EP1285705A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren eines Hohlprofils oder Hohlkörpers - Google Patents

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EP1285705A2
EP1285705A2 EP02405631A EP02405631A EP1285705A2 EP 1285705 A2 EP1285705 A2 EP 1285705A2 EP 02405631 A EP02405631 A EP 02405631A EP 02405631 A EP02405631 A EP 02405631A EP 1285705 A2 EP1285705 A2 EP 1285705A2
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EP
European Patent Office
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mandrel
housing
pressure
tool
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP02405631A
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English (en)
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EP1285705A3 (de
Inventor
Frank Wehner
Martin Feuerstein
Markus Gehrig
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3A Composites International AG
Original Assignee
Alcan Technology and Management Ltd
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Filing date
Publication date
Priority claimed from DE10147848A external-priority patent/DE10147848A1/de
Application filed by Alcan Technology and Management Ltd filed Critical Alcan Technology and Management Ltd
Publication of EP1285705A2 publication Critical patent/EP1285705A2/de
Publication of EP1285705A3 publication Critical patent/EP1285705A3/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B21C37/30—Finishing tubes, e.g. sizing, burnishing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C35/00—Removing work or waste from extruding presses; Drawing-off extruded work; Cleaning dies, ducts, containers, or mandrels
    • B21C35/02—Removing or drawing-off work
    • B21C35/03—Straightening the work

Definitions

  • the invention relates to a method for calibrating a Profiles or the like.
  • Body - especially one on the way of the extrusion from a light metal ingot Hollow profile - using a molding tool.
  • This can contain a tool housing in which the Profile introduced and at least partially through Deformation pressure is pressed against the inside surface of the housing.
  • the invention also includes one for this method particularly suitable device.
  • hydroforming adapting its outer surface (s) to one through the inner surface of a molding tool given final design - in Internal pressure generated by a flow medium; this procedure is called hydroforming (IHU) designated.
  • IHU hydroforming
  • the hollow profile by means of at least one stamp to be added, which on Attacks the workpiece on the face. In this way, the latter expanded, compressed or expanded.
  • a cone-like cylindrical probe introduced thanks to the spaced apart Sealing rings with the pipe section to be expanded Annulus forms; this is used for expansion with the pressure or flow medium filled.
  • the two sealing rings are each in an annular receiving groove U-shaped cross section arranged in the probe and have in the initial state at most when inserting the probe into the tube the outside diameter corresponding to the outside diameter of the probe. Before the expansion process begins, they become Sealing the resulting annular gap between the probe and Pipe is pressurized with pressure medium that the receiving grooves is fed.
  • the pressure medium supply to the annulus happens exclusively via at least one of the grooves and is by a sealing ring serving as a valve body controlled, the one between the receiving groove and annulus closes the opening until it passes through elastic expansion has achieved its sealing effect. Becomes the pressure in the annular space between the two seals increases, the pipe wall begins to close in this area wide.
  • Corners or sudden changes in wall thickness lead to calibration uneven deformation in the workpiece. Also walls of different thicknesses stretch when hydroforming unevenly. Go from a corner two such different walls, so will both Walls pressed against the tool by the internal pressure. The thicker wall almost stays there while the thinner wall - lower section modulus - in the Corner is drawn. This leads to a rejuvenation of the thinner Wall to the corner area.
  • the device developed for this method draws is characterized in that one in the longitudinal direction of the profile movably arranged mandrel of conical longitudinal section internal desired shape of the profile is assigned to determining mold parts which are stationary in the longitudinal direction of the profile attached and are radially movable.
  • the radially movable Mold parts limit the axial path of movement of the thorn.
  • the width of the gap is reciprocal to the effective cross-sectional size of this - against its Direction of thrust flaring - thorn.
  • the mandrel has at least one of the mold part assigned stop or pressure surface on preferred their several, which are located in the longitudinal direction of the mandrel Determine the tapered area.
  • the stop or pressure surfaces are in one configuration the device each part of a profiled projecting Pressure bar of the mandrel, the cross section the pressure bar tapers towards the mandrel center; of the printing surface should have at least one inclined towards the mandrel center Flank surface, which - forming a Angle as a cross section of a longitudinal groove - into the neighboring one Thorn side merges.
  • the Cross section polygon. Two of its printing area sections should run on both sides of a center line and be inclined to each other, one at each of the sections the mandrel sides connects.
