EP0940199A2 - Device for the hydraulic forming of hollow metallic bodies - Google Patents
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- B21D26/021—Deforming sheet bodies
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur hydraulischen Umformung von metallischen Hohlkörpern mit einem in einem Pressenrahmen angeordneten Formwerkzeug.The invention relates to a device for hydraulic Forming of metallic hollow bodies with one in one Press frame arranged mold.
Zur hydraulischen Umformung von metallischen Hohlkörpern, insbesondere rohrförmigen Bauteilen, mittels Innenhochdruck ist es bekannt, den Hohlkörper in ein zunächst offenes zweiteiliges Formwerkzeug aus Oberteil und Unterteil zu legen, dann das Formwerkzeug zu schließen und anschließend an mindestens einem Ende des Hohlkörpers einen Abdichtdorn zu fixieren, über den ein hydraulischer Innenhochdruck im Hohlkörper aufgebracht wird, um diesen entsprechend den vorgegebenen Konturen im Formwerkzeug zu verformen.For the hydraulic forming of hollow metal bodies, in particular tubular components, by means of high pressure it is known to initially open the hollow body two-part mold consisting of upper part and lower part to place, then close the mold and then at least at one end of the hollow body Fix sealing mandrel, via which a hydraulic internal high pressure is applied in the hollow body to this according to the given contours in the mold deform.
Hierbei kommen überwiegend hydraulische Zuhaltepressen zum Einsatz mit einem ortsfest angeordneten Unterteil und einem verlagerbaren Oberteil. Das Oberteil wird über Hydraulikzylinder geschlossen bzw. geöffnet. Steuerungsmäßig ist die Haltepresse so ausgelegt, dass sie während des Hydroformprozesses das Formwerkzeug über längere Zeit zuhält. Entsprechend des Öffnungshubs müssen die Zylinder den gesamten Weg ausführen. Hieraus resultieren entsprechend hohe Taktzeiten. Da auch die Schließkraft beim Innenhochdruckumformverfahren verhältnismäßig groß ist, ist zudem eine sehr aufwendige Hydraulikanlage erforderlich.Hydraulic locking presses predominantly come here for use with a fixed lower part and a shiftable top. The top is over Hydraulic cylinder closed or opened. In terms of control the holding press is designed so that during of the hydroforming process over a long period of time holds. The cylinders must correspond to the opening stroke run all the way. This results accordingly high cycle times. Since the closing force in the hydroforming process is relatively large a very complex hydraulic system is also required.
Ferner zählen Pressen zum Stand der Technik, bei denen eine mechanische Verriegelung des Formwerkzeugs erfolgt. Durch die bei der hydraulischen Umformung wirkenden Kräfte und die hierdurch hervorgerufenen Reaktionskräfte kann es zu einer Längendehnung der Seitenständer des Pressengestells kommen mit der Folge, dass sich das Formwerkzeug öffnet. Dies führt dazu, dass der Hohlkörper bei der Umformung in der Trennebene zwischen Unterteil und Oberteil nicht formschlüssig gehalten wird, was sich nachteilig auf die Qualität des Umformerzeugnisses auswirkt. Demzufolge ist ein Nachsetzen des Formwerkzeugs beim Umformvorgang notwendig, was jedoch bei den bekannten Pressen gar nicht oder nur durch eine aufwendige Konstruktion verwirklicht werden kann.Furthermore, presses belong to the prior art, in which the mold is mechanically locked. Due to the effect of hydraulic forming Forces and the resulting reaction forces the side stand of the Press frame come with the result that the molding tool opens. This causes the hollow body to the deformation in the parting plane between the lower part and Upper part is not held in a form-fitting manner adversely affects the quality of the formed product. As a result, repositioning the mold necessary during the forming process, but this is the case with the known ones No pressing at all or only through a complex construction can be realized.
