WO2015024644A1 - Shaping mould and forming device with a shaping mould and method for producing and bending hollow profiles - Google Patents

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WO2015024644A1
WO2015024644A1 PCT/EP2014/002232 EP2014002232W WO2015024644A1 WO 2015024644 A1 WO2015024644 A1 WO 2015024644A1 EP 2014002232 W EP2014002232 W EP 2014002232W WO 2015024644 A1 WO2015024644 A1 WO 2015024644A1
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WO
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pressure
forming
molding tool
mandrel
pressure chamber
Prior art date
Application number
PCT/EP2014/002232
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French (fr)
Inventor
Michael Hoffmann
Hans-Joachim Koriath
Alexander Pierer
Original Assignee
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.
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Publication date
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    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21D5/01Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments
    • B21D5/015Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments for making tubes
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    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06Manufacture 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
    • B21C37/08Making tubes with welded or soldered seams
    • B21C37/0815Making tubes with welded or soldered seams without continuous longitudinal movement of the sheet during the bending operation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30PRESSES
    • B30BPRESSES IN GENERAL
    • B30B3/00Presses characterised by the use of rotary pressing members, e.g. rollers, rings, discs
    • B30B3/005Roll constructions

Definitions

  • the invention relates to a molding tool, in particular a forming mandrel, with a bendable deformable pressure jacket for molding a hollow profile, and a forming device with the mold for producing and bending hollow sections, in particular longitudinally welded pipes, as well as associated methods for producing and bending hollow sections, in particular of tubes ,
  • a method with spatially separated forming and welding apparatus for producing longitudinally welded hollow profiles is generally known as three-roll round bending.
  • a sheet is bent between a work roll and two back-up rolls.
  • the bend radius can be varied by changing the relative position of the rolls.
  • the sheet can be conveyed in the direction of the profile circumference.
  • a cross section with variable bending radii can be produced.
  • the technically feasible field of application of this method is limited to tubes with a diameter greater than 30 mm and tube lengths of up to 2000 mm with low forming forces compared to other methods.
  • the reason for this is that the support and work rolls bend due to the forming forces to be applied. This fact already leads to dimensional and form deviations within the mentioned technical application limits, make this manufacturing process for numerous automotive components appear to be unsuitable.
  • Another significant disadvantage is that in this method the profile for welding must be transported in a separate welding device.
  • US Pat. No. 2,110,378 A describes a combined forming and welding apparatus for producing hollow profiles of round or oval cross section, commonly known as roll forming.
  • roll forming When roll forming a sheet passes through several successively arranged profile rollers, which gradually bend the sheet to a slot profile.
  • a disadvantage of this method is that it may come to the formation of longitudinal grooves and scratches due to the relative movement between the sheet and the profile rollers. Since the profile is guided only from the outside through the profile rollers, it comes to significant dimensional and form deviations. Downstream drawing and calibration devices remain required accordingly.
  • DE 966 1 11 describes a device with combined forming and welding device.
  • the forming device has two on a common carrier mirror-symmetrically arranged mold halves for forming a sheet and for welding the sheet longitudinal edges of the bent sheet metal.
  • the respective inner sides of the mold halves in the pressing direction have a semicircular recess which determines the outer contour of the profile to be produced.
  • the sheet longitudinal edges face each other and form an O-shaped slot profile.
  • a major disadvantage of this device is that the sheet can buckle during forming. Especially with thin sheets, the risk of buckling is particularly great. Similarly, the sheet can not be pressed from the inside against the molds to calibrate the shape of the sheet against the inner contour of the mold halves.
  • a major disadvantage of such solutions is the low cycle time and the high technical complexity, resulting essentially from the transport of the semi-finished products to be formed between the forming and welding device.
  • the exact alignment of the joint gap to be welded of the deformed hollow profile when inserting into the welding device is designed to be technically complex and cause for dimensional and form deviations in the finished profile and quality deviations of the weld.
  • most known drawing and calibration devices provide for gripping the reshaped hollow profile at one end and passing it through a calibration matrix or via a calibration matrix To pull or press the calibration mandrel.
  • the front side of the hollow profile is damaged, and must then be separated. The resulting waste increases the required material use and reduces the profitability of the manufacturing process.
  • DE 44 32 674 C1 describes a method with spatially separated forming and welding device.
  • a slot profile manufactured in another device is held in welding position by a plurality of drawstrings.
  • the position of the gap is defined by a gap centering that can be lowered into the joint gap.
  • the welding device for welding the profile can be moved along the joining gap.
  • the device is only suitable for relatively thin-walled profiles with large diameter.
  • the device is used exclusively for precise clamping and alignment of an already formed hollow profile during welding.
  • DE 593 622 describes a device for producing conical profiles and has two mold halves.
  • a forming mandrel is arranged between the mold halves to support the sheet from the inside.
  • the mandrel is designed as a rigid and massive construction. Due to the rigid design of the mandrel, the surface quality can be affected by grooves and scratches on withdrawal of the mandrel from the hollow profile.
  • DE 73 24 077 U describes a device for producing a hollow profile from an unshaped sheet metal, wherein the sheet is bent by means of mold halves to a rigid, expandable mandrel, so that a slot profile is formed.
  • the joint gap of the slot profile is welded after molding.
  • Inside the forming mandrel is a guide rod to which a plurality of axially displaceable cone rings are mounted. Between each two adjacent conical rings elastic spreading elements are arranged, which carry a longitudinally slotted jacket of the mandrel. By a displacement of the guide rod, the spreading elements are moved in the radial direction due to the wedge effect of the cone rings. Since the radial expansion is transmitted by the guide rod as a central control element, a locally gradual adjustment of the radial strain and forming force is not possible and deviations in the joint gap may result.
  • WO 99/67037 A1 describes a device for producing hollow profiles from sheet metal, which has devices for forming and for welding.
  • the forming device has mold halves with a recess, which determine the outer contour of the profile.
  • When moving together the mold halves is an intermediate sheet to reshaped a slot profile.
  • each recess of the mold halves is associated with an inner mandrel half.
  • the inner mandrel halves are fixedly mounted, leaving a gap to the respective associated mold, so that when the molds have moved together, a gap is provided between the respective mandrel half and the associated mold half.
  • DE 10 2004 046 687 B3 describes an apparatus for producing hollow profiles from sheet metal, which has a device for forming and for welding.
  • a sheet is bent by the collapse of external forming tools to a rigid mandrel, whose outer contour determines the inner contour of the profile to be generated.
  • the collapse takes place in stepped steps, wherein a bending of the sheet during forming is initially accepted.
  • the outer forming tools move in a finely-controlled manner in position-controlled manner against the inner forming mandrel, whereby the polygonal sheet-metal profile is pressed round and calibrated against the outer contour of the forming mandrel. Due to the rigid mandrel, the surface quality can be affected by grooves and scratches when pulling out the dome from the profile.
  • DE 10 2008 003 442 B4 describes a mandrel device for insertion into a tube, which during bending can flexibly support the inner wall of the tube.
  • the spine device has several anchor shoes arranged about a central cam bar. By axial relative movement between the cam bar and the anchor shoes, the anchor shoes slide radially outward along the contact surface with the cam bar. The outer surface of the anchor shoes presses against the inner wall of the tube.
  • the disadvantage is that due to the fixed mechanical translation between the axial movement of the cam rod and the radial extension of the anchor shoes no locally graded clamping force profile can be adjusted. Furthermore, the force at the contact point between mandrel and pipe is not designed metrologically accessible. The contact force can therefore be estimated at best only on the basis of the mechanical transmission ratio of the arrangement and the load of the drive unit. An exact control of the clamping force, based on actual measured values, is therefore not possible.
  • DE 30 00 170 C2 describes a mandrel for a pipe to be bent.
  • the mandrel has wedge members and spreading elements, which are lined up alternately and loosely on a steel cable. By pulling on the steel cable, the spreader slides along the wedge members to the outside and press against the pipe interior, whereby the risk of kinking and wrinkling is reduced.
  • the clamping force can not be locally graded and metrologically detected, whereby an exact control of the clamping force is not possible.
  • due to its flexibility of this device only useful for relatively low forming forces.
  • An object of the invention is to improve the precision in the manufacture of hollow sections, so that the number of drawing and calibrating devices previously required for the exact setting of the profile cross-section can be reduced or possibly completely dispensed with additional drawing and calibration devices.
  • Another object of the invention is to provide a molding tool, in particular a forming mandrel, and a shaping tool with the method and with which hollow profiles can be produced which are of high quality, in particular without surface damage, wherein a controllable readjustment of the mold for calibration of the high profile is possible.
  • Another object of the invention is to provide a molding tool, in particular a molding tool, which is applicable for use in forming devices for hollow profiles, such as bending and rolling devices, whose outer and / or inner circumference is adjustable taking into account the deformation of the tube.
  • a molding tool for molding a hollow profile by means of a pressure jacket, in particular a pipe, made up of a longitudinal profile such as an unshaped blank or sheet the molding tool having a pressure chamber at least partially defined by the pressure jacket by adjusting the internal pressure in the pressure chamber, the elongation and clamping force of the pressure jacket for forming the hollow profile by supplying and / or discharge of a pressure medium in the pressure chamber is adjustable taking into account the deformation of the hollow profile.
  • a hollow profile here are tubular hollow body to understand that over their entire profile length have a frontally open on both sides cavity, which is circumferentially bounded by a lateral surface.
  • polygonal cross-sectional shapes are permissible.
  • concave and convex cross-sectional shapes of the hollow profile are conceivable.
  • a board or a longitudinal profile here is an unshaped semi-finished, such as a sheet to understand, which is suitable for the production of a hollow profile.
  • the material from which the board or the longitudinal profile is formed can range from metals, metal alloys, plastics to composite materials.
  • the molding tool is formed with a forming mandrel having a substantially circular, polygonal, concave and / or convex cross section, and / or with a movable between a closed position and an open mold jaw, wherein the mandrel and / or Form jaw are at least partially surrounded by a pressure jacket.
  • the molding tool can be designed as a molding mandrel with a bending elastic adjustable pressure jacket or as a mold half or mold block of a molding tool with an elastically adjustable inner contour.
  • the forming mandrel is in this case a mold that can be inserted into the cavity, which is defined by outer mold halves in a closed state thereof. Both during forming of sheets into hollow profiles and during bending of pipes in tube bending machines, the forming and clamping forces can be set exactly by a controllable and controllable radial expansion of the pressure jacket of the mandrel or the mold half.
  • a molding tool wherein the pressure chamber is delimited in the longitudinal direction of the molding tool by the pressure jacket and transversely to the longitudinal direction of the molding tool by a front side wall.
  • a pressure chamber here is to be understood as meaning a defined, sealable section in or on the molding tool in which a pressure, in particular a back pressure, can be built up by means of a gaseous and / or liquid medium supplied thereto, which counteracts the forming forces when forming a longitudinal profile Hollow profile is built.
  • a molding tool wherein on the side of the end wall facing away from the pressure chamber, a connection adapter for coupling with an actuating device for moving and / or rotating the forming mandrel, in particular in its longitudinal axis and / or about its longitudinal axis, and / or a gutter or funnel-shaped collecting device is arranged, which is connectable to a suction line.
  • the terminal adapter is a mounting device that allows releasable coupling with an adjusting device with which the position of the molding tool can be adjusted and manipulated.
  • a trough-shaped or funnel-shaped collecting device can be attached to the front side of the forming mandrel.
  • This collecting device is always kept below the current welding position with the described tracking of the end wall and can therefore absorb the resulting impurities during welding in an advantageous manner.
  • the collecting device can be connected to a suction device via a supply line to suck the contaminants from the inside of the tube to the outside.
  • a molding tool wherein in the pressure chamber is arranged substantially centrally a mold dome at a radial distance from the pressure jacket, and / or the mandrel core extends from the end wall of the pressure chamber.
  • the mandrel core in the mold increases the stability of the pressure chamber and may also be provided in the pressure chamber of the mold halves. Furthermore, the mandrel core can be applied with adjacent pressure jacket, without pressurizing the pressure chamber, for forming the longitudinal profile.
  • a molding tool wherein the pressure jacket has at least one intermediate wall, so that the pressure chamber at least forms a second pressure chamber, wherein the divided pressure chambers are arranged side by side and / or one above the other and / or have a honeycomb-like cross-section.
  • the subdivision of the pressure chamber allows targeted biasing of different areas of the pressure jacket with different pressures, so that it can be better dealt with the prevailing boundary conditions during forming.
  • a molding tool wherein the pressure jacket comprises a metal material, in particular spring steel, or an elastomer or a polymer or an elastic composite material and is reinforced, in particular with fibers which comprise polymer and / or elastomer.
  • the pressure jacket is advantageously formed of an elastic material, which allows to respond reversibly to an applied force, in particular to be able to perform the predetermined expansions and compressions of the pressure jacket without plastic deformation.
  • a molding tool wherein the pressure chamber, each pressure chamber or a predetermined number of pressure chambers is supplied by means of a pressure line and / or individually supplied.
  • each pressure chamber has its own pressure line for supplying the respective pressure medium, so that a targeted control and regulation of the internal pressure to adapt to the boundary conditions during forming is possible.
  • each pressure chamber can additionally have a discharge line for discharging the respective pressure medium out of the pressure chamber.
  • the pressure lines can be arranged inside the mandrel core, in the side wall and / or in the intermediate wall of the pressure chamber.
  • a molding tool wherein the pressure chamber has or is connected to a pressure measuring device a control and control unit for transmitting the measured values is connectable and / or the pressure chamber has a Wegmessvorraum whose measuring direction radially to the pressure jacket for detecting the actual value of the radial deflection of the pressure jacket and / or means of strain gauges with a control and control unit for transmitting the Actual value can be connected to the same.
  • the pressure measuring device the path measuring device and / or by means of the strain gauge, it is possible to determine indirectly or directly the bulge or expansion of the pressure jacket.
  • pressure sensors are applicable, which transform the physical quantity of pressure into an electrical output variable as a measure of the pressure, such as passive pressure sensors, relative pressure sensors, absolute pressure sensors, differential pressure sensors, etc. and work trouble-free in the conditions occurring or the sensors are protected accordingly.
  • Wegmeessvorraumen all Wegemesssensoren are applicable, which can convert a physically measured path size into an electrical signal, such as, distance measuring sensors with variable inductance or variable conductivity, etc.
  • the elongation of the pressure jacket can also be measured by means of a DehnmessstAINs on the side of the pressure jacket is attached, which faces the pressure chamber.
  • a molding tool wherein at least one control and control unit controls the inflow and outflow of the pressure medium in and out of the respective pressure chambers, so that the internal pressure of the pressure chamber or the deflection of the pressure jacket is adjusted to a predetermined desired value
  • the control and regulation unit can be integrated in the mold or separately in a corresponding control unit, such as a CPU of a computer and / or implemented by appropriate programs that calculate by receiving the signals from the pressure / displacement sensors the current stress of the pressure jacket and depending on Preset to control or regulate the internal pressure in the pressure chamber.
  • a forming apparatus for producing a hollow profile in particular a pipe
  • the forming apparatus comprising at least first and second mold halves formed between a closed state in which a cavity for forming the hollow profile is formed and an open state for inserting a longitudinal profile to be formed, are movable, wherein between the Mold halves of a mold tool can be arranged, in particular a mold according to the embodiments listed above, wherein at least one of the mold halves and / or the mold a pressure jacket is arranged, which surrounds the shaping contour of the respective mold half or the mold at least partially or completely, so that a pressure chamber is formed whose internal pressure is adjustable depending on the degree of deformation of the hollow profile.
  • the mold halves are preferably mold jaws, which form a cavity for forming the longitudinal profile in the closed state.
  • the mold can be retrofitted because of its simple structure of existing forming devices in a simple manner.
  • a longitudinal profile here means a semifinished product, in particular a metal sheet or a printed circuit board, which is in an unshaped state and should first be shaped into a slot profile and then into a hollow profile welded together at the slot location with the aid of the molding tool and the mold halves.
  • a forming device wherein the first and second mold halves each have a recess which determine the outer contour of the hollow profile to be produced and, when moving together, transform the sheet into a slot profile with opposing longitudinal edges, wherein the forming tool intervenes during sheet metal forming the mold halves is arranged or can be inserted after the collapse of the molds.
  • the forming device has a welding device for welding together the longitudinal edges of the slot profile.
  • a closed hollow profile can be formed.
  • the welding device used depends on the material from which the hollow profile is formed.
  • an ultrasonic welding device or an ultrasonic welding process can be provided for welding a slot profile made of plastic, while a welding process suitable for metals is provided for shaving off the joint gap of a slot profile made of sheet metal.
  • laser welding methods are preferably used
  • a forming apparatus for bending a pipe into a pipe bend having a predetermined bend radius comprising a mold insertable into a first pipe end portion of the pipe to be bent and having a pressure jacket for centering and at least partially surrounding the mold Clamping the pipe end portion of the pipe to be bent, and a pivotable bending head, which can define a second, free pipe end portion and plastically deforms the pipe during a pivoting movement; and an actuator that can move a portion of the pipe to be bent along the forming mandrel in the direction of the bending head.
  • the mold with pressure jacket can be used for bending pipes, wherein the adjustable surface of the mold is each optimally adjustable to the respective bending and deformation state of the pipe to be bent. In particular, the adjustable pressure jacket prevents damage to the inner surface of the pipe to be bent.
  • a forming device for roll profiling a long profile in a roll forming device having a plurality of profile rollers arranged one behind the other, wherein a molding tool with a pressure-free adjustable jacket, in particular a mold according to the above embodiments, between the forming profile rollers is arranged.
  • a molding tool with a pressure-free adjustable jacket in particular a mold according to the above embodiments, between the forming profile rollers is arranged.
  • the molding tool has a plurality of separately controllable / controllable pressure chambers, which are at least partially defined by the pressure jacket, and are arranged in the direction of passage and / or with respect to the profile rollers.
  • the individually controllable pressure chambers By means of the individually controllable pressure chambers, the clamping force of the pressure jacket during the forming of the molding in the hollow profile to the bending radii and the increasing forming forces in the molding of the hollow profile gradually and controlled adjustable.
  • a shaping mandrel arranged between the profiling rolls has at least one pressure chamber with pressure jacket, whose expansion and clamping force can be adjusted by means of the internal pressure in the pressure chamber, taking into account the degree of deformation of the hollow profile.
  • a method for producing a hollow profile in particular a longitudinally welded pipe, by means of a molding tool, in particular a molding tool according to the above-mentioned embodiments, provided, wherein the molding tool has a pressure chamber with pressure jacket whose elongation and clamping force by means of the internal pressure in the Pressure chamber is adjustable taking into account the degree of deformation of the hollow profile.
  • a contour of the hollow profile can be formed by controlling and / or regulating the internal pressure of the pressure chamber or the pressure chambers of the molding tool, taking into account the degree of deformation of the hollow profile.
  • a method for bending hollow sections, in particular tubes, in a tube bending apparatus is provided by means of a forming tool, wherein adjusting the radial expansion of the pressure jacket, the clamping force to the tube will change taking into account the change in cross section during bending of the tube.
  • an adjustment of the radial expansion and clamping force of the pressure jacket of the molding tool is effected by increasing or decreasing the internal pressure in the pressure chamber, wherein the radial expansion and clamping force of the pressure jacket with the movement the shaping outer mold halves is synchronized.
  • the internal pressure in each pressure chamber of the molding tool is set individually, so that a graduated over the pressure jacket surface of the pressure shell gradient of the radial expansion and clamping force.
  • This has the advantage that the shape formed by the pressure jacket can be adjusted in steps.
  • the individual setting is detected by detecting the internal pressure by means of pressure sensors and / by detecting the bulging of the pressure jacket by means of distance measuring sensors and adjusted individually by means of control / regulating devices.
  • the material flow into the bending zone must be specifically influenced in order to reduce both the wrinkling and bending at the inner bending radius and the thinning at the outer bending radius.
  • a different clamping force for bending external and internal bending radius appears to be particularly advantageous for this purpose.
  • the position of the molding tool is synchronized with the movement of the shaping outer mold halves by means of an adjusting device or synchronized during the welding of a joint gap of the molded hollow profile, the movement of the mold with the welding movement a lateral offset to the current welding position is maintained.
  • the radial expansion and clamping force of the pressure jacket of the mold with the movement of the bending head and / or a feed movement of the tube is synchronized and adjusted in time.
  • the pressure-jacket mold in particular the pressure-molded mandrel, is particularly suitable for retrofitting existing systems for the production of longitudinally welded hollow profiles and tube bending machines.
  • 1 a shows a schematic view of a partial section of a first embodiment of a molding tool, in particular a shaping mandrel, along its longitudinal direction with a pressure chamber;
  • FIG. 1 b shows a schematic view of a section according to section line A-A according to FIG. 1 a of the molding tool from FIG. 1 a;
  • FIG. 2 shows a schematic view of a section along the longitudinal direction of a second embodiment of the molding tool from FIG. 1 a;
  • FIG. 2 shows a schematic view of a section along the longitudinal direction of a second embodiment of the molding tool from FIG. 1 a;
  • 3a shows a schematic view of a partial section of a third embodiment of the molding tool along its longitudinal direction with a plurality of pressure chambers
  • FIG. 3b is a schematic cross-sectional view of the mold of FIG. 3a;
  • FIG. 4a shows a schematic view of a partial section of a fourth embodiment of the molding tool along its longitudinal direction with a plurality of pressure chambers, wherein a pressure supply of the pressure chambers takes place via the core region of the molding tool;
  • Fig. 4b is a schematic cross-sectional view of the mold of Fig. 4a;
  • FIG. 5 shows a schematic view of a partial section of a fifth embodiment of the molding tool with a plurality of pressure chambers along its longitudinal direction, whereby a pressure supply of the pressure chambers takes place by means of lines in side and intermediate walls of the molding tool;
  • FIG. 6 shows a schematic view of a partial section of a further embodiment of the molding tool with a path measuring device for detecting the deformation of a pressure jacket forming the pressure chambers;
  • FIG. 7 shows a schematic view of a section transversely to the longitudinal direction of a sixth embodiment of the molding tool, in particular jaws, along the longitudinal direction thereof with a flexurally elastic, adjustable inner contour by means of pressure chambers;
  • FIG. 8 is a schematic view of a section transverse to the longitudinal direction of a forming device according to the invention for producing longitudinally welded hollow profiles with two outer jaw tools in the open position with an embodiment of the molding tool; 9 shows a schematic view of a section transverse to the longitudinal direction of the device from FIG. 1 for producing longitudinally welded hollow profiles with two outer jaw tools in the closed position;
  • FIG. 10 is a schematic view of a partial section in the longitudinal direction of a forming device for producing longitudinally welded hollow profiles with two outer jaw tool and frontal support and storage of the mold;
  • FIG. 1 is a schematic view of a partial section in the longitudinal direction of a forming device with welding device for welding a slot profile using a molding tool, in particular a dome; with a pressure chamber;
  • FIG. 12 is a schematic view of a partial section in the longitudinal direction of a forming device with welding device for welding a slot profile using two opposing molds;
  • Fig. 13 is a schematic view of a partial section of a forming apparatus for bending pipe tube bending machine using an embodiment of the pressure chamber forming tool.
  • Fig. 14 is a schematic view of a partial section of a forming device for producing longitudinally welded hollow profiles by means of roll forming using one of the embodiments of the mandrel-like molding tool with pressure chamber.
