WO2010094383A2 - Vorrichtung zur herstellung von formteilen - Google Patents

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WO2010094383A2
WO2010094383A2 PCT/EP2010/000425 EP2010000425W WO2010094383A2 WO 2010094383 A2 WO2010094383 A2 WO 2010094383A2 EP 2010000425 W EP2010000425 W EP 2010000425W WO 2010094383 A2 WO2010094383 A2 WO 2010094383A2
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Dieter Kapp
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Theodor Gräbener GmbH & Co. KG
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    • 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
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    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/021—Deforming sheet bodies
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/04—Frames; Guides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/04—Frames; Guides
    • B30B15/042—Prestressed frames

Definitions

  • the invention relates to a device for producing molded parts, comprising two trusses which are interconnected by tie rods.
  • the invention aims to remedy this situation.
  • the present invention has for its object to provide a device for the production of moldings, which is compact in construction and a variable use with little Umrüstauf- wall allows. According to the invention, this object is solved by the features of claim 1.
  • an apparatus for the production of moldings is created, which is compact and allows variable use with little conversion effort.
  • the distance between the two trusses is adjustable to each other, whereby a variable adaptation of the press to different tools with different Einformtiefen is possible.
  • a passage is formed between the two support blocks, which allows a passage of the semi-finished products to be deformed, that is, the workpiece to be deformed can be introduced on one side of the implementation in the device, which after deformation on the other side leaves the implementation again.
  • pressing module is understood below to mean any device which is suitable for exerting a compressive force in the direction of the oppositely arranged traverse. ⁇ br/>
  • the device according to the invention is suitable for use with corresponding shaping tools for the hydroforming method, but it is not limited to this procedure.
  • the trusses have a substantially circular base formed. This ensures a uniform introduction of the forming forces in the tie rods.
  • the tie rods are cylindrical and provided at least one end with a clamping device.
  • the tensioning device can be formed for example by a threaded portion of the tie rods be on which the tension is made possible by a nut. Any suitable device for releasably tensioning and fixing a tie rod is suitable. This also includes the generation of the bias voltage via the machine's own cylinder (s) with mechanical blocking of the resulting clamping distance.
  • At least one annular portion of a traverse is formed as a separate support ring, which is positively connected to the traverse.
  • the pressing module comprises at least one hydraulic cylinder.
  • a position of the molded part is made possible to the tool.
  • a short-stroke cylinder can be mounted on the cylinder piston. Such cylinders enable a defined positioning of the molded part on the tool and ensure that the tool is optimally closed during the forming process.
  • the hydraulic cylinder is formed by an annular portion in which a piston is guided. This allows a compact design while minimizing components.
  • the Traverse provided with an annular section also assumes the function of a cylinder housing.
  • the traverse is provided with at least one cylinder bore for fluid supply of the hydraulic cylinder.
  • the fluid fulfills two tasks: first, it allows a uniform pressurization of the guided in the cylinder piston; on the other hand, it forms a pressure pad between cylin- The / traverse and piston and thus serves to decouple the traverse and piston, whereby a deflection of the piston is counteracted.
  • At least two return cylinders for guiding the piston of the hydraulic cylinder are arranged. These return cylinders are used for a displacement of the piston of the hydraulic cylinder within the cylinder housing, in particular the return cylinders are used to push the piston back to the starting position. On the other hand, the return cylinders serve to guide the piston of the hydraulic cylinder and thus prevent tilting and twisting of the piston. Alternatively or additionally, other guide systems can also be used.
  • the pressing module has a receptacle for a hydroforming tool.
  • the device according to the invention for the high-pressure forming process can be used.
  • two substantially semicircular support blocks are arranged, between which a passage is formed suitable for clocking through a sheet to be formed.
  • substantially quarter-circular ring-shaped support blocks are arranged, between which two passages are formed, of which at least one passage is suitable for clocking through a sheet to be formed.
  • the support blocks are formed from a plurality of stacked, preferably plate-like sub-segments.
  • the support blocks can also be segmented vertically.
  • 1 shows the schematic, spatial representation of a device for
  • Figure 2 shows the representation of the device of Figure 1 in section (without
  • Figure 3 shows the representation of the device according to Figure 2 with additionally arranged Kurzhubzylinder
  • Figure 4 is a schematic representation of the hydroforming tool of
  • Figure 5 is a schematic representation of a hydroforming tool in a further embodiment
  • Figure 6 is a schematic representation of a hydroforming tool in a third embodiment
  • Figure 7 shows the three-dimensional sectional view of the tool
  • FIG. 5 with formed sheet metal
  • FIG. 8 is a schematic representation of a device for the production of molded parts with a feedthrough and multipart semicircular support blocks section;
  • FIG. 9 shows the illustration of the apparatus of Figure 8 with two feedthroughs and multi-part quarter-circle annular support blocks in section and
  • Figure 10 is a schematic representation of a device according to Figure 9 with a separate support ring and multi-part quarter circle annular support blocks.
