to a method for producing hollow profiles with end cross-sectional extensions after Preamble of claim 1 and a device for Implementation of the method according to the preamble of the claim 6.
- a generic method or a generic device is known from DE 44 44 759 A1.
- Process for the production of exhaust gas inlet connections for Automotive catalytic converters become a tubular blank in the engraving of a two-part hydroforming tool inserted, whereupon the forming tool is closed.
- the engraving each tool part has a protruding, from the axial Wedge-shaped recess deviating in the longitudinal direction of the blank shape on, the recesses being formed uniformly, however mirror-inverted by a rotation angle of 180 ° vertical axis are offset from each other.
- the blank and at the same time the engraving will be in the closed position of the forming tool axially on both sides by two with one connection for the introduction of high pressure fluid stamps sealed pressure-tight, which during the initiated by the high-pressure fluid expansion of the Blank into the recesses Wall material of the blank push towards the middle.
- the fully formed blank is here according to the engraving shape in the expansion area asymmetrical. After removing the formed blank is this from a separator in the expansion area divided with a planar bevel cut such that two Hollow profiles of identical shape emerge, the other in a separating position facing ends in the manner relative to the rest hollow cylindrical course are expanded in cross-section that they have an oblique funnel shape.
- the known method has a high rejection rate, because with the formation of small radii at the expansion edges, in this case even one-sided by 90 ° required very high pressures of over 1000 bar and the high Degrees of deformation, i.e. the ratio of insert blank diameter to the largest diameter of the formed component, from Over 60% cannot use enough wall material despite being pushed in delivered to the expansion area via the tracking stamp be so that due to the resulting material shortage in this area the wall of the blank is sometimes so thin that it can come to burst the blank.
- the appropriate reflow of the wall material prevents the high friction of the Despite the stamped wall material on the engraving Introducing a lubricant between the engraving and the blank.
- the invention has for its object a generic Method or a generic device for its implementation to develop further from a hollow Blank hollow profiles with the lowest possible reject rate and thus can be reliably produced with high degrees of deformation are expanded at the end.
- the task is according to the invention by the features of the claim 1 regarding the procedure and the characteristics of claim 6 solved with regard to the device.
- the simultaneous Expanding by means of a fluid pressure and axial, by the closing movement of the open one at the beginning of the forming process Forming tool causes high compression of the blank Forming degrees possible, one with regard to the forming the high fluid pressure required by pure expansion (> 1000 bar) comparatively low fluid pressure of about 200-300 is to be raised in cash. So that the fluid pressure generating system also simplified, since the necessary for very high pressures Pressure intensifiers are eliminated.
- the adjustment of the fluid pressure and the upsetting movement is such that the risk of kinking the blank can be practically excluded.
- the bulbous, rotationally symmetrical bulbs formed during the forming process Blanks are made easy by a simple cut to be separated into two hollow profiles perpendicular to their longitudinal extent. Because of their rotational symmetry, they are used as a connector for catalyst housings for the conventional trained housing optimally suitable, whereby by the straight cone of the one Such socket formed according to the invention hollow profile best possible flow conditions for the catalyst body are guaranteed.
- the method according to the invention allows due to the lower demands on high formability the use of stainless ferritic in comparison to the previously used austenitic materials cheaper materials.
- Ferritic materials can due to the lower thermal expansion Hollow profiles more compact than austenitic materials or assemblies consisting of or including them getting produced.
- Fig. 1 as well as in Fig. 2 is an internal high pressure forming tool 1, which consists of two tool halves, one upper 2 and a lower 3.
- the forming tool 1 is integrated in a forming press that a press ram 4 and includes a press table 5.
- the upper tool half 2 is firmly connected to the press ram 4 via a head plate 6. It also has an end facing away from the press ram 7 a recess 8 into which an exchangeable upper Die insert 9 inserted and on the face 7 with the Tool half 2 is screwed.
- the lower half of the tool 3 is hydraulic with the press table 5 via several anchored there working drive cylinder 10 connected, the circular distributed over the underside 42 of the lower tool half 3 are arranged and through which the lower tool half 3 is movable is drivable.
- the die inserts 9, 13 each have hollow inserts 9.13 axially penetrating engraving parts 14 and 15, which at Create a common, rotationally symmetrical engraving 16 form.