Der Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur hydraulischen Umformung von metallischen Hohlkörpern zu schaffen, die mit einfacheren Mitteln einen schnellen und präzisen Schließvorgang des Formwerkzeugs bei genügend großen Öffnungshüben gewährleistet und einen wirtschaftlicheren Hydroformprozeß ermöglicht.The invention is therefore based on the prior art the task of a device for hydraulic To create metal hollow bodies that with simple means a quick and precise Closing process of the mold with sufficiently large opening strokes guaranteed and a more economical hydroforming process enables.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in
den Merkmalen des Anspruchs 1. According to the invention, this object is achieved in
the features of
Kerngedanke der Erfindung bildet eine Vorrichtung, deren Unterteil von einer Offenstellung in eine Schließstellung vertikal geführt verlagerbar ist, wobei das Unterteil in der Schließstellung durch einen Sperrkörper arretierbar und das Oberteil beim Umformvorgang hydraulisch gegen das Unterteil anpreßbar ist.The core idea of the invention is a device whose Lower part from an open position to a closed position vertically guided is displaceable, the lower part in the closed position can be locked by a locking body and the upper part hydraulically against the Lower part is pressed.
Der Sperrkörper kann ein- oder mehrteilig ausgeführt sein.The locking body can be made in one or more parts be.
Zum Einlegen eines umzuformenden Hohlkörpers befindet sich der Unterteil in der Offenstellung. Auch der Sperrkörper ist geöffnet. Nach dem Einlegen des Hohlkörpers wird das Formwerkzeug zusammengefahren. Dies geschieht mittels eines Hubtisches, der von einem Hydraulikzylinder verlagert wird.For inserting a hollow body to be formed the lower part in the open position. Even the locking body is opened. After inserting the hollow body the mold is moved together. this happens by means of a lifting table operated by a hydraulic cylinder is shifted.
Das Unterteil gelangt in die Schließstellung mit dem Oberteil und wird hier durch den Sperrkörper arretiert. Anschließend wird das Oberteil hydraulisch gegen das Unterteil gepreßt. Der ausgeführte Hub ist hierbei sehr klein. Beim anschließend durchgeführten Innenhochdruckumformvorgang ist das Formwerkzeug eingespannt zwischen mechanischer Abstützung nach unten und hydraulischer Abstützung nach oben.The lower part comes into the closed position with the Upper part and is locked here by the locking body. Then the upper part is hydraulically pressed against the lower part pressed. The stroke performed is very great small. During the hydroforming process that is then carried out the mold is clamped between mechanical Down support and hydraulic support up.
Bei einer eventuellen Längendehnung in den Seitenständern des Pressenrahmens erfolgt ein sofortiges selbsttätiges Nachsetzen des hydraulisch abgestützten Oberteils. Ein Öffnen bzw. Versetzen des Formwerkzeugs ist hierdurch unmöglich. Dies gewährleistet einen präzisen Umformvorgang. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich ferner durch kurze Taktzeiten aus. Der Hubzylinder des Unterteils muß keine Umform- bzw. Verformkräfte aufbringen. Die Schließzylinder des Oberteils bilden eine hydraulische Abstützung und müssen bei einer Längendehnung im Pressenrahmen lediglich nachsetzen. Die Hydraulikanlage kann dementsprechend einfacher und kostengünstiger ausgeführt werden.In the event of any longitudinal expansion in the side stands the press frame is immediately automatic Repositioning the hydraulically supported upper part. A This makes it impossible to open or move the mold. This ensures a precise forming process. The device according to the invention is also distinguished due to short cycle times. The lifting cylinder of the lower part does not have to apply any forming or deforming forces. The locking cylinders of the upper part form a hydraulic one Support and must be in the case of a longitudinal expansion in Just add the press frame. The hydraulic system can accordingly be carried out more easily and cost-effectively become.