  • the device selected as an embodiment for the production of molded parts is designed for the process of hydroforming and comprises a housing 1, which is formed by two cylinder-like, oppositely arranged trusses 11, 12, which are circumferentially connected via tie rods 13 with each other.
  • the tie rods 13 are formed as cylindrical rods, which have at both ends - not shown - external thread which receive nuts 131 for clamping the tie rods 13.
  • the tie rods may alternatively have an oval or polygonal cross-section.
  • the trusses 11, 12 have centrally a circular shoulder 111, 121 for the positive reception of a circumferential support ring 2.
  • the support rings 2 have an outer diameter identical to the crossbars 11, 12 and an inner diameter corresponding to the outer diameter of the shoulders 111, 121.
  • a piston 4, 5 is arranged in each case, such that in cooperation with in each case one cross member 11, 12 with a arranged support ring 2, a hydraulic cylinder is formed. Traverse 11, 12 and support ring 2 thereby form the cylinder housing in which the piston 4, 5 is slidably guided.
  • a cylinder bore 112, 122 is respectively centrally inserted, which serves to supply the hydraulic cylinder thus formed with hydraulic fluid.
  • the cylinder bores 112, 122 are each connected to a - not shown - hydraulic line.
  • cross member 12 may be formed with the arranged on this support ring 2 in interaction with the piston 5 as a hydraulic cylinder and the upper cross member, which must have no cylinder bore 112, takes within the support ring 2 a Pressure pad, for example, a rubber pad on which the upper piston 4 is applied.
  • the rubber cushion is the deflection compensation; a pressurization of the upper piston 4 in the direction of the opposite lower piston 5 is not carried out.
  • the return cylinders 9 are used in the direction of the trusses 11, 12 directed return movement of the pistons 4, 5 within the support rings 2. In addition, over the back pressure cylinder 9 a Veriquen the piston 4, 5 can be prevented within the support rings 2.
  • a spacer plate 711, 721 of a hydroforming tool 7 is fastened to the pistons 4, 5 in each case.
  • an additional short-stroke cylinder 6 can be arranged on the lower piston 5 (see Fig. 3), on which in turn the lower spacer plate 721 is mounted.
  • an arrangement of an additional Kurzhubzylinders on upper piston 4 is possible.
  • the hydroforming tool 7 consists essentially of an upper tool part 71 and a lower tool part 72.
  • the upper tool part 71 comprises an upper spacer plate 711, to which a compensation plate 712 for deflection compensation is attached.
  • the compensation plate 712 has on its side facing the spacer plate 71 1 centered a two-dimensional recess 713, which is sealed by a seal 714 against the spacer plate 711 and in which a disposed within the spacer plate hydraulic line 715 opens.
  • the lower tool part 72 includes a lower spacer plate 721 to which a compensation plate 722 for deflection compensation is attached.
  • the lower spacer plate 721 is identical to the upper spacer plate 711.
  • the compensation plate 722 On its side facing the spacer plate 721, the compensation plate 722 has a center depression 723 in the middle, which is sealed off from the spacer plate 721 by a seal 724 and in which a hydraulic line 725 arranged inside the spacer plate opens. Center of the recess 723 is in the compensation plate 722 a vertically kept- formed hydraulic line 726 which opens in a on its recess 723 opposite arranged second recess 727 of the compensation plate 722.
  • the second recess 727 facing the upper tool half 71 is sealed by a seal 728 during the forming process in relation to the resting workpiece 8 to be machined.
  • the seal can also be purely metallic, that is without seal 728 done.
  • the recesses 713, 723, 727 are formed only very flat and serve for the areal distribution of the fluid supplied via the hydraulic lines 715, 725, 726, whereby a pressure pad is formed.
  • the workpiece 8 is supplied with fluid under high pressure via the lines 723, 727 and pressed against the contour of the tool plate 716.
  • the compensation plate 722 is above the seal 728 sealed against the workpiece 8.
  • Possible deflections of the tool plate 716 caused by the applied forming pressure can be compensated by applying a fluid to the compensation plate 712 under pressure via the line 715, thereby causing a deflection in or against the pressure-indicated direction (defined adjustability of the pressure deflection of the tool plate 716).
  • a compensating counterbending is also effected via the flat depression 723.
  • the hydraulic supply line 725 is also disposed within the compensation plate. In the lower spacer plate 721 no hydraulic line is required here.
  • the line 726 is formed within the compensation plate in such a way that it is separated from the hydraulic line 725 arranged within the spacer plate 721 and can be fed via a separate fluid feed.
  • the compensation plate 722 can be pressurized via the line 725 by means of a fluid independently of the pressure applied for forming within the line 726 and so a directed towards the upper mold half 71, defined deflection can be achieved for compensation.
  • two substantially semi-annular support blocks 3 are arranged in the embodiment of Figure 1, which limit the distance between the two support rings 2 to each other by their height.
  • a passage 30 for the passage of workpieces 8 to be formed is formed (see Fig. 8).
  • This passage 30 is suitable in the embodiment for clocking through slit strip.
  • the support rings 2 are integrally formed on the trusses 11, 12.
  • this embodiment involves the disadvantage of the notch effect, whereby the trusses 11, 12 are weakened inside in the transition to the support rings 2.
  • the support blocks 3 are formed by plate-like sub-segments 31 arranged one above the other. By adding or removing individual sub-segments 31, an optimum adjustment of the working height between the pistons 4, 5 is adjustable.
  • four quarter-circle annular support blocks 3 are arranged, which in turn are formed from a plurality of sub-segments 31 stacked one above the other.
  • the arrangement of four quarter-ring-like support blocks two orthogonal to each other through holes 30 are formed, whereby a clocking from two sides is possible.
  • the support blocks may alternatively also be designed such that a wide passage for the passage through of workpieces 8 and a narrow passage, the two opposite openings of the additional processing, for example by means of a laser, are formed.
  • the subject matter of the present invention is not limited to the high-pressure forming process, but rather different forming devices can be used between the traverses 11, 12. For example, it is also possible to effect the required forming pressure by the two opposite hydraulic cylinders formed by the cross members 11, 12 with support rings 2 and in these guided pistons 4, 5, wherein the respective tool dies are arranged on the pistons 4, 5.

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Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen, umfassend zwei Traversen, welche über Zuganker miteinander verbunden sind, wobei wenigstens eine Traverse (11,12) einen ringförmigen Abschnitt aufweist, der ein Pressmodul aufnimmt. Es sind wenigstens zwei Stützblöcke (3) angeordnet, zwischen denen wenigstens eine Durchführung (30) gebildet ist und über die der Abstand zwischen den Traversen (11, 12) zueinander einstellbar ist.

Description

Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen, umfassend zwei Traversen, welche über Zuganker miteinander verbunden sind.
Zur Herstellung von Werkstücken durch einen spanlosen Umformprozess werden üblicherweise Pressen verwendet, in denen Umformwerkzeuge eingesetzt sind, um einen Werkstückrohling aufzunehmen und diesen dann durch entsprechende Krafteinwirkung in die gewünschte Form zu bringen. Insbesondere im Bereich der Umformung von plattenförmigen Halbzeugen, wie beispielsweise Blechen, aber auch zur Umformung anderer Halbzeuge, wie beispielsweise Rohren, hat sich das Verfahren der Hochdruckumformung (engl. Hydroforming) etabliert, welches sich durch große Gestaltungsfreiheit bei der Formgebung auszeichnet und sehr hohe Umformgrade ermöglicht. Dabei wird das Halbzeug mit sehr hohem Druck gegen ein Formwerkzeug gepresst, wodurch die Verformung erzielt wird. Hierbei entstehen große, in entgegengesetzte Richtung wirkende Kräfte, welche von einem Ständer aufgenommen werden müssen. Die quer zur Formteilung entstehenden Kräfte werden vom Hydroformwerkzeug aufgenommen. Dieser Ständer besteht in der Regel aus zwei gegenüberliegend angeordneten, im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten Jochen, welche über Zuganker zusammengehalten werden.
Nachteilig an den vorgenannten Pressen ist, dass diese aufgrund ihrer Bauweise und den erforderlichen Dimensionierungen durch die auftretenden Kräfte während des Umformprozesses sehr raumintensiv ausgebildet sind. Weiterhin gestalten sich die vorbekannten Pressen unflexibel hinsichtlich des Einsatzes unterschiedlicher Werkzeuge mit unterschiedlichen Einformtiefen.
Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen zu schaffen, wel- che kompakt aufgebaut ist und einen variablen Einsatz unter geringem Umrüstauf- wand ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Mit der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen geschaffen, welche kompakt aufgebaut ist und einen variablen Einsatz unter geringen Umrüstaufwand ermöglicht. Durch das Vorsehen der wenigstens zwei Stützblöcke ist der Abstand zwischen den beiden Traversen zueinander einstellbar, wodurch eine variable Anpassung der Presse an unterschiedliche Werkzeuge mit unterschiedlichen Einformtiefen ermöglicht ist. Darüber hinaus ist zwischen den zwei Stützblö- cken eine Durchführung gebildet, welche einen Durchlauf der zu verformenden Halbzeuge ermöglicht, dass heißt, das zu verformende Werkstück kann an der einen Seite der Durchführung in die Vorrichtung eingebracht werden, welche es nach Verformung auf der anderen Seite der Durchführung wieder verlässt. Durch das Vorsehen einer solchen Durchführung ist auch die Umformung von Blechen im Durchtaktverfahren ermöglicht.
Unter dem Begriff „Pressmodul" wird nachfolgend jedwede Vorrichtung verstanden, die geeignet ist, eine Druckkraft in Richtung der gegenüberliegend angeordneten Traverse auszuüben. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist bei Einsatz ent- sprechender Umformwerkzeuge für das Verfahren der Innenhochdruckumformung (Hydroforming) geeignet, sie ist jedoch nicht auf dieses Verfahren beschränkt.
In Weiterbildung der Erfindung weisen die Traversen eine im Wesentlichen kreisförmig gebildete Grundfläche auf. Hierdurch ist eine gleichmäßige Einleitung der Umformkräfte in die Zuganker gewährleistet.
In Ausgestaltung der Erfindung sind die Zuganker zylinderförmig ausgebildet und an wenigstens einem Ende mit einer Spannvorrichtung versehen. Hierdurch ist ein einfaches Umrüsten der Vorrichtung ermöglicht. Die obere Traverse kann einfach von den Zugankern entfernt bzw. auf diesen angebracht werden, wonach die Zuganker mit der Spannvorrichtung an der Traverse fixierbar sind. Die Spannvorrichtung kann beispielsweise durch einen Gewindeabschnitt der Zuganker gebildet sein, auf dem die Verspannung über eine Mutter ermöglicht ist. Es ist jedwede Vorrichtung zur lösbaren Spannung und Fixierung eines Zugankers geeignet. Dazu gehört auch die Erzeugung der Vorspannung über den / die maschineneigenen Zylinder mit mechanischer Blockung der dadurch erzeugten Spanndistanz.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist wenigstens ein ringförmiger Abschnitt einer Traverse als separater Stützring ausgebildet, welcher mit der Traverse formschlüssig verbunden ist. Durch das Vorsehen eines separaten Stützrings sind Kerbwirkungen vermieden, wie sie beim Vorsehen einer zylindrischen Ausneh- mung zwischen Boden und Seitenwänden einer solchen Ausnehmung auftreten. Beim Auftreten von horizontal einwirkenden Kräften kann sich der Stützring nach außen ausdehnen, ohne dass es zu Beschädigungen der mit diesem Stützring formschlüssig verbundenen Traverse kommt.
In Weiterbildung der Erfindung umfasst das Pressmodul wenigstens einen hydraulischen Zylinder. Hierdurch ist eine Anstellung des Formteils an das Werkzeug ermöglicht. Auf den Zylinderkolben kann zusätzlich ein Kurzhubzylinder montiert sein. Derartige Zylinder ermöglichen eine definierte Anstellung des Formteils an das Werkzeug und sorgen dafür, dass das Werkzeug während des Umformpro- zesses optimal verschlossen wird.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der hydraulische Zylinder durch einen ringförmigen Abschnitt gebildet, in dem ein Kolben geführt ist. Hierdurch ist eine kompakte Bauweise unter Minimierung von Bauteilen ermöglicht. Die mit einem ringförmigen Abschnitt versehene Traverse übernimmt zusätzlich die Funktion eines Zylindergehäuses.
Bevorzugt ist die Traverse mit wenigstens einer Zylinderbohrung zur Fluidversor- gung des hydraulischen Zylinders versehen. Das Fluid erfüllt zwei Aufgaben: Zum einen ermöglicht es eine gleichmäßige Druckbeaufschlagung des in dem Zylinder geführten Kolbens; zum anderen bildet es ein Druckkissen zwischen Zylin- der /Traverse und Kolben und dient so der Entkopplung von Traverse und Kolben, wodurch einer Durchbiegung des Kolbens entgegengewirkt wird.