- the two engraving parts 14, 15 are horizontal with respect to the running parting plane 17 of the forming tool 1 arranged mirror-inverted to each other and point - starting from the parting plane 17 - first a first shorter hollow cylindrical one Section 18, then a second conical Section 19 tapering at an angle of approximately 45 ° and a third immediately following it longer hollow cylindrical extension 33. Sections 18 and 19 are different from the contour of the blank 28 radial recesses of the engraving 16 are formed.
- On the engraving parts 14, 15 is followed by a guide bore 20 which push the tool halves 2, 3 coaxially to the engraving axis 21 and in each of which a stamp 22, 23 is slidably received is.
- the punches 22, 23 have a central axially penetrating them Fluid channel 24 through which the engraving parts 14, 15 with a externally arranged high-pressure fluid production system connected are.
- the stamps 22, 23 are on side 25 facing the engraving part formed as a conically tapered pin 26, wherein between the engraving part 14, 15 and the pin 26 an oblique Forms annular gap 27 in which the tubular to be formed Blank 28 can be jammed by the wedge effect is.
- the receptacle for the blank 28 thus form the engraving part 14,15 and the pin 26, being due to the jamming of the blank 28 in the engraving 16 with respect to the external environment a high-pressure-tight seal is achieved.
- the forming tool 1 is thus one end of an inserted blank 28 completely enclosed and pressure-tight held.
- On side 29 of the stamp facing away from the engraving part 22, 23 is this with a stamp plate 30, 38 hydraulically operating drive cylinder 31, 35 connected by which the stamp 22,23 can be raised or lowered depending on use is.
- the pressure of the finished formed Blank 28 in the engraved parts 15, 16 not so be large that a removal of the resulting from the blank 28 bulging hollow profile 47 due to lack high removal forces to be applied to a removal device is prevented.
- the removal could, for example through a suitable lubrication between blank 28 and engraved part 15:16 to be relieved.
- the blank becomes 28 with its lower end 48 in the reception of the lower Tool half 3 used by means of a production robot, the conical section 19 of the engraving part 14 for insertion of the blank 28 acts centering (Fig.3a).
- the press ram 4 is located with the upper tool half 2 in an upper end position.
- the upper tool half 2 After inserting the blank 28 into the receptacle of the lower one Tool half 3, the upper tool half 2 is driven lowered from the press ram 4 into a catching position (FIG. 3b), in which the press ram 4 simultaneously by means of the working cylinder 31 synchronously driven upper punch 22 in the upper end 32 of the blank 28 is inserted and in the upper Sealing jammed.
- the snap position is defined by the height of a columnar spacer 34, which is firmly anchored on the press table 5 on the one hand and on the on the other hand, the press ram 4 taking a while of the further manufacturing process to be in a fixed position is coming.
- the upper tool half 2 thus has in the catching position reaches its lowest lowered position, the press ram 4 applies the required closing force.
- the encoder 37 is with the hydraulically operating drive cylinders 10 of the lower Tool half 3 coupled in such a way that the map control output target position values a measure of the Form the size and direction of the driving force.
- the actual position the lower tool half 3 then becomes the target position by increasing or decreasing the driving force of the drive cylinders 10 aligned.
- Tool half 3 As an alternative to the control of the lower one described above Tool half 3 is equally conceivable that this means preprogrammed drive values stored in said control unit is motion controlled. Then the one to be created Pressure of the fluid pressure generating system controlled, wherein this control also a map control with in the electronic control unit stored position-pressure-value pairs is.
- the control is such that one of the the drive cylinders 10 of the lower tool half 3 coupled Displacement measuring device 36 as a function of an instantaneous one drive-specific value, preferably the drive force output, to the current position of the lower half of the tool 3 related sensor-acquired position value via the map a target pressure value of the fluid pressure generating system fluid pressure to be generated is metered, after which the Pressure generating system their previous actual pressure value Adjusted target pressure value.
- the stamp 22.23 are for Tracking in the closed position of the forming tool 1 depending controlled by the calibration pressure according to a map, in which the pressure value of the current fluid pressure one Shift value for the stamp 22.23 is assigned, which by a measuring system, not shown here, on the stamp drive is transmitted.
- a spacer cylinder 40 is arranged, whose piston 41 on the underside 42 of the lower half of the tool 3 is attached.
- the piston 41 bounds with the cylinder base 43 a pressure chamber 44.