Nach den Merkmalen des Anspruchs 2 ist das Oberteil über
ein Hydraulikkissen am Pressenrahmen abgestützt. Dieses
umfaßt mindestens eine hydraulisch wirkende Kolben-Zylinder-Einheit
(Anspruch 3). Für die Praxis bietet sich der
Einsatz von zwei Kolben-Zylinder-Einheiten an.According to the features of
Zur Verlagerung des Sperrkörpers in seine Arretierposition
ist dieser nach den Merkmalen des Anspruchs 4
schwenkbar.For moving the locking body into its locking position
this is according to the features of
Die Alternative gemäß Anspruch 5 sieht vor, daß der
Sperrkörper translatorisch in seiner Arretierposition
verlagerbar ist.The alternative according to
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1- in perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform einer erfindungsegemäßen Vorrichtung;
Figur 2- ebenfalls in perspektivischer Darstellungsweise eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Figur 3- teilweise im vertikalen Querschnitt einen Ausschnitt aus einem Pressenrahmen mit der Darstellung eines Hydraulikkissens.
- Figure 1
- a perspective view of a first embodiment of a device according to the invention;
- Figure 2
- likewise in perspective representation a second embodiment of the device according to the invention and
- Figure 3
- partly in vertical cross section a section of a press frame with the representation of a hydraulic cushion.
In den Figuren 1 und 2 tragen einander entsprechende Bauteile die gleichen Bezugszeichen. Corresponding components are shown in FIGS. 1 and 2 the same reference numerals.
Die Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zur hydraulischen Umformung
von metallischen Hohlkörpern. Die Vorrichtung umfaßt
einen auf Bodenträgern 1 ortsfest gelagerten Pressenrahmen
2. Der Pressenrahmen 2 wird von einer vorderen
Rahmenplatte 3 und einer hinteren Rahmenplatte 4 gebildet,
welche unter Eingliederung eines oberen Querträgers
5 und eines unteren Querträgers 6 gegeneinander verspannt
sind.Figure 1 shows a device for hydraulic forming
of metallic hollow bodies. The device comprises
a press frame mounted in a fixed position on floor supports 1
2. The
Im Pressenrahmen 2 ist ein Formwerkzeug 7 angeordnet. Das
Formwerkzeug 7 ist zweigeteilt mit einem Unterteil 8 und
einem Oberteil 9.A
Das Unterteil 8 ist von einer Offenstellung in eine Schließstellung vertikal geführt verlagerbar. In der Figur 1 ist die Schließstellung dargestellt.The lower part 8 is in an open position The closed position can be moved vertically. In the figure 1 shows the closed position.
Die Verlagerung des Unterteils 8 erfolgt durch einen Hubtisch
10, der über einen Hubzylinder 11 hydraulich aufwärts
bzw. abwärts bewegt werden kann. Mit 12 ist eine
Führungsstange des Hubtischs 10 bezeichnet.The lower part 8 is moved by a lifting table
10, the hydraulic upwards via a lifting
Das Oberteil 9 stützt sich mittelbar am Pressenrahmen 2
beweglich ab. Hierzu ist das Oberteil 9 an einem Hydraulikkissen
13 befestigt. Das Hydraulikkissen 13 wird von
zwei hier schematisch angedeuteten hydraulisch wirkenden
Kolben-Zylinder-Einheiten 14, 15 gebildet. Diese sind mit
ihren Zylindern am Oberteil 9 und mit ihren Kolben am
oberen Querträger 5 festgelegt. Die Zylinderunterseite
ist als Aufspannplatte ausgebildet.The upper part 9 is supported indirectly on the
Nach dem Einlegen eines umzuformenden Hohlkörpers wird
das Unterteil 8 von der Offenstellung in die Schließstellung
durch den Hubtisch 10 angehoben. Das Hydraulikkissen
13 ist dabei drucklos. After inserting a hollow body to be formed
the lower part 8 from the open position to the closed position
raised by the lifting table 10. The
Nach Erreichen der Schließstellung wird das Unterteil 8
durch einen Sperrkörper 16 arretiert.After reaching the closed position, the lower part 8
locked by a locking
Der Sperrkörper besteht aus einer Einheit von zwei Sperrblöcken
17 und 18, welche jeweils über einen an einem Hebelarm
19, 20 angreifenden Hydraulikzylinder 21, 22 um
ein Drehlager 23, 24 schwenkbar sind.The locking body consists of a unit of two locking
In der Darstellung der Figur 1 befindet sich der in
Bildebene linke Sperrblock 17 in der Arretierposition unter
dem Hubtisch 10, wohingegen der rechte Sperrblock 18
ausgeschwenkt gezeigt ist.In the representation of Figure 1 is in
Nachdem das Formwerkzeug 7 geschlossen ist, wird das
Hydraulikkissen 13 mit Druck beaufschlagt. Hierdurch wird
das Oberteil 9 hydraulisch gegen das mechanisch verriegelte
Unterteil 8 gepreßt. Der ausgeführte Hub des Oberteils
9 ist hierbei klein. Anschließend erfolgt der Innenhochdruckumformvorgang.