Vorteilhaft sind wenigstens zwei Rückdrückzylinder zur Führung des Kolbens des hydraulischen Zylinders angeordnet. Diese Rückdrückzylinder dienen zum einen der Verschiebung des Kolbens des hydraulischen Zylinders innerhalb des Zylindergehäuses, insbesondere werden die Rückdrückzylinder verwendet, um den Kolben in die Ausgangslage zurückzudrücken. Zum anderen dienen die Rückdrückzylinder der Führung des Kolbens des hydraulischen Zylinders und verhin- dem so ein Verkanten und Verdrehen des Kolbens. Alternativ oder zusätzlich können auch andere Führungssysteme zum Einsatz kommen.
In Ausgestaltung der Erfindung weist das Pressmodul eine Aufnahme für ein Hy- droformwerkzeug auf. Hierdurch ist die erfindungsgemäße Vorrichtung für das Hochdruckumformverfahren einsetzbar.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zwei im Wesentlichen halbkreisringförmig ausgebildete Stützblöcke angeordnet, zwischen denen eine Durchführung geeignet zum Durchtakten eines zu formenden Bleches gebildet ist. Hierdurch ist die kontinuierliche Verformung von als Coil vorliegenden Blechen ermöglicht.
In alternativer Ausgestaltung der Erfindung sind vier im wesentlichen viertelkreis- ringförmig ausgebildete Stützblöcke angeordnet, zwischen denen zwei Durchführungen gebildet sind, von denen mindestens eine Durchführung geeignet zum Durchtakten eines zu formenden Bleches ist. Durch die zweite Durchführung ist eine Nachbearbeitung eines ausgeformten Teils, beispielsweise mittels Laser ermöglicht. Bei ausreichender Breite der zweiten Durchführung ist sogar die Möglichkeit der Durchführung von Halbzeugen von zwei Seiten geschaffen. Dadurch ist die Flexibilität der Vorrichtung weiter erhöht.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Stützblöcke aus mehreren übereinander gestapelten, vorzugsweise plattenartigen Teilsegmenten gebildet. Hier- durch ist eine stufenweise Veränderung der Höhe der Stützblöcke durch Hinzufügung oder Entfernen einzelner Teilsegmente ermöglicht. Alternativ können die Stützblöcke auch vertikal segmentiert sein.
Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es Zeigen:
Figur 1 die schematische, räumliche Darstellung einer Vorrichtung zur
Herstellung von Formteilen; Figur 2 die Darstellung der Vorrichtung aus Figur 1 im Schnitt (ohne
Werkzeug);
Figur 3 die Darstellung der Vorrichtung gemäß Figur 2 mit zusätzlich angeordnetem Kurzhubzylinder;
Figur 4 die schematische Darstellung des Hydroform-Werkzeugs der
Vorrichtung aus Figur 1 ; Figur 5 die schematische Darstellung eines Hydroform-Werkzeugs in einer weiteren Ausführungsform; Figur 6 die schematische Darstellung eines Hydroform-Werkzeugs in einer dritten Ausführungsform; Figur 7 die dreidimensionale Schnittdarstellung des Werkzeugs aus
Figur 5 mit umgeformten Blech;
Figur 8 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstel- lung von Formteilen mit einer Durchführung und mehrteiligen halbkreisringförmigen Stützblöcken Schnitt;
Figur 9 die Darstellung der Vorrichtung nach Figur 8 mit zwei Durchführungen und mehrteiligen viertelkreisringförmigen Stützblöcken im Schnitt und Figur 10 die schematische Darstellung einer Vorrichtung nach Figur 9 mit separatem Stützring und mehrteiligen viertelkreisringförmigen Stützblöcken. Die als Ausführungsbeispiel gewählte Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen ist für das Verfahren der Innenhochdruckumformung ausgebildet und umfasst ein Gehäuse 1 , welches durch zwei zylinderartig ausgebildete, gegenüberliegend angeordnete Traversen 11 , 12 gebildet ist, die umlaufend über Zuganker 13 mitein- ander verbunden sind. Die Zuganker 13 sind als zylindrische Stäbe ausgebildet, welche zu beiden Enden ein - nicht dargestelltes - Außengewinde aufweisen, welche Muttern 131 zur Verspannung der Zuganker 13 aufnehmen. Die Zuganker können alternativ auch einen ovalen oder mehreckigen Querschnitt aufweisen.
Die Traversen 11 , 12 weisen zentrisch einen kreisrunden Absatz 111 , 121 zur formschlüssigen Aufnahme eines umlaufenden Stützrings 2 auf. Die Stützringe 2 weisen einen mit den Traversen 11 , 12 identischen Außendurchmesser auf sowie einen Innendurchmesser, der mit dem Außendurchmesser der Absätze 111 , 121 korrespondiert.