  • a triangular shaped part with base edge facing the mandrel, each with one Frame side of the tool housing associated leg surfaces; the base edge is preferably the hypotenuse of the Molding.
  • a multiple tool is therefore offered, from the longitudinal direction standing mold parts and a movable mandrel.
  • the standing mold parts have - turned towards the edges - the inner target shape of the edges.
  • the lengthways too leading thorn is conical.
  • a tool 10 for calibrating a hollow profile made of a light alloy for the sake of clarity in FIG. 1 has in the corners 12, 12 a of a tool housing 16 formed by three frame sides 14, 14 a , isosceles triangular cross-section fitted into those corners 12, 12 a - In turn, also triangular-shaped parts 18, 18 a .
  • These and the tool housing 16 are preferably made of steel.
  • the mold parts 18, 18 a limit with their leg or side surfaces 19 and those frame sides 14, 14 a gap spaces 22 as part of the mold or tool space 24. Since the base side 14 of the tool housing 16 running down in FIG. 1 is longer than the two molded onto them, leg sides 14 a of equal length, the angle w of the corner 12 a delimited by the leg sides 14 a is 70 ° greater than each of the two corner angles t of 55 ° formed with the base side 14.
  • the mold parts 18, 18 a with their base edges 20 and in each case a central section of the adjacent frame side 14 or 14 a of the tool housing 16 in FIG. 1, determine an inner section of the tool space 24.
  • One in its longitudinal direction - that is, in the viewing direction of FIG.
  • mandrel 26 is provided with three - at the corners of its triangular cross-section formed by mandrel sides 28 - lugs or pressure strips 30, which are at a distance from the base edges 20 of the mold parts 18, 18 a - to the length a Base edges 20 shorter - offer stop or pressure surfaces 32; from this pressure surface 32 the dovetail-like extension or pressure bar cross-section tapers from the mandrel center Z thanks to flank surfaces 33 which are inclined towards one another - away from the pressure surface 32.
  • the mandrel cross-section tapers in the direction of view mentioned, ie the cross-section of its end near the viewer corresponds to the contour K indicated in FIG. 1
  • FIG. 2 shows, in a further embodiment of the molded part 18 a and the mandrel 26 on the base edge 20 of the molded part 18 a, a groove 36 extending in the longitudinal extension thereof, into which a strip-like spring-like molding 38 of the pressure surface 32 of the pressure strip 30 engages.
  • This shaping prevents the mold part 18 a from being eaten and additional lubrication is unnecessary.
  • This multiple tool 10 and the calibration method that can be carried out with it prove particularly useful when only the ends of a hollow profile are to be calibrated in order to achieve a fit in a molded part.
  • the tool housing 16 described above is missing in the tool 10 a of FIG. 3; it comprises the mandrel 26 and its pressure surfaces 32 associated mold parts 18, 18 a. These are inserted into a triangular hollow profile 34, which is likewise of a cross-section here. Axial displacement of this tool 10 a reduces the gap spaces 22 existing between it and the inner surfaces 35 of the hollow profile 34; the side surfaces 19 of the mold parts 18, 18 a lie against those inner surfaces 35 and calibrate the hollow profile 34.
  • a further multiple tool 11 according to FIG. 4 consists of two trapezoidal tool or housing halves 11 a arranged on both sides of a central leg 40 containing an axis of symmetry Q, the lateral frame parts 14 a of which extend inwards from the central leg 40 to an indicated at M, the axis of symmetry Q intersecting center line inclined and connected by a parallel to the middle leg 40 end leg 14 e .
  • a triangular shape part 18 is arranged in the two corners 12 adjoining the front or end legs 14 e and an angular shape part 42 in each of the two corners 12 a located on the center leg 40.
  • These form parts 18, 42 form with - consisting of the middle leg 40, the frame sides 14 a and the front legs 14 e - - tool housing 16 a gap spaces 22 a .
  • the two mandrels 26 a shown in FIG. 4 each have two slightly inclined mandrel sides 28, each of which adjoins a common base surface 29 by means of a corner region 27.
  • the corner region 27 receiving an angular section 43 of the molded part 42 connects to the mandrel side 28 with a leg parallel to the base surface 29 and to the base surface 29 with a second leg extending at right angles therefrom, which in turn is assigned to the other angular section 44 of the molded part 42.