Während der Umformung ist das
Hydraulikkissen 13 druckbeaufschlagt, so dass ein selbsttätiges
Nachsetzen des Oberteils 9 bei einer möglichen
Längendehnung der Seitenständer 25, 26 des Pressenrahmens
2 erfolgt. Eine Spaltbildung bzw. ein Versatz im Formwerkzeug
7 wird hierdurch vermieden.After the
Nach Abschluß des Innenhochdruckumformvorgangs wird das
Formwerkzeug 7 geöffnet. Hierzu gibt der Sperrkörper 16
den Hubtisch 10 frei, indem die Sperrblöcke 17, 18 ausschwenken.
Gleichzeitig wird das Hydraulikkissen 13
druckentlastet. Hubtisch 10 und Unterteil 8 werden abgesenkt,
worauf das Umformerzeugnis entnommen und der Weiterbearbeitung
zugeführt werden kann.After completing the hydroforming process, the
Die in der Figur 2 dargestellte Vorrichtung entspricht
vom grundsätzlichen Aufbau derjenigen der Figur 1. Im Unterschied
zur vorbeschriebenen Ausführungsform ist ein
Sperrkörper 27 vorgesehen, der translatorisch, also in
einer geradlinigen Bewegung verlagerbar ist.The device shown in Figure 2 corresponds
from the basic structure of that of Figure 1. In difference
to the above-described embodiment is a
Der Sperrkörper 27 umfaßt einen einteiligen Sperrblock 28
mit Aussparungen 29 zur Durchführung der Kolbenstange des
Hubzylinders 11 bzw. der Führungsstangen 12 (vgl. Figur
1).The locking
Nachdem das Unterteil 8 zusammen mit dem Hubtisch 10 die
Schließstellung erreicht hat, wird der Sperrkörper 27 mit
Hilfe von Hydraulikzylindern 30, welche an Anschlagarmen
31, 32 des Sperrblocks 28 angreifen, auf einer horizontalen
Führungsbahn 33 unter den Hubtisch 10 geschoben.
Hierdurch wird das Unterteil 8 arretiert und mechanisch
abgestützt. Die hydraulische Abstützung des Oberteils 9
und der Umformvorgang erfolgt in gleicher Weise wie bei
der vorbeschriebenen Vorrichtung gemäß Figur 1.After the lower part 8 together with the lifting table 10
Has reached the closed position, the locking
Anhand der Figur 3 ist die Ausbildung eines Hydraulikkissens 34 näher erläutert.The formation of a hydraulic cushion is shown in FIG 34 explained in more detail.
Das Hydraulikkissen 34 umfasst eine Kolben-Zylinder-Einheit
35 mit zwei Kolben 36, 36' und einem gemeinsamen Zylinder
37. Die Kolben 36, 36' und der Zylinder 37 sind an
vertikalen Säulen 38, 38' geführt. Der Zylinder 37 ist am
Oberteil 39 eines Werkzeugs festgelegt, wohingegen die
Kolben 36, 36' am oberen Querträger 40 eines Pressenrahmens
anliegen. Auf der Oberseite des Querträgers 40 sind
die Säulen 38, 38' in Lagerbauteilen 41, 41' gehalten.