- the interaction of the pressure force within the pressure chamber 44 and the driving force of the drive cylinder 35 define the position of the stamp 23 relatively to the lower half of the tool 3.
- the pressure within the pressure space 44 is reduced as required, after which the piston 41 deeper into that of the drive cylinder 35 driven distance cylinder 40 immersed.
- the stamp 23 is thus moved into the engraving part 14.
- the Stamp 22 is synchronized with the stamp 23 by appropriate actuation of the drive cylinder 31 pushed into the engraving part 15.
- the fluid pressure is released, whereupon the press ram 4 with the upper tool half 2 and the stamp 22 is raised to its upper end position and the forming tool 1 thus opens.
- the pressure is still in the pressure chamber 44 further lowered, after which the piston 41 goes deeper into the spacer cylinder 40 immersed, driven by the drive cylinder 35 the stamp 23 further into the engraving part 14 is pushed into it.
- a robotic one equipped with a pincer-shaped gripper 46 Removal device engages under the bulbous expansion of the Hollow profile 47 positively and is based on the End face 11 of the lower tool half 3. Subsequently the pressure in the pressure chamber 44 is increased and at the same time the driving force of the drive cylinder 35 reduced. The lower stamp plate 38 together with stamp 23 pulled back down, whereby the hollow profile 47 by means of the engagement of the gripper 46 is stripped from the punch 23 (FIG. 3f). Then the hollow profile 47 is from the lower tool half 3 completely detached so that the removal of the hollow profile 47th can be done (Fig. 3g). Instead of a gripper 46 is also removal with a robot arm equipped with a suction cup is conceivable. Finally, the lower tool half 3 is in its lower Starting position under hydraulic pressure release of the drive cylinder 10 retracted by their own weight.
- the formed blank 28 is in the area its bulge in the middle by a transverse to its longitudinal extent running cut using a suitable separating device for example by means of a laser into two identical ones Hollow sections separated with a cross-sectional end.
- a suitable separating device for example by means of a laser into two identical ones Hollow sections separated with a cross-sectional end.
- the spacer cylinder 40 can be used during the forming process for a rigid connection between the lower stamp plate 38 and the lower tool half 3.
- the cylinders 10 are by the movement of the serving as a forming cylinder Drive cylinder 35 of the punch 23 entrained.
- the cylinders 10 are pressurized to the forming tool 1 closed during the subsequent calibration process hold.
- the spacer cylinder 40 is depressurized, so that tracking of the stamp 23 during calibration to the pressure within the engraving 16 to be able to maintain.
- a movable lower one Tool half 3 is also conceivable that the lower tool half 3 is fixed and that the upper, with the press ram 4 of a forming press firmly connected tool half 2 is movable and for reshaping the blank 28 to the lower Tool half 3 is movable.
- this does not apply the spacer 34.
- the control of the press ram 4 in coordination with the high-pressure fluid control applies above said. Otherwise, a control is also conceivable in which both tool halves 2, 3 are movable and can be moved into the contact position can be moved towards each other.
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Claims (20)
- Procédé de fabrication de profilés creux avec des élargissements d'extrémité de la section transversale, une ébauche creuse étant élargie et calibrée par reformage sous haute pression intérieure au moyen d'un outil de reformage recevant celle-ci et constitué de deux moitiés et après le calibrage la séparation étant effectuée dans la zone de l'élargissement en formant deux profilés creux avec des extrémités à section transversale élargie, tournées l'une vers l'autre lorsqu'on est en position de séparation, caractérisé en ce que l'ébauche (28) est élargie lors d'un processus à déroulement continu, lorsque l'outil de reformage (1) est ouvert et simultanément au moyen d'une force orientée axialement depuis l'extérieur sur au moins l'une des deux extrémités d'ébauche (32, 48) est écrasée pour donner une préforme ventrue répondant à une symétrie de rotation, s'approchant de la forme finale souhaitée du profilé creux (47), le bombement étant réalisé en répondant à une symétrie spéculaire par rapport à l'axe transversal médian du profilé creux (47), puis à l'état de fermeture de l'outil de reformage (1), la forme provisoire obtenue par le processus d'écrasement-élargissement, sur l'ébauche (28) reformée étant calibrée au moyen d'une pression intérieure, augmentée par rapport à la pression intérieure utilisée lors de l'écrasement avec élargissement, dans une forme finale, adaptée totalement à la gravure (16) de l'outil de reformage (1), du profilé creux (47).