Innerhalb der Stützringe 2 ist jeweils ein Kolben 4, 5 angeordnet, derart, dass im Zusammenspiel mit jeweils einer Traverse 11 , 12 mit angeordnetem Stützring 2 ein Hydraulikzylinder gebildet ist. Traverse 11 , 12 und Stützring 2 bilden dabei das Zylindergehäuse, in dem der Kolben 4, 5 verschiebbar geführt ist. In die Traver- sen 11 , 12 ist jeweils zentrisch eine Zylinderbohrung 112, 122 eingebracht, die der Versorgung des so gebildeten Hydraulikzylinders mit Hydraulikfluid dient. Hierzu sind die Zylinderbohrungen 112, 122 jeweils mit einer - nicht dargestellten - Hydraulikleitung verbunden.
In alternativer Ausgestaltung kann auch lediglich die untere mit einer Zylinderbohrung 121 versehene Traverse 12 mit dem an dieser angeordneten Stützring 2 im Zusammenspiel mit dem Kolben 5 als Hydraulikzylinder ausgebildet sein und die obere Traverse, die keine Zylinderbohrung 112 aufweisen muss, nimmt innerhalb des Stützrings 2 ein Druckkissen, beispielsweise ein Gummikissen auf, an dem der obere Kolben 4 anliegt. Hierbei dient das Gummikissen der Durchbiegungskompensation; eine Druckbeaufschlagung des oberen Kolbens 4 in Richtung des gegenüberliegenden unteren Kolbens 5 erfolgt nicht. Zwischen den Kolben 4, 5 sind im Ausführungsbeispiel vier Rückdrückzylinder 9 angeordnet. Die Rückdrückzylinder 9 dienen der in Richtung der Traversen 11 , 12 gerichteten Rückbewegung der Kolben 4, 5 innerhalb der Stützringe 2. Darüber hinaus kann über die Rückdrückzylinder 9 ein Verkannten der Kolben 4, 5 innerhalb der Stützringe 2 verhindert werden.
An den Kolben 4, 5 ist jeweils eine Distanzplatte 711 , 721 eines Hydroformwerk- zeuges 7 befestigt. Zur Optimierung der Anstellung eines umzuformenden Werkstücks kann auf dem unteren Kolben 5 ein zusätzlicher Kurzhubzylinder 6 ange- ordnet sein (vgl. Fig. 3), auf dem wiederum die untere Distanzplatte 721 montiert ist. Selbstverständlich ist auch eine Anordnung eines zusätzlichen Kurzhubzylinders auf oberen Kolben 4 möglich.
Das Hydroformwerkzeug 7 besteht im Wesentlichen aus einem oberen Werkzeug- teil 71 und einem unteren Werkzeugteil 72. Das obere Werkzeugteil 71 umfasst eine obere Distanzplatte 711 , an der eine Kompensationsplatte 712 zur Durchbiegungskompensation angebracht ist. Die Kompensationsplatte 712 weist auf ihrer der Distanzplatte 71 1 zugewandten Seite mittig eine flächige Vertiefung 713 auf, die über eine Dichtung 714 gegenüber der Distanzplatte 711 abgedichtet ist und in der eine innerhalb der Distanzplatte angeordnete Hydraulikleitung 715 mündet. An ihrer der Distanzplatte 711 abgewandten Unterseite ist an der Kompensationsplatte eine Werkzeugplatte 716 angeordnet, welche die in das Werkstück 8 einzuformende Kontur aufweist.
Das Untere Werkzeugteil 72 umfasst eine untere Distanzplatte 721 , an der eine Kompensationsplatte 722 zur Durchbiegungskompensation angebracht ist. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 ist die untere Distanzplatte 721 identisch zur oberen Distanzplatte 711 ausgebildet. Die Kompensationsplatte 722 weist an ihrer der Distanzplatte 721 zugewandten Seite mittig eine flächige Vertiefung 723 auf, die über eine Dichtung 724 gegenüber der Distanzplatte 721 abgedichtet ist und in der eine innerhalb der Distanzplatte angeordnete Hydraulikleitung 725 mündet. Mittig der Vertiefung 723 ist in die Kompensationsplatte 722 eine senkrecht ausge- bildete Hydraulikleitung 726 angeordnet, die in einer auf ihrer der Vertiefung 723 gegenüberliegend angeordneten zweiten Vertiefung 727 der Kompensationsplatte 722 mündet. Die zweite, der oberen Werkzeughälfte 71 zugewandte Vertiefung 727 ist über eine Dichtung 728 beim Umformprozess gegenüber dem auflie- genden zu bearbeitenden Werkstück 8 abgedichtet. Die Abdichtung kann auch rein metallisch, das heißt ohne Dichtung 728 erfolgen.
