JPH09122775A - T字形の中空体もしくは少なくとも1つのドーム状の分岐部を備えた中空体を製造する方法並びに装置 - Google Patents

T字形の中空体もしくは少なくとも1つのドーム状の分岐部を備えた中空体を製造する方法並びに装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 T字形の中空体もしくは少なくとも1つのド
ーム状の分岐部を備えた中空体を、簡単にかつ特に著し
く安価に製造することができる方法を提供する。 【解決手段】 変形中に形成されるドーム6を支持する
対応ホルダ8,10によって、最大の製造・内圧Pi1
maxに対して高められた内圧Pi2において、ドーム
キャップ9を打ち抜く。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、内高圧・変形法に
基づいて金属製の管区分から変形型内において製造され
る、T字形の中空体もしくは少なくとも1つのドーム状
の分岐部を備えた中空体を製造する方法並びに装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】内高圧・変形法(Innenhochdruck-Umfor
mverfahren)は3つの基本方法、すなわち、閉鎖された
型内における局部的な膨出と、閉鎖された型内における
回転対称的な拡大と、開放された型内における回転対称
的な拡大据込みとに区別することができる。公知のよう
に、内高圧・変形法では例えば鋼又は銅製の管区分が、
複数部分から構成されている内高圧・変形型内に挿入さ
れ、この場合内高圧・変形型は、不動の内部母型を有し
ておらず、変形ラムと内高圧源とを備えている。変形ラ
ムによって管区分の両端部を閉鎖した後で、管区分は適
当な圧力媒体によって拡大され、そしてこの際に、中空
体の最終的な形状を有する変形型の内壁に接触させられ
る。
【0003】T字形の中空体もしくは少なくとも1つの
ドーム状の分岐部を備えた中空体を製造する場合に、相
応に設計された変形型内において存在する内圧下で形成
されるドームであって、中空体の分岐部もしくはT字形
を規定する、挿入された管区分から成形されるドームに
は、対応ホルダが作用し、この対応ホルダは、上方に向
かってのドームの膨出を、完成品のために所望の寸法に
制限する。このようにして少なくとも1つのドームを備
えて構成された成形品もしくは完成した中空体は、内高
圧・変形の後で型から取り出されねばならない。そして
この後で、ドームもしくは分岐部のキャップを(例えば
プラズマ切断もしくはレーザ切断又は鋸引きによって)
切り離し、最後に切断箇所に沿った縁部処理を行うとい
う、付加的な作業工程が必要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ゆえに本発明の課題
は、冒頭に述べた形式の方法並びに装置を改良して、T
字形の中空体(完成品)もしくは少なくとも1つのドー
ム状の分岐部を備えた中空体(完成品)を、簡単にかつ
特に著しく安価に製造することができる方法及び装置を
提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の方法では、変形中に形成されるドームを支持
する対応ホルダによって、最大の製造・内圧に対して高
められた内圧において、ドームキャップを打ち抜くよう
にした。
【0006】
【発明の効果】本発明は、通常はドームを支持するため
にのみ働く対応ホルダもしくは対応ラムを、ドームキャ
ップを打ち抜くためにも同時に使用する、という考えに
基づいている。そして本発明では、拡大・据込み工程後
にも開放されない内高圧・変形型内においてそのまま直
ちにドームキャップの打抜きが行われることに基づい
て、付加的な作業工程はもはや不要になる。
【0007】同時に打抜きのためにも働く対応ホルダ
は、カッティングエッジを有していなくてはならない。
しかしながらこのことによって、内高圧・変形法におい
ては必然的に、内圧下において膨出するドームが不都合
に内方に向かって切断されることになり、この結果対応
ホルダは本来、同時に打抜き工具として働くには不向き
である。この問題はしかしながら本発明では驚くほど簡
単な処置で解決されている。すなわち本発明では、打抜
きは、最大の製造・内圧(例えば700バール)に対し
て高められた内圧(800バール)において、実施され
る。この場合本発明は次に認識に基づいている。すなわ
ちドームの膨出時には材料の流れ特性に基づいて、完全
に規定されたドーム輪郭が生ぜしめられ、つまり、ドー
ム上部を閉鎖していて対応ホルダによってアクティブに
支持されるほぼ水平なドームキャップ端面への移行範囲
には、半径部が形成される。なお本明細書において「ア
クティブな支持面」というのは、対応ホルダの端面のう
ちで、該対応ホルダの作用中にドームキャップに接触す
る端面区分のことを意味する。最大の製造内圧が打抜き
時における内圧よりも低いことに基づいて、膨出時には