  • the mandrel sides 28 of the mandrel 26 a border with the adjacent frame parts 14 a , widening gap spaces 23 in plan view towards the end leg 14 e , and merge into head surfaces 25 inclined towards the center line M, which run approximately parallel to the base edges 20 of the adjacent mold parts 18 and close that center line M form a ridge surface 29 f parallel to the front leg 14 e .
  • the profile to be calibrated lies between the respective tool housing 16 a and the longitudinally extending mold parts 18, 42, which in turn interact with the movable mandrel 26 a until - with a reduction in the width e of the gap spaces 22, 22 a , 23 -

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zum Kalibrieren eines Profiles od.dgl. Körpers -- insbesondere eines auf dem Wege des Strangpressens aus einem Leichtmetallbarren hergestellten Hohlprofils -- wird das Profil in ein Werkzeuggehäuse (16) eines Formwerkzeuges (10) zwischen die Gehäuseinnenfläche (17) und den zu dieser abstandsveränderlich ausgebildeten Formenteile (18, 18a) eingelegt sowie durch letztere zur Durchführung eines mechanischen Kalibriervorganges an jene Gehäuseinnenflache (17) gepresst. Die in axialer Richtung ortsfesten Formenteile (18, 18a) werden durch zumindest einen axial bewegten Dorn (26) radial verschoben, wobei der Abstand (e) zwischen den auf dem Dorn (26) gleitenden Formenteilen (18, 18a) sowie der Gehäuseinnenfläche (17) bzw. der Profilinnenfläche vermindert wird. Dieses Verfahren kann auch bei einem Profil angewendet werden, wenn dieses sich nicht in einem Werkzeuggehäuse (16) befindet. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Profils od.dgl. Körpers -- insbesondere eines auf dem Wege des Strangpressens aus einem Leichtmetallbarren hergestellten Hohlprofils -- mittels eines Formwerkzeuges. Dieses kann ein Werkzeuggehäuse enthalten, in welches das Profil eingebracht und zumindest teilweise durch Verformungsdruck an die Gehäuseinnenfläche angepresst wird. Zudem erfasst die Erfindung eine für dieses Verfahren besonders geeignete Vorrichtung.
Strangpressprofile werden über Matrizen gepresst, die üblicherweise während des Verformens des Bolzens zum Profil lokal erodieren. Außerdem hat sich gezeigt, dass die Matrizenform nur annäherungsweise präzise die Kontur des Profils bestimmen kann. Ähnliches lässt sich über rollgeformte Profile und fließgepresste Röhren sagen. Die produzierte Gestalt entspricht also nur ungefähr der gewünschten. Die Abweichungen der resultierenden Formgebung von der Sollform werden als Toleranzen bezeichnet und sind u.a. in Normen beschrieben. Zur Gestaltungsverbesserung werden verschiedene Formgebungsverfahren angewendet, etwa das Ziehen über einen Dorn bei Rundrohren oder das Kalibrieren durch Umformen mittels Innenhochdruck; letzteres ist beispielhaft in der DE 198 51 326 C1 der Anmelderin beschrieben. Nach dieser wird beim Kalibrieren eines Hohlprofils -- d.h. dem Anpassen seiner Außenfläche/n an eine durch die Innenfläche eines Formwerkzeuges vorgegebene Endgestaltung -- im Profilinneren durch ein Strömungsmedium ein Innendruck erzeugt; dieses Vorgehen wird als Innenhochdruck-Umformen (IHU) bezeichnet. Zusätzlich kann das Hohlprofil mittels wenigstens eines Stempels nachgeschoben werden, der am Werkstück stirnseitig angreift. Auf diese Weise wird letzteres aufgeweitet, gestaucht bzw. expandiert.