Die Vertiefungen 713, 723, 727 sind lediglich sehr flach ausgebildet und dienen der flächigen Verteilung des über die Hydraulikleitungen 715, 725, 726 zugeführ- ten Fluids, wodurch ein Druckkissen gebildet ist. Bei der Umformung eines zwischen der oberen Werkzeughälfte 71 und der unteren Werkzeughälfte 72 eingebrachten Werkstücks 8 wird das Werkstück 8 über die Leitungen 723, 727 unter hohem Druck mit Fluid beaufschlagt und an die Kontur der Werkzeugplatte 716 angepresst Dabei ist die Kompensationsplatte 722 über die Dichtung 728 gegen- über dem Werkstück 8 abgedichtet. Mögliche durch den anliegenden Umformdruck bewirkte Durchbiegungen der Werkzeugplatte 716 können kompensiert werden, indem über die Leitung 715 die Kompensationsplatte 712 unter Druck mit einem Fluid beaufschlagt wird, wodurch eine Durchbiegung in oder entgegen der druckindizierten Richtung bewirkt ist (definierte Einstellbarkeit der Druckbiegung der Werkzeugplatte 716). Auf die untere Kompensationsplatte 722 wird über die flächige Vertiefung 723 ebenfalls eine kompensierende Gegenbiegung bewirkt.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 6 ist die Hydraulikzuleitung 725 ebenfalls innerhalb der Kompensationsplatte angeordnet. In der unteren Distanzplatte 721 ist hier keine Hydraulikleitung erforderlich.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 ist die Leitung 726 innerhalb der Kompensationsplatte derart ausgebildet, dass sie von der innerhalb der Distanzplatte 721 angeordneten Hydraulikleitung 725 getrennt ist und über eine separate FIu- idzuführung gespeist werden kann. Dadurch kann unabhängig von dem zur Umformung innerhalb der Leitung 726 anliegenden Druck die Kompensationsplatte 722 über die Leitung 725 mittels eines Fluids mit Druck beaufschlagt werden und so eine in Richtung der oberen Werkzeughälfte 71 gerichtete, definierte Durchbiegung zur Kompensation erzielt werden.
Zwischen den Stützringen 2 sind im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 zwei im Wesentlichen halbringförmige Stützblöcke 3 angeordnet, welche durch Ihre Höhe den Abstand der beiden Stützringe 2 zueinander begrenzen. Durch die beiden halbringförmigen Stützblöcke 3 ist ein Durchgang 30 zur Durchführung von umzuformenden Werkstücken 8 gebildet (vgl. Fig. 8). Diese Durchführung 30 ist im Ausführungsbeispiel zum Durchtakten von Spaltband geeignet. Durch den Einsatz un- terschiedlicher Stützblöcke 3 kann der Abstand zwischen den Stützringen 2 variiert werden, wodurch die effektive Bearbeitungshöhe zwischen den Kolben 4, 5 einstellbar ist.
Im Ausführungsbeispiel nach Figur 8 sind die Stützringe 2 an die Traversen 11 , 12 angeformt. Diese Ausführungsform beinhaltet jedoch den Nachteil der Kerbwirkung, wodurch die Traversen 11 , 12 innen im Übergang zu den Stützringen 2 geschwächt sind.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 8 bis 10 sind die Stützblöcke 3 durch übereinander angeordnete, plattenartige Teilsegmente 31 gebildet. Durch Hinzufügen bzw. Entfernen einzelner Teilsegmente 31 ist eine optimale Einstellung der Arbeitshöhe zwischen den Kolben 4, 5 einstellbar.
Im Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 9 und 10 sind vier viertelkreisringförmige Stützblöcke 3 angeordnet, welche wiederum aus mehreren übereinander gestapelten Teilsegmenten 31 gebildet sind. Durch die Anordnung von vier viertelringartigen Stützblöcken sind zwei orthogonal zueinander angeordnete Durchführungen 30 gebildet, wodurch eine Durchtaktung von zwei Seiten ermöglicht ist. Die Stützblöcke können alternativ auch derart ausgebildet sein, dass eine breite Durchführung zum Durchtakten von Werkstücken 8 und ein schmaler Durchgang, dessen beiden gegenüberliegenden Öffnungen der zusätzlichen Bearbeitung, beispielsweise mittels Laser dienen können, gebildet sind. Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das Hochdruckumformverfahren beschränkt, vielmehr können zwischen den Traversen 11 , 12 unterschiedliche Umformeinrichtungen zum Einsatz kommen. Beispielsweise ist es auch möglich, den erforderlichen Umformdruck durch die beiden gegenüberliegend durch die Traversen 11 , 12 mit Stützringen 2 und in diesen geführten Kolben 4, 5 gebildeten Hydraulikzylinder zu bewirken, wobei auf den Kolben 4, 5 die jeweiligen Werkzeugmatrizen angeordnet sind.