Endseitig der Säulen 38, 38' sind Hubbegrenzer 42, 42'
vorgesehen.The
In den zwischen den Kolben 36, 36' und dem Zylinder 37
ausgebildeten Zylinderräumen 43, 43' befindet sich
Hydraulikflüssigkeit 44. Die Zylinderräume 43, 43' stehen
über eine Verbindungsbohrung 45 miteinander in Kontakt. In between the
Hierdurch ist ein Druckausgleich gewährleistet. Mit 46
ist ein Anschluss zu einem Steuerventil bezeichnet. Der
Hub des Hydraulikkissens 34 ist durch den Pfeil A verdeutlicht.This ensures pressure equalization. At 46
is a connection to a control valve. Of the
The stroke of the
Während der Umformung ist das Hydraulikkissen 34 druckbeaufschlagt.
Bei einer möglichen Längendehnung der Seitenständer
des hier nicht dargestellten Pressenrahmens gewährleistet
das Hydraulikkissen 34 ein selbsttätiges
Nachsetzen des Oberteils 39. Demzufolge wird eine Spaltbildung
bzw. ein Versatz im Formwerkzeug vermieden. The
- 1 -1 -
- BodenträgerShelf support
- 2 -2 -
- PressenrahmenPress frame
- 3 -3 -
- vordere Rahmenplattefront frame plate
- 4 -4 -
- hintere Rahmenplatterear frame plate
- 5 -5 -
- oberer Querträgerupper cross member
- 6 -6 -
- unterer Querträgerlower cross member
- 7 -7 -
- FormwerkzeugMolding tool
- 8 -8th -
- Unterteil v. 7Lower part of 7
- 9 -9 -
- Oberteil v. 7Top v. 7
- 10 -10 -
- HubtischLift table
- 11 -11 -
- HubzylinderLifting cylinder
- 12 -12 -
- FührungsstangenGuide rods
- 13 -13 -
- HydraulikkissenHydraulic cushion
- 14 -14 -
- Kolben-Zylinder-EinheitPiston-cylinder unit
- 15 -15 -
- Kolben-Zylinder-EinheitPiston-cylinder unit
- 16 -16 -
- SperrkörperBlocking body
- 17 -17 -
- SperrblockLock block
- 18 -18 -
- SperrblockLock block
- 19 -19 -
- HebelarmLever arm
- 20 -20 -
- HebelarmLever arm
- 21 -21 -
- HydraulikzylinderHydraulic cylinder
- 22 -22 -
- HydraulikzylinderHydraulic cylinder
- 23 -23 -
- DrehlagerPivot bearing
- 24 -24 -
- DrehlagerPivot bearing
- 25 -25 -
- SeitenständerSide stand
- 26 -26 -
- SeitenständerSide stand
- 27 -27 -
- SperrkörperBlocking body
- 28 -28 -
- SperrblockLock block
- 29 -29 -
- AussparungRecess
- 30 -30 -
- Hydraulikzylinder Hydraulic cylinder
- 31 -31 -
- AnschlagarmStop arm
- 32 -32 -
- AnschlagarmStop arm
- 33 -33 -
- FührungsbahnGuideway
- 34 -34 -
- HydraulikkissenHydraulic cushion
- 35 -35 -
- Kolben-Zylinder-EinheitPiston-cylinder unit
- 36 -36 -
-
Kolben
36' - Kolbenpiston
36 'piston - 37 -37 -
- Zylindercylinder
- 38 -38 -
-
Säule
38' - Säulepillar
38 'column - 39 -39 -
- OberteilTop
- 40 -40 -
- QuerträgerCross member
- 41 -41 -
-
Lagerbauteil
41' - LagerbauteilBearing component
41 '- bearing component - 42 -42 -
-
Hubbegrenzer
42' - HubbegrenzerStroke limiter
42 'stroke limiter - 43 -43 -
-
Zylinderraum
43' - ZylinderraumCylinder space
43 '- cylinder space - 44 -44 -
- HydraulikflüssigkeitHydraulic fluid
- 45 -45 -
- VerbindungsbohrungConnecting hole
- 46 -46 -
- Anschlussconnection
- H -H -
- HubStroke
Claims (5)
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