  • In Fign. 1 a and 1 b is a partial sectional view in the longitudinal direction and in the sectional view according to section A-A in FIG. 1 a shows a first embodiment of a forming tool 1 for a forming device for producing a slot profile 2 a and hollow profile 200.
  • the mold 1 is shown here in the form of a mandrel 1 with an expandable pressure shell 1 1, which defines a pressure chamber 12 whose internal pressure can be controlled or regulated by means of a pressure medium which is liquid or gaseous, depending on the shaping conditions of the hollow profile to be formed ,
  • the mold 1 has, as shown in the sectional view of Figure 1 b, a substantially circular to elliptical cross-section.
  • the pressure chamber 12 can be hydraulically or pneumatically pressurized.
  • the pressure jacket 1 1 is preferably designed to be flexible, so that the pressure of the inner pressure chamber 12, the bulge of Pressure jacket 11 and consequently the radial cross-sectional shape of the mandrel 1 can be adjusted.
  • the molding tool 1 has a mandrel core 14 arranged essentially centrally to the longitudinal axis L of the molding tool 1 as a supporting structure.
  • a mandrel core 14 is arranged at a radial distance of the side walls 15 supported flexurally elastic pressure jacket 1 1 and a flexurally elastic membrane, so that in the space between mandrel core 14 and pressure shell 11, a pressure chamber 12 is formed.
  • the side walls 15 each extend from the end faces of the mandrel core 14 and are preferably integrally connected thereto.
  • a maintenance window may be formed in one of the side walls or in both, so that the pressure chamber 12 and the side of the pressure jacket 11 facing the mandrel core 14 can be checked and serviced.
  • this is suitably formed as a thin-walled membrane which is elastically deformable.
  • the membrane is made of highly elastic spring steel and / or fabric reinforced elastomers. Any other material that allows a flexurally elastic deformation is also suitable for the pressure jacket 1.
  • the outer circumference of the mandrel 1 is adapted and adjustable by means of the pressure-loaded pressure jacket 1 1 to the inner contour of the hollow profile to be produced.
  • the outer contour of the radially to the mandrel 1 spaced pressure jacket 11 is designed in cross section, for example, circular, elliptical, oval or asymmetric rounded.
  • the pressure chamber 12 is pressurized by means of a pressure line 13.
  • the pressure medium is preferably to use a hydraulic fluid.
  • air or another gas as the pressure medium. Due to the increased ability of gases to expand against liquids, additional safety measures to control the risk of explosion and bursting must occasionally be taken.
  • the pressure shell 1 1 is flexurally elastic, the bulge of the pressure jacket 1 1 and consequently the radial expansion and clamping force of the pressure jacket 11 of the mandrel 1 can be adjusted via the chamber internal pressure.
  • the pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 compensates advantageously dimensional variations of the blank or sheet 2 along the circumference in the inner contour of the sheet 2 from.
  • the regulation of the radial expansion or radial clamping force of the pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 is determined by a control and / or regulating unit on the basis of a calculation rule, which converts the internal pressure of the pressure chamber 12 into the target variables radial expansion or radial clamping force.
  • the internal pressure of the pressure chamber 12 is detected by a pressure measuring device which is located directly in the pressure-tight chamber 12 or connected to a corresponding hydraulic or pneumatic pressure line 13.
  • the actual value of the radial expansion can be detected directly by at least one position measuring device 101 located within the pressure chamber 12 and corrected by means of the control and regulating unit.
  • the measuring direction of the distance measuring device 101 is directed to the lateral surface of the dome.
  • a non-contact inductive measuring principle is preferably proposed.
  • other non-contact and tactile measuring principles are possible.
  • the mode of action of the radially expandable pressure jacket membrane can also be transferred to outer mold halves which act on the outer circumference of the molded article or the hollow profile to be formed, wherein the direction of the radial force effect compared to a used in the cavity of the hollow profile to be molded mold or used Forming mandrel reversed.
  • the inner contour of the outer molds 300 is formed with a flexurally elastic pressure jacket, as shown for example in Fig. 7.
  • the pressure chambers 12 can be acted upon below the pressure jacket 1 1 with a variable pressure, which causes an expansion of the pressure jacket 11 transverse to the tool longitudinal axis L in the Y-X direction.
  • the tool inner contour is thereby adjustable in the radial direction and is suitable for exact pressing of the sheet 2 from outside to inside.
  • Embodiments of the molding tool are also conceivable, wherein the contouring sides of the respective molding tool, which are involved in the shaping of the hollow profile and come into contact with the molding of the hollow profile, are each provided with a pressure jacket 11, which can be regulated via a pressure chamber 12 ,
  • An embodiment of the mold 1, 300 provides for precise pressure control to use for the pressure build-up and pressure reduction each separate pressure lines 13 and to control the internal pressure of the chamber 12 via separate valves or the differential pressure of a proportional or servo valve. Due to the principle, the pressure jacket 11 can bend arcuately outward, since the side walls 15 (see Fig. 1a) fix the pressure shell 1 1 at its front ends. This has the consequence that the pressure jacket 1 1 in the vicinity of the mandrel end faces 16 can make no or insufficient contact with the sheet 2 and decreases the maximum realizable forming force in this area.
  • the mandrel 1 is longer than the hollow profile to be produced and protrudes preferably on both sides beyond the length of the hollow profile 200, as shown for example in Figures 11 and 12.
  • the end faces 16 of the mandrel 1 are thereby outside of the hollow profile and the uneven bending of the pressure jacket 11 in this area has no effect.
  • Fig. 1 the protrusion of an end portion of the mandrel 1 from the hollow profile to be produced 2a is exemplified.
  • mandrel 1 provides to change the shape of the mandrel cross section along the longitudinal axis in its shape and / or its geometric dimensions to adapt, for example, the inner contour of a conical hollow section 2a with along its longitudinal axis stepped profile cross sections.
  • a variable areally distributed profile of the radial expansion of the expansion and force of the pressure jacket 11 can be set for the profile axis and profile elements that are variable over the longitudinal axis.
  • connection adapter 17 of the mandrel 1 can be connected to an adjusting device.
  • the adjusting device of the mandrel 1 can be rotated according to a further embodiment about its longitudinal axis L and / or moved along or transversely to its longitudinal axis L, to orient the pressure chambers 12 in an advantageous manner to the enclosing hollow section 2a or tube 200.
  • a second embodiment of the mold 1 in which the mandrel 1 is formed without a supporting mandrel core 14, and the pressure chamber 12 is formed by the pressure shell 1 1 itself.
  • this embodiment of the molding tool is used because of the reduced bending stiffness of this construction of the mandrel 1 with relatively short tubes and low forming forces.
  • the required pressure medium volume and, consequently, the required hydraulic energy consumption is increased compared to an equally large mandrel 1 with mandrel core 14.
  • An embodiment of the forming mandrel 1 has on the end face 16 of the mandrel 1 a gutter or funnel-shaped catching device 7.
  • the collecting device 7 is designed such that during welding during welding of the joining sections of the Slit profiles 2a of the sheet formed around the mandrel 1, the resulting impurities such as vapors, gases, metal splashes and scale from the cavity of the closed forming device - see Fig. 9 -, or from the inner cavity of the sheet formed into a tube, can be eliminated and thus their adhesion to the pipe inner surface can be prevented.
  • FIGS. 3a and 4b Further advantageous embodiments of the molding tool with mandrel 1 and pressure shell 1 1 are shown in Figs. 3a, 3b, Figs. 4a, 4b and Figs. 5 each in a partial sectional view in the longitudinal direction of the mandrel 1 in the Z direction and Y direction parallel to the longitudinal axis L of the mandrel 1 and are in the sectional view in the X direction and Y direction according to section A-A of FIGS. 3a and 4b.
  • the embodiments of the inner molding tool or molding mandrel 1 shown here have a plurality of pressure chambers 12 which are distributed over the circumference or along the longitudinal axis L of the molding mandrel 1.
  • the division of the pressure chambers 12 is, as shown in Fig. 3a and 3b, formed by longitudinal side walls 15a extending in the Z direction.
  • the division of the pressure chamber 12 can also take place transversely to the Z-longitudinal direction in the Y and / or X direction, as shown for example in Fig. 4a.
  • the pressure chamber 12 is divided both in the longitudinal direction L and in the transverse direction into individual pressure chambers 12, which are individually controlled and regulated.
  • the pressure chamber 12 is divided by intermediate walls 15 a into a plurality of pressure chambers 12.
  • each chamber 12 can be acted upon by a separate pressure line 13 with different pressures, as shown for example in Fig. 4a.
  • the embodiments of the forming mandrel shown in FIGS. 3 a, 3 b and 4 a, 4 b have a plurality of pressure chambers 12 distributed over the mandrel circumference or along the mandrel longitudinal axis L, which can each be acted upon by separate pressure lines 13 with different pressures.
  • a variable area-distributed transverse profile along the radial mandrel strain can be adjusted with appropriate pressure jacket clamping force.
  • FIG. 6 another embodiment of the mandrel 1 is shown with pressure jacket 11, which allows direct detection and control of the radial expansion of the pressure jacket 1 1 of the mandrel 1.
  • the actual value of the radial expansion is detected by at least one located within the pressure chamber 12 Wegmesssystem 100 and transmitted as an input to the described control and regulation unit.
  • the measuring direction 101 of the path measuring system 100 is directed onto the inside of the pressure jacket 11.
  • a non-contact inductive measuring principle is used.
  • further non-contact and tactile measuring principles are possible.
  • the actual value of the radial expansion or radial clamping force of the pressure jacket 11 is determined by a control unit, not shown, based on a calculation rule.
  • the actual value of the internal pressure of the pressure chamber 12 is measured by one or more pressure measuring device, not shown, which are located directly in the pressure-tight chamber 12 or connected to the belonging to this chamber 12 hydraulic or pneumatic pressure lines 13.
  • the control unit calculates the measured internal pressure in the pressure chamber 12 in the target of radial expansion and / or radial clamping force and regulates the inflow and outflow of the pressure medium into and out of the respective pressure chambers 12 so that the radial expansion or radial Tension of the target size is adjusted. This allows precise control of these target values.
  • the molding tool 1 has a first and second mold half 300L, 300R, also referred to as jaws 300, shown here in an open state in that a semifinished product to be shaped to form a closed hollow profile 2 or a tubular slot profile 2 a can be inserted.
  • the first and second mold halves 300L, R are between the open state shown in FIG Insertion of the semifinished product to be formed and a closed state for molding the inlaid molding into a hollow profile 200 movable.
  • a pressure jacket 1 1 is arranged in each case.
  • the pressure jacket 11 is supported and held approximately centrally by a side wall 15a, so that the pressure chamber 12 is subdivided into two pressure chambers 12 which can be regulated differently.
  • the pressure jacket 11 is fluid-tightly connected at the end portions to the upper portion of the respective mold half 300L, 300R on the one hand, and to the lower portion of the respective mold half 300R, 300R on the other hand.
  • the mold halves 300L, 300R can be brought into a closed state so that a blank 2 to be formed into the hollow profile can be deformed into a tubular shape.
  • the shaping shape of the pressure jacket 12 can be controlled and / or regulated via the internal pressure in the pressure chambers 12 during the shaping process.
  • each pressure chamber 12 can be individually controlled and / or regulated by means of its own pressure lines 13 by supplying or removing a liquid or gaseous pressure medium by means of the pressure lines 13.
  • the first and second mold halves 300L, 300R form a closed cavity, which is defined by the pressure jacket 12 in size.
  • the embodiment of the molding tool 1 shown in FIG. 7 provides for transmitting the operating principle of the radially expandable pressure jacket 11 to the outer, first and second mold halves or jaws 300L, 300R.
  • the inner contour of the outer molds 300 is formed by a flexurally elastic pressure jacket 11, under which there is at least one filled with pressure medium chamber 12, the internal pressure is adjusted via leads 13 and a suitable control and regulation unit.
  • a bending elastic adjustable tool inner contour for pressing the sheet 2 from the outside to the inside is formed.
  • the working principles and embodiments already described for the mandrel 1 can be applied in modified form for the molds 300 with elastically adjustable tool inner contour. It is thus possible, for example, to create a plurality of pressure chambers 12, which can be adjusted independently of one another, by intermediate walls 15a underneath the membrane 11 in order to provide a locally stepped graduation over the tool inner contour To achieve expansion and deformation force distribution.
  • the forming of the sheet 2 can be done using a rigid mandrel 1 or a radially expandable pressure jacket 1 1 on a mandrel 1. In some cases of use can be dispensed with an inner mandrel core 14, in which case only the outer mold halves 300 with a bending elastic adjustable inner contour by means of the pressure jacket 1 1 can selectively press the sheet 2.
  • FIGS. 8 and 9 show a first embodiment of a forming device A1 for producing a longitudinally welded hollow profile.
  • the forming device A1 is shown in the starting position with open mold halves 3L, 3R with already inserted to be formed board or to be formed sheet 2.
  • the forming device A1 is shown in the end position with closed mold halves 3L, 3R with already inserted and to a hollow profile 200 shaped board 2.
  • the forming device A1 has at least two outer forming jaws 3L, 3R and a forming mandrel 1 with adjustable pressure shell 1 1. Furthermore, a semifinished product to be shaped into a hollow profile 200, a metal sheet 2, is shown.
  • the outer mold jaws or molds 3L, 3R have inner contours 31 L, 31 R, which determine the outer contour of the hollow profile 2a to be produced.
  • the molds 3L, 3R are mounted on a common base plate 5 and can be closed by an adjusting device, not shown, on the forming mandrel 1 according to the invention in the closed state, as shown in Fig. 9.
  • the sheet 2 and the board 2 is placed between the mandrel 1 and the base plate 5. Via pressure lines 13, the pressure in the interior of the pressure chamber 12 of the mandrel 14 can be increased. As a result, the pressure jacket 1 1 bends in the radial direction and clamps the sheet 2 against the base plate. 5
  • the mandrel 1 can be moved in an alternative embodiment by an adjusting device, not shown in vertical Y-direction against the base plate 5 to clamp the sheet 2 against the base plate, wherein the pressure chamber 12 via the pressure line 13 with a liquid or gaseous pressure medium is charged.
  • the sheet 2 is fixed by the clamping between the mandrel 1 and the base plate 5 in its position and the risk of slipping during the forming is reduced.
  • After tensioning the sheet 2 between the base plate 5 and the outer periphery of the pressurized Pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 drive the molds 3L, 3R together until, as shown in Fig. 9, they have reached a closed position near the mandrel 1.
  • the molds 3L, 3R bend the sheet 2 against the outer periphery of the mandrel 1 arranged around the pressure shell 1 1 to an O-shaped slot profile 2a, the contour of the inner contour recesses 31 L, 31 R of the molds 3L, 3R approximately follows and its Longitudinal edges are parallel in the area of the joint gap 2z.
  • At least one stop 4 can be retracted over the entire profile length by means of an adjusting device, not shown, before the first and second mold halves 3L, 3R are closed.
  • the forming tools can also be moved towards the forming mandrel 1 in a tilting or pivoting movement.
  • a three-piece forming apparatus A1 which has two lateral mold halves and a third lid-like mold half, which together in the closed position, the cavity to form the hollow profile.
  • the movably mounted mold halves 300L, 300R, 3L, 3R are moved in a position-controlled manner by means of a hydraulic, pneumatic, mechanical and / or electrical drive.
  • the forming force of the pressure jacket 12 against the sheet 2 and the board 2 are regulated and the molding or the sheet 2 targeted from the inside against the recesses 31 L, 31 R of the molds 3L, 3R be pressed.
  • the temporal pressure profile of the mandrel 1 is adjusted by a control and regulating device, not shown, which allows, for example, the pressure profile in the pressure chamber 12 of the mandrel 1 in response to the movement of the mold halves 3L, 3R adapt.
  • pressure lines 13 are provided, by means of which a pressure medium for increasing the pressure in the pressure chamber 12 to or for lowering the pressure can be removed from the pressure chamber.
  • connection adapter 17 is mounted on one of the end faces, to which the displacement device can be detachably coupled to the forming mandrel 1.
  • the forces acting on the forming mandrel 1 during the forming process can generate a torque which elastically bends the forming mandrel 1 with respect to its center axis L and tilts relative to the mold halves 3L, 3R.
  • a bearing pin 61 is provided on the terminal adapter 17 opposite end face 16 of the mandrel 1, which is laterally supported in engagement with a stationary bearing 6, the mandrel 1.
  • the stationary bearing 6 is designed such that when moving the forming mandrel 1 in the longitudinal direction, the connection to the stationary bearing point 6 can be made or separated.
  • the mandrel 1 in the middle of the Dornstimisation 16 for this purpose a round cross-section bearing pin 61 which can be inserted into the bearing 6 in the longitudinal direction.
  • the bearing or the journal can be configured such that a coupling of the journal can be performed in a direction other than the Z-longitudinal direction.
  • the stop 4 is moved out of the joint gap 2z to release the joint gap 2z for welding.
  • the shaping tools 3L, 3R have a recess along the joining gap 2z in order to enlarge the working space for the welding device 8. In order to further reduce the distance between the longitudinal edges of the sheet metal for welding, it is permissible to continue the molding tools after the stop 4 has moved out.
  • FIG. 11 shows an embodiment of a device S1 for welding the joint gap 2z in a partial sectional view in the longitudinal direction L.
  • the device S1 has the forming device A1 and a welding device 8, which can be moved along the joining gap 2z by means of a displacement device, not shown.
  • the space required for welding is created on the one hand by a recess of the molds 3L, 3R in the region of the joint gap 2z.
  • a clearance is formed below the weld 82 by positioning the end wall 16, 16a with a lateral offset distance to the weld 82, i. the end wall 16, 16a is moved in parallel according to the movement of the welding device 82 at a predetermined distance from the welding point 82, as indicated by the arrows 81 in FIGS. 11 and 12.
  • the movement of the forming mandrel 1 is synchronized with the welding movement 82, so that the lateral offset distance of the mandrel 1 to the current welding position 82 is always maintained.
  • an embodiment of the molding tool 1 provides, on the end face 16 of the molding mandrel 1, a channel or funnel-shaped catcher 7 to install.
  • This collecting device 7 is always kept below the current welding position 82 with the described tracking of the mandrel and can absorb the resulting impurities during welding in an advantageous manner.
  • the collecting device 7 can be connected to a suction device, not shown, via a suction line 71 to suck the contaminants from the inside of the tube to the outside by applying a negative pressure.
  • FIG. 12 shows a further forming device S2 with improved support of the joining gap 2z.
  • two opposing mandrels 1, 1 a are used.
  • the mandrels 1, 1 a are positioned by at least one adjusting device not shown to each other so that between their end faces 16, 16 a is always maintained a substantially constant distance during the welding process.
  • both mandrels 1, 1 a tracked so that their end faces 16, 16a follow with lateral offset distance of the welding position 82 and leave a free space below the weld 82.
  • Another aspect relates to a method for producing longitudinally welded hollow profiles 2 with the molding tool or mandrel 1 according to the invention in combination with external molding tools, such as the first and second mold halves 3L, 3R; 300L, 300R.
  • an unshaped molding or an unshaped sheet 2 is placed between the forming mandrel 1 and a base 5, wherein the sheet longitudinal edges come to lie parallel to two opposite outer dies 3L, 3R.
  • the sheet 2 or the molding is either flat or it was rolled or pre-bent in the direction of the subsequent indentation, so that the sheet forms a trough-shaped or U-like profile.
  • the pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 can be stretched to clamp the sheet 2 against the base plate 5.
  • the molds 3L, 3R thereby determine the outer contour of the hollow profile 2 to be produced. Furthermore, the outer mold halves 3L, 3R are designed such that they have a recess in the jointed position in the joining region of the longitudinal sheet metal edges. In this recess, an adjusting device extending over the entire length of the mold extending planar stop 4 is introduced. During the forming, the sheet longitudinal edges run along the predetermined by the outer molds 3L, 3R contour laterally to this stop, whereby the position of the joint gap is defined as a further rotation of the sheet beyond the stopper 4 addition is not possible.
  • the gap width between the forming mandrel and forming tools as well as the forming force can be selectively influenced via the radial expansion of the forming mandrel and / or by changing the relative position of the outer forming tools 3L, 3R.
  • the relative movement of the outer molds 3L, 3R is carried out position-controlled by an adjusting device, whereas the radial expansion of the pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 is performed by force or pressure.
  • a position-controlled adjustment of the radial expansion of the pressure jacket 1 1 forming mandrel 1 can be carried out on a case by case, either the described conversion of internal pressure of the pressure chamber 12 in radial expansion or the direct detection of the radial expansion of the pressure jacket by Wegmess device or both are used.
  • the pressure jacket 12 of the mandrel 1 thus allows a targeted pressing of the sheet 2 against the outer molds 3L, 3R, 300L, 300R, which reduces dimensional and form deviations of the profile and the shape of the hollow profile are calibrated.
  • the stop 4 is removed from the joint gap by an adjusting device to release the joint gap 2z for the subsequent process steps.
  • the mold halves 3L, 3R can be moved together after the removal of the stop on to further reduce the joint gap 2z between the longitudinal edges of the sheet metal.
  • an O-shaped slot profile 2a has emerged from the metal sheet 2, with the sheet longitudinal edges directly facing each other in the area of the joint gap 2z so that the sheet longitudinal edges can be welded together to form a pipe or hollow profile 200.
  • the sheet longitudinal edges are welded together supported by the outer mold halves 3L, 3R and at least one inner mandrel 1 along the joint gap 2z.
  • a welding device 8 is provided, which is arranged movably along the joining gap 2z.
  • the lateral clearance necessary for the welding is provided by a recess of the mold halves 3L, 3R in the region of the joint gap 2z of the hollow profile 200.
  • a free space is formed by descending the forming mandrel 1 in the longitudinal direction, by aligning the front side wall 16 with a lateral offset relative to the current welding position 82.
  • an adjusting device synchronizes the movement of the forming mandrel 1 with the movement of the welding device 8, so that a lateral displacement of the mandrel end face 16 to the current welding position 82 is always observed. A firm welding of the sheet 2 on the mandrel 1 or damage to the mandrel 1 during welding is prevented.
  • Additional embodiments in the forming device and in the welding method or in the manner of the applicable welding device 8 result from the material used to form the hollow profile 2.
  • the material used to form the hollow profile 2 In addition to metallic materials, plastics, composite materials and sandwich structures are possible.
  • the technological parameters such as forming force and forming speed of the molds 3L, 3R, 300, 1 are to be adjusted and adapted to the material selection.
  • the welding method used is to be adapted to the used material of the board 2 and the semi-finished product, which is to be formed into the hollow profile 200.
  • FIG. 13 shows an embodiment of a forming apparatus B1 for free-forming bending of tubes 200 in a tube bending apparatus, in which one of the above-described embodiments of the forming mandrels 1 with pressure jacket 11 is used.
  • a tube 200 to be bent is first placed on the mandrel 1 and centered by this in its position and biased against the pressure shell 11.
  • a pin-shaped connection adapter 17 is formed on the end face 16 of the mandrel 1, which is materially integrally connected to the end face 16 of the mandrel 1 or screwed for example by means of a screw and is detachably connected ,
  • connection adapter 17 makes it possible to couple the forming mandrel 1 to an adjusting device, not shown, in order to displace it in a Z-longitudinal direction and / or to rotate it around the forming mandrel 1 about its longitudinal axis L.