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le procédé creux (47) généré après le reformage sous haute pression intérieure après son prélèvement hors de l'outil de reformage (1) est séparé dans la zone de son bombement, centralement, dans la direction transversale par rapport à la direction longitudinale du profilé creux (4).
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lors de l'étalonnage, le matériau axial de la paroi de l'ébauche (28) est entraíné, vers sa zone bombée.
- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que une zone de bombement élargie à une allure conique est générée sur l'ébauche (28) suite au processus de reformage.
- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que du fait de la séparation du profilé creux (47) dans la zone de bombement des profilés creux individuels de forme identique sont fabriqués sous forme de tubulures de raccordement pour des carters de catalyseurs.
- Dispositif de fabrication de profilés creux ayant des élargissements d'extrémité de la section transversale avec un outil de reformage sous haute pression intérieure constitué de deux demi-outils déplaçables l'un par rapport à l'autre en direction verticale et venant se placer l'un sur l'autre en position de fermeture, outil de reformage qui présente une gravure formée par les faces frontales tournées l'une vers l'autre des deux demi-outils, pour introduire une ébauche allongée creuse à reformer, gravure qui présente des évidements radiaux différant du contour de l'ébauche, avec une installation de génération de pression de fluide au moyen de laquelle après avoir introduit un fluide sous pression dans l'ébauche, on peut appliquer une haute pression produisant un élargissement de celle-ci, avec un dispositif pour obtenir un joint d'étanchéité axiale, étanche aux fluides à haute pression, de la gravure et avec un dispositif séparateur disposé en externe, au moyen duquel dans la zone de l'élargissement de l'ébauche, celle-ci est susceptible d'être séparée en deux profilés creux ayant des extrémités dont la section transversale est élargie, pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le plan de séparation (17) des demi-outils (2, 3) s'étend transversalement par rapport à l'étendue longitudinale de la gravure (16) réalisée en répondant à une symétrie de rotation et est espacé du plan de réflexion s'étendant centralement par les évidements radiaux formant la zone d'élargissement de la gravure (16) constituée de deux parties de gravure (14, 15) creuses, l'espacement étant vers le demi-outil supérieur (2) de manière qu'il forme la transition d'un tronçon (18) cylindrique creux, partant du plan de séparation (17) de la partie de gravure (15), vers un tronçon (19) se raccordant à celui-ci et allant en s'effilant,en ce que les demi-outils (2, 3) présentent un logement, dans lequel, lorsque l'outil de reformage (1) est en position d'ouverture, chaque fois une extrémité (32, 48) d'une ébauche (38) introduite est enclose en totalité etest maintenue de façon étanche aux gaz, les logements étant formés par des prolongements (33) cylindriques creux, s'étendant de façon linéaire, de la gravure (6) et par des extrémités, d'allure conique, chaque fois d'un poinçon (22, 23) qui est guidé dans un perçage de guidage (20), traversant le demi-outil (2, 3) respectif et débouchant dans la partie de gravure (16) du demi-outil (2, 3), qui est guidé de façon déplaçable avec un entraínement séparé du demi-outil mobile,et en ce que le dispositif contient une unité de commande pour commander le déplacement relatif des demi-outils (2, 3) l'un par rapport à l'autre, cette commande étant corrélée avec la commande de pression de l'installation de génération de pression de fluide, de manière que les demi-outils (2, 3) - en partant de l'outil de reformage (1) ouvert - s'approchent l'un de l'autre en produisant un effet d'écrasement axial, sur l'ébauche (28) allant en s'élargissant simultanément sous l'effet de la haute pression intérieure, en évoluant en un déplacement continu, jusqu'à ce que les deux demi-outils (2, 3) aient atteint la position d'appui, qui forme la position de fermeture de l'outil de reformage (1), dans laquelle la commande de déplacement est découplée de la commande de pression, suite à quoi, pour effectuer le processus de calibrage du profilé creux (47) écrasé et élargi, l'installation de génération de pression de fluide génère une pression de fluide notablement supérieure à la pression de fluide utilisée lors de l'écrasement avec élargissement.
- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le demi-outil supérieur (2) est fixé sur un poinçon de presse (4) d'une presse de reformage, déplaçable sur un corps d'espacement (34) ancré sur la table de presse (5), le demi-outil supérieur (2) prenant une position de capture, dans laquelle l'ébauche (28) insérée est maintenue dans le logement présent à cet endroit.
- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le demi-outil inférieur (3) est muni d'un entraínement qui est séparé du demi-outil supérieur (2), entraínement au moyen duquel il peut être déplacé en parcourant une course.
- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le poinçon (23) du demi-outil inférieur (3) est entraíné de manière que,lors du processus d'approche des deux demi-outils (2, 3) jusqu'à l'atteinte de leur position d'appui l'un sur l'autre, il présente toujours la même position relative par rapport au demi-outil inférieur (3) et, dans la position d'appui, est déplaçable par rapport à la position du demi-outil inférieur (3).
- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la forme de chaque partie de gravure (14, 15) est réalisée de manière correspondante à une tubulure de raccordement conique d'un catalyseur.
- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le poinçon (23) du demi-outil inférieur (3), après libération, par un mouvement de course du demi-outil supérieur (2), de l'extrémité supérieure (32) de l'ébauche (8) reformée lors de la fabrication, est déplaçable dans la partie de gravure (14) du demi-outil inférieur (3), d'une distance faisant que l'ébauche (28), entraínée conjointement par lui, est susceptible d'être prélevée par un dispositif de prélèvement appartenant au dispositif de fabrication.
- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce, que dans la position de prélèvement du dispositif de prélèvement, le poinçon (23) prend dans le perçage de guidage (20) une position de retrait, dans laquelle il est découplé de l'ébauche (28) formant le profilé creux (47) par une sollicitation de l'ébauche, opérée une fois que l'opération de formage a été achevée.
- Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que la position de déplacement la plus haute du poinçon (23) est celle dans laquelle le bord d'ouverture inférieur (45) du profilé creux (47), formé à partir de l'ébauche (28) reformée, est disposé à la transition entre le logement et la partie de gravure (14) du demi-outil inférieur (3).
- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'outil de reformage (1) présente plusieurs gravures (16) disposées parallèlement entre elles, avec des logements afférents pour l'ébauche (28) à insérer.
- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la commande cinématique est associée au demi-outil inférieur (3), la commande étant une commande par champ de caractéristiques, avec des paires de valeurs pression-position mémorisées dans l'unité de commande électrique, commande pour laquelle la valeur de pression d'un fluide sous pression générée momentanément est proportionnée à une valeur de position concernant la position prise par le demi-outil inférieur (3), dans laquel le demi-outil inférieur (3) est susceptible être levé ou descendu selon la position.
- Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que le dispositif contient un dispositif de mesure de course (36) dont le capteur de mesure de déplacement (37) est monté, à une extrémité, sur le demi-outil inférieur (3) à mobilité de course et est monté, à l'autre extrémité, de façon localement fixe et est couplé à l'entraínement du demi-outil inférieur (3), de manière que les valeurs de position, émanant de la commande par champ de caractéristiques, forment une indication quantitative de l'intensité et de la direction de la force d'entraínement.
- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le demi-outil inférieur (3) est soumis à une commande cinématique au moyen de valeurs d'entraínement préprogrammées, mémorisées dans l'unité de commande.
- Dispositif selon la revendication 17, caractérisé en ce que la commande de pression de l'installation de génération de pression de fluide est une commande à champ de caractéristiques avec des paires position-pression mémorisées dans l'unité de commande électronique, commande pour laquelle une valeur de position, fournie par un dispositif de mesure (36) couplé à l'entraínement du demi-outil inférieur (3), en fonction de la valeur d'entraínement momentanée, valeur de position se référant à la position momentanée du demi-outil (3), est proportionnée à une valeur de pression de consigne de la pression de fluide à générer par l'installation de génération de pression de fluide, que doit atteindre la pression réelle précédente de l'installation de génération de pression.
- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le demi-outil inférieur (3) est disposé de façon localement fixe, et en ce que le demi-outil supérieur (2) à mobilité de course, relié rigidement à un poinçon de presse (3) d'une presse de reformage, est déplaçable sur le demi-outil inférieur (3) pour reformer l'ébauche (28).
- Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que, lorsque l'outil de reformage (1) est en position de fermeture, les poinçons (22, 23) sont commandés de façon déplaçable en fonction d'une pression de calibrage, de manière à pouvoir effectuer un suivi, de manière correspondante au raccourcissement de l'ébauche (28), provoqué par le processus d'élargissement.
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