ドームの移行半径部の範囲よりも半径方向外側に位置し
ているもしくはドームの移行半径部とは接触していない
カッティングエッジは、高められた内圧が生ぜしめれた
時に初めて、ドームの材料とつまり移行半径部の範囲に
おけるドームの材料と接触する。圧力媒体供給部は、相
応に制御可能な圧力媒体源に接続されている。すなわ
ち、より高い内圧によって初めて、カッティングエッジ
の下まで分配されかつ拡げられたドーム移行半径部の材
料が、カッティングエッジと接触する。カッティングエ
ッジの下に材料が流れることに基づいて、移行半径部は
小さくなり、この際に対応ホルダのカッティングエッジ
はドームに進入し、まず初めにドームキャップに切り込
み、次いで、送り手段に接続された対応ホルダがさらに
負荷されると、ドームキャップを完全にドームから打ち
抜く。
【0008】上に述べたドームキャップの打抜き動作
は、したがって、例えばドイツ連邦共和国特許第432
2063号明細書に基づいて内高圧・変形法において公
知の、完成した中空体の壁に切欠きを半径方向で打ち抜
く打抜き動作とは、まったく異なっている。公知の打抜
き法が特別に構成された成形工具を備えた付加的な支持
ラム又は別個に作動する穴開けラムを必要とする、とい
うことを無視したとしても、公知の打抜き工程は、従来
常に、管区分の円筒形の壁においてしか行われなかっ
た。
【0009】本発明による方法の別の有利な構成では、
打抜き工程時に同時に、ドームの内寸を口径決定するよ
うになっている。このようにすると、対応ホルダを多機
能に使用することができる。すなわち対応ホルダは、ド
ームの支持という本来の目的の他に、ドームキャップの
打抜き及びドームの口径決定をも確実に行うことがで
き、この結果、変形型の開放後にはもはや後処理もしく
は後加工の必要ない完成品が得られる。
【0010】上に述べた本発明による方法を実施するの
に有利な本発明による対応ホルダでは、対応ホルダのヘ
ッド側の端面が、アクティブな支持面よりも大きく寸法
設定されており、かつアクティブな支持面を間隔をおい
て環状にカラーのように取り囲むカッティングエッジを
備えて構成されている。このように構成されていると、
内高圧・変形中に対応ホルダのカッティングエッジがド
ームキャップに接触することを確実に阻止し、ひいては
完成品の成形のために不都合になる、ドームキャップへ
のカッティングエッジの不都合に早期な切込みを確実に
回避することができる。
【0011】本発明による装置の有利な構成では、カッ
ティングエッジを有する対応ホルダヘッドが、その外周
部に口径決定隆起部を備えている。外方に向かって円弧
状に湾曲したこの隆起部は、次のように寸法設定されて
いる。すなわちこの場合隆起部は、ドームキャップが打
ち抜かれた後におけるドーム内への進入時に、移行半径
部における切断に基づいて切断縁部に残っている余った
余剰材料を、外方に向かって押し除け、これによってド
ームの内壁が均一に滑らかになるように、寸法設定され
ている。
【0012】
【発明の実施の形態】次に図面につき本発明の実施の形
態を説明する。
【0013】図1には、内高圧・変形法に基づいて図示
されていない変形機械の変形型4の型部分1,2,3に
おいて、これらの型部分1〜3の間に挿入された管区分
から製造される、図示の実施例ではT字形の中空体5が
示されている。拡開据込み動作(Aufweitstauchen)中
に一方では管区分の開放した端部を閉鎖し、かつ他方で
は膨出させられるドーム6のための材料を押圧補充する
変形ラムは、図示されておらず、図面には単に変形ラム
によって加えられる軸方向力Faだけが示されている。
つまりこの場合、互いに向かって作動する変形ラムのう
ちの少なくとも一方を介して、圧力媒体が中空体内部7
に導入される。このようにして生じる内圧Pi1max
(符号の付けられていない圧力矢印も参照)の作用下
で、2つの型部分2,3の間にはドーム6が構成され
る。すなわちドーム6の膨出(Aufhalsen)は、上方に
向かっては対応ホルダ8によって制限され、この対応ホ
ルダ8は、型部分2,3の間に係合して、ドーム6を支
持するようにドームキャップ9に接触する。
【0014】対応ホルダ8は、図2のa,bから詳しく
分かるように、ヘッド10を有しており、このヘッド1
0はその外周部に口径決定隆起部(Kalibrierwulst)1
1を備え、かつその端面12にカッティングエッジ13
を備えて構成されている。このカッティングエッジ13
は、図2のbに破線で示されているアクティブな支持面
14を環状にカラーのように取り囲んでいる。アクティ
ブな支持面14というのは、対応ホルダヘッド10の一
部分であって、ドームキャップ9のほぼ水平に延びる平
らな区分に接触している部分を意味する。
【0015】個々の運転段階を示す図3のa〜cから分
かるように、対応ホルダはT字形の完成した中空体5
(図1参照)への管区分の変形中に、もっぱらドームキ
ャップ9をアクティブな支持面14で支持するという通