  • the force acting on the tube 200 clamping force is adjustable by means of the stretchable pressure jacket of the mandrel 1.
  • the pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 by radially expanding the pressure shell 11 by increasing or decreasing the internal pressure follow changes in the tube diameter, and counteract the formation of wrinkles or thinning of the material at the bending point.
  • the forming apparatus B1 for freely bending tubes 200 adjacent to the forming mandrel end 16 inserted into the pipe 200 to be bent has a guide means 92 which clamps the pipe 200 against locks the mold dome 1 and the projecting into a bending head 9 of the forming device B1 pipe end of the pipe to be bent 200 leads.
  • An adjusting device which is mountable in engagement with the connection adapter 17 of the mandrel 1, displaces the free end of the tube 200 mounted on the mandrel in the bending region of the bending head 9.
  • the bending head 9 engages the pipe end non-positively. Pivots the bending head 9 now orthogonal to the central axis ML of the tube 200 and thereby bends the engaged tube end plastically in the direction of pivotal movement, indicated with arrow 91. After bending the frictional connection of the bending head 9 is solved with the pipe end, so that a new pipe section along the forming mandrel 1 can be pushed into the bending head 9.
  • slippage of pipe material into the bending zone can be adjusted in a targeted manner via the clamping force of the pressure jacket 11 of the forming mandrel 1, so that wrinkling or material thinning in the bending zone can previously have occurred.
  • a method for free-form bending of hollow sections, in particular of tubes, in the tube bending device B1 according to FIG. 13 using the forming mandrel 1 with adjustable pressure chamber 12 can be carried out as described below.
  • the tube to be bent 200 is inserted with one end and a predetermined length on the mandrel 1 and centered by pressurization of the pressure chamber 12 and by bulging of the pressure jacket 1 1 by means of this and stretched.
  • the clamping force of the pressure jacket 1 1 is adjustable by adjusting the internal pressure of the pressure chamber 12.
  • An adjusting device which is coupled to the connection adapter 17 of the mandrel 1, brings the free end of the tube 200 into engagement with the bending head 9, which engages around the free end of the tube non-positively.
  • the adjusting device may in this case also be connected only to a section of the pipe.
  • the adjusting device does not necessarily have to be coupled to the connection adapter 17 of the forming mandrel.
  • the task of the adjusting device is to push a new pipe section along the mandrel on the free end in the bending head.
  • the bending head 9 is now pivoted orthogonal to the central axis ML of the tube 200.
  • the bending head 9 performs the pivoting movement, as indicated by arrow 91 in Fig. 13, the engaged tube end is plastically bent in the direction of pivotal movement.
  • Fig. 13 the state of the tube and the position of the bending head is shown after the pivoting movement.
  • the mandrel 1 is particularly advantageous for this purpose, since by means of the pressure jacket 1 1, the radial clamping force for clamping the tube 200 is precisely adjustable. Thus, the mandrel 1 can specifically control the slipping of the tube during bending or optionally completely prevent it. Likewise, with an embodiment of the forming mandrel 1, which has a plurality of pressure chambers 12, a gradual pressing along the Pipe circumference possible to reduce dimensional and form deviations or, for example, to apply different clamping forces on the inner and outer bending radius.
  • mandrel 1 can be used in the roll profiling as an inner support and guidance of the board or the semifinished product 2 for forming the hollow section 2, as shown in Fig. 14.
  • the blank or sheet 2 passes through profiled rolls 900 arranged one behind the other, which bend the sheet 2 in a stepwise manner and bend towards the respective opposite profiled roll 900 until the sheet longitudinal edges are directly opposite one another and a slot profile 2a is formed. Subsequently, the sheet longitudinal edges of the hollow slot profile 2a are welded together within the device, for example, with the welding device 8, so that a longitudinally welded hollow profile 2 is formed.
  • An internally acting support of the sheet 2 and in particular a precise guidance of the sheet longitudinal edges in the region of the joint gap 2z thereby make a significant contribution to the dimensional and dimensional accuracy of the hollow profile 200 produced.
  • this internally acting support and guidance of the sheet 2 is achieved in that the forming mandrel 1 is disposed between the profile rollers 900 and the sheet 2 is pressed against the profile rollers 900 from the inside by means of the adjustable pressure jacket 1 1 of the mandrel 1.
  • the elongation and clamping force of the pressure jacket 1 1 can be adjusted by regulating or controlling the pressure in the pressure chamber 12.
  • FIG. 14 an embodiment of a Walzprofilier- device T1 using the mandrel 1 with pressure jacket 1 1 and mandrel core 14 is shown.
  • a hollow profile 200 are formed.
  • the unshaped sheet 2 is guided by a plurality of successively arranged profile rollers 900, which gradually bend the sheet into a slot profile 2a and weld it to a hollow profile 200 with a welding device 8, not shown.
  • the sheet 2 can be pressed from the inside by means of the pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 against the profile rollers 900 adjustable.
  • the pressure chambers 12 are each individually adjustable and have a pressure measuring device and / or a Wegmessvorraum 100 for determining the internal pressure and / or the bulge of the pressure jacket 1 1 on.
  • the molded dome 1 with pressure jacket 1 1 is suitable because it allows flexible adjustment of the clamping and forming forces.
  • the basic structure of the mandrel 1 is the same for both methods and only has to be adapted in its dimensions, nominal forces and connection adapters 17 to the respective intended use. Different embodiments of the forming mandrel 1 and the pressure jacket 11 formed thereon are possible, as shown in FIGS. 1 to 6 shown and described.
  • the pressure jacket 1 1 may also be provided on outer mold halves 3L, 3R, 300L, 300R and facing the mold cavity, so that an outer mold 300 is formed with pressure jacket 1 1 a forming device.

Abstract

The invention relates to a shaping mould for shaping a hollow profile, in particular a pipe, from a longitudinal profile, such as an un-shaped metal plate or sheet, by means of a pressure jacket, wherein the shaping mould has a pressure chamber, which is at least partially defined by the pressure jacket, wherein the stretching and tensioning of the pressure jacket for shaping the hollow profile can be set by setting the internal pressure in the pressure chamber by means of feeding a pressure medium into the pressure chamber and/or removing it from the pressure chamber while taking into account the deformation of the hollow profile, and also relates to forming devices for producing and bending pipes that use such a shaping mould and also to methods for producing and bending hollow profiles by using the shaping mould with the pressure jacket.

Description

Formwerkzeug und Umformvorrichtung mit Formwerkzeug sowie Verfahren zum  Mold and forming device with mold and method for
Herstellen und Biegen von Hohlprofilen  Manufacture and bending of hollow sections
Die Erfindung betrifft ein Formwerkzeug, insbesondere einen Formdorn, mit einem biegeelastisch verformbaren Druckmantel zum Formen eines Hohlprofils, und eine Umformvorrichtung mit dem Formwerkzeug zum Herstellen und Biegen von Hohlprofilen, insbesondere längsnahtgeschweißten Rohren, sowie zugehörige Verfahren zum Herstellen und Biegen von Hohlprofilen, insbesondere von Rohren. The invention relates to a molding tool, in particular a forming mandrel, with a bendable deformable pressure jacket for molding a hollow profile, and a forming device with the mold for producing and bending hollow sections, in particular longitudinally welded pipes, as well as associated methods for producing and bending hollow sections, in particular of tubes ,
Die Fahrzeugentwicklung setzt zunehmend auf Leichtbaukonzepte für tragende Strukturen und Komponenten zur Übertragung von Kräften und Drehmomenten. Insbesondere Bauteile auf Basis geschlossener, längsnahtgeschweißter Hohlprofile, die aus hochfesten Werkstoffen bestehen und / oder Tailored Blanks (Tailored Blank = Blech aus unterschiedlichen Werkstoffgüten und Blechdicken) hergestellt worden sind, erlauben eine erhebliche Gewichtseinsparung bei gleichbleibenden oder verbesserten mechanischen Eigenschaften als Hohlprofile, die nicht aus derartigen Werkstoffen ausgebildet worden sind. Vehicle development is increasingly focusing on lightweight construction concepts for load-bearing structures and components for the transmission of forces and torques. In particular, components based on closed, longitudinally welded hollow profiles, which consist of high-strength materials and / or tailored blanks (tailored blank = sheet metal of different material grades and sheet thicknesses) have been produced, allow a significant weight savings with consistent or improved mechanical properties as hollow sections, not from such materials have been formed.
Sowohl in der Herstellung geschlossener iängsnahtgeschweißter Hohlprofile aus Langprofilen in einem ungebogenen Zustand, wie eine Platine oder ein Blech, als auch beim Biegen von rohrähnlichen Halbzeugen ist die Beherrschung von Maß- und Formabweichungen problematisch. Both in the production of closed longitudinally welded longitudinal profiles in an unbent state, such as a circuit board or a sheet metal, as well as in the bending of tube-like semi-finished products, the control of dimensional and form deviations is problematic.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik zur Herstellung längsnahtgeschweißter Hohlprofile sind räumlich getrennte Vorrichtungen für das Umformen des Bleches und das Verschweißen bekannt. From the general state of the art for producing longitudinally welded hollow profiles spatially separated devices for forming the sheet and the welding are known.
Ein Verfahren mit räumlich getrennter Umform- und Schweißvorrichtung zum Herstellen längsnahtgeschweißter Hohlprofilen ist allgemein als Drei-Walzen-Rundbiegen bekannt. Bei diesem Verfahren wird ein Blech zwischen einer Arbeitswalze und zwei Stützwalzen gebogen. Der Biegeradius kann durch Verändern der Relativposition der Walzen variiert werden. Durch eine angetriebene Rotation einer der Walzen kann das Blech in Richtung des Profilumfanges gefördert werden. Dadurch kann ein Querschnitt mit veränderlichen Biegeradien hergestellt werden. Der technisch sinnvolle Einsatzbereich dieses Verfahrens ist auf Rohre mit Durchmesser größer 30 mm und Rohrlängen bis 2000 mm mit im Vergleich zu anderen Verfahren geringen Umformkräften begrenzt. Ursache hierfür ist, dass sich die Stütz- und Arbeitswalzen aufgrund der aufzubringenden Umformkräfte verbiegen. Diese Tatsache führt schon innerhalb der genannten technischen Einsatzgrenzen zu Maß- und Formabweichungen, die dieses Herstellverfahren für zahlreiche Automobilkomponenten als ungeeignet erscheinen lassen. Ein weiterer wesentlicher Nachteil besteht darin, dass in diesem Verfahren das Profil zum Schweißen in eine separate Schweißvorrichtung transportiert werden muss. A method with spatially separated forming and welding apparatus for producing longitudinally welded hollow profiles is generally known as three-roll round bending. In this method, a sheet is bent between a work roll and two back-up rolls. The bend radius can be varied by changing the relative position of the rolls. By a driven rotation of one of the rollers, the sheet can be conveyed in the direction of the profile circumference. As a result, a cross section with variable bending radii can be produced. The technically feasible field of application of this method is limited to tubes with a diameter greater than 30 mm and tube lengths of up to 2000 mm with low forming forces compared to other methods. The reason for this is that the support and work rolls bend due to the forming forces to be applied. This fact already leads to dimensional and form deviations within the mentioned technical application limits, make this manufacturing process for numerous automotive components appear to be unsuitable. Another significant disadvantage is that in this method the profile for welding must be transported in a separate welding device.
US 2, 1 10,378 A beschreibt ein Verfahren mit kombinierter Umform- und Schweißvorrichtung zum Herstellen von Hohlprofilen mit rundem oder ovalem Querschnitt, allgemein bekannt als Walzprofilieren. Beim Walzprofilieren läuft ein Blech durch mehrere hintereinander angeordnete Profilwalzen, die stufenweise das Blech zu einem Schlitzprofil biegen. Nachteilig bei diesem Verfahren ist, dass es infolge der Relativbewegung zwischen dem Blech und den Profilwalzen zur Ausbildung von Längsrillen und Kratzern kommen kann. Da das Profil nur von außen durch die Profilwalzen geführt wird, kommt es zu erheblichen Maß- und Formabweichungen. Nachgelagerte Zieh- und Kalibriervorrichtungen bleiben demzufolge erforderlich. US Pat. No. 2,110,378 A describes a combined forming and welding apparatus for producing hollow profiles of round or oval cross section, commonly known as roll forming. When roll forming a sheet passes through several successively arranged profile rollers, which gradually bend the sheet to a slot profile. A disadvantage of this method is that it may come to the formation of longitudinal grooves and scratches due to the relative movement between the sheet and the profile rollers. Since the profile is guided only from the outside through the profile rollers, it comes to significant dimensional and form deviations. Downstream drawing and calibration devices remain required accordingly.
DE 966 1 11 beschreibt eine Vorrichtung mit kombinierter Umform- und Schweißvorrichtung. Die Umform-Vorrichtung weist zwei auf einem gemeinsamen Träger spiegelsymmetrisch angeordnete Formwerkzeughälften zum Umformen eines Blechs und zum Verschweißen der Blechlängskanten des gebogenen Blechs auf. Die jeweils in Pressrichtung innen liegenden Seiten der Formwerkzeughälften weisen eine halbkreisförmige Ausnehmung auf, welche die Außenkontur des zu erzeugenden Profils bestimmt. Im geschlossenen Endzustand der Formwerkzeughälften stehen sich die Blechlängskanten gegenüber und bilden ein O-förmiges Schlitzprofil. Ein wesentlicher Nachteil dieser Vorrichtung ist, dass das Blech beim Umformen ausknicken kann. Insbesondere bei dünnen Blechen ist die Gefahr des Ausknickens besonders groß. Ebenso kann das Blech nicht von innen gegen die Formwerkzeuge gedrückt werden, um die Form des Bleches gegen die Innen-Kontur der Formwerkzeughälften zu kalibrieren. DE 966 1 11 describes a device with combined forming and welding device. The forming device has two on a common carrier mirror-symmetrically arranged mold halves for forming a sheet and for welding the sheet longitudinal edges of the bent sheet metal. The respective inner sides of the mold halves in the pressing direction have a semicircular recess which determines the outer contour of the profile to be produced. In the closed final state of the mold halves, the sheet longitudinal edges face each other and form an O-shaped slot profile. A major disadvantage of this device is that the sheet can buckle during forming. Especially with thin sheets, the risk of buckling is particularly great. Similarly, the sheet can not be pressed from the inside against the molds to calibrate the shape of the sheet against the inner contour of the mold halves.
Ein wesentlicher Nachteil derartiger Lösungen besteht in der geringen Taktzeit und im hohen anlagentechnischen Aufwand, der sich im Wesentlichen aus dem Transport der umzuformenden Halbzeuge zwischen der Umform- und Schweißvorrichtung ergibt. Außerdem ist die exakte Ausrichtung des zu schweißenden Fügespaltes des umgeformten Hohlprofils beim Einschieben in die Schweißvorrichtung technisch aufwendig gestaltet und Ursache für Maß- und Formabweichungen im fertigen Profil sowie Qualitätsabweichungen der Schweißnaht. A major disadvantage of such solutions is the low cycle time and the high technical complexity, resulting essentially from the transport of the semi-finished products to be formed between the forming and welding device. In addition, the exact alignment of the joint gap to be welded of the deformed hollow profile when inserting into the welding device is designed to be technically complex and cause for dimensional and form deviations in the finished profile and quality deviations of the weld.
Nachgelagerte Zieh- oder Kalibriervorrichtungen reduzieren zwar die Maß- und Formabweichung, allerdings steigt dadurch der wirtschaftliche und technische Aufwand erheblich. Although downstream drawing or calibrating reduce the dimensional and shape deviation, however, thereby increasing the economic and technical effort considerably.
Außerdem sehen die meisten bekannten Zieh- und Kalibriervorrichtungen vor, das umgeformte Hohlprofil an einem Ende zu greifen und durch eine Kalibriermatrix oder über einen Kalibrierdorn zu ziehen oder zu drücken. Dabei wird die Stirnseite des Hohlprofils beschädigt, und muss anschließend abgetrennt werden. Der dadurch entstehende Verschnitt erhöht den erforderlichen Materialeinsatz und setzt die Wirtschaftlichkeit des Herstellungsprozesses herab. In addition, most known drawing and calibration devices provide for gripping the reshaped hollow profile at one end and passing it through a calibration matrix or via a calibration matrix To pull or press the calibration mandrel. In this case, the front side of the hollow profile is damaged, and must then be separated. The resulting waste increases the required material use and reduces the profitability of the manufacturing process.
DE 44 32 674 C1 beschreibt ein Verfahren mit räumlich getrennter Umform- und Schweißvorrichtung. In der darin beschriebenen Vorrichtung wird ein in einer anderen Vorrichtung gefertigtes Schlitzprofil durch mehrere Zugbänder in Schweißposition gehalten. Die Lage des Spaltes wird über eine in den Fügespalt absenkbare Spaltzentrierung definiert. Die Schweißvorrichtung zum Verschweißen des Profils ist entlang des Fügespaltes verfahrbar. Die Vorrichtung ist nur für relativ dünnwandige Profile mit großem Durchmesser geeignet. Außerdem dient die Vorrichtung ausschließlich zum präzisen Spannen und Ausrichten eines bereits umgeformten Hohlprofils während des Schweißens. DE 44 32 674 C1 describes a method with spatially separated forming and welding device. In the device described therein, a slot profile manufactured in another device is held in welding position by a plurality of drawstrings. The position of the gap is defined by a gap centering that can be lowered into the joint gap. The welding device for welding the profile can be moved along the joining gap. The device is only suitable for relatively thin-walled profiles with large diameter. In addition, the device is used exclusively for precise clamping and alignment of an already formed hollow profile during welding.
DE 593 622 beschreibt eine Vorrichtung zum Herstellen konischer Profile und weist zwei Formwerkzeughälften auf. Zusätzlich ist zwischen den Formwerkzeughälften ein Formdorn angeordnet, um das Blech von innen zu stützen. Der Formdorn ist als starre und massive Konstruktion ausgeführt. Aufgrund der starren Bauweise des Formdorns kann die Oberflächenqualität durch Rillen- und Kratzerbildung beim Herausziehen des Dorns aus dem Hohlprofil beeinträchtigt werden. DE 593 622 describes a device for producing conical profiles and has two mold halves. In addition, a forming mandrel is arranged between the mold halves to support the sheet from the inside. The mandrel is designed as a rigid and massive construction. Due to the rigid design of the mandrel, the surface quality can be affected by grooves and scratches on withdrawal of the mandrel from the hollow profile.
DE 73 24 077 U beschreibt eine Vorrichtung zum Herstellen eines Hohlprofils aus einem ungeformten Blech, wobei das Blech mittels Formwerkzeughälften um einen starren, spreizbaren Formdorn gebogen wird, sodass ein Schlitzprofil ausgebildet wird. Der Fügespalt des Schlitzprofils wird nach dem Formen verschweißt. Im Inneren des Formdorns befindet sich eine Führungsstange, an der axial mehrere gegeneinander verschiebbare Konusringe angebracht sind. Jeweils zwischen zwei benachbarten Konusringen sind elastische Spreizelemente angeordnet, die einen längsgeschlitzten Mantel des Dorns tragen. Durch eine Verschiebung der Führungsstange werden die Spreizelemente aufgrund der Keilwirkung der Konusringe in radiale Richtung bewegt. Da die radiale Dehnung durch die Führungsstange als zentrales Stellelement übertragen wird, ist ein lokal abgestuftes Einstellen der radialen Dehnung und Umformkraft nicht möglich und Abweichungen im Fügespalt können sich dadurch ergeben. DE 73 24 077 U describes a device for producing a hollow profile from an unshaped sheet metal, wherein the sheet is bent by means of mold halves to a rigid, expandable mandrel, so that a slot profile is formed. The joint gap of the slot profile is welded after molding. Inside the forming mandrel is a guide rod to which a plurality of axially displaceable cone rings are mounted. Between each two adjacent conical rings elastic spreading elements are arranged, which carry a longitudinally slotted jacket of the mandrel. By a displacement of the guide rod, the spreading elements are moved in the radial direction due to the wedge effect of the cone rings. Since the radial expansion is transmitted by the guide rod as a central control element, a locally gradual adjustment of the radial strain and forming force is not possible and deviations in the joint gap may result.
WO 99/67037 A1 beschreibt eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlprofilen aus Blech, die Vorrichtungen zum Umformen und zum Schweißen aufweist. Die Umform-Vorrichtung weist Formwerkzeughälften mit Ausnehmung auf, welche die Außenkontur des Profils bestimmen. Beim Zusammenfahren der Formwerkzeughälften wird ein dazwischenliegendes Blech zu einem Schlitzprofil umgeformt. Zum Vermeiden eines Abknickens des Bleches während des Umformens ist jeder Ausnehmung der Formwerkzeughälften eine Innendornhälfte zugeordnet. Die Innendornhälften werden unter Freilassung eines Spaltes an dem jeweils zugeordneten Formwerkzeug fest montiert, sodass bei zusammengefahrenen Formwerkzeugen ein Spalt zwischen der jeweiligen Formdornhälfte und der zugehörigen Formwerkzeughälfte bereitgestellt ist. Problematisch bei dieser Vorrichtung ist, dass es innerhalb des Spalts zu einer Relativbewegung zwischen Blech und Werkzeug kommt, wodurch die Qualität der Blechoberfläche durch Rillen- und Kratzerbildung erheblich gemindert wird. Außerdem gestaltet sich die Entnahme des geschweißten Profils als schwierig, da technisch aufwendige Zugeinrichtungen und Haltevorrichtungen für den Formdorn notwendig sind. Aufgrund der starr ausgeführten Dornhälften ist kein gezieltes Nachdrücken des Bleches in radiale Richtung möglich. WO 99/67037 A1 describes a device for producing hollow profiles from sheet metal, which has devices for forming and for welding. The forming device has mold halves with a recess, which determine the outer contour of the profile. When moving together the mold halves is an intermediate sheet to reshaped a slot profile. To avoid kinking of the sheet during forming, each recess of the mold halves is associated with an inner mandrel half. The inner mandrel halves are fixedly mounted, leaving a gap to the respective associated mold, so that when the molds have moved together, a gap is provided between the respective mandrel half and the associated mold half. The problem with this device is that it comes within the gap to a relative movement between the sheet and the tool, whereby the quality of the sheet surface is significantly reduced by grooving and scratching. In addition, the removal of the welded profile designed as difficult, since technically complicated drawbars and fixtures for the mandrel are necessary. Due to the rigid executed mandrel halves targeted pressing of the sheet in the radial direction is not possible.
DE 10 2004 046 687 B3 beschreibt eine Vorrichtung zum Herstellen von Hohlprofilen aus Blech, die eine Vorrichtung zum Umformen und zum Schweißen aufweist. Ein Blech wird durch das Zusammenfahren äußerer Formwerkzeuge um einen starren Formdorn gebogen, dessen Außenkontur die Innenkontur des zu erzeugenden Profils bestimmt. Dabei erfolgt das Zusammenfahren in abgestuften Schritten, wobei ein Abknicken des Bleches während des Umformens zunächst in Kauf genommen wird. Durch das Abknicken des Bleches entsteht zunächst ein Schlitzprofil mit vieleckigem Querschnitt. In den nachfolgenden Schritten fahren die äußeren Formwerkzeuge positionsgeregelt in fein abgestuften Schritten gegen den inneren Formdorn, wobei das vieleckige Blechprofil rund gedrückt und gegenüber der Außenkontur des Formdorns kalibriert wird. Aufgrund des starren Formdorns, kann die Oberflächenqualität durch Rillen- und Kratzerbildung beim Herausziehen des Doms aus dem Profil beeinträchtigt werden. DE 10 2004 046 687 B3 describes an apparatus for producing hollow profiles from sheet metal, which has a device for forming and for welding. A sheet is bent by the collapse of external forming tools to a rigid mandrel, whose outer contour determines the inner contour of the profile to be generated. In this case, the collapse takes place in stepped steps, wherein a bending of the sheet during forming is initially accepted. By bending the sheet first creates a slot profile with polygonal cross-section. In the following steps, the outer forming tools move in a finely-controlled manner in position-controlled manner against the inner forming mandrel, whereby the polygonal sheet-metal profile is pressed round and calibrated against the outer contour of the forming mandrel. Due to the rigid mandrel, the surface quality can be affected by grooves and scratches when pulling out the dome from the profile.
Für das Biegen von Rohren sind zahlreiche Lösungen für Rohrbiegemaschinen bekannt. Aus der industriellen Praxis ist bekannt, dass das Rohrmaterial im Innenradius der Biegung gestaucht wird und dabei dazu neigt Falten und Knicke zu bilden. Gleichzeitig wird das Rohrmaterial am Außenradius gedehnt wird, wodurch das Blech ausgedünnt wird. Um sowohl der Falten- und Knickbildung als auch dem Ausdünnen entgegenzuwirken, verwenden zahlreiche bekannte Rohrbiegemaschinen und -verfahren einen Formdorn, der das Rohr von innen abstützen. Der Formdorn reduziert die Gefahr des Ausdünnens und der Faltenbildung. Außerdem führt und zentriert der Formdorn das Rohr während des Biegens, was sich positiv auf die erreichbare Präzision des Biegens auswirkt. For pipe bending numerous solutions for pipe bending machines are known. From industrial practice, it is known that the pipe material is compressed in the inner radius of the bend and thereby tends to form wrinkles and kinks. At the same time the pipe material is stretched at the outer radius, whereby the sheet is thinned out. To counteract both wrinkling and buckling and thinning, many known tube bending machines and methods use a forming mandrel which supports the tube from the inside. The mandrel reduces the risk of thinning and wrinkling. In addition, the mandrel guides and centers the tube during bending, which has a positive effect on the achievable precision of bending.
DE 10 2008 003 442 B4 beschreibt eine Dornvorrichtung zum Einsetzen in ein Rohr, die während des Biegens die Innenwand des Rohres flexibel stützen kann. Die Dornvorrichtung weist mehrere um eine zentrale Nockenstange angeordnete Ankerschuhe auf. Durch eine axiale Relativbewegung zwischen der Nockenstange und den Ankerschuhen, gleiten die Ankerschuhe entlang der Kontaktfläche mit der Nockenstange radial nach außen. Dabei drückt die Außenfläche der Ankerschuhe gegen die Innenwand des Rohres. Nachteilig ist, dass aufgrund der festen mechanischen Übersetzung zwischen der axialen Bewegung der Nockenstange und dem radialen Ausfahren der Ankerschuhe kein lokal abgestuftes Spannkraftprofil eingestellt werden kann. Weiterhin ist die Kraft an der Kontaktstelle zwischen Formdorn und Rohr nicht messtechnisch zugänglich gestaltet. Die Kontaktkraft kann daher bestenfalls nur anhand des mechanischen Übersetzungsverhältnisses der Anordnung und der Belastung der Antriebseinheit abgeschätzt werden. Eine genaue Regelung der Spannkraft, basierend auf tatsächlichen Messwerten, ist demnach nicht möglich. DE 10 2008 003 442 B4 describes a mandrel device for insertion into a tube, which during bending can flexibly support the inner wall of the tube. The spine device has several anchor shoes arranged about a central cam bar. By axial relative movement between the cam bar and the anchor shoes, the anchor shoes slide radially outward along the contact surface with the cam bar. The outer surface of the anchor shoes presses against the inner wall of the tube. The disadvantage is that due to the fixed mechanical translation between the axial movement of the cam rod and the radial extension of the anchor shoes no locally graded clamping force profile can be adjusted. Furthermore, the force at the contact point between mandrel and pipe is not designed metrologically accessible. The contact force can therefore be estimated at best only on the basis of the mechanical transmission ratio of the arrangement and the load of the drive unit. An exact control of the clamping force, based on actual measured values, is therefore not possible.
DE 30 00 170 C2 beschreibt einen Dorn für ein zu biegendes Rohr. Der Dorn weist Keilglieder und Spreizelemente auf, die abwechselnd und lose auf einem Stahlseil aufgereiht sind. Durch ein Ziehen am Stahlseil gleiten die Spreizelement entlang der Keilglieder nach außen und drücken dabei gegen das Rohrinnere, wodurch die Gefahr des Abknickens und der Faltenbildung vermindert wird. Mit dieser Vorrichtung kann die Spannkraft nicht lokal abgestuft und messtechnisch erfasst werden, wodurch eine exakte Regelung der Spannkraft nicht möglich ist. Außerdem ist aufgrund ihrer Nachgiebigkeit dieser Vorrichtung nur für relativ geringe Umformkräfte sinnvoll einsetzbar. DE 30 00 170 C2 describes a mandrel for a pipe to be bent. The mandrel has wedge members and spreading elements, which are lined up alternately and loosely on a steel cable. By pulling on the steel cable, the spreader slides along the wedge members to the outside and press against the pipe interior, whereby the risk of kinking and wrinkling is reduced. With this device, the clamping force can not be locally graded and metrologically detected, whereby an exact control of the clamping force is not possible. In addition, due to its flexibility of this device only useful for relatively low forming forces.
Eine Aufgabe der Erfindung ist, die Präzision beim Herstellen von Hohlprofile zu verbessern, so dass die Anzahl bisher erforderliche Zieh- und Kalibriervorrichtungen zum exakten Einstellen des Profilquerschnittes verringert werden kann oder gegebenenfalls gänzlich auf zusätzliche Zieh- und Kalibriervorrichtungen verzichtet werden kann. An object of the invention is to improve the precision in the manufacture of hollow sections, so that the number of drawing and calibrating devices previously required for the exact setting of the profile cross-section can be reduced or possibly completely dispensed with additional drawing and calibration devices.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Formwerkzeug, insbesondere einen Formdorn, und eine Umformvorrichtung mit dem Formwerkzeug und ein Verfahren bereitzustellen, mit dem Hohlprofile hergestellt werden können, die qualitativ hochwertig, insbesondere ohne Oberflächenbeschädigungen sind, wobei ein regelbares Nachstellen des Formwerkzeuges zur Kalibrierung des Hohprofils möglich ist. Another object of the invention is to provide a molding tool, in particular a forming mandrel, and a shaping tool with the method and with which hollow profiles can be produced which are of high quality, in particular without surface damage, wherein a controllable readjustment of the mold for calibration of the high profile is possible.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist, ein Formwerkzeug, insbesondere ein Formwerkzeug bereitzustellen, das zur Verwendung in Umformvorrichtungen für Hohlprofile, wie Biege- und Walzvorrichtungen, einsetzbar ist, dessen Außen- und / oder Innenumfang unter Berücksichtigung der Verformung des Rohres einstellbar ist. Die oben genannten Aufgaben werden erfindungsgemäß mit einem Formwerkzeug mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. Another object of the invention is to provide a molding tool, in particular a molding tool, which is applicable for use in forming devices for hollow profiles, such as bending and rolling devices, whose outer and / or inner circumference is adjustable taking into account the deformation of the tube. The above objects are achieved with a mold with the features of claim 1 according to the invention. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.
Nach einem Aspekt der Erfindung wird ein Formwerkzeug zum Formen eines Hohlprofiles mittels eines Druckmantels bereitgestellt, insbesondere eines Rohres, aus einem Längsprofil, wie einer ungeformten Platine oder Blech beretigestellt, wobei das Formwerkzeug eine Druckkammer aufweist, die von dem Druckmantel zumindest teilweise definiert wird, wobei durch Einstellen des Innendrucks in der Druckkammer, die Dehnung und Spannkraft des Druckmantels zum Formen des Hohlprofils durch Zufuhr und / oder Abfuhr eines Druckmediums in die Druckkammer unter Berücksichtigung der Verformung des Hohlprofils einstellbar ist. Dies hat den Vorteil, dass der Materialfluss in der jeweiligen Biegezone gesteuert / geregelt werden kann und damit eine ungewollte Materialüberbeanspruchung und / oder Formabweichungen vermieden werden können. According to one aspect of the invention, there is provided a molding tool for molding a hollow profile by means of a pressure jacket, in particular a pipe, made up of a longitudinal profile such as an unshaped blank or sheet, the molding tool having a pressure chamber at least partially defined by the pressure jacket by adjusting the internal pressure in the pressure chamber, the elongation and clamping force of the pressure jacket for forming the hollow profile by supplying and / or discharge of a pressure medium in the pressure chamber is adjustable taking into account the deformation of the hollow profile. This has the advantage that the material flow in the respective bending zone can be controlled / regulated and thus an undesired material overstressing and / or deviations in shape can be avoided.
Unter einem Hohlprofil sind hierbei rohrähnliche Hohlkörper zu verstehen, die über ihre gesamte Profillänge einen beidseitig stirnseitig offenen Hohlraum aufweisen, der umfänglich von einer Mantelfläche begrenzt wird. Dabei sind neben runden oder abgerundeten Querschnitten auch vieleckige Querschnittsformen zulässig. Ebenso sind konkave und konvexe Querschnittsformen des Hohlprofils denkbar. Under a hollow profile here are tubular hollow body to understand that over their entire profile length have a frontally open on both sides cavity, which is circumferentially bounded by a lateral surface. In addition to round or rounded cross-sections, polygonal cross-sectional shapes are permissible. Likewise, concave and convex cross-sectional shapes of the hollow profile are conceivable.
Unter einer Platine bzw. einem Längsprofil ist hierbei ein ungeformtes Halbzeug, wie ein Blech, zu verstehen, das für die Herstellung eines Hohlprofils geeignet ist. Das Material, aus dem die Platine bzw. das Längsprofil ausgebildet wird, kann von Metallen, Metall-Legierungen, Kunststoffen bis zu Verbundwerkstoffen reichen. Under a board or a longitudinal profile here is an unshaped semi-finished, such as a sheet to understand, which is suitable for the production of a hollow profile. The material from which the board or the longitudinal profile is formed, can range from metals, metal alloys, plastics to composite materials.
Nach einer Ausführungsform des Formwerkzeuges ist das Formwerkzeug mit einem Formdorn, der einen im Wesentlichen kreisförmigen, vieleckigen, konkaven und/ oder konvexen Querschnitt aufweist, und / oder mit einer zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung bewegbare Formbacke ausgebildet, wobei der Formdorn und / oder die Formbacke wenigstens teilweise von einem Druckmantel umgeben sind. Das Formwerkzeug kann als ein Formdorn mit biegeelastisch verstellbarem Druckmantel oder als Formwerkzeughälfte bzw. Formbacke einer Formwerkzeug-Vorrichtung mit biegeelastisch verstellbarer Innenkontur ausgebildet sein. Der Formdorn ist hierbei ein Formwerkzeug, dass in die Kavität einlegbar ist, die von äußeren Formwerkzeughälften in einem geschlossenen Zustand derselben definiert wird. Sowohl beim Umformen von Blechen zu Hohlprofilen als auch beim Biegen von Rohren in Rohrbiegemaschinen können durch eine steuerbare und regelbare radiale Dehnung des Druckmantels des Formdorns oder der Formwerkzeughälfte die Umform- und Spannkräften exakt eingestellt werden. According to one embodiment of the molding tool, the molding tool is formed with a forming mandrel having a substantially circular, polygonal, concave and / or convex cross section, and / or with a movable between a closed position and an open mold jaw, wherein the mandrel and / or Form jaw are at least partially surrounded by a pressure jacket. The molding tool can be designed as a molding mandrel with a bending elastic adjustable pressure jacket or as a mold half or mold block of a molding tool with an elastically adjustable inner contour. The forming mandrel is in this case a mold that can be inserted into the cavity, which is defined by outer mold halves in a closed state thereof. Both during forming of sheets into hollow profiles and during bending of pipes in tube bending machines, the forming and clamping forces can be set exactly by a controllable and controllable radial expansion of the pressure jacket of the mandrel or the mold half.
Nach einer Ausführungsform des Formwerkzeuges wird ein Formwerkzeug bereitgestellt, wobei die Druckkammer in Längsrichtung des Formwerkzeuges von dem Druckmantel und quer zur Längsrichtung des Formwerkzeuges von einer Stirnseitenwandung begrenzt ist. Unter einer Druckkammer ist hierbei eine definierte, abdichtbarer Abschnitt in oder an dem Formwerkzeug zu verstehen, in dem mittels eines darin zugeführten gasförmigen und/oder flüssigen Mediums ein Druck, insbesondere ein Gegendruck aufgebaut werden kann, der gegen die Umformkräfte beim Umformen eines Längsprofils in ein Hohlprofil aufgebaut wird. According to one embodiment of the molding tool, a molding tool is provided, wherein the pressure chamber is delimited in the longitudinal direction of the molding tool by the pressure jacket and transversely to the longitudinal direction of the molding tool by a front side wall. A pressure chamber here is to be understood as meaning a defined, sealable section in or on the molding tool in which a pressure, in particular a back pressure, can be built up by means of a gaseous and / or liquid medium supplied thereto, which counteracts the forming forces when forming a longitudinal profile Hollow profile is built.
Nach einer Ausführungsform des Formwerkzeuges wird ein Formwerkzeug bereitgestellt, wobei an der Seite der Stirnseitenwandung, die der Druckkammer abgewandt ist, ein Anschlussadapters zum Koppeln mit einer Stelleinrichtung zum Bewegen und / oder Drehen des Formdorns, insbesondere in seiner Längsachse und / oder um seine Längsachse, und / oder eine rinnen- oder trichterförmige Auffangvorrichtung angeordnet ist, die mit einer Absaugleitung verbindbar ist. Der Anschlussadapter ist eine Montagevorrichtung, die ein lösbares Koppeln mit einer Stelleinrichtung ermöglicht, mit der die Lage des Formwerkzeuges eingestellt und manipuliert werden kann. According to one embodiment of the molding tool, a molding tool is provided, wherein on the side of the end wall facing away from the pressure chamber, a connection adapter for coupling with an actuating device for moving and / or rotating the forming mandrel, in particular in its longitudinal axis and / or about its longitudinal axis, and / or a gutter or funnel-shaped collecting device is arranged, which is connectable to a suction line. The terminal adapter is a mounting device that allows releasable coupling with an adjusting device with which the position of the molding tool can be adjusted and manipulated.
Um während des Schweißen entstehende Störstoffe, wie beispielsweise Dämpfe, Gase, Metallspritzer und Zunder, aus dem Rohrinneren zu entfernen und deren Anhaften an der Rohrinnenfläche zu vermeiden, kann an der Stirnseite des Formdorns eine rinnen- oder trichterförmige Auffangvorrichtung angebracht werden. Diese Auffangvorrichtung wird mit dem beschriebenen Nachführen der Stirnseitenwandung stets unterhalb der aktuellen Schweißposition gehalten und kann daher die beim Schweißen entstehenden Störstoffe in vorteilhafter Art und Weise auffangen. Ergänzend kann die Auffangvorrichtung mit einer Absaugeinrichtung über eine Zuleitung verbunden werden, um die Störstoffe aus dem Rohrinneren nach außen hin abzusaugen. Beim Nachführen des Formdorns zur aktuellen Schweißposition und dem Entnahme des Formdorns ist es vorteilhaft, die radiale Dehnung des Druckmantels des Formdorns zu reduzieren. Dies verringert die zum Bewegen des Doms erforderliche Kraft und infolgedessen auch die Gefahr der Rillen- und Kratzerbildung auf der Rohrinnenfläche. Nach einer Ausführungsform des Formwerkzeuges wird ein Formwerkzeug bereitgestellt, wobei in der Druckkammer im Wesentlichen mittig ein Formdomkern mit radialem Abstand zum Druckmantel angeordnet ist, und / oder sich der Formdornkern von der Stirnseitenwandung der Druckkammer erstreckt. Der Formdornkern in dem Formwerkzeug erhöht die Stabilität der Druckkammer und kann auch in der Druckkammer der Formwerkzeughälften vorgesehen werden. Ferner kann der Formdornkern mit anliegendem Druckmantel, ohne Druckbeaufschlagung der Druckkammer, zum Umformen des Längsprofils angewendet werden. In order to remove impurities arising during welding, such as vapors, gases, metal splashes and scale from the inside of the tube and to prevent their adherence to the pipe inner surface, a trough-shaped or funnel-shaped collecting device can be attached to the front side of the forming mandrel. This collecting device is always kept below the current welding position with the described tracking of the end wall and can therefore absorb the resulting impurities during welding in an advantageous manner. In addition, the collecting device can be connected to a suction device via a supply line to suck the contaminants from the inside of the tube to the outside. When tracking the mandrel to the current welding position and the removal of the mandrel, it is advantageous to reduce the radial expansion of the pressure jacket of the mandrel. This reduces the force required to move the mandrel and, as a result, the risk of groove and scratches on the inner surface of the pipe. According to one embodiment of the molding tool, a molding tool is provided, wherein in the pressure chamber is arranged substantially centrally a mold dome at a radial distance from the pressure jacket, and / or the mandrel core extends from the end wall of the pressure chamber. The mandrel core in the mold increases the stability of the pressure chamber and may also be provided in the pressure chamber of the mold halves. Furthermore, the mandrel core can be applied with adjacent pressure jacket, without pressurizing the pressure chamber, for forming the longitudinal profile.
Nach einer Ausführungsform des Formwerkzeuges wird ein Formwerkzeug bereitgestellt, wobei der Druckmantel mindestens eine Zwischenwand aufweist, so dass die Druckkammer wenigsten eine zweite Druckkammer bildet, wobei die unterteilten Druckkammern nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sind und/oder einen wabenartigen Querschnitt aufweisen. Die Unterteilung der Druckkammer erlaubt ein gezieltes Vorspannen unterschiedlicher Bereiche des Druckmantels mit unterschiedlichen Drücken, so dass besser auf die vorherrschenden Randbedingungen während des Umformens eingegangen werden kann. According to one embodiment of the molding tool, a molding tool is provided, wherein the pressure jacket has at least one intermediate wall, so that the pressure chamber at least forms a second pressure chamber, wherein the divided pressure chambers are arranged side by side and / or one above the other and / or have a honeycomb-like cross-section. The subdivision of the pressure chamber allows targeted biasing of different areas of the pressure jacket with different pressures, so that it can be better dealt with the prevailing boundary conditions during forming.
Nach einer Ausführungsform des Formwerkzeuges wird ein Formwerkzeug bereitgestellt, wobei der Druckmantel einen metallischen Werkstoff, insbesondere Federstahl, oder ein Elastomer oder ein Polymer oder einen elastischen Verbundwerkstoff aufweist und armiert ist, insbesondere mit Fasern, die Polymer und / oder Elastomer aufweisen. Der Druckmantel ist vorteilhafterweise aus einem elastischen Material ausgebildet, das es erlaubt, reversibel auf eine einwirkende Kraft zu reagieren, insbesondere ohne plastische Verformung die vorbestimmten Dehnungen und Stauchungen des Druckmantels durchführen zu können. According to one embodiment of the molding tool, a molding tool is provided, wherein the pressure jacket comprises a metal material, in particular spring steel, or an elastomer or a polymer or an elastic composite material and is reinforced, in particular with fibers which comprise polymer and / or elastomer. The pressure jacket is advantageously formed of an elastic material, which allows to respond reversibly to an applied force, in particular to be able to perform the predetermined expansions and compressions of the pressure jacket without plastic deformation.
Nach einer Ausführungsform des Formwerkzeuges wird ein Formwerkzeug bereitgestellt, wobei die Druckkammer, jede Druckkammer oder eine vorbestimmte Anzahl von Druckkammern mittels einer Druckleitung versorgt und /oder individuell versorgbar ist. Bevorzugt weist jede Druckkammer eine eigene Druckleitung zum Zuführen des jeweiligen Druckmediums auf, so dass eine gezielte Steuerung und Regelung des Innendrucks zur Anpassung an die Randbedingungen während des Umformens möglich ist. Zusätzlich zu den Druckleitungen kann jede Druckkammer zusätzlich eine Abführleitung zum Abführen des jeweiligen Druckmediums aus der Druckkammer heraus aufweisen. Die Druckleitungen können innerhalb des Dornkerns, in der Seitenwand und/oder in der Zwischenwand der Druckkammer angeordnet sein. According to one embodiment of the molding tool, a molding tool is provided, wherein the pressure chamber, each pressure chamber or a predetermined number of pressure chambers is supplied by means of a pressure line and / or individually supplied. Preferably, each pressure chamber has its own pressure line for supplying the respective pressure medium, so that a targeted control and regulation of the internal pressure to adapt to the boundary conditions during forming is possible. In addition to the pressure lines, each pressure chamber can additionally have a discharge line for discharging the respective pressure medium out of the pressure chamber. The pressure lines can be arranged inside the mandrel core, in the side wall and / or in the intermediate wall of the pressure chamber.
Nach einer Ausführungsform des Formwerkzeuges wird ein Formwerkzeug bereitgestellt, wobei die Druckkammer eine Druckmessvorrichtung aufweist oder mit dieser verbunden ist und mit einer Regel- und Steuereinheit zum Übertragen der Messwerte verbindbar ist und / oder die Druckkammer eine Wegmessvorrichtung aufweist, dessen Messrichtung radial auf den Druckmantel zum Erfassen des Istwerts der radialen Durchbiegung des Druckmantels weist und / oder mittels Dehnmessstreifen mit einer Regel- und Steuereinheit zum Übertragen des Istwertes an dieselbe verbindbar ist. Mittels der Druckmessvorrichtung, der Wegmessvorrichtung und / oder mittels des Dehnmessstreifens ist es möglich, indirekt bzw. direkt die Ausbauchung oder Dehnung des Druckmantels festzustellen. Als Druckmessvorrichtungen sind alle Drucksensoren anwendbar, die die physikalische Größe Druck in eine elektrische Ausgangsgröße als Maß für den Druck umformen, wie beispielsweise Passivdrucksensoren, Relativdrucksensoren, Absolutdrucksensoren, Differenzdrucksensoren, usw. und in den auftretenden Rahmenbedingungen störungsfrei arbeiten oder die Sensoren werden entsprechend geschützt. Als Wegmessvorrichtung sind alle Wegemesssensoren anwendbar, die eine physikalisch gemessene Weggröße in eine elektrisches Signal umwandeln können, wie beispielsweise, Wegmesssensoren mit variable Induktivität oder variabler Konduktivität, usw. Die Dehnung des Druckmantels kann auch mittels eines Dehnmessstreifens gemessen werden, der an der Seite des Druckmantels angebracht ist, die der Druckkammer zugewandt ist. According to one embodiment of the molding tool, a molding tool is provided, wherein the pressure chamber has or is connected to a pressure measuring device a control and control unit for transmitting the measured values is connectable and / or the pressure chamber has a Wegmessvorrichtung whose measuring direction radially to the pressure jacket for detecting the actual value of the radial deflection of the pressure jacket and / or means of strain gauges with a control and control unit for transmitting the Actual value can be connected to the same. By means of the pressure measuring device, the path measuring device and / or by means of the strain gauge, it is possible to determine indirectly or directly the bulge or expansion of the pressure jacket. As pressure measuring devices, all pressure sensors are applicable, which transform the physical quantity of pressure into an electrical output variable as a measure of the pressure, such as passive pressure sensors, relative pressure sensors, absolute pressure sensors, differential pressure sensors, etc. and work trouble-free in the conditions occurring or the sensors are protected accordingly. As Wegmeessvorrichtungen all Wegemesssensoren are applicable, which can convert a physically measured path size into an electrical signal, such as, distance measuring sensors with variable inductance or variable conductivity, etc. The elongation of the pressure jacket can also be measured by means of a Dehnmessstreifens on the side of the pressure jacket is attached, which faces the pressure chamber.
Nach einer Ausführungsform des Formwerkzeuges wird ein Formwerkzeug bereitgestellt, wobei mindestens eine Regel- und Steuereinheit den Zu- und Abfluss des Druckmediums in und aus der jeweiligen Druckkammern steuert / regelt, so dass der Innendruck der Druckkammer oder die Durchbiegung des Druckmantels einem vorgegebenen Sollwert angeglichen wird. Die Regel- und Steuereinheit kann in dem Formwerkzeug integriert oder separat in einer entsprechenden Steuereinheit, wie einer CPU eines Computers und / oder durch entsprechende Programme realisiert sein, die durch Empfang der Signale aus den Druck / Wegesensoren die aktuelle Beanspruchung des Druckmantels errechnen und je nach Vorgabe den Innendruck in der Druckkammer steuern oder regeln. According to one embodiment of the molding tool, a molding tool is provided, wherein at least one control and control unit controls the inflow and outflow of the pressure medium in and out of the respective pressure chambers, so that the internal pressure of the pressure chamber or the deflection of the pressure jacket is adjusted to a predetermined desired value , The control and regulation unit can be integrated in the mold or separately in a corresponding control unit, such as a CPU of a computer and / or implemented by appropriate programs that calculate by receiving the signals from the pressure / displacement sensors the current stress of the pressure jacket and depending on Preset to control or regulate the internal pressure in the pressure chamber.
Die oben genannten Aufgaben werden erfindungsgemäß mit einer Umformvorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 1 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen. The above objects are achieved with a forming device according to the invention with the features of claim 1 1. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.
Nach einem anderen Aspekt wird eine Umformvorrichtung zum Herstellen eines Hohlprofils, insbesondere eines Rohres bereitgestellt, wobei die Umformvorrichtung wenigstens eine erste und eine zweite Formwerkzeughälfte aufweist, die zwischen einem geschlossenen Zustand, in dem eine Kavität zum Formen des Hohlprofils ausgebildet wird, und einem offenen Zustand zum Einlegen eines umzuformenden Längsprofils, bewegbar sind, wobei zwischen den Formwerkzeughälften ein Formwerkzeug anordenbar ist, insbesondere ein Formwerkzeug nach den oben aufgeführten Ausführungsformen, wobei an mindestens einem von der Formwerkzeughälften und / oder dem Formwerkzeug ein Druckmantel angeordnet ist, der die formgebende Kontur des jeweilige Formwerkzeughälfte bzw. des Formwerkzeuges wenigstens abschnittsweise oder vollständig umgibt, so dass eine Druckkammer ausgebildet ist, deren Innendruck unter Abhängigkeit des Verformungsgrades des Hohlprofils einstellbar ist. Die Formwerkzeughälften sind bevorzugt Formbacken, die im geschlossenen Zustand eine Kavität zum Formen des Längsprofils bilden. Vorteilhafterweise kann das Formwerkzeug wegen seines einfachen Aufbaus an bestehenden Umformvorrichtungen auf einfache Art und Weise nachgerüstet werden. Unter einem Längsprofil ist hierbei ein Halbzeug, insbesondere ein Blech oder eine Platine, zu verstehen, das sich in einem ungeformten Zustand befindet und mit Hilfe des Formwerkzeuges und der Formwerkzeughälften zunächst in ein Schlitzprofil und dann in ein an der Schlitzstelle zusammengeschweißtes Hohlprofil geformt werden soll. According to another aspect, there is provided a forming apparatus for producing a hollow profile, in particular a pipe, the forming apparatus comprising at least first and second mold halves formed between a closed state in which a cavity for forming the hollow profile is formed and an open state for inserting a longitudinal profile to be formed, are movable, wherein between the Mold halves of a mold tool can be arranged, in particular a mold according to the embodiments listed above, wherein at least one of the mold halves and / or the mold a pressure jacket is arranged, which surrounds the shaping contour of the respective mold half or the mold at least partially or completely, so that a pressure chamber is formed whose internal pressure is adjustable depending on the degree of deformation of the hollow profile. The mold halves are preferably mold jaws, which form a cavity for forming the longitudinal profile in the closed state. Advantageously, the mold can be retrofitted because of its simple structure of existing forming devices in a simple manner. A longitudinal profile here means a semifinished product, in particular a metal sheet or a printed circuit board, which is in an unshaped state and should first be shaped into a slot profile and then into a hollow profile welded together at the slot location with the aid of the molding tool and the mold halves.
Nach einer Ausführungsform der Umformvorrichtung wird eine Umformvorrichtung bereitgestellt, wobei die erste und zweite Formwerkzeughälfte jeweils eine Ausnehmung aufweisen, die die Außenkontur des zu erzeugenden Hohlprofils bestimmen und beim Zusammenfahren das Blech zu einem Schlitzprofil mit sich gegenüberstehenden Längskanten umformen, wobei das Formwerkzeug während der Blechumformung zwischen den Formwerkzeughälften angeordnet ist oder nach dem Zusammenfahren der Formwerkzeuge einschiebbar ist. According to one embodiment of the forming device, a forming device is provided, wherein the first and second mold halves each have a recess which determine the outer contour of the hollow profile to be produced and, when moving together, transform the sheet into a slot profile with opposing longitudinal edges, wherein the forming tool intervenes during sheet metal forming the mold halves is arranged or can be inserted after the collapse of the molds.
Nach einer Ausführungsform der Umformvorrichtung weist die Umformvorrichtung eine Schweißvorrichtung zum Miteinander-Verschweißen der Längskanten des Schlitzprofils auf. Vorteilhafterweise kann mit Hilfe der Schweißvorrichtung aus dem offenen Schlitzprofil ein geschlossenes Hohlprofil ausgebildet werden. Die verwendete Schweißvorrichtung ist abhängig von dem Material aus dem das Hohlprofil ausgebildet ist. Beispielsweise kann zum Verschweißen eines Schlitzprofiles aus Kunststoff eine Ultraschalschweiß-Vorrichtung bzw. ein Ultraschalschweiß-Verfahren vorgesehen werden, während zum Verscheißen des Fügespaltes eines Schlitzprofils aus Blech ein für Metalle geeignetes Schweißverfahren vorgesehen ist. Bei der Ausbildung des Schlitzprofils aus einem Werkstoff, der nur einen geringen Wärmeeintrag toleriert, wie beispielsweise mikrolegierte Stähle, werden vorzugsweise Laserschweißverfahren verwendet According to one embodiment of the forming device, the forming device has a welding device for welding together the longitudinal edges of the slot profile. Advantageously, with the help of the welding device from the open slot profile, a closed hollow profile can be formed. The welding device used depends on the material from which the hollow profile is formed. For example, an ultrasonic welding device or an ultrasonic welding process can be provided for welding a slot profile made of plastic, while a welding process suitable for metals is provided for shaving off the joint gap of a slot profile made of sheet metal. In the formation of the slot profile of a material that tolerates only a small heat input, such as micro-alloyed steels, laser welding methods are preferably used
Nach einem anderen Aspekt ist eine Umformvorrichtung zum Biegen eines Rohres in einen Rohrbogen mit einem vorbestimmten Biegeradius bereitgestellt, aufweisend ein in einen ersten Rohrend-Abschnitt des zu biegenden Rohres einsetzbareres Formwerkzeug, das einen das Formwerkzeug wenigstens teilweise umgebenden Druckmantel zum Zentrieren und zum Spannen des Rohrend-Abschnitt des zu biegendes Rohrs aufweist, und einen schwenkbaren Biegekopf, der einen zweiten, freien Rohrend-Abschnitt festlegen kann und das Rohr bei einer Schwenkbewegung plastisch verformt; und eine Stelleinrichtung, die einen Abschnitt des zu biegenden Rohres entlang des Formdorns in Richtung des Biegekopfes verschieben kann. Das Formwerkzeug mit Druckmantel kann zum Biegen von Rohren eingesetzt werden, wobei die einstellbare Oberfläche des Formwerkzeuges jeweils optimal an den jeweiligen Biege- und Verformungszustand des zu biegenden Rohres einstellbar ist. Insbesondere verhindert der einstellbare Druckmantel ein Beschädigen der inneren Oberfläche des zu biegenden Rohres. According to another aspect, there is provided a forming apparatus for bending a pipe into a pipe bend having a predetermined bend radius, comprising a mold insertable into a first pipe end portion of the pipe to be bent and having a pressure jacket for centering and at least partially surrounding the mold Clamping the pipe end portion of the pipe to be bent, and a pivotable bending head, which can define a second, free pipe end portion and plastically deforms the pipe during a pivoting movement; and an actuator that can move a portion of the pipe to be bent along the forming mandrel in the direction of the bending head. The mold with pressure jacket can be used for bending pipes, wherein the adjustable surface of the mold is each optimally adjustable to the respective bending and deformation state of the pipe to be bent. In particular, the adjustable pressure jacket prevents damage to the inner surface of the pipe to be bent.
Nach noch einem anderen Aspekt ist eine Umformvorrichtung zum Walzprofilieren eines Langprofils in ein Walzprofilier-Vorrichtung vorgesehen, die eine Mehrzahl von hintereinander angeordnete Profilwalzen aufweist, wobei ein Formwerkzeug mit einem getriebefrei einstellbaren Druckmantel, insbesondere ein Formwerkzeug gemäß den oben genannten Ausführungsformen, zwischen den formgebenden Profilwalzen angeordnet ist. Mit dem einstellbaren Druckmantel ist eine optimale Anpassung des Druckmantels an die vorliegenden Umformbedingungen an den Profilwalzen möglich, wobei dies besonders schonend durchgeführt werden kann. Unter getriebefrei ist hierbei eine Einstellen des Druckmantels ohne die Verwendung von Gestängen oder Klein- oder Getriebebauteilen zu verstehen, um den Umfang und die Ausbauchung des Druckmantels zu verändern. According to yet another aspect, a forming device for roll profiling a long profile is provided in a roll forming device having a plurality of profile rollers arranged one behind the other, wherein a molding tool with a pressure-free adjustable jacket, in particular a mold according to the above embodiments, between the forming profile rollers is arranged. With the adjustable pressure jacket optimum adaptation of the pressure jacket to the existing forming conditions on the profile rollers is possible, and this can be carried out very gently. Under gear free in this case is an adjustment of the pressure jacket without the use of rods or small or gear components to understand to change the scope and the bulge of the pressure jacket.
Nach einer Ausführungsform der Umformvorrichtung zum Walzprofilieren weist das Formwerkzeug ein Mehrzahl von getrennt steuerbaren / regelbaren Druckkammern auf, die wenigstens teilweise von dem Druckmantel definiert sind, und in Durchlaufrichtung und / oder gegenüber der Profilwalzen angeordnet sind. Mittels der individuell regelbaren Druckkammern ist die Spannkraft des Druckmantels während des Umformens des Formlings in das Hohlprofil an die Biegeradien und an die steigenden Umformkräfte im Formling des Hohlprofils stufenweise und gesteuert bzw. geregelt einstellbar. According to one embodiment of the shaping device for roll forming, the molding tool has a plurality of separately controllable / controllable pressure chambers, which are at least partially defined by the pressure jacket, and are arranged in the direction of passage and / or with respect to the profile rollers. By means of the individually controllable pressure chambers, the clamping force of the pressure jacket during the forming of the molding in the hollow profile to the bending radii and the increasing forming forces in the molding of the hollow profile gradually and controlled adjustable.
Nach einer Ausführungsform der Umformvorrichtung weist ein zwischen den Profilierwalzen angeordneter Formdorn mindestens eine Druckkammer mit Druckmantel auf, dessen Dehnung und Spannkraft mittels des Innendrucks in der Druckammer unter Berücksichtigung des Verformungsgrades des Hohlprofils einstellbar ist. According to one embodiment of the forming device, a shaping mandrel arranged between the profiling rolls has at least one pressure chamber with pressure jacket, whose expansion and clamping force can be adjusted by means of the internal pressure in the pressure chamber, taking into account the degree of deformation of the hollow profile.
Die oben genannte Aufgabe hinsichtlich eines Verfahrens zum Herstellen und zum Biegen eines Hohlprofiles werden jeweils erfindungsgemäß mit den Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 17 bzw. 18 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der jeweiligen Verfahren ergeben sich aus den Unteransprüchen. Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlprofils, insbesondere eines längsnahtgeschweißten Rohres, mittels eines Formwerkzeuges, insbesondere eines Formwerkzeuges gemäß der oben aufgeführten Ausführungsformen, bereitgestellt, wobei das Formwerkzeug eine Druckkammer mit Druckmantel aufweist, dessen Dehnung und Spannkraft mittels des Innendruck in der Druckkammer unter Berücksichtigung des Verformungsgrades des Hohlprofils einstellbar ist. Mittels des Druckmantels kann eine Kontur des Hohlprofils mittels Steuern und / oder Regeln des Innendruck der Druckkammer bzw. der Druckkammern des Formwerkzeuges unter Berücksichtigung des Verformungsgrades des Hohlprofils umgeformt werden. The abovementioned object with regard to a method for producing and bending a hollow profile are in each case achieved according to the invention by the methods having the features according to claims 17 and 18, respectively. Advantageous embodiments of the respective methods emerge from the subclaims. According to a further aspect, a method for producing a hollow profile, in particular a longitudinally welded pipe, by means of a molding tool, in particular a molding tool according to the above-mentioned embodiments, provided, wherein the molding tool has a pressure chamber with pressure jacket whose elongation and clamping force by means of the internal pressure in the Pressure chamber is adjustable taking into account the degree of deformation of the hollow profile. By means of the pressure jacket, a contour of the hollow profile can be formed by controlling and / or regulating the internal pressure of the pressure chamber or the pressure chambers of the molding tool, taking into account the degree of deformation of the hollow profile.
Nach einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Biegen von Hohlprofilen, insbesondere Rohren, in einer Rohrbiegevorrichtung mittels eines Formwerkzeuges bereitgestellt, wobei durch Verstellen der radialen Dehnung des Druckmantels die Spannkraft zum Rohr unter Berücksichtigung der Querschnittsänderung beim Biegen des Rohres verändern wird. According to a further aspect, a method for bending hollow sections, in particular tubes, in a tube bending apparatus is provided by means of a forming tool, wherein adjusting the radial expansion of the pressure jacket, the clamping force to the tube will change taking into account the change in cross section during bending of the tube.
Nach einer Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen eines Hohlprofils oder zum Biegen eines Rohres wird ein Verstellen der radialen Dehnung und Spannkraft des Druckmantels des Formwerkzeuges durch eine Erhöhung oder Senkung des Innendruck in der Druckkammer bewirkt wird, wobei die radiale Dehnung und Spannkraft des Druckmantels mit der Bewegung der formgebenden äußeren Formwerkzeughälften synchronisiert wird. Dies hat den Vorteil, dass beim Herstellen und Formen des Hohlprofils jederzeit die Beanspruchung des zu formenden Hohlprofils bekannt ist und gegebenenfalls durch Steuern und oder Regeln des Innendrucks der Druckkammer das Auftreten von Beschädigungen sowie Formabweichungen während des Umformens an dem Hohlprofil vermieden werden können. Bei den äußeren Formwerkzeugen kann es sich beispielsweise um Formbacken eines Umformwerkzeuges, den Profilierwalzen einer Profilier-Vorrichtung, oder den Biegekopf einer Rohrbiegemaschine handeln. According to one embodiment of the method for producing a hollow profile or for bending a tube, an adjustment of the radial expansion and clamping force of the pressure jacket of the molding tool is effected by increasing or decreasing the internal pressure in the pressure chamber, wherein the radial expansion and clamping force of the pressure jacket with the movement the shaping outer mold halves is synchronized. This has the advantage that the production of the hollow profile at any time the stress of the hollow profile to be formed is known and possibly by controlling and or regulating the internal pressure of the pressure chamber, the occurrence of damage and shape deviations can be avoided during forming on the hollow profile. The outer forming tools can be, for example, shaping jaws of a forming tool, the profiling rollers of a profiling device, or the bending head of a tube bending machine.
Nach einer Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen eines Hohlprofils oder zum Biegen eines Rohres wird der Innendruck in jeder Druckkammer des Formwerkzeuges individuell eingestellt, so dass sich ein über die Druckmantelfläche des Druckmantels abgestufter Verlauf der radialen Dehnung und Spannkraft einstellt. Dies hat den Vorteil, dass die von dem Druckmantel gebildete Formgebung abgestuft eingestellt werden kann. Die individuelle Einstellung wird durch Erfassen des Innendruck mittels Drucksensoren und / der durch Erfassen der Ausbauchung des Druckmantels mittels Wegmesssensoren erfasst und mittels Steuer / Regelvorrichtungen individuell eingestellt. Um die Präzision beim Biegen von Rohren zu erhöhen, muss der Materialzufluss in die Biegezone gezielt beeinflusst werden, um sowohl die Falten- und Knickbildung am inneren Biegeradius als auch die Ausdünnung am äußeren Biegeradius zu mindern. Insbesondere erscheint hierfür eine unterschiedliche Spannkraft für Biege-Außen- und Biege-Innenradius als besonders vorteilhaft. According to one embodiment of the method for producing a hollow profile or for bending a tube, the internal pressure in each pressure chamber of the molding tool is set individually, so that a graduated over the pressure jacket surface of the pressure shell gradient of the radial expansion and clamping force. This has the advantage that the shape formed by the pressure jacket can be adjusted in steps. The individual setting is detected by detecting the internal pressure by means of pressure sensors and / by detecting the bulging of the pressure jacket by means of distance measuring sensors and adjusted individually by means of control / regulating devices. In order to increase the precision in bending of pipes, the material flow into the bending zone must be specifically influenced in order to reduce both the wrinkling and bending at the inner bending radius and the thinning at the outer bending radius. In particular, a different clamping force for bending external and internal bending radius appears to be particularly advantageous for this purpose.
Nach einer Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen eines Hohlprofils oder zum Biegen eines Rohres wird mittels einer Stelleinrichtung die Position des Formwerkzeuges synchron zur der Bewegung der formgebenden äußeren Formwerkzeughälften durchgeführt oder während des Schweißens eines Fügespaltes des geformten Hohlprofils die Bewegung des Formwerkzeuges mit der Schweißbewegung synchronisiert, wobei ein seitlicher Versatz zur aktuellen Schweißposition eingehalten wird. According to one embodiment of the method for producing a hollow profile or for bending a tube, the position of the molding tool is synchronized with the movement of the shaping outer mold halves by means of an adjusting device or synchronized during the welding of a joint gap of the molded hollow profile, the movement of the mold with the welding movement a lateral offset to the current welding position is maintained.
Nach einer Ausführungsform des Verfahrens zum Herstellen eines Hohlprofils oder zum Biegen eines Rohres wird die radialen Dehnung und Spannkraft des Druckmantels des Formwerkzeuges mit der Bewegung des Biegekopfes und / oder einer Vorschubbewegung des Rohres zeitlich synchronisiert und eingestellt. According to one embodiment of the method for producing a hollow profile or for bending a tube, the radial expansion and clamping force of the pressure jacket of the mold with the movement of the bending head and / or a feed movement of the tube is synchronized and adjusted in time.
Mit den oben aufgeführten Vorrichtungen und Verfahren ist es möglich, sowohl das Umformen von Blech zu Hohlprofilen als auch das Biegen von Rohren kostengünstig und präzise bewerkstelligen zu können. With the devices and methods listed above, it is possible to be able to accomplish both the transformation of sheet metal to hollow profiles and the bending of pipes cost and precise.
Aufgrund seines einfachen und kompakten Aufbaus ist das Formwerkzeug mit Druckmantel, insbesondere der Formdorn mit Druckmantel, besonders zur Nachrüstung bereits bestehender Anlagen zur Herstellung von längsnahtgeschweißten Hohlprofilen und Rohrbiegemaschinen geeignet. Because of its simple and compact construction, the pressure-jacket mold, in particular the pressure-molded mandrel, is particularly suitable for retrofitting existing systems for the production of longitudinally welded hollow profiles and tube bending machines.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen erläutert. The invention will be explained below with reference to embodiments and accompanying drawings.
In den Zeichnungen sind die Druck- und Flussrichtung des Druckmediums sowie die Absaugrichtung der Luft durch kleine Pfeile veranschaulicht. Zur Veranschaulichen der Lage und Orientierung der dargestellten Ausführungsformen ist ein X-Y-Z-Bezugsystem angegeben. Die Z-Achse des Bezugssystems verläuft dabei in Richtung der Längserstreckung der dargestellten Formwerkzeuge. In the drawings, the pressure and flow direction of the pressure medium and the suction of the air are illustrated by small arrows. To illustrate the position and orientation of the illustrated embodiments, an X-Y-Z reference system is provided. The Z-axis of the reference system extends in the direction of the longitudinal extent of the illustrated forming tools.
In den Zeichnungen zeigen: Fig. 1 a - eine schematische Ansicht eines Teilschnitts einer ersten Ausführungsform eines Formwerkzeuges, insbesondere eines Formdorns, entlang dessen Längsrichtung mit einer Druckkammer; In the drawings show: 1 a shows a schematic view of a partial section of a first embodiment of a molding tool, in particular a shaping mandrel, along its longitudinal direction with a pressure chamber;
Fig. 1 b - eine schematische Ansicht eines Schnittes gemäß Schnittlinie A-A nach Figur 1 a des Formwerkzeuges aus Figur 1 a; 1 b shows a schematic view of a section according to section line A-A according to FIG. 1 a of the molding tool from FIG. 1 a;
Fig. 2 - eine schematische Ansicht eines Schnitts entlang der Längsrichtung einer zweiten Ausführungsform des Formwerkzeuges aus Fig. 1 a; FIG. 2 shows a schematic view of a section along the longitudinal direction of a second embodiment of the molding tool from FIG. 1 a; FIG.
Fig. 3a - eine schematische Ansicht eines Teilschnittes einer dritten Ausführungsform des Formwerkzeuges entlang dessen Längsrichtung mit einer Mehrzahl von Druckkammern; 3a shows a schematic view of a partial section of a third embodiment of the molding tool along its longitudinal direction with a plurality of pressure chambers;
Fig. 3b - eine schematische Querschnittansicht des Formwerkzeuges aus Fig. 3a; FIG. 3b is a schematic cross-sectional view of the mold of FIG. 3a; FIG.
Fig. 4a - eine schematische Ansicht eines Teilschnittes einer vierten Ausführungsform des Formwerkzeuges entlang dessen Längsrichtung mit einer Mehrzahl von Druckkammern, wobei eine Druckversorgung der Druckkammern über den Kernbereich des Formwerkzeuges erfolgt; 4a shows a schematic view of a partial section of a fourth embodiment of the molding tool along its longitudinal direction with a plurality of pressure chambers, wherein a pressure supply of the pressure chambers takes place via the core region of the molding tool;
Fig. 4b - eine schematische Querschnittansicht des Formwerkzeuges aus Fig. 4a; Fig. 4b is a schematic cross-sectional view of the mold of Fig. 4a;
Fig. 5 - eine schematische Ansicht eines Teilschnittes einer fünften Ausführungsform des Formwerkzeuges mit mehreren Druckkammer entlang dessen Längsrichtung, wobei eine Druckversorgung der Druckkammern mittels Leitungen in Seiten- und Zwischenwände des Formwerkzeuges erfolgt; 5 shows a schematic view of a partial section of a fifth embodiment of the molding tool with a plurality of pressure chambers along its longitudinal direction, whereby a pressure supply of the pressure chambers takes place by means of lines in side and intermediate walls of the molding tool;
Fig. 6 - eine schematische Ansicht eines Teilschnittes einer weiteren Ausführungsform des Formwerkzeuges mit einer Wegmessvorrichtung zur Erfassung der Verformung eines die Druckkammern bildenden Druckmantels; 6 shows a schematic view of a partial section of a further embodiment of the molding tool with a path measuring device for detecting the deformation of a pressure jacket forming the pressure chambers;
Fig. 7 - eine schematische Ansicht eines Schnitts quer zur Längsrichtung einer sechsten Ausführungsform des Formwerkzeuges, insbesondere Backen, entlang dessen Längsrichtung mit biegeelastischer, verstellbarer Innenkontur mittels von Druckkammern; 7 shows a schematic view of a section transversely to the longitudinal direction of a sixth embodiment of the molding tool, in particular jaws, along the longitudinal direction thereof with a flexurally elastic, adjustable inner contour by means of pressure chambers;
Fig. 8 - eine schematische Ansicht eines Schnitts quer zur Längsrichtung einer erfindungsgemäßen Umform-Vorrichtung zum Herstellen längsnahtgeschweißter Hohlprofile mit zwei äußeren Backenwerkzeugen in geöffneter Stellung mit einer Ausführungsform des Formwerkzeuges; Fig. 9 - eine schematische Ansicht eines Schnitts quer zur Längsrichtung der Vorrichtung aus Fig. 1 zum Herstellen längsnahtgeschweißter Hohlprofile mit zwei äußeren Backenwerkzeugen in geschlossener Stellung; 8 is a schematic view of a section transverse to the longitudinal direction of a forming device according to the invention for producing longitudinally welded hollow profiles with two outer jaw tools in the open position with an embodiment of the molding tool; 9 shows a schematic view of a section transverse to the longitudinal direction of the device from FIG. 1 for producing longitudinally welded hollow profiles with two outer jaw tools in the closed position;
Fig. 10 - eine schematische Ansicht eines Teilschnittes in Längsrichtung einer Umformvorrichtung zum Herstellen längsnahtgeschweißter Hohlprofile mit zwei äußeren Backenwerkzeug und stirnseitiger Abstützung und Lagerung des Formwerkzeuges; 10 is a schematic view of a partial section in the longitudinal direction of a forming device for producing longitudinally welded hollow profiles with two outer jaw tool and frontal support and storage of the mold;
Fig. 1 1 - eine schematische Ansicht eines Teilschnittes in Längsrichtung einer Umformvorrichtung mit Schweißvorrichtung zum Schweißen eines Schlitzprofils unter Verwendung eines Formwerkzeuges, insbesondere Doms; mit einer Druckkammer; 1 is a schematic view of a partial section in the longitudinal direction of a forming device with welding device for welding a slot profile using a molding tool, in particular a dome; with a pressure chamber;
Fig. 12 - eine schematische Ansicht eines Teilschnittes in Längsrichtung einer Umformvorrichtung mit Schweißvorrichtung zum Schweißen eines Schlitzprofils unter Verwendung von zwei gegenüberliegenden Formwerkzeugen; 12 is a schematic view of a partial section in the longitudinal direction of a forming device with welding device for welding a slot profile using two opposing molds;
Fig. 13 - eine schematische Ansicht eines Teilschnittes einer Umformvorrichtung zum Biegen von Rohren Rohrbiegemaschine unter Verwendung einer Ausführungsform des Formwerkzeuges mit Druckkammer; und Fig. 13 is a schematic view of a partial section of a forming apparatus for bending pipe tube bending machine using an embodiment of the pressure chamber forming tool; and
Fig. 14 - eine schematische Ansicht eines Teilschnittes einer Umformvorrichtung zum Herstellen längsnahtgeschweißter Hohlprofile mittels Walzprofilierung unter Verwendung einer der Ausführungsformen des dornartigen Formwerkzeuges mit Druckkammer. Fig. 14 is a schematic view of a partial section of a forming device for producing longitudinally welded hollow profiles by means of roll forming using one of the embodiments of the mandrel-like molding tool with pressure chamber.
In Fign. 1 a und 1 b ist jeweils in einer Teilschnittansicht in Längsrichtung und in der Schnittansicht nach Schnittführung A-A aus Fig. 1a eine erste Ausführungsform eines Formwerkzeuges 1 für eine Umformvorrichtung zum Herstellen eines Schlitzprofils 2a und Hohlprofils 200 gezeigt. In Fign. 1 a and 1 b is a partial sectional view in the longitudinal direction and in the sectional view according to section A-A in FIG. 1 a shows a first embodiment of a forming tool 1 for a forming device for producing a slot profile 2 a and hollow profile 200.
Das Formwerkzeug 1 ist hierbei in der Gestalt eines Formdorns 1 mit einem dehnbaren Druckmantel 1 1 gezeigt, der eine Druckkammer 12 definiert, deren Innendruck mittels eines Druckmittels, das flüssig oder gasförmig ist, abhängig von den formgebenden Bedingungen des auszubildenden Hohlprofils gesteuert oder geregelt werden kann. Das Formwerkzeug 1 weist, wie in der Schnittansicht von Figur 1 b gezeigt, einen im Wesentlichen kreisförmigen bis elliptischen Querschnitt auf. The mold 1 is shown here in the form of a mandrel 1 with an expandable pressure shell 1 1, which defines a pressure chamber 12 whose internal pressure can be controlled or regulated by means of a pressure medium which is liquid or gaseous, depending on the shaping conditions of the hollow profile to be formed , The mold 1 has, as shown in the sectional view of Figure 1 b, a substantially circular to elliptical cross-section.
Über mindestens eine Druckleitung 13 kann die Druckkammer 12 hydraulisch oder pneumatisch mit Druck beaufschlagt werden. Der Druckmantel 1 1 ist vorzugsweise biegeelastisch ausgeführt, sodass über den Druck der innen liegenden Druckkammer 12 die Ausbauchung des Druckmantels 11 und infolgedessen die radiale Querschnittsform des Formdorns 1 verstellt werden kann. Via at least one pressure line 13, the pressure chamber 12 can be hydraulically or pneumatically pressurized. The pressure jacket 1 1 is preferably designed to be flexible, so that the pressure of the inner pressure chamber 12, the bulge of Pressure jacket 11 and consequently the radial cross-sectional shape of the mandrel 1 can be adjusted.
Ferner weist das Formwerkzeug 1 einen im Wesentlichen zentral zur Längsachse L des Formwerkzeuges 1 angeordneten Dornkern 14 als tragende Struktur auf. Um den Formdornkern 14 herum ist mit radialem Abstand der von Seitenwänden 15 getragener biegeelastischer Druckmantel 1 1 bzw. ein biegeelastische Membran angeordnet, sodass im Freiraum zwischen Dornkern 14 und Druckmantel 11 eine Druckkammer 12 gebildet wird. Die Seitenwände 15 erstrecken sich jeweils von den Stirnendflächen des Formdornkerns 14 und sind bevorzugt einstückig mit demselben verbunden. Zu Wartungszwecken kann in einer der Seitenwände oder in beiden ein Wartungsfenster ausgebildet sein, so dass die Druckkammer 12 und die dem Formdornkern 14 zugewandte Seite des Druckmantels 1 1 überprüft und gewartet werden können. Furthermore, the molding tool 1 has a mandrel core 14 arranged essentially centrally to the longitudinal axis L of the molding tool 1 as a supporting structure. Around the mandrel core 14 is arranged at a radial distance of the side walls 15 supported flexurally elastic pressure jacket 1 1 and a flexurally elastic membrane, so that in the space between mandrel core 14 and pressure shell 11, a pressure chamber 12 is formed. The side walls 15 each extend from the end faces of the mandrel core 14 and are preferably integrally connected thereto. For maintenance purposes, a maintenance window may be formed in one of the side walls or in both, so that the pressure chamber 12 and the side of the pressure jacket 11 facing the mandrel core 14 can be checked and serviced.
Um eine gute biegeelastische Verformung des Druckmantels 1 1 zu gewährleisten, ist dieser zweckmäßigerweise als dünnwandige Membran ausgebildet, die elastisch verformbar ist. Vorzugsweise ist die Membran aus hochelastischem Federstahl und / oder gewebeverstärktem Elastomere gefertigt. Jedes andere Material, das eine biegeelastische Verformung zulässt, ist ebenso für den Druckmantel 1 geeignet. In order to ensure a good bending elastic deformation of the pressure jacket 1 1, this is suitably formed as a thin-walled membrane which is elastically deformable. Preferably, the membrane is made of highly elastic spring steel and / or fabric reinforced elastomers. Any other material that allows a flexurally elastic deformation is also suitable for the pressure jacket 1.
Der Außen-Umfang des Formdorns 1 ist mittels des druckbeaufschlagten Druckmantels 1 1 an die Innenkontur des zu erzeugenden Hohlprofiles anpassbar und einstellbar. Die Außenkontur des radial zu dem Formdorn 1 beabstandeten Druckmantels 11 ist im Querschnitt beispielsweise kreisrund, elliptisch, oval oder asymmetrisch abgerundet gestaltet. The outer circumference of the mandrel 1 is adapted and adjustable by means of the pressure-loaded pressure jacket 1 1 to the inner contour of the hollow profile to be produced. The outer contour of the radially to the mandrel 1 spaced pressure jacket 11 is designed in cross section, for example, circular, elliptical, oval or asymmetric rounded.
Bevorzugt wird die Druckkammer 12 mittels einer Druckleitung 13 mit Druck beaufschlagt. Als Druckmedium ist vorzugsweise eine Hydraulikflüssigkeit einzusetzen. Alternativ kann als Druckmedium auch Luft oder ein anderes Gas dienen. Aufgrund der gegenüber Flüssigkeiten erhöhten Expansionsfähigkeit von Gasen müssen fallweise zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen zur Beherrschung der Explosions- und Berstgefahr ergriffen werden. Preferably, the pressure chamber 12 is pressurized by means of a pressure line 13. As the pressure medium is preferably to use a hydraulic fluid. Alternatively, it is also possible to use air or another gas as the pressure medium. Due to the increased ability of gases to expand against liquids, additional safety measures to control the risk of explosion and bursting must occasionally be taken.
Da der Druckmantel 1 1 biegeelastisch ausgeführt ist, kann über den Kammer-Innendruck die Ausbauchung des Druckmantels 1 1 und infolgedessen die radiale Dehnung und Spannkraft des Druckmantels 11 des Formdorns 1 eingestellt werden. Since the pressure shell 1 1 is flexurally elastic, the bulge of the pressure jacket 1 1 and consequently the radial expansion and clamping force of the pressure jacket 11 of the mandrel 1 can be adjusted via the chamber internal pressure.
Der Druckmantel 1 1 des Formdorns 1 gleicht vorteilhafterweise Maßabweichungen des Formlings bzw. Blechs 2 entlang des Umfanges in der Innenkontur des Bleches 2 aus. Die Regelung der radialen Dehnung oder radialen Spannkraft des Druckmantels 1 1 des Formdorns 1 wird durch eine Steuer- und / oder Regeleinheit anhand einer Rechenvorschrift ermittelt, welche den Innendruck der Druckkammer 12 in die Zielgrößen radiale Dehnung oder radiale Spannkraft umrechnet. Der Innendruck der Druckkammer 12 wird dabei durch eine Druckmessvorrichtung erfasst, die sich direkt in der druckdichten Kammer 12 befindet oder an einer dazugehörenden hydraulischen oder pneumatischen Druckleitung 13 angeschlossen ist. The pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 compensates advantageously dimensional variations of the blank or sheet 2 along the circumference in the inner contour of the sheet 2 from. The regulation of the radial expansion or radial clamping force of the pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 is determined by a control and / or regulating unit on the basis of a calculation rule, which converts the internal pressure of the pressure chamber 12 into the target variables radial expansion or radial clamping force. The internal pressure of the pressure chamber 12 is detected by a pressure measuring device which is located directly in the pressure-tight chamber 12 or connected to a corresponding hydraulic or pneumatic pressure line 13.
Ergänzend dazu kann der Istwert der radialen Dehnung durch mindestens eine innerhalb der Druckkammer 12 befindliches Wegmessvorrichtung 101 direkt erfasst und mittels der Steuer- und Regeleinheit ausgeregelt werden. Zweckmäßigerweise ist die Messrichtung der Wegmessvorrichtung 101 auf die Mantelfläche des Doms gerichtet. Um eine hohe Zuverlässigkeit der Wegmessvorrichtung 101 und Betriebsfähigkeit innerhalb einer etwaigen Hydraulikflüssigkeit sicherzustellen, wird vorzugsweise ein berührungsloses induktives Messprinzip vorgeschlagen. Alternative sind ebenfalls andere berührungslose und tastende Messprinzipien möglich. In addition to this, the actual value of the radial expansion can be detected directly by at least one position measuring device 101 located within the pressure chamber 12 and corrected by means of the control and regulating unit. Conveniently, the measuring direction of the distance measuring device 101 is directed to the lateral surface of the dome. In order to ensure high reliability of the path measuring device 101 and operability within any hydraulic fluid, a non-contact inductive measuring principle is preferably proposed. Alternatively, other non-contact and tactile measuring principles are possible.
Das Wirkprinzip der radial dehnbaren Druckmantelmembran ist auch auf äußere Formwerkzeughälften übertragbar, die auf den Außenumfang des Formlings bzw. des zu formenden Hohlprofils wirken, wobei sich die Richtung der radialen Kraftwirkung im Vergleich zu einem in den Hohlraum des zu formenden Hohlprofil eingesetztes Formwerkzeug bzw. eingesetzten Formdorn umgekehrt. Hierbei ist die Innenkontur der äußeren Formwerkzeuge 300 mit einem biegeelastischen Druckmantel ausgebildet, wie beispielsweise in Fig. 7 dargestellt. Über Zuleitungen 13 können die Druckkammern 12 unterhalb des Druckmantels 1 1 mit einem variablen Druck beaufschlagt werden, der eine Dehnung des Druckmantels 11 quer zur Werkzeuglängsachse L in Y-X-Richtung bewirkt. Die Werkzeuginnenkontur ist dadurch in radiale Richtung verstellbar und eignet sich zum exakten Nachdrücken des Blechs 2 von außen nach innen. The mode of action of the radially expandable pressure jacket membrane can also be transferred to outer mold halves which act on the outer circumference of the molded article or the hollow profile to be formed, wherein the direction of the radial force effect compared to a used in the cavity of the hollow profile to be molded mold or used Forming mandrel reversed. Here, the inner contour of the outer molds 300 is formed with a flexurally elastic pressure jacket, as shown for example in Fig. 7. Via supply lines 13, the pressure chambers 12 can be acted upon below the pressure jacket 1 1 with a variable pressure, which causes an expansion of the pressure jacket 11 transverse to the tool longitudinal axis L in the Y-X direction. The tool inner contour is thereby adjustable in the radial direction and is suitable for exact pressing of the sheet 2 from outside to inside.
Es sind auch Ausführungsformen des Formwerkzeuges denkbar, wobei die konturgebenden Seiten des jeweiligen Formwerkzeuges, die bei der Formgebung des Hohlprofils beteiligt sind und mit dem Formling des Hohlprofils in Kontakt kommen, jeweils mit einem Druckmantel 1 1 versehen sind, der über eine Druckkammer 12 regelbar ist. Embodiments of the molding tool are also conceivable, wherein the contouring sides of the respective molding tool, which are involved in the shaping of the hollow profile and come into contact with the molding of the hollow profile, are each provided with a pressure jacket 11, which can be regulated via a pressure chamber 12 ,
Eine Ausführungsform des Formwerkzeuges 1 , 300 sieht zur präzisen Druckregelung vor, für den Druckaufbau und Druckabbau jeweils separate Druckleitungen 13 zu verwenden und den Innendruck der Kammer 12 über getrennte Ventile oder den Differenzdruck eines Proportional- beziehungsweise Servo-Ventils zu steuern. Prinzipbedingt kann sich der Druckmantel 11 bogenförmig nach außen biegen, da die Seitenwände 15 (siehe Fig. 1a) den Druckmantel 1 1 an dessen stirnseitigen Enden fixieren. Dies hat zur Folge, dass der Druckmantel 1 1 in der Nähe der Dornstirnflächen 16 keinen oder nur ungenügenden Kontakt mit dem Blech 2 herstellen kann und die maximal realisierbare Umformkraft in diesem Bereich abnimmt. An embodiment of the mold 1, 300 provides for precise pressure control to use for the pressure build-up and pressure reduction each separate pressure lines 13 and to control the internal pressure of the chamber 12 via separate valves or the differential pressure of a proportional or servo valve. Due to the principle, the pressure jacket 11 can bend arcuately outward, since the side walls 15 (see Fig. 1a) fix the pressure shell 1 1 at its front ends. This has the consequence that the pressure jacket 1 1 in the vicinity of the mandrel end faces 16 can make no or insufficient contact with the sheet 2 and decreases the maximum realizable forming force in this area.
Um diesem Effekt entgegenzuwirken, ist der Formdorn 1 länger als das herzustellende Hohlprofil und ragt bevorzugt beidseitig über die Länge des Hohlprofils 200 hinaus, wie beispielsweise in Figuren 11 und 12 dargestellt. Die Stirnflächen 16 des Dorns 1 liegen dadurch außerhalb des Hohlprofils und die ungleichmäßige Biegung des Druckmantels 11 in diesem Bereich hat keine Auswirkung. In Fig. 1 1 ist exemplarisch das Herausragen eines Endabschnittes des Formdorns 1 aus dem zu erzeugenden Hohlprofil 2a illustriert. To counteract this effect, the mandrel 1 is longer than the hollow profile to be produced and protrudes preferably on both sides beyond the length of the hollow profile 200, as shown for example in Figures 11 and 12. The end faces 16 of the mandrel 1 are thereby outside of the hollow profile and the uneven bending of the pressure jacket 11 in this area has no effect. In Fig. 1 1, the protrusion of an end portion of the mandrel 1 from the hollow profile to be produced 2a is exemplified.
Eine weitere nicht dargestellte Ausführungsform des Formdorns 1 sieht vor, den Form- Dornquerschnitt entlang der Längsachse in seiner Form und/oder seinen geometrischen Abmaßen zu verändern, um sich beispielsweise der Innenkontur eines konischen Hohlprofils 2a mit entlang seiner Längsachse abgestuften Profilquerschnitten anzupassen. Dadurch kann für über die Längsachse veränderliche Profilquerschnitte und Nebenformelemente auf dem Druckmantel ein variables flächig verteiltes Profil der radialen Expansion der Dehnung und Kraft des Druckmantels 1 1 eingestellt werden. Another not shown embodiment of the mandrel 1 provides to change the shape of the mandrel cross section along the longitudinal axis in its shape and / or its geometric dimensions to adapt, for example, the inner contour of a conical hollow section 2a with along its longitudinal axis stepped profile cross sections. As a result, a variable areally distributed profile of the radial expansion of the expansion and force of the pressure jacket 11 can be set for the profile axis and profile elements that are variable over the longitudinal axis.
Über einen Anschlussadapter 17 kann der Formdorn 1 mit einer Stelleinrichtung verbunden werden. Mittels der Stelleinrichtung kann der Formdorn 1 gemäß einer weiteren Ausführungsform um seine Längsachse L gedreht und / oder entlang oder quer zu seiner Längsachse L verschoben werden, um die Druckkammern 12 in vorteilhafter Art und Weise zum umschließenden Hohlprofil 2a oder Rohr 200 zu orientieren. About a connection adapter 17 of the mandrel 1 can be connected to an adjusting device. By means of the adjusting device of the mandrel 1 can be rotated according to a further embodiment about its longitudinal axis L and / or moved along or transversely to its longitudinal axis L, to orient the pressure chambers 12 in an advantageous manner to the enclosing hollow section 2a or tube 200.
In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des Formwerkzeuges 1 dargestellt, bei der der Formdorn 1 ohne stützenden Dornkern 14 ausgebildet ist, und die Druckkammer 12 von dem Druckmantel 1 1 an sich ausgebildet wird. Bevorzugt wird diese Ausführungsform des Formwerkzeuges wegen der verminderten Biegesteifigkeit dieser Konstruktion des Formdorns 1 bei relativ kurzen Rohren und bei geringen Umformkräften verwendet. Außerdem wird das erforderliche Druckmedienvolumen und damit einhergehend die erforderliche hydraulische Energieaufnahme im Vergleich zu einem gleichgroßen Formdorn 1 mit Dornkern 14 erhöht. In Fig. 2, a second embodiment of the mold 1 is shown, in which the mandrel 1 is formed without a supporting mandrel core 14, and the pressure chamber 12 is formed by the pressure shell 1 1 itself. Preferably, this embodiment of the molding tool is used because of the reduced bending stiffness of this construction of the mandrel 1 with relatively short tubes and low forming forces. In addition, the required pressure medium volume and, consequently, the required hydraulic energy consumption is increased compared to an equally large mandrel 1 with mandrel core 14.
Eine Ausführungsform des Formdorns 1 weist an der Stirnseite 16 des Formdorns 1 eine rinnen- oder trichterförmige Auffangvorrichtung 7 auf. Die Auffangvorrichtung 7 ist derart ausgebildet, dass während eines Schweißvorgangs beim Schweißen der Fügeabschnitte des Schlitzprofils 2a des um den Formdorn 1 geformten Bleches die entstehenden Störstoffe, wie beispielsweise Dämpfe, Gase, Metallspritzer und Zunder, aus der Kavität der geschlossenen Umform-Vorrichtung - siehe Fig. 9 -, bzw. aus dem Innenhohlraum des zu einem Rohr umgeformten Bleches, beseitigt werden können und damit deren Anhaften an der Rohrinnenfläche verhindert werden kann. An embodiment of the forming mandrel 1 has on the end face 16 of the mandrel 1 a gutter or funnel-shaped catching device 7. The collecting device 7 is designed such that during welding during welding of the joining sections of the Slit profiles 2a of the sheet formed around the mandrel 1, the resulting impurities such as vapors, gases, metal splashes and scale from the cavity of the closed forming device - see Fig. 9 -, or from the inner cavity of the sheet formed into a tube, can be eliminated and thus their adhesion to the pipe inner surface can be prevented.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen des Formwerkzeuges mit Formdorn 1 und Druckmantel 1 1 sind in Fign. 3a, 3b, Fign. 4a, 4b und Fign. 5 jeweils in einer Teilschnittansicht in Längsrichtung des Formdorns 1 in Z-Richtung und Y-Richtung parallel zur Längsachse L des Formdorns 1 und sind in der Schnittansicht in X-Richtung und Y-Richtung nach Schnittführung A-A aus Fign. 3a und 4b dargestellt. Die hierin dargestellten Ausführungsformen des inneren Formwerkzeuges bzw. Formdorns 1 weisen eine Mehrzahl von Druckkammern 12 auf, die über den Umfang oder entlang der Längsachse L des Formdorns 1 verteilt sind. Further advantageous embodiments of the molding tool with mandrel 1 and pressure shell 1 1 are shown in Figs. 3a, 3b, Figs. 4a, 4b and Figs. 5 each in a partial sectional view in the longitudinal direction of the mandrel 1 in the Z direction and Y direction parallel to the longitudinal axis L of the mandrel 1 and are in the sectional view in the X direction and Y direction according to section A-A of FIGS. 3a and 4b. The embodiments of the inner molding tool or molding mandrel 1 shown here have a plurality of pressure chambers 12 which are distributed over the circumference or along the longitudinal axis L of the molding mandrel 1.
Die Unterteilung der Druckkammern 12 ist, wie in Fig. 3a und 3b gezeigt, durch Längsseitenwände 15a ausgebildet, die sich in Z-Richtung erstrecken. The division of the pressure chambers 12 is, as shown in Fig. 3a and 3b, formed by longitudinal side walls 15a extending in the Z direction.
Alternativ oder in Kombination zu den Längseitenwänden 15, die sich in Längsrichtung L des Formdorns 14 erstrecken, kann die Unterteilung der Druckkammer 12 auch quer zur Z- Längsrichtung in Y-und/oder X-Richtung erfolgen, wie beispielsweise in Fig. 4a dargestellt. Hierbei ist die Druckkammer 12 sowohl in Längsrichtung L als auch in Querrichtung in einzelne Druckkammern 12 unterteilt, die individuell ansteuerbar und regelbar sind. Alternatively or in combination with the longitudinal side walls 15, which extend in the longitudinal direction L of the forming mandrel 14, the division of the pressure chamber 12 can also take place transversely to the Z-longitudinal direction in the Y and / or X direction, as shown for example in Fig. 4a. Here, the pressure chamber 12 is divided both in the longitudinal direction L and in the transverse direction into individual pressure chambers 12, which are individually controlled and regulated.
Die Druckkammer 12 ist durch Zwischenwände 15a in eine Mehrzahl von Druckkammern 12 unterteilt. Bevorzugt kann jede Kammer 12 über eine separaten Druckleitung 13 mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt werden, wie beispielsweise in Fig. 4a dargerstellt. The pressure chamber 12 is divided by intermediate walls 15 a into a plurality of pressure chambers 12. Preferably, each chamber 12 can be acted upon by a separate pressure line 13 with different pressures, as shown for example in Fig. 4a.
Die in den Fig. 3a, 3b und 4a, 4b gezeigten Ausführungsformen des 1 Formdorns weisen eine Mehrzahl von über den Dornumfang oder entlang der Dornlängsachse L verteilte Druckkammern 12 auf, die jeweils über separate Druckleitungen 13 mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagt werden können. Dadurch kann mit dem Druckmantel ein variables flächig verteiltes Quer-Profil entlang der radialen Dorndehnung mit entsprechender Druckmantelspannkraft eingestellt werden. Dies ist besonders vorteilhaft, da hiermit auftretenden Formabweichungen des umzuformenden Längsprofils bzw. Bleches 2 entgegengewirkt werden kann und bei Verwendung von Blechen 2, die aus verschiedenen Werkstoffgüten und Blechdicken zusammengesetzt sind, (engl., sogenannte„tailored blanks"), lokal die Umform- und Spannkraft an das umzuformenden Blech oder Rohr individuell eingestellt und dadurch der Materialfluss in der jeweiligen Umformzone gezielt beeinflusst werden kann. The embodiments of the forming mandrel shown in FIGS. 3 a, 3 b and 4 a, 4 b have a plurality of pressure chambers 12 distributed over the mandrel circumference or along the mandrel longitudinal axis L, which can each be acted upon by separate pressure lines 13 with different pressures. As a result, with the pressure jacket, a variable area-distributed transverse profile along the radial mandrel strain can be adjusted with appropriate pressure jacket clamping force. This is particularly advantageous, as this can counteract occurring form deviations of the longitudinal profile or sheet 2 to be formed and when using sheets 2, which are composed of different material grades and sheet thicknesses (engl., So-called "tailored blanks"), locally the Umform- and clamping force to the metal or tube to be formed individually adjusted and thus the material flow in the respective forming zone can be selectively influenced.
Für die genaue Prozessregelung beinhaltet eine Ausführungsform die messtechnische Erfassung der Kraftwirkung an der Kontaktstelle zwischen Blech 2 und Druckmantel 12, beziehungsweise Formwerkzeug und als Folgeschritt dessen die genaue Regelung ebendieser Kraftwirkung. For the exact process control includes an embodiment of the metrological detection of the force at the contact point between the sheet 2 and pressure jacket 12, or mold and as a subsequent step of the precise control ebendieser force.
In Fig. 6 ist eine andere Ausführungsform des Formdorns 1 mit Druckmantel 11 dargestellt, die eine direkte Erfassung und Regelung der radialen Dehnung des Druckmantels 1 1 des Formdorns 1 erlaubt. Dazu wird der Istwert der radialen Dehnung durch mindestens ein innerhalb der Druckkammer 12 befindliches Wegmesssystem 100 erfasst und als Eingangsgröße an die beschriebene Steuer- und Regeleinheit übermittelt. Zweckmäßigerweise ist die Messrichtung 101 des Wegmesssystems 100 auf die Innenseite des Druckmantels 11 gerichtet. Um eine hohe Systemzuverlässigkeit des Wegmesssystems und Betriebsfähigkeit innerhalb des Druckmediums sicherzustellen, wird vorzugsweise ein berührungsloses induktives Messprinzip verwendet. Alternative sind weitere berührungslose und tastende Messprinzipien möglich. In Fig. 6, another embodiment of the mandrel 1 is shown with pressure jacket 11, which allows direct detection and control of the radial expansion of the pressure jacket 1 1 of the mandrel 1. For this purpose, the actual value of the radial expansion is detected by at least one located within the pressure chamber 12 Wegmesssystem 100 and transmitted as an input to the described control and regulation unit. Expediently, the measuring direction 101 of the path measuring system 100 is directed onto the inside of the pressure jacket 11. In order to ensure a high system reliability of the position measuring system and operability within the pressure medium, preferably a non-contact inductive measuring principle is used. Alternatively, further non-contact and tactile measuring principles are possible.
Der Istwert der radialen Dehnung oder radialen Spannkraft des Druckmantels 11 wird durch eine nicht dargestellte Steuer- und Regeleinheit anhand einer Rechenvorschrift ermittelt. Als Eingangsgröße für diese Rechenvorschrift wird der Istwert des Innendrucks der Druckkammer 12 von einer oder mehreren nicht dargestellte Druckmessvorrichtung gemessen, die sich direkt in der druckdichten Kammer 12 befinden oder an dem zu dieser Kammer 12 gehörenden hydraulischen oder pneumatischen Druckleitungen 13 angeschlossen sind. Anschließend rechnet die Steuer- und Regeleinheit den gemessenen Innendruck in der Druckkammer 12 in die Zielgröße von radiale Dehnung und/oder radiale Spannkraft um und reguliert den Zu- und Abfluss des Druckmediums in und aus der jeweiligen Druckkammern 12 so, dass die radiale Dehnung oder radiale Spannkraft der Zielgröße angeglichen wird. Dadurch ist eine präzise Regelung auf diese Zielgrößen möglich. The actual value of the radial expansion or radial clamping force of the pressure jacket 11 is determined by a control unit, not shown, based on a calculation rule. As an input to this rule, the actual value of the internal pressure of the pressure chamber 12 is measured by one or more pressure measuring device, not shown, which are located directly in the pressure-tight chamber 12 or connected to the belonging to this chamber 12 hydraulic or pneumatic pressure lines 13. Subsequently, the control unit calculates the measured internal pressure in the pressure chamber 12 in the target of radial expansion and / or radial clamping force and regulates the inflow and outflow of the pressure medium into and out of the respective pressure chambers 12 so that the radial expansion or radial Tension of the target size is adjusted. This allows precise control of these target values.
Fig. 7 zeigt eine schematische Ansicht eines Schnitts quer zur Längsrichtung einer sechsten Ausführungsform des Formwerkzeuges 1. Das Formwerkzeug 1 weist eine erste und zweite Formwerkzeughälfte 300L, 300R, nachfolgend auch Backen 300 genannt, auf, die hier in einem offenen Zustand gezeigt sind, so dass ein zu einem geschlossene Hohlprofil 2 oder einem rohrförmigen Schlitzprofil 2a zu formendes Halbzeug eingelegt werden kann. Die erste und das zweite Formwerkzeughälfte 300L, R sind zwischen dem gezeigten offenen Zustand zum Einlegen des zu formenden Halbzeuges und einem geschlossenen Zustand zum Formen des eingelegten Formlings in ein Hohlprofil 200 bewegbar. 7 shows a schematic view of a section transverse to the longitudinal direction of a sixth embodiment of the molding tool 1. The molding tool 1 has a first and second mold half 300L, 300R, also referred to as jaws 300, shown here in an open state in that a semifinished product to be shaped to form a closed hollow profile 2 or a tubular slot profile 2 a can be inserted. The first and second mold halves 300L, R are between the open state shown in FIG Insertion of the semifinished product to be formed and a closed state for molding the inlaid molding into a hollow profile 200 movable.
Auf der ersten Innen-Seite 31 L der Innenkontur der ersten Formwerkzeughälfte 300L und der zweiten Innen-Seite 31 R der zweiten Formwerkzeughälfte 300R ist jeweils ein Druckmantel 1 1 angeordnet. Der Druckmantel 11 wird etwa mittig von einer Seitenwand 15a gestützt und gehalten, so dass die Druckerkammer 12 in zwei unterschiedlich regelbare Druckkammern 12 unterteilt ist. Der Druckmantel 11 ist an den Endabschnitten einerseits mit dem oberen Abschnitt der jeweiligen Formwerkzeughälfte 300L, 300R und andererseits mit dem unteren Abschnitt der jeweiligen Formwerkzeughälfte 300R, 300R fluiddicht verbunden. Die Formwerkzeughälften 300L, 300R können in einen geschlossenen Zustand gebracht werde, so dass eine zu dem Hohlprofil zu formende Platine 2 rohrförmig verformt werden kann. Die formgebende Gestalt des Druckmantels 12 kann während des formgebendes Verfahrens über den Innendruck in den Druckkammern 12 gesteuert und / oder geregelt werden. On the first inner side 31 L of the inner contour of the first mold half 300L and the second inner side 31 R of the second mold half 300R, a pressure jacket 1 1 is arranged in each case. The pressure jacket 11 is supported and held approximately centrally by a side wall 15a, so that the pressure chamber 12 is subdivided into two pressure chambers 12 which can be regulated differently. The pressure jacket 11 is fluid-tightly connected at the end portions to the upper portion of the respective mold half 300L, 300R on the one hand, and to the lower portion of the respective mold half 300R, 300R on the other hand. The mold halves 300L, 300R can be brought into a closed state so that a blank 2 to be formed into the hollow profile can be deformed into a tubular shape. The shaping shape of the pressure jacket 12 can be controlled and / or regulated via the internal pressure in the pressure chambers 12 during the shaping process.
Der Innendruck jeder Druckkammer 12 kann mittels eigener Druckleitungen 13 individuell gesteuert und/oder geregelt werden, indem ein flüssiges oder gasförmiges Druckmittel mittels der Druckleitungen 13 zu- oder abgeführt wird. The internal pressure of each pressure chamber 12 can be individually controlled and / or regulated by means of its own pressure lines 13 by supplying or removing a liquid or gaseous pressure medium by means of the pressure lines 13.
In einem geschlossenen Zustand bilden die erste und die zweite Formwerkzeughälfte 300L, 300R eine geschlossene Kavität, die von dem Druckmantel 12 in ihrer Größe mitdefiniert wird. In a closed state, the first and second mold halves 300L, 300R form a closed cavity, which is defined by the pressure jacket 12 in size.
Die in Fig. 7 dargestellte Ausführungsform des Formwerkzeugs 1 sieht vor, das Wirkprinzip des radial dehnbaren Druckmantels 1 1 auf die äußeren, ersten und zweiten Formwerkzeughälften oder Backen 300L, 300R zu übertragen. Gegenüber der Ausführungsform als Formdorn 1 wird lediglich die Richtung der radialen Kraftwirkung umgekehrt und die grundlegende Funktionsweise beibehalten. Dazu wird die Innenkontur der äußeren Formwerkzeuge 300 von einem biegeelastischen Druckmantel 11 gebildet, unter der sich mindestens eine mit Druckmedium gefüllte Kammer 12 befindet, deren Innendruck über Zuleitungen 13 und eine geeignete Steuer- und Regeleinheit verstellt wird. Hierdurch wird eine biegeelastisch verstellbare Werkzeuginnenkontur zum Nachdrücken des Blechs 2 von außen nach innen ausgebildet. The embodiment of the molding tool 1 shown in FIG. 7 provides for transmitting the operating principle of the radially expandable pressure jacket 11 to the outer, first and second mold halves or jaws 300L, 300R. Compared to the embodiment as a forming mandrel 1, only the direction of the radial force effect is reversed and maintained the basic operation. For this purpose, the inner contour of the outer molds 300 is formed by a flexurally elastic pressure jacket 11, under which there is at least one filled with pressure medium chamber 12, the internal pressure is adjusted via leads 13 and a suitable control and regulation unit. As a result, a bending elastic adjustable tool inner contour for pressing the sheet 2 from the outside to the inside is formed.
Die bereits für den Formdorn 1 beschriebenen Arbeitsprinzipien und Ausführungsformen können in modifizierter Form für die Formwerkzeuge 300 mit biegeelastisch verstellbarer Werkzeuginnenkontur angewendet werden. So ist es beispielsweise möglich durch Zwischenwände 15a unterhalb der Membran 11 mehrere voneinander unabhängig verstellbare Druckkammern 12 zu schaffen, um eine über die Werkzeuginnenkontur lokal abgestufte Dehnungs- und Umformkraftverteilung zu erzielen. Analog zum dehnbaren Formdorn 1 basiert die Regelung der Druckmantel-Dehnung auf einer Messung des Kammer-Innendrucks oder der Druckmantel-Ausbauchung. Das Umformen des Bleches 2 kann unter Verwendung eines starren Formdorns 1 oder eines radial dehnbaren Druckmantels 1 1 an einem Formdorn 1 erfolgen. In einigen Verwendungsfällen kann auf einen inneren Formdornkern 14 verzichtet werden, wobei dann ausschließlich die äußeren Formwerkzeughälften 300 mit einer biegeelastisch verstellbarer Innenkontur mittels des Druckmantels 1 1 das Blech 2 gezielt nachdrücken können. The working principles and embodiments already described for the mandrel 1 can be applied in modified form for the molds 300 with elastically adjustable tool inner contour. It is thus possible, for example, to create a plurality of pressure chambers 12, which can be adjusted independently of one another, by intermediate walls 15a underneath the membrane 11 in order to provide a locally stepped graduation over the tool inner contour To achieve expansion and deformation force distribution. Analogous to the expandable mandrel 1, the regulation of the pressure-jacket elongation is based on a measurement of the chamber internal pressure or the pressure jacket bulge. The forming of the sheet 2 can be done using a rigid mandrel 1 or a radially expandable pressure jacket 1 1 on a mandrel 1. In some cases of use can be dispensed with an inner mandrel core 14, in which case only the outer mold halves 300 with a bending elastic adjustable inner contour by means of the pressure jacket 1 1 can selectively press the sheet 2.
In Fig. 8 und Fig. 9 ist eine erste Ausführungsform einer Umformvorrichtung A1 zum Herstellen eines längsnahtgeschweißten Hohlprofiles gezeigt. In Fig. 8 ist die Umformvorrichtung A1 in Ausgangsstellung mit geöffneten Formwerkzeughälften 3L, 3R mit bereits eingelegter zu formender Platine bzw. zu formenden Blech 2 dargestellt. In Fig. 9 ist die Umformvorrichtung A1 in Endstellung mit geschlossenen Formwerkzeughälften 3L, 3R mit bereits eingelegter und zu einem Hohlprofil 200 geformter Platine 2 gezeigt. FIGS. 8 and 9 show a first embodiment of a forming device A1 for producing a longitudinally welded hollow profile. In Fig. 8, the forming device A1 is shown in the starting position with open mold halves 3L, 3R with already inserted to be formed board or to be formed sheet 2. In Fig. 9, the forming device A1 is shown in the end position with closed mold halves 3L, 3R with already inserted and to a hollow profile 200 shaped board 2.
Die Umformvorrichtung A1 weist wenigstens zwei äußere Formbacken 3L, 3R und einen Formdorn 1 mit einstellbaren Druckmantel 1 1 auf. Ferner ist ein zu einem Hohlprofil 200 zu formendes Halbzeug, ein Blech 2, dargestellt. Die äußeren Formbacken oder Formwerkzeuge 3L, 3R weisen Innenkonturen 31 L, 31 R auf, welche die Außenkontur des zu erzeugenden Hohlprofiles 2a bestimmen. Die Formwerkzeuge 3L, 3R sind auf einer gemeinsamen Grundplatte 5 montiert und können durch eine nicht dargestellte Stelleinrichtung auf den erfindungsgemäßen Formdorn 1 in den geschlossenen Zustand, wie in Fig. 9 dargestellt, zugefahren werden. The forming device A1 has at least two outer forming jaws 3L, 3R and a forming mandrel 1 with adjustable pressure shell 1 1. Furthermore, a semifinished product to be shaped into a hollow profile 200, a metal sheet 2, is shown. The outer mold jaws or molds 3L, 3R have inner contours 31 L, 31 R, which determine the outer contour of the hollow profile 2a to be produced. The molds 3L, 3R are mounted on a common base plate 5 and can be closed by an adjusting device, not shown, on the forming mandrel 1 according to the invention in the closed state, as shown in Fig. 9.
Das Blech 2 bzw. die Platine 2 wird zwischen Formdorn 1 und die Grundplatte 5 gelegt. Über Druckleitungen 13 kann der Druck im Inneren der Druckkammer 12 des Dorns 14 erhöht werden. Infolgedessen biegt sich der Druckmantel 1 1 in radiale Richtung und klemmt dabei das Blech 2 gegen die Grundplatte 5. The sheet 2 and the board 2 is placed between the mandrel 1 and the base plate 5. Via pressure lines 13, the pressure in the interior of the pressure chamber 12 of the mandrel 14 can be increased. As a result, the pressure jacket 1 1 bends in the radial direction and clamps the sheet 2 against the base plate. 5
Ergänzend kann der Formdorn 1 in einer alternativen Ausführungsform durch eine nicht dargestellte Stelleinrichtung in vertikale Y-Richtung gegen die Grundplatte 5 verfahren werden, um das Blech 2 gegen die Grundplatte zu klemmen, wobei die Druckkammer 12 über die Druckleitung 13 mit einem flüssigem oder gasförmigen Druckmittel beaufschlagt wird. Das Blech 2 ist durch die Klemmung zwischen Formdorn 1 und Grundplatte 5 in seiner Lage fixiert und die Gefahr des Verrutschens während der Umformung ist gemindert. Nach dem Spannen des Bleches 2 zwischen der Grundplatte 5 und dem Außenumfang des druckbeaufschlagten Druckmantels 1 1 des Formdorns 1 fahren die Formwerkzeuge 3L, 3R zusammen bis sie, wie in Fig. 9 dargestellt, eine geschlossen Stellung nahe des Formdorns 1 erreicht haben. In addition, the mandrel 1 can be moved in an alternative embodiment by an adjusting device, not shown in vertical Y-direction against the base plate 5 to clamp the sheet 2 against the base plate, wherein the pressure chamber 12 via the pressure line 13 with a liquid or gaseous pressure medium is charged. The sheet 2 is fixed by the clamping between the mandrel 1 and the base plate 5 in its position and the risk of slipping during the forming is reduced. After tensioning the sheet 2 between the base plate 5 and the outer periphery of the pressurized Pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 drive the molds 3L, 3R together until, as shown in Fig. 9, they have reached a closed position near the mandrel 1.
Dabei biegen die Formwerkzeuge 3L, 3R das Blech 2 gegen den Außenumfang des um den Formdorn 1 angeordneten Druckmantel 1 1 zu einem O-förmigen Schlitzprofil 2a, dessen Kontur den Innenkontur-Ausnehmungen 31 L, 31 R der Formwerkzeuge 3L, 3R näherungsweise folgt und dessen Längskanten sich im Bereich des Fügespaltes 2z parallel gegenüberstehen. The molds 3L, 3R bend the sheet 2 against the outer periphery of the mandrel 1 arranged around the pressure shell 1 1 to an O-shaped slot profile 2a, the contour of the inner contour recesses 31 L, 31 R of the molds 3L, 3R approximately follows and its Longitudinal edges are parallel in the area of the joint gap 2z.
Um die Breite und Lage des Fügespaltes 2z des Schlitzprofils 2a definiert einzustellen, kann optional mindestens ein Anschlag 4 über die gesamte Profillänge mittels einer nicht dargestellten Stelleinrichtung eingefahren werden, bevor die ersten und zweiten Formwerkzeughälften 3L, 3R um geschlossenen Zustand sind. In order to set the width and position of the joint gap 2z of the slot profile 2a defined, optionally at least one stop 4 can be retracted over the entire profile length by means of an adjusting device, not shown, before the first and second mold halves 3L, 3R are closed.
Neben der in Fig. 8 und Fig. 9 dargestellten linearen Bewegungen zweier Formwerkzeuge 3L, 3R können alternativ die Formwerkzeuge auch in einer Kipp- oder Schwenkbewegung hin zu auf den Formdorn 1 zu bewegt werden. In addition to the linear movements of two forming tools 3L, 3R shown in FIGS. 8 and 9, alternatively the forming tools can also be moved towards the forming mandrel 1 in a tilting or pivoting movement.
Ebenso ist es in zusätzlichen Ausführungsformen der Umformvorrichtung A1 vorgesehen, mit mehr als zwei äußeren Formwerkzeugen auf den Formdorn mit Druckmantel 1 zuzufahren, beispielsweise einer dreiteiligen Umformvorrichtung A1 , die zwei seitliche Formwerkzeughälften und eine dritte deckelartige Formwerkzughälfte aufweist, die zusammen in der geschlossenen Stellung die Kavität zum Formen des Hohlprofils bilden. Likewise, it is provided in additional embodiments of the forming apparatus A1, with more than two outer molds on the forming mandrel with pressure jacket 1, for example, a three-piece forming apparatus A1, which has two lateral mold halves and a third lid-like mold half, which together in the closed position, the cavity to form the hollow profile.
Vorzugsweise werden die bewegbar gelagerten Formwerkzeughälften 300L, 300R, 3L, 3R mittels eines hydraulischen, pneumatischen, mechanischen und/oder elektrischen Antriebs positionsgeregelt verfahren. Preferably, the movably mounted mold halves 300L, 300R, 3L, 3R are moved in a position-controlled manner by means of a hydraulic, pneumatic, mechanical and / or electrical drive.
Durch Verstellen des Innendrucks der Druckkammer des Formdorns 1 kann die Umformkraft des Druckmantels 12 gegen das Blech 2 bzw. die Platine 2 reguliert werden und der Formling bzw. das Blech 2 gezielt von innen gegen die Ausnehmungen 31 L, 31 R der Formwerkzeuge 3L, 3R gedrückt werden. By adjusting the internal pressure of the pressure chamber of the mandrel 1, the forming force of the pressure jacket 12 against the sheet 2 and the board 2 are regulated and the molding or the sheet 2 targeted from the inside against the recesses 31 L, 31 R of the molds 3L, 3R be pressed.
Der zeitliche Druckverlauf des Formdorns 1 wird dabei durch eine nicht dargestellte Regel- und Stelleinrichtung eingestellt, die es zum Beispiel erlaubt den Druckverlauf in der Druckkammer 12 des Formdorns 1 in Abhängigkeit von der Bewegung der Formwerkzeughälften 3L, 3R anzupassen. Hierfür sind Druckleitungen 13 vorgesehen, mittels denen ein Druckmedium zum Erhöhen des Druckes in der Druckkammer 12 zu bzw. zum Erniedrigen des Druckes aus der Druckkammer abgeführt werden kann. Somit definieren die Formwerkzeughälften 3L, 3 durch positionsgeregeltes Verfahren die Außenkontur des Hohlprofiles 2, wobei der Druckmantel 1 1 des Dorns 1 das Blech 2 von innen kraft-, druck- oder dehnungsgeregelt gegen die Ausnehmungen 31 L, 31 R der Formwerkzeuge 3L, 3R drückt und dadurch den Querschnitt des Hohlprofils 200 gegen die Innenkontur der Formwerkzeuge 3L, 3R kalibriert. The temporal pressure profile of the mandrel 1 is adjusted by a control and regulating device, not shown, which allows, for example, the pressure profile in the pressure chamber 12 of the mandrel 1 in response to the movement of the mold halves 3L, 3R adapt. For this purpose, pressure lines 13 are provided, by means of which a pressure medium for increasing the pressure in the pressure chamber 12 to or for lowering the pressure can be removed from the pressure chamber. Thus define the mold halves 3L, 3 by position-controlled process, the outer contour of the hollow section 2, the pressure shell 1 1 of the mandrel 1, the sheet 2 from the inside force, pressure or strain-controlled against the recesses 31 L, 31 R of the molds 3L, 3R suppressed and thereby calibrates the cross section of the hollow profile 200 against the inner contour of the molds 3L, 3R.
Zweckmäßig kann es weiterhin sein, das Blech 2 zunächst ohne den Formdorn 1 nur durch das Zusammenfahren der ersten und der zweiten Formwerkzeughälften 3L, 3R zu einem Schlitzprofil 2a umzuformen und nach dem Umformen anschließend erst den Formdorn 1 mittels einer nicht dargestellten Verlagerungsvorrichtung in Z-Längsrichtung in das Schlitzprofil 2a einzuschieben. Während des Einschiebens sollte vorteilhafterweise die radiale Dehnung des Druckmantels 1 1 des Dorns 1 durch Absenken des Innendrucks der Druckkammern 12 reduziert werden, um die Innenwand des Schlitzprofiles 2a nicht zu beschädigen. It may be expedient further, first without the forming mandrel 1 to transform the sheet metal 2 into a slot profile 2a only by moving the first and second mold halves 3L, 3R together, and then after forming only the forming mandrel 1 by means of a displacement device, not shown, in the Z-longitudinal direction to insert into the slot profile 2a. During insertion advantageously the radial expansion of the pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 should be reduced by lowering the internal pressure of the pressure chambers 12 so as not to damage the inner wall of the slot profile 2a.
Zum Verlagern und Verschieben des Formdorns 1 mit der Verlagerungsvorrichtung ist an einer der Stirnflächen ein Anschlussadapter 17 montiert, an den die Verlagerungsvorrichtung an den Formdorn 1 lösbar ankoppelbar ist. For displacing and displacing the forming mandrel 1 with the displacement device, a connection adapter 17 is mounted on one of the end faces, to which the displacement device can be detachably coupled to the forming mandrel 1.
Ebenso ist es bei der Entnahme des fertigen Hohlprofils 2a sehr vorteilhaft zuvor die radiale Dehnung des Druckmantels des Dorns 1 zu verringern, um Hohlprofil 200 und Formdorn 1 mit geringem Kraftaufwand voneinander zu trennen und dabei Kratzer und Rillen an der Profilinnenwand des Hohlprofils 200 zu vermeiden. Likewise, when removing the finished hollow profile 2a, it is very advantageous to reduce the radial expansion of the pressure jacket of the mandrel 1 in order to separate hollow profile 200 and forming mandrel 1 from each other with little effort, thereby avoiding scratches and grooves on the profile inner wall of the hollow profile 200.
Die während des Umformungs-Verfahrens auf den Formdorn 1 wirkenden Kräfte, können ein Drehmoment erzeugen, welches den Formdorn 1 gegenüber seiner Mittelachse L elastisch verbiegt und relativ zu den Formwerkzeughälften 3L, 3R verkippt. The forces acting on the forming mandrel 1 during the forming process can generate a torque which elastically bends the forming mandrel 1 with respect to its center axis L and tilts relative to the mold halves 3L, 3R.
In Fig. 10 ist eine Ausführung dargestellt, die diesem Problem begegnet. Dazu ist auf der dem Anschlussadapter 17 gegenüberliegenden Stirnseite 16 des Formdorns 1 ein Lagerzapfen 61 vorgesehen, die in Eingriff mit einer stationären Lagerstelle 6 den Formdorn 1 seitlich abstützt. In Fig. 10, an embodiment is shown, which addresses this problem. For this purpose, a bearing pin 61 is provided on the terminal adapter 17 opposite end face 16 of the mandrel 1, which is laterally supported in engagement with a stationary bearing 6, the mandrel 1.
Die stationäre Lagerstelle 6 ist derart gestaltet, dass bei einem Verlagern des Formdorns 1 in Längsrichtung die Verbindung zur stationären Lagerstelle 6 hergestellt oder getrennt werden kann. Zweckmäßigerweise weist der Formdorn 1 in der Mitte der Dornstimfläche 16 hierfür einen im Querschnitt runden Lagerzapfen 61 auf, der in die Lagerstelle 6 in Längsrichtung eingeschoben werden kann. Jede andere Art der Ausgestaltung der Lagerstelle ist ebenso möglich, beispielsweise kann die Lagerstelle oder der Lagerzapfen derart ausgestaltet sein, dass eine Kopplung des Lagerzapfens in einer anderen Richtung als der Z-Längsrichtung durchgeführt werden kann. The stationary bearing 6 is designed such that when moving the forming mandrel 1 in the longitudinal direction, the connection to the stationary bearing point 6 can be made or separated. Conveniently, the mandrel 1 in the middle of the Dornstimfläche 16 for this purpose a round cross-section bearing pin 61 which can be inserted into the bearing 6 in the longitudinal direction. Any other type of embodiment of the bearing is also possible, for example, the bearing or the journal can be configured such that a coupling of the journal can be performed in a direction other than the Z-longitudinal direction.
Zum Herstellen des Hohlprofils 200, wird zunächst ein Schlitzprofil 2a mit der in Fign. 8 und 9 gezeigten Umformvorrichtung A1 erzeigt, wobei ein Anschlag 4 bei der Ausbildung eines Fügespaltes 2z zum Zusammenschweißen der Fügeendabschnitte des Schlitzprofils 2a des Hohlprofils 2 bereitgestellt wird. For producing the hollow profile 200, first a slot profile 2a with the in FIG. 8 and 9, wherein a stop 4 is provided in the formation of a joining gap 2z for welding together the joining end sections of the slot profile 2a of the hollow profile 2.
Nach dem Umformen des Blechs 2 zum Schlitzprofil 2a wird der Anschlag 4 aus dem Fügespalt 2z herausgefahren, um den Fügespalt 2z für das Schweißen freizugeben. Zweckmäßigerweise weisen die Formwerkzeuge 3L, 3R eine Aussparung entlang des Fügespaltes 2z auf, um den Arbeitsraum für die Schweißvorrichtung 8 zu vergrößern. Um den Abstand zwischen den Blechlängskanten für das Schweißen weiter zu verkleinern, ist es zulässig die Formwerkzeuge nach dem Herausfahren des Anschlags 4 weiter zusammenzufahren. After forming the sheet 2 to the slot profile 2a, the stop 4 is moved out of the joint gap 2z to release the joint gap 2z for welding. Expediently, the shaping tools 3L, 3R have a recess along the joining gap 2z in order to enlarge the working space for the welding device 8. In order to further reduce the distance between the longitudinal edges of the sheet metal for welding, it is permissible to continue the molding tools after the stop 4 has moved out.
In Fig. 11 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung S1 zum Verschweißen des Fügespaltes 2z in einer Teilschnittansicht in Längsrichtung L dargestellt. FIG. 11 shows an embodiment of a device S1 for welding the joint gap 2z in a partial sectional view in the longitudinal direction L.
Die Vorrichtung S1 weist die Umformvorrichtung A1 und eine Schweißvorrichtung 8 auf, die entlang des Fügespaltes 2z mittels einer nicht dargestellten Verlagerungsvorrichtung verfahren werden kann. Der zum Schweißen notwendige Freiraum wird zum Einem durch eine Aussparung der Formwerkzeuge 3L, 3R im Bereich des Fügespaltes 2z geschaffen. Zum Anderen wird unterhalb der Schweißstelle 82 ein Freiraum gebildet, indem die Stirnseitenwandung 16, 16a mit einem seitlichen Versatzabstand zur Schweißstelle 82 positioniert wird, d.h. die Stirnseitenwandung 16, 16a wird gemäß der Bewegung der Schweißvorrichtung 82 mit einem vorbestimmten Abstand zu der Schweißstelle 82 parallel bewegt, wie in Fig. 11 und 12 mit den Pfeilen 81 angezeigt. The device S1 has the forming device A1 and a welding device 8, which can be moved along the joining gap 2z by means of a displacement device, not shown. The space required for welding is created on the one hand by a recess of the molds 3L, 3R in the region of the joint gap 2z. On the other hand, a clearance is formed below the weld 82 by positioning the end wall 16, 16a with a lateral offset distance to the weld 82, i. the end wall 16, 16a is moved in parallel according to the movement of the welding device 82 at a predetermined distance from the welding point 82, as indicated by the arrows 81 in FIGS. 11 and 12.
Das Festschweißen des Bleches auf dem Druckmantel 1 1 des Formdorns 1 oder eine Beschädigung des Formdorns 1 durch Wärmeeinwirkung und Schweißrückstände wird somit verhindert, da sich der Formdorn 1 nicht unmittelbar unter der Schweißstelle 82 befindet. The solid welding of the sheet on the pressure shell 1 1 of the mandrel 1 or damage to the mandrel 1 by heat and welding residues is thus prevented because the mandrel 1 is not directly below the weld 82.
Während des Schweißens wird die Bewegung des Formdorns 1 mit der Schweißbewegung 82 synchronisiert, sodass der seitliche Versatzabstand des Formdorns 1 zur aktuellen Schweißposition 82 stets eingehalten wird. During welding, the movement of the forming mandrel 1 is synchronized with the welding movement 82, so that the lateral offset distance of the mandrel 1 to the current welding position 82 is always maintained.
Vorteilhaft kann es weiterhin sein, den Innendruck der Druckkammer 12 des Formdorns 1 während des Nachfahrens abzusenken, um die Reibkraft zwischen dem Druckmantel des Formdorns 1 und der Innenseite des Hohlprofils 2a zu reduzieren und somit dem Entstehen von Kratzern und Rillen vorzubeugen. It can also be advantageous to lower the internal pressure of the pressure chamber 12 of the forming mandrel 1 during the descent to the frictional force between the pressure shell of the To reduce forming mandrel 1 and the inside of the hollow section 2a and thus prevent the formation of scratches and grooves.
Um die während des Schweißens entstehende Störstoffe, wie beispielsweise Dämpfe, Gase, Metallspritzer und Zunder, aus dem Rohrinneren zu entfernen und deren Anhaften an der Rohrinnenfläche zu vermeiden, sieht eine Ausführungsform des Formwerkzeuges 1 vor, an der Stirnseite 16 des Formdorns 1 eine rinnen- oder trichterförmige Auffangeinrichtung 7 anzubringen. Diese Auffangeinrichtung 7 wird mit dem beschriebenen Nachführen des Formdorns stets unterhalb der aktuellen Schweißposition 82 gehalten und kann die beim Schweißen entstehenden Störstoffe in vorteilhafter Art und Weise auffangen. In order to remove the impurities arising during welding, such as vapors, gases, metal splashes and scale, from the interior of the pipe and to prevent them from adhering to the pipe inner surface, an embodiment of the molding tool 1 provides, on the end face 16 of the molding mandrel 1, a channel or funnel-shaped catcher 7 to install. This collecting device 7 is always kept below the current welding position 82 with the described tracking of the mandrel and can absorb the resulting impurities during welding in an advantageous manner.
Ergänzend kann die Auffangeinrichtung 7 mit einer nicht dargestellten Absaugeinrichtung über eine Saugleitung 71 verbunden werden, um die Störstoffe aus dem Rohrinneren nach außen hin durch Anlegen eines Unterdrucks abzusaugen. In addition, the collecting device 7 can be connected to a suction device, not shown, via a suction line 71 to suck the contaminants from the inside of the tube to the outside by applying a negative pressure.
In Fig. 12 ist eine weitere Umform-Vorrichtung S2 mit einer verbesserten Abstützung des Fügespaltes 2z gezeigt. Dazu werden zwei sich gegenüberstehende Formdorne 1 , 1 a verwendet. Die Formdorne 1 , 1 a werden durch mindestens eine nicht dargestellte Stelleinrichtung so zu einander positioniert, dass zwischen ihren Stirnflächen 16, 16a stets ein im Wesentlichen konstanter Abstand während des Schweißvorganges eingehalten wird. Während der Schweißbewegung 82 werden beide Dorne 1 , 1 a so nachgeführt, dass deren Stirnflächen 16, 16a mit seitlichem Versatzabstand der Schweißposition 82 folgen und einen Freiraum unterhalb der Schweißstelle 82 freilassen. FIG. 12 shows a further forming device S2 with improved support of the joining gap 2z. For this purpose, two opposing mandrels 1, 1 a are used. The mandrels 1, 1 a are positioned by at least one adjusting device not shown to each other so that between their end faces 16, 16 a is always maintained a substantially constant distance during the welding process. During the welding movement 82 both mandrels 1, 1 a tracked so that their end faces 16, 16a follow with lateral offset distance of the welding position 82 and leave a free space below the weld 82.
In einer anderen Ausführungsform des oben beschriebenen Schweißverfahrens ist es möglich, auf die innere Abstützung des Hohlprofiles 2 während des Schweißens zu verzichten und den oder die Formdorne 1 , 1 a vor dem Schweißen aus dem Hohlprofil 2 zu entfernen. Hierbei wird dann vorzugsweise anstelle des Formdorns nur eine Auffangvorrichtung 7 an der Schweißstelle angeordnet und über eine Stelleinrichtung mitgeführt. In another embodiment of the welding method described above, it is possible to dispense with the internal support of the hollow section 2 during welding and to remove the mandrel or the 1, 1 a from the hollow profile 2 before welding. In this case, instead of the forming mandrel, preferably only one collecting device 7 is arranged at the welding point and carried along by means of an adjusting device.
Ein anderer Aspekt betrifft ein Verfahren zum Herstellen von längsnahtgeschweißten Hohlprofilen 2 mit dem erfindungsgemäßen Formwerkzeug bzw. Formdorn 1 in Kombination mit äußeren Formwerkzeugen, wie die ersten und zweiten Formwerkzeughälften 3L, 3R; 300L, 300R. Another aspect relates to a method for producing longitudinally welded hollow profiles 2 with the molding tool or mandrel 1 according to the invention in combination with external molding tools, such as the first and second mold halves 3L, 3R; 300L, 300R.
Bei diesem Verfahren wird zunächst ein ungeformter Formling bzw. ein ungeformtes Blech 2 zwischen den Formdorn 1 und eine Grundfläche 5 gelegt, wobei die Blechlängskanten parallel zu zwei gegenüberliegenden äußeren Formwerkzeugen 3L, 3R zu liegen kommen. Das Blech 2 bzw. der Formling ist entweder eben oder es wurde in Richtung der späteren Einformung eingerollt oder vorgebogen, sodass das Blech ein wannenförmiges oder U-ähnliches Profil bildet. Um ein Verrutschen des Bleches 2 während der nachfolgenden Umformung zu verhindern, kann der Druckmantel 1 1 des Formdorns 1 gedehnt werden um das Blech 2 gegen die Grundplatte 5 zu verklemmen. In this method, initially an unshaped molding or an unshaped sheet 2 is placed between the forming mandrel 1 and a base 5, wherein the sheet longitudinal edges come to lie parallel to two opposite outer dies 3L, 3R. The sheet 2 or the molding is either flat or it was rolled or pre-bent in the direction of the subsequent indentation, so that the sheet forms a trough-shaped or U-like profile. In order to prevent slippage of the sheet 2 during the subsequent forming, the pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 can be stretched to clamp the sheet 2 against the base plate 5.
Im nächsten Verfahrensschritt formen mindestens zwei äußere Formwerkzeughälften 3L, 3R; 300L, 300R das Blech 2 aus unterschiedlichen Richtungen gegen den dazwischen angeordneten Formdorn 1 zu einem O-förmigen Hohlprofil 2 um, wobei die äußeren Formwerkzeuge 3L, 3R aus einer zum Formdorn 1 entfernten Ausgangsposition, einer Offenposition - in einer Relativbewegung zueinander in eine Position nahe des Dornumfanges - in eine Schließposition - gefahren werden. In the next method step, at least two outer mold halves 3L, 3R; 300L, 300R, the sheet 2 from different directions against the interposed mandrel 1 to an O-shaped hollow profile 2, wherein the outer molds 3L, 3R from a mandrel 1 remote starting position, an open position - in a relative movement to each other in a position close of the mandrel circumference - are moved to a closed position.
Die Formwerkzeuge 3L, 3R bestimmen dabei die Außenkontur des zu erzeugenden Hohlprofils 2. Weiterhin sind die äußeren Formwerkzeughälften 3L, 3R so gestalten, dass sie in der zusammengefahrenen Position im Fügebereich der Blechlängskanten eine Aussparung aufweisen. In diese Aussparung wird durch eine Stelleinrichtung ein sich über die gesamte Länge des Formwerkzeug erstreckender ebener Anschlag 4 eingeführt. Während des Umformens laufen die Blechlängskanten entlang der durch die äußeren Formwerkzeuge 3L, 3R vorgegebenen Kontur seitlich auf diesen Anschlag zu, wodurch die Lage des Fügespaltes definiert wird da ein Weiterumlaufen des Bleches über den Anschlag 4 hinaus nicht möglich ist. The molds 3L, 3R thereby determine the outer contour of the hollow profile 2 to be produced. Furthermore, the outer mold halves 3L, 3R are designed such that they have a recess in the jointed position in the joining region of the longitudinal sheet metal edges. In this recess, an adjusting device extending over the entire length of the mold extending planar stop 4 is introduced. During the forming, the sheet longitudinal edges run along the predetermined by the outer molds 3L, 3R contour laterally to this stop, whereby the position of the joint gap is defined as a further rotation of the sheet beyond the stopper 4 addition is not possible.
Die Spaltbreite zwischen dem Formdorn und Formwerkzeugen sowie die Umformkraft können über die radiale Dehnung des Formdorns und/oder durch Ändern der Relativposition der äußeren Formwerkzeuge 3L, 3R gezielt beeinflusst werden. Vorzugsweise wird die Relativbewegung der äußeren Formwerkzeuge 3L, 3R durch eine Stelleinrichtung positionsgeregelt ausgeführt, wohingegen die radiale Dehnung des Druckmantels 1 1 des Formdorns 1 kraft- oder druckgeregelt ausgeführt wird. The gap width between the forming mandrel and forming tools as well as the forming force can be selectively influenced via the radial expansion of the forming mandrel and / or by changing the relative position of the outer forming tools 3L, 3R. Preferably, the relative movement of the outer molds 3L, 3R is carried out position-controlled by an adjusting device, whereas the radial expansion of the pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 is performed by force or pressure.
Ein positionsgeregeltes Verstellen der radialen Dehnung des Druckmantels 1 1 Formdorns 1 kann fallweise durchgeführt werden, wobei entweder die beschriebene Umrechnung von Innendruck der Druckkammer 12 in radiale Dehnung oder die direkte Erfassung der radialen Dehnung des Druckmantels mittels Wegmess-Vorrichtung oder beides zur Verwendung kommen. Der Druckmantels 12 des Formdorns 1 erlaubt somit ein gezieltes Nachdrücken des Bleches 2 gegen die äußeren Formwerkzeuge 3L, 3R, 300L, 300R, wodurch Maß- und Formabweichungen des Profils reduziert und die Form des Hohlprofiles kalibriert werden. Nach dem Umformen wird der Anschlag 4 aus dem Fügespalt durch eine Stelleinrichtung entfernt, um den Fügespalt 2z für die nachfolgenden Verfahrensschritte freizugeben. Gegebenenfalls können die Formwerkzeug hälften 3L, 3R nach der Entnahme des Anschlags weiter zusammengefahren werden, um den Fügespalt 2z zwischen den Blechlängskanten weiter zu verkleinern. Im Ergebnis des beschriebenen Umform-Verfahrens ist aus dem Blech 2 ein O-förmiges Schlitzprofil 2a entstanden, wobei sich die Blechlängskanten im Bereich des Fügespaltes 2z direkt gegenüberstehen, so dass zum Ausbilden eines Rohres bzw. Hohlprofils 200 die Blechlängskanten miteinander verschweißbar sind. A position-controlled adjustment of the radial expansion of the pressure jacket 1 1 forming mandrel 1 can be carried out on a case by case, either the described conversion of internal pressure of the pressure chamber 12 in radial expansion or the direct detection of the radial expansion of the pressure jacket by Wegmess device or both are used. The pressure jacket 12 of the mandrel 1 thus allows a targeted pressing of the sheet 2 against the outer molds 3L, 3R, 300L, 300R, which reduces dimensional and form deviations of the profile and the shape of the hollow profile are calibrated. After forming, the stop 4 is removed from the joint gap by an adjusting device to release the joint gap 2z for the subsequent process steps. Optionally, the mold halves 3L, 3R can be moved together after the removal of the stop on to further reduce the joint gap 2z between the longitudinal edges of the sheet metal. As a result of the described forming process, an O-shaped slot profile 2a has emerged from the metal sheet 2, with the sheet longitudinal edges directly facing each other in the area of the joint gap 2z so that the sheet longitudinal edges can be welded together to form a pipe or hollow profile 200.
Im nächsten Verfahrensschritt werