EP0920932B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Lochen eines Werkstückes - Google Patents
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- EP0920932B1 EP0920932B1 EP98120235A EP98120235A EP0920932B1 EP 0920932 B1 EP0920932 B1 EP 0920932B1 EP 98120235 A EP98120235 A EP 98120235A EP 98120235 A EP98120235 A EP 98120235A EP 0920932 B1 EP0920932 B1 EP 0920932B1
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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
- B21D28/00—Shaping by press-cutting; Perforating
- B21D28/24—Perforating, i.e. punching holes
- B21D28/28—Perforating, i.e. punching holes in tubes or other hollow bodies
Definitions
- the invention relates to a method and a device according to the preamble of claims 1 and 8, for punching a workpiece, the workpiece being a Hollow body manufactured by the hydroforming process or can be formed as a sheet-shaped part.
- One side of the wall of the workpiece becomes one under High pressure pressure medium and the other side of the Action of a stamp guided in a tool exposed, the stamp against the wall of the High pressure of the pressure medium cuts or a Tool designed circumferential cutting edge releases the wall under the influence of a high pressure is cut. It finds a source to deploy a high pressure pressure medium and one Pressure feeder for feeding the print medium into the High pressure room application.
- A1 a method for manufacturing an opening in the wall of a hollow body trained workpiece and a tool for implementation of the method described, the tool in the area the desired breakthrough with a sharp edge of the component-walled cavity is provided to the wall in the direction of this cavity so under pressure to be able to put them on the sharp edge cuts.
- DE 43 22 063 C1 becomes an internal high pressure forming tool guided stamp initially for the purpose of pre-cutting against the wall under maximum internal pressure and then for the purpose of complete cutting led against the wall under reduced pressure.
- the invention has for its object a method and to provide a device for punching a workpiece, the one with lower media and / or stamp pressure less edge shape deviation, a smaller ridge height and ensures a better cutting surface.
- the workpiece can be used as a hydroforming process manufactured hollow body or as a be sheet-shaped part.
- One side of the wall the workpiece becomes a high pressure one Print medium and its other side under the influence of a exposed to a tool-guided stamp.
- the punch either cuts the wall of the workpiece against the effect of the print medium or the stamp a circumferential cutting edge formed on the tool which affects the wall of the workpiece increasing pressure of the print medium (D) cut, free or both are carried out one after the other.
- the movement of the stamp is in the form of the feed movement when cutting the wall of the workpiece and / or in shape the return stroke movement when releasing the rotating Cutting edge of the tool is overlaid by a vibration and / or the application of the applied to the wall High pressure through the pressure medium (D) occurs in rhythm a vibration. This can puncture the workpiece by the stamp for non-vibrating or vibrating increasing or decreasing high pressure of the pressure medium.
- the frequency of the vibration of the stamp and / or printing medium is preferably on the order of 5 to 50 Hz. However, it is also possible to use one in the ultrasound range to use.
- the vibration amplitudes and / or the frequencies of the Vibrations of the stamp and the printing medium can be the same or be different.
- the device for punching a workpiece on one side of the wall of the workpiece Stamp and on the other side of the wall High pressure room There is also a source to provide a pressurized medium and one Pressure feeder for feeding the print medium into the High pressure room provided.
- Control device provided with the stamp movement and the vibration of the stamp and / or the high pressure of the Print medium and its vibration superposition controllable are.
- the device has a tool 2, between which Upper tool part 4 and lower tool part 6 the workpiece 8 pressure-tight is clamped.
- a stamp 10 is guided by a drive 12 in Direction of the wall of the workpiece 8 (feed movement) and can be moved away from it (return stroke movement).
- the Lower tool part 6 has a pressure chamber 14 which over a pressure feed 16 with a high pressure source 18 in Connection is established.
- the drive 12 and the high pressure source 18 are connected to a control device 20 which it allows the stamp movement and / or the pressure of the To control print medium D in rhythm with an oscillation.
- Fig. 1 issued the control device 20 to the stamp 10 via the Drive 12 one superimposed with an oscillation constant feed in the direction of the wall of the workpiece 8.
- the stamp 10 for each oscillation period larger piece penetrates into the wall 8 than it out of it retracts, it progresses gradually until it contrary to one of the control device 20 via the Pressure source 18 and the channel 16 maintained has completely penetrated constant high pressure and the cutout is made.
- the constant High pressure caused by a swinging or non-swinging or to replace decreasing high pressure.
- the stamp 10 by reversing the constant feed swinging from the wall of the To move workpiece 8.
- the pressure of the Pressure medium D in the pressure chamber 14 may be constant or else oscillating or non-oscillating, for example linear increase. Because the stamp 10 per period of vibration always a larger piece on the tool part 4 revolving cutting edge 22 as he releases it again covered, the wall 8 separates below the higher becoming pressure in the pressure chamber 14 gradually at the Tool 2 circumferential cutting edge 22.
- FIG. 3 is the path-time diagram of a wall 8 swinging cutting stamp 10 shown.
- the control device 20 Under the Influence of the control device 20 is due to the drive 12 realized an oscillation with a frequency of 17 Hz has been superimposed.
- the amplitude of the resulting feed vibration exhibits e.g. one positive proportion of 0.06 mm / s and a negative proportion from 0.04 mm / s.
- the stamp penetrates 10 with low cutting force in the wall of a workpiece and leaves a high quality perforation.
- Ultrasonic vibration provided by ultrasonic transducers achieve, whose frequency is preferably 20 kHz.
Description
- Fig. 1:
- Vorrichtung mit schwingend schneidendem Stempel
- Fig. 2:
- Vorrichtung mit schwingend freigebendem Stempel
- Fig. 3:
- Weg-Zeit-Diagramm eines schwingend schneidenden Stempels
Claims (9)
- Verfahren zum Lochen eines Werkstückes, wobei das Werkstück (8) als ein nach dem Innenhochdruckumformverfahren hergestellter Hohlkörper oder als ein hydrogefomtes blechförmiges Teil ausgebildet sein kann, und wobei die eine Seite der Wandung des Werkstückes (8) einem unter Hochdruck stehenden Druckmedium (D) und dessen andere Seite der Einwirkung eines in einem Werkzeug (2) geführten Stempels (10) ausgesetzt wird und der Stempel (10) entweder die Wandung des Werkstückes (8) entgegen der Wirkung des Druckmediums (D) schneidet oder eine am Werkzeug (2) ausgebildete umlaufende Schneidkante (22), an der sich die Wandung des Werkstückes (8) unter dem Einfluß zunehmenden Druckes des Druckmediums (D) geschnitten wird, freigibt oder beides nacheinander ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Stempels (10) in Form der Vorschubbewegung beim Aufschneiden der Wandung des Werkstückes (8) und/oder in Form der Rückhubbewegung beim Freigeben der umlaufenden Schneidkante (22) des Werkzeuges (2) von einer Schwingung überlagert wird und/oder das Aufbringen des an der Wandung (8) anliegenden Hochdrucks durch das Druckmedium (D) im Rhythmus einer Schwingung erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lochen des Werkstückes (8) durch den Stempel (10) bei nichtschwingendem oder schwingendem zu- oder abnehmendem Hochdruck des Druckmediums (D) erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst unter einer Vorschubbewegung des Stempels (10) das Anschneiden der Wandung des Werkstückes (8) bis auf eine Restwanddicke erfolgt und anschließend unter einer Rückhubbewegung des Stempels (10) die umlaufende Schneidkante (22) durch den Stempel (10) freigegeben wird, so daß der Ausschnitt (1) durch den Hochdruck des Druckmediums (D) bei gleichzeitiger Schwingungsüberlagerung der Stempelbewegung des Stempels (10) und/oder des Druckes des Druckmediums (D) aus der Wandung des Werkstückes (8) ausgeschnitten wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche von 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschneiden der Wandung des Werkstückes (8) bis auf eine Restwanddicke und die Rückhubbewegung des Stempels (10) die zur Freigabe der umlaufende Schneidkante (22) durch den Stempel (10) wechselweise im Rhythmus einer Schwingung erfolgen.
- Verfahren nach einem der Ansprüche von 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Schwingung von Stempel (10) und/oder Druckmedium (D) in der Größenordnung von 5 bis 50 Hz liegt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Schwingung von Stempel (10) und/oder Druckmedium (D) im Ultraschallbereich liegt.
- Verfahren nach einem der Ansprüche von 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungsamplituden und/oder die Frequenzen der Schwingungen von Stempel (10) und Druckmedium (D) gleich oder unterschiedlich sind.
- Vorrichtung zum Lochen eines Werkstückes, mit einem Hochdruck-Umformwerkzeug (2), wobei auf einer Seite der Wandung des Werkstückes (8) der Stempel (10) angeordnet ist und sich auf der anderen Seite der Wandung des Werkstückes (8) ein Hochdruckaum (14) befindet sowie mit einer Quelle (18) zum Bereitstellen eines mit Hochdruck beaufschlagbaren Druckmediums (D) und einer Druckzuführung (16) zum Zuführen des Druckmediums (D) in den Hochdruckraum, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckzylinder (12) zur Erzeugung des Stempelvorschubes und des Stempelrückhubes mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Schwingung des Stempels (10) und/oder daß der Druckzylinder zur Erzeugung des Hochdruckes des Druckmediums mit einer Einrichtung zur Erzeugung einer Schwingungen im Druckmedium gekoppelt sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuereinrichtung (20) vorgesehen ist, mit der Stempelbewegung und die Schwingung des Stempels (10) und/oder der Hochdruck des Druckmediums (D) und dessen Schwingungsüberlagerung steuerbar sind.
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