Zum hydraulischen Aufweiten eines Rohrabschnitts wird in diesen beispielsweise eine zapfenartige zylindrische Sonde eingeführt, die dank im Abstand voneinander befindlicher Dichtringe mit dem aufzuweitenden Rohrabschnitt einen Ringraum bildet; dieser wird zum Aufweiten mit dem Druck- oder Strömungsmedium gefüllt. Die beiden Dichtringe sind jeweils in einer ringförmigen Aufnahmenut U-förmigen Querschnitts in der Sonde angeordnet und haben im Ausgangzustand beim Einführen der Sonde in das Rohr einen höchstens dem Außendurchmesser der Sonde entsprechenden Außendurchmesser. Vor Beginn des Aufweitungsvorganges werden sie zur Abdichtung des entstandenen Ringspaltes zwischen Sonde und Rohr mit Druckmedium beaufschlagt, das den Aufnahmenuten zugeführt wird. Die Druckmittelzuleitung zum Ringraum geschieht ausschließlich über zumindest eine der Aufnahmenuten und wird durch einen als Ventilkörper dienenden Dichtring gesteuert, der eine zwischen Aufnahmenut und Ringraum befindliche Öffnung so lange verschließt, bis er durch elastisches Aufweiten seine Dichtwirkung erreicht hat. Wird der Druck im Ringraum zwischen den beiden Dichtungen erhöht, beginnt sich die Rohrwand in diesem Bereich zu weiten.
Beim Kalibrieren führen Ecken oder plötzliche Wanddickenänderungen im Werkstück zu ungleichmäßiger Verformung. Auch dehnen sich Wandungen unterschiedlicher Dicke beim Innenhochdruck-Umformen ungleichmäßig aus. Gehen von einer Ecke zwei solch unterschiedliche Wandungen aus, so werden beide Wandungen durch den Innendruck an das Werkzeug gedrückt. Die dickere Wandung bleibt dort fast stehen, während die dünnere Wandung -- geringeren Widerstandsmoments -- in die Ecke gezogen wird. Diese führt zu einer Verjüngung der dünneren Wandung zum Eckbereich hin.
Überlegungen, Profile mit längslaufenden Kanten und angrenzenden Flächen über einen Dorn zu ziehen, führten nicht zum Erfolg; die Verformung tritt nur an den Kanten auf statt in den angrenzenden Flächen. Die Kanten werden ausgedünnt und geschwächt, die Gestalt des Profils wird aber nicht kalibriert. Außerdem wird in der Produktion nach einigen Hüben der -- vorzugsweise aus Stahl gefertigte -- Kalibrierdorn in einem Profil aus Leichtmetall fressen.
In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, die oben beschriebenen Nachteile eines Kalibrierens mit Innenhochdruck zu beheben, durch Bauteilschwächung entstehende Rissgefahr zu unterbinden sowie eine konstante Wanddicke zu schaffen. Zudem soll ein Fressen der Formenteile vermieden und deren zusätzliches Schmieren unnötig werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre der unabhängigen Patentansprüche; die Unteransprüche geben günstige Weiterbildungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.
Erfindungsgemäß werden in das Profil zwischen die Profilinnenflächen zu diesen abstandsveränderlich ausgebildete Formenteile eingelegt sowie zur Durchführung eines mechanischen Kalibriervorganges an die Profilinnenfläche gepresst. Ist ein äußeres Werkzeuggehäuse vorhanden, wird das Profil in dieses eingelegt, in letzteres werden jene Formenteile in beschriebener Weise eingebracht und durch diese wird das Profil gegen die Gehäuseinnenfläche gepresst, was zu einer besonders exakten Formgebung der Profilaußenflächen führt.
Als günstig hat er sich erwiesen, dass die in axialer Richtung ortsfesten Formenteile durch zumindest einen axial bewegten Dorn radial verschoben werden, wobei der Abstand zwischen den Formenteilen sowie der Gehäuseinnenfläche vermindert und dabei das zwischengeordnete Profil verformt wird.
Das Profil wird also nicht mit einem Strömungsmittel beaufschlagt, sondern es wird mechanisch kalibriert.
Die für dieses Verfahren entwickelte Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass einem in Längsrichtung des Profils beweglich angeordneten Dorn konischen Längsschnittes die innere Sollform des Profils bestimmende Formenteile zugeordnet sind, welche in Längsrichtung des Profils ortsfest angebracht sowie radial dazu bewegbar ausgebildet sind.
Als besonders günstig hat sich gezeigt, mit den Formenteilen sowie der ihnen zugeordneten Gehäuseinnenfläche des Werkzeuggehäuses einen Spaltraum veränderbarer Weite für das Profil zu bilden; die Weite des Spaltraumes wird bei zunehmendem Querschnitt des axial bewegten Dornes vermindert und das zwischengeordnete Profil dadurch zunehmend an jene Gehäuseinnenfläche geschoben.
Vorteilhafterweise stellen die radial ortsveränderlich angeordneten Formenteile eine Begrenzung für die axiale Bewegungsbahn des Dornes dar. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung verhält sich die Weite des Spaltraumes reziprok zur wirksamen Querschnittsgröße dieses -- sich gegen seine Schubrichtung konisch erweiternden -- Dornes.
Erfindungsgemäß weist der Dorn zumindest eine dem Formenteil zugeordnete Anschlag- oder Druckfläche auf bevorzugt deren mehrere, die in Längsrichtung des Dornes dessen sich konisch verjüngenden Bereich bestimmen.
Die Anschlag- oder Druckflächen sind bei einer Ausgestaltung der Vorrichtung jeweils Teil einer profiliert vorspringenden Druckleiste des Dornes, wobei sich der Querschnitt der Druckleiste zum Dornzentrum hin verjüngt; von der Druckfläche soll zumindest eine zum Dornzentrum hin geneigte Flankenfläche ausgehen, die -- unter Bildung eines Winkels als Querschnitt einer Längsnut -- in die benachbarte Dornseite übergeht.
Als vorteilhaft wird angesehen, die Druckfläche mit einer leisten- oder federartigen Anformung auszustatten und dieser eine entsprechende Nut in der Basiskante des Formenteils zuzuordnen. Dank dieser in die Nut einrastenden Leiste wird eine Kupplung angeboten, dank derer ein Fressen der Formenteile unterbunden und ein zusätzliches Schmieren verzichtbar wird.
In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der Dorn querschnittlich polygon. Zwei seiner Druckflächenabschnitte sollen beidseits einer Mittellinie verlaufen und zueinander geneigt sein, wobei an jeden der Abschnitte eine der Dornseiten anschließt.
Im Rahmen der Erfindung liegt ein dreiecksförmiges Formenteil mit zum Dorn gerichteter Basiskante mit jeweils einer Rahmenseite des Werkzeuggehäuses zugeordneten Schenkelflächen; die Basiskante ist bevorzugt die Hypothenuse des Formenteiles.
Für querschnittlich dreiecksförmige Hohlprofile wurde ein ebenfalls querschnittlich dreiecksförmiges Werkzeuggehäuse entwickelt, in welchem drei dreiecksartige Formenteile drei Druckleisten des Dornes zugeordnet sind, der selbst einen angenähert dreieckigen Querschnitt anbietet.
Es wird also ein Mehrfachwerkzeug angeboten, aus in Längsrichtung stehenden Formenteilen und einem beweglichen Dorn. Die stehenden Formenteile haben -- den Kanten zugewendet -- die innere Sollform der Kanten. Der in Längsrichtung zu führende Dorn ist konisch. Beim Durchziehen des Dornes durch den Formraum bzw. die oben beschriebene Laufbahn werden die Formenteile -- bei entsprechender Formgebung des Dornes -- in Richtung der Kanten geschoben und weiten das Profil auf. Dadurch werden die Flächen abgestreckt, das Profil wird auf einfache Weise kalibriert.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in
Fig. 1,3:
jeweils die Frontsicht auf ein Werkzeug zum Kalibrieren eines Profiles;
Fig. 2:
ein Detail aus Fig. 1 zu einer anderen Ausgestaltung;
Fig. 4:
die Frontsicht auf ein weiteres Mehrfachwerkzeug.
Ein Werkzeug 10 zum Kalibrieren eines aus Gründen der Übersichtlichkeit in Fig. 1 nicht dargestellten Hohlprofiles aus einer Leichtmetallegierung weist in den Ecken 12, 12a eines von drei Rahmenseiten 14, 14a gebildeten Werkzeuggehäuses 16 gleichschenkelig dreiecksförmigen Querschnittes in jene Ecken 12, 12a eingepasste -- ihrerseits ebenfalls dreiecksartige -- Formenteile 18, 18a auf. Diese sowie das Werkzeuggehäuse 16 sind bevorzugt aus Stahl gefertigt.
Die Formenteile 18, 18a begrenzen mit ihren Schenkel- oder Seitenflächen 19 sowie jenen Rahmenseiten 14, 14a Spalträume 22 als Teil des Form- oder Werkzeugraumes 24. Da die in Fig. 1 unten verlaufende Basisseite 14 des Werkzeuggehäuses 16 länger ist als die beiden an sie angeformten, zueinander gleichlangen Schenkelseiten 14a, ist der Winkel w des von den Schenkelseiten 14a begrenzten Ecks 12a mit 70° größer als jeder der beiden mit der Basisseite 14 gebildeten Eckwinkel t von jeweils 55°.
Die Formenteile 18, 18a bestimmen mit ihren Basiskanten 20 sowie jeweils einem mittleren Abschnitt der benachbarten Rahmenseite 14 bzw. 14a des Werkzeuggehäuses 16 in Fig. 1 einen Innenabschnitt des Werkzeugraumes 24. Ein in seiner Längsrichtung -- also in Blickrichtung auf Fig. 1 -- zu führender Dorn 26 ist mit drei -- an den Ecken seines von Dornseiten 28 gebildeten dreiecksförmigen Querschnitts vorspringenden -- Ansätzen- oder Druckleisten 30 versehen, die in Abstand zu den Basiskanten 20 der Formenteile 18, 18a -- zur Länge a der Basiskanten 20 kürzere -- Anschlag- oder Druckflächen 32 anbieten; von dieser Druckfläche 32 weg verjüngt sich der schwalbenschwanzartige Ansatz- oder Druckleistenquerschnitt vom Dornzentrum Z hin dank -- von der Druckfläche 32 weg -- zueinander geneigter Flankenflächen 33. Insgesamt verjüngt sich der Dornquerschnitt in der erwähnten Blickrichtung, d.h. der Querschnitt seines dem Betrachter nahen Endes entspricht der in Fig. 1 angedeuteten Kontur K.
Beim Durchziehen dieses Dornes 26 durch den erwähnten Innenabschnitt des Werkzeug- oder Formraumes 24 werden die mit den Rahmenseiten 14, 14a die Spalträume 22 begrenzenden dreiecksartigen Formenteile 18, 18a in Richtung der Rahmenseiten 14, 14a -- also quer zur Längsrichtung -- geschoben sowie der Abstand e zwischen diesen Formenteilen 18, 18a und den Rahmenseiten 14, 14a verkürzt; ein zwischen den Formenteilen 18, 18a und dem Dorn 26 einerseits sowie dem Werkzeuggehäuse 16 anderseits angeordnetes - hier querschnittlich dreiecksförmiges - Hohlprofil wird dabei aufgeweitet, bis es sich der Innenfläche 17 des Werkzeuggehäuses 16 anschmiegt. Das Hohlprofil wird also kalibriert.
Die Fig. 2 zeigt in einer weiteren Ausgestaltung des Formenteils 18a sowie des Dornes 26 an der Basiskante 20 des Formenteils 18a eine in dessen Längserstreckung verlaufende Nut 36, in welche eine streifenförmig federartige Anformung 38 der Druckfläche 32 der Druckleiste 30 einrastet. Durch diese Formgebung wird ein Fressen des Formenteils 18a vermieden sowie ein zusätzliches Schmieren unnötig. Dieses Mehrfachwerkzeug 10 sowie das mit ihm durchführbare Kalibrierverfahren bewährt sich besonders dann, wenn nur die Enden eines Hohlprofils kalibriert werden sollen, um dort eine Passung in ein Formteil zu erzielen.
Beim Werkzeug 10a der Fig. 3 fehlt das oben beschriebene Werkzeuggehäuse 16; es umfasst den Dorn 26 und die seinen Druckflächen 32 zugeordneten Formenteile 18, 18a. Diese werden in ein hier ebenfalls querschnittlich dreiecksförmiges Hohlprofil 34 eingeschoben. Durch axiales Verschieben dieses Werkzeuges 10a vermindern sich die zwischen diesem und den Innenflächen 35 des Hohlprofils 34 bestehenden Spalträume 22; die Seitenflächen 19 der Formenteile 18, 18a legen sich jenen Innenflächen 35 an und Kalibrieren das Hohlprofil 34.
Ein weiteres Mehrfachwerkzeug 11 besteht nach Fig. 4 aus zwei beidseits eines -- eine Symmetrieachse Q enthaltenden -- Mittelschenkels 40 angeordneten trapezförmigen Werkzeug- oder Gehäusehälften 11a, deren seitliche Rahmenteile 14a vom Mittelschenkel 40 weg einwärts zu einer bei M angedeuteten, die Symmetrieachse Q kreuzenden Mittellinie geneigt und durch ein zum Mittelschenkel 40 parallelen Stirnschenkel 14e verbunden sind.
Im Formraum 24 der Werkzeughälfte 11a ist in den beiden an den Stirn- oder Endschenkeln 14e angrenzenden Ecken 12 ein dreieckartiger Formenteil 18 angeordnet sowie in den beiden am Mittelschenkel 40 befindlichen Ecken 12a jeweils ein winkelförmiger Formenteil 42. Diese Formenteile 18, 42 bilden mit dem -- aus dem Mittelschenkel 40, den Rahmenseiten 14a und den Stirnschenkeln 14e bestehenden - - Werkzeuggehäuse 16a Spalträume 22a.
Die beiden in Fig. 4 dargestellten Dorne 26a weisen jeweils zwei geringfügig geneigte Dornseiten 28 auf, deren jede mittels eines Eckbereiches 27 an eine gemeinsame Basisfläche 29 anschließt. Der einen Winkelabschnitt 43 des Formenteils 42 aufnehmende Eckbereich 27 schließt mit einem zur Basisfläche 29 parallelen Schenkel an die Dornseite 28 an sowie mit einem von diesem rechtwinkelig ausgehenden zweiten Schenkel an die Basisfläche 29, die ihrerseits dem anderen Winkelabschnitt 44 des Formenteils 42 zugeordnet ist.
Die Dornseiten 28 des Dorns 26a begrenzen mit den benachbarten Rahmenteilen 14a sich in Draufsicht zum Stirnschenkel 14e hin erweiternde Spalträume 23 und gehen in zur Mittellinie M geneigte Kopfflächen 25 über, die etwa parallel zu den Basiskanten 20 der benachbarten Formenteile 18 verlaufen sowie nahe jener Mittellinie M eine zum Stirnschenkel 14e parallele Firstfläche 29f bilden.
In der in Fig. 4 unteren Werkzeughälfte 11a ist eine Stellung des Dornes 26a angedeutet, bei welcher dessen Abstand f zum Mittelschenkel 40 kürzer ist als in der oberen Werkzeughälfte 11a.
Auch hier liegt das zu kalibrierende Profil zwischen dem jeweiligen Werkzeuggehäuse 16a und den in Längsrichtung stehenden Formenteilen 18, 42, die ihrerseits mit dem bewegbaren Dorn 26a aufweitend zusammenwirken, bis -- unter Verminderung der Weite e der Spalträume 22, 22a, 23 -- das Profil an den Gehäuseinnenflächen 17 -- deren Form annehmend -- anschlägt.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Kalibrieren eines Profils (34) od. dgl. Körpers, insbesondere eines auf dem Wege des Strangpressens aus einem Leichtmetallbarren hergestellten Hohlprofils, mittels eines Formwerkzeuges (10a),
    dadurch gekennzeichnet, dass in das Profil (34) zwischen die Profilinnenflächen (35) zu diesen abstandsveränderlich ausgebildete Formenteile (18, 18a; 42) eingelegt sowie zur Durchführung eines mechanischen Kalibriervorganges an die Profilinnenflächen gepresst werden.
  2. Verfahren zum Kalibrieren eines Profils (34) od. dgl. Körpers, insbesondere eines auf dem Wege des Strangpressens aus einem Leichtmetallbarren hergestellten Hohlprofils, in einem Werkzeuggehäuse (16, 16a) eines Formwerkzeuges (10, 11), in welches das Profil eingebracht und zumindest teilweise durch Verformungsdruck an die Gehäuseinnenfläche (17) angepresst wird, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil (34) zwischen die Gehäuseinnenfläche (17) und die zu dieser abstandsveränderlich ausgebildeten Formenteile (18, 18a; 42) eingelegt sowie durch letztere zur Durchführung eines mechanischen Kalibriervorganges an die Gehäuseinnenfläche gepresst wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in axialer Richtung ortsfesten Formenteile (18, 18a, 42) durch zumindest einen axial bewegten Dorn (26, 26a) radial verschoben werden, wobei der Abstand (e) zwischen den auf dem Dorn gleitenden Formenteilen sowie der Profilinnenfläche (35) bzw. der Gehäuseinnenfläche (17) vermindert wird.
  4. Vorrichtung zum Kalibrieren eines Profiles (34) od. dgl. Körpers, insbesondere eines auf dem Wege des Strangpressens aus einem Leichtmetallbarren hergestellten Hohlprofiles, mittels eines Formwerkzeuges (10, 10a, 11), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voraufgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass einem in Längsrichtung des Profils (34) beweglich angeordneten Dorn (26, 26a) konischen Längsschnittes die innere Sollform des Profils bestimmende Formenteile (18, 18a; 42) zugeordnet sind, welche in Längsrichtung des Profils ortsfest angebracht sowie radial dazu bewegbar ausgebildet sind.
  5. Vorrichtung mit einem Werkzeuggehäuse (16, 16a) des Formwerkzeuges (10, 11), in welches das Profil eingebracht und zumindest teilweise durch Verformungsdruck an die Gehäuseinnenfläche (17) angepresst wird, nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Formenteile (18, 18a; 42) mit der ihnen zugeordneten Gehäuseinnenfläche (17) des Werkzeuggehäuses (16, 16a) einen Spaltraum (22, 22a) veränderbarer Weite (e) für das Profil bilden, wobei die Weite des Spaltraumes bei zunehmendem Querschnitt des axial bewegbaren Dornes (26, 26a) verminderbar ausgebildet ist.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die radial ortsveränderlich angeordneten Formenteile (18, 18a; 42) die axiale Bewegungsbahn des Dornes (26, 26a) seitlich begrenzen.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Weite (e) des Spaltraumes (22, 22a) zwischen den Formenteilen (18, 18a, 42) einerseits und der Profilinnenfläche (35) bzw. der Gehäuseinnenfläche (17) anderseits reziprok zur wirksamen Querschnittsgröße des Dornes (26, 26a) verhält.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (26, 26a) zumindest eine dem Formenteil (18, 18a; 42) zugeordnete Anschlag- oder Druckfläche (25, 27, 29; 32) aufweist, die in Längsrichtung des Dornes dessen sich konisch verjüngenden Bereich bestimmt.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlag- oder Druckflächen (32) jeweils Teil einer profiliert vorspringenden Druckleiste (30) des Dornes (26) sind (Fig. 1, 3).
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Querschnitt der Druckleiste (30) zum Dornzentrum (Z) hin verjüngt.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass von der Anschlag- oder Druckfläche (32) zumindest eine zum Dornzentrum (Z) hin geneigte Flankenfläche (33) ausgeht, die unter Bildung eines Winkels in die benachbarte Dornseite (28) übergeht (Fig. 1, 3).
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckfläche (32) des Dornes (26) mit einer leisten- oder federartigen Anformung (38) versehen und dieser eine entsprechende Nut (36) in der Basiskante (20) des Formenteils (18a) zugeordnet ist (Fig. 2).
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 12, gekennzeichnet durch einen querschnittlich polygonen Dorn (26a) .
  14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Druckflächenabschnitte (25) beidseits einer Mittellinie (M) zueinander geneigt verlaufen, wobei an jeden der Abschnitte eine der Dornseiten (28) anschließt.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Formenteil (18, 18a; 42) einem Eckbereich (12, 12a) des Werkzeuggehäuses (16, 16a) zugeordnet ist.
  16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, gekennzeichnet durch ein dreiecksförmiges Formtenteil (18, 18a) mit zum Dorn (26) gerichteter Basiskante (20) sowie mit jeweils einer Rahmenseite (14, 14a, 14e) des Werkzeuggehäuses (16, 16a) zugeordneten Schenkelflächen (19).
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Basiskante (20) die Hypothenuse des dreiecksförmigen Formteiles (18) ist (Fig. 4).
  18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 16, gekennzeichnet durch ein querschnittlich dreiecksförmiges Werkzeuggehäuse (16), in welchem drei dreiecksförmige Formenteile (18, 18a) drei Druckleisten (32) des Dornes (26) zugeordnet sind (Fig. 1).
  19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 18, gekennzeichnet durch ein winkelförmiges Formenteil (42), wobei jeder der Winkelabschnitte (43, 44) einer Rahmenseite (14a, 40) des Werkzeuggehäuses (16a) zugeordnet ist (Fig. 4).
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