常機能を果たす(図3のa参照)。カッティングエッジ
13はアクティブな支持面14の外側を、つまりアクテ
ィブな支持面14のそばで該支持面から間隔をおいて、
延びていて、しかも最大製造内圧Pi1maxのもとで
ドーム6の垂直な壁とドームキャップ9との間に形成さ
れたほぼ四分円形状の移行半径部15aの上を延びてい
る。カッティングエッジ13はドーム6の膨出された材
料とは接触していない。
【0016】ドームが完成するやいなや(図1参照)、
内圧は図3のbに示されているようにPi2に高めら
れ、この際にドーム6の材料は、移行半径部15aから
アクティブな支持面14を越えて拡大され、対応ホルダ
ヘッド10の端面12を、支持面14をカラー状に取り
囲むカッティングエッジ13のところまで満たす。移行
半径部は図3のbに示されているように、相応に残留半
径部15bへと小さくなり、カッティングエッジ13は
ドームキャップ9に切り込む。対応ホルダ8の送りF
Stanzと共にドームキャップ9は最終的に完全に切
り離される。この結果完成した中空体5には単に打ち抜
かれた開放したドーム6だけが残る。対応ホルダ8をさ
らに続けて送ると、この対応ホルダ8は図3のcに示さ
れているようにドーム内に進入し、この際の対応ホルダ
8はその口径決定隆起部11で、残留半径部15bの切
離し後に残っている内方に向かって張り出した余剰部1
6(図3のb参照)を押し離し、ドーム6の内壁17を
全体的に滑らかにし、かつ口径決定する。この口径決定
工程はほとんど圧力損失なしに行われ、つまり高められ
た圧力Pi2は依然として存在している。
【0017】アクティブな支持面14とカッティングエ
ッジ13とを備えた対応ホルダヘッド10の端面が、中
空体の内部における圧力関係に合わせられて構成されて
いることによって、したがって、変形後に続く1回の動
作で直ぐにドームキャップ9を打ち抜くことができ、し
かも対応ホルダヘッド10の外周部に構成された口径決
定隆起部11に基づいて、引き続き直ぐにドーム6の内
壁17を滑らかにすることができ、そしてこの際に打抜
き工程によって残っている余剰部は除去される。
【図面の簡単な説明】
【図1】内高圧・変形機械の変形型を示す断面図であ
る。
【図2】対応ホルダを示す図であって、aは対応ホルダ
の前端部を部分的に破断して示す側面図、bは対応ホル
ダを下から見た図である。
【図3】管区分のドームを形成する際における異なった
3つの作業段階を示すものであって、aは最大の製造内
圧が加えられている段階を示す図、bはドームキャップ
の打抜き動作の開始時の段階を示す図、cはドームの内
壁を平滑にする段階を示す図である。
【符号の説明】
1,2,3 型部分、 4 変形型、 5 中空体、
6 ドーム、 7 中空体内部、 8 対応ホルダ、
9 ドームキャップ、 10 ヘッド、 11口径決定
隆起部、 12 端面、 13 カッティングエッジ、
14 支持面、 15a 移行半径部、 15b 残
留半径部、 16 余剰部、 17内壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 B21D 51/16 B21D 51/16 B

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内高圧・変形法に基づいて金属製の管区
    分から変形型内において製造される、T字形の中空体も
    しくは少なくとも1つのドーム状の分岐部を備えた中空
    体を製造する方法であって、変形中に形成されるドーム
    (6)を支持する対応ホルダ(8,10)によって、最
    大の製造・内圧(Pi1max)に対して高められた内
    圧(Pi2)において、ドームキャップ(9)を打ち抜
    くことを特徴とする、T字形の中空体もしくは少なくと
    も1つのドーム状の分岐部を備えた中空体を製造する方
    法。
  2. 【請求項2】 打抜き工程時に同時に、ドーム(6)の
    内寸を口径決定する、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 内高圧・変形法に基づいて製造される中
    空体を打ち抜く装置、特に請求項1に記載の方法を実施
    する装置であって、対応ホルダ(8)のヘッド側の端面
    (12)が、アクティブな支持面(14)よりも大きく
    寸法設定されており、かつアクティブな支持面(14)
    を環状にカラーのように取り囲むカッティングエッジ
    (13)を備えて構成されていることを特徴とする、T
    字形の中空体もしくは少なくとも1つのドーム状の分岐
    部を備えた中空体を製造する装置。
  4. 【請求項4】 カッティングエッジ(13)を有する対
    応ホルダヘッド(10)が、その外周部に口径決定隆起
    部(11)を備えている、請求項3記載の装置。
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