Claims

Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen, umfassend zwei Traversen, welche über Zuganker miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Traverse (11 , 12) einen ringförmigen Abschnitt aufweist, der ein Pressmodul aufnimmt und wobei wenigstens zwei Stützblöcke (3) angeordnet sind, zwischen denen wenigstens eine Durchführung (30) gebildet ist und über die der Abstand zwischen den Traversen (11 , 12) zueinander einstellbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Traversen (11 , 12) eine im Wesentlichen kreisförmig ausgebildete Grundfläche aufwiesen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuganker (13) zylinderförmig ausgebildet sind und an wenigstens einem Ende mit einer Spannvorrichtung versehen sind.
4. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass wenigstens ein ringförmiger Abschnitt einer Traverse (11 , 12) als separater Stützring (2) ausgebildet ist, welcher mit der Traverse (11 , 12) formschlüssig verbunden ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass das Pressmodul wenigstens einen hydraulischen Zylinder umfasst.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der hydraulische Zylinder durch einen ringförmigen Abschnitt gebildet ist, in dem ein Kolben (4, 5) geführt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Rückdrückzylinder (9) zur Führung des Kolbens (4, 5) des hydraulischen Zylinders angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Pressmodul eine Aufnahme für ein Hydroformwerkzeug (7) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass wenigstens eine Traverse (11 , 12) mit wenigstens einer Zylinderbohrung (112, 122) zur Fluidversorgung eines hydraulischen Zylinders versehen ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass zwei im Wesentlichen halbkreisringförmig ausgebildete Stützblöcke (3) angeordnet sind, zwischen denen eine Durchführung (30) geeignet zum Durchtakten eines umzuformenden Werkstücks (8) gebildet ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass vier im Wesentlichen viertelkreisringförmig ausgebildete Stützblöcke (3) angeordnet sind, zwischen denen zwei Durchführungen (30) gebildet sind, von denen mindestens eine Durchführung (30) geeignet zum Durchtakten eines umzuformenden Werkstücks (8) ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützblöcke (3) aus mehreren übereinander gestapelten Teilsegmenten (31) gebildet sind.
13. Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass ein Hydroformwerkzeug (7) angeordnet ist, welches Mittel zur Kompensation der prozessdruckindizierten Durchbiegung einer angeordneten Werkzeugplatte (716) aufweist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Kompensation eine Kompensationsplatte (712) umfassen, welche hydraulisch gesteuert in oder entgegen der prozessdruckindizierten Biegungsrichtung der Werkzeugplatte (716) biegbar ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsplatte (712) eine Vertiefung (713) zur Erzeugung eines hydraulischen Druckkissens aufweist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Kompensationsplatte (712) flächig mit einer Distanzplatte (711) verbunden ist, in der wenigstens eine Hydraulikleitung (715) eingebracht ist, welche in der Vertiefung (713) der Kompensationsplatte (712) mündet.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Kompensationsplatte (722) zur Kompensation von prozessdruckindizierten Biegungen des umzuformenden Werkstücks (8) angeordnet ist, welche auf einer der Distanzplatte (711 ) gegenüberliegend angeordneten zweiten Distanzplatte (721) befestigt ist und der Auflage des Werkstücks (8) dient.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kompensationsplatte (722) auf ihrer der Distanzplatte (721) abgewandten Seite eine Vertiefung (727) aufweist, in der wenigstens eine innerhalb der Kompensationsplatte (722) verlaufende Hydraulikleitung (726) mündet.
19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kompensationsplatte (722) auf ihrer der Distanzplatte (721) zugewandten Seite eine Vertiefung (723) aufweist, in der wenigstens eine inner- halb der Distanzplatte (721) verlaufende Hydraulikleitung (726) mündet.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Kompensationsplatte (722) auf ihrer der Distanzplatte (721) zugewandten Seite eine Vertiefung (723) aufweist, in der eine innerhalb der Kompensationsplatte (722) verlaufende Hydraulikleitung (726) mündet.
21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die gegenüberliegend angeordneten Distanzplatten (712, 722) des Hy- droformwerkzeugs (7) identisch ausgebildet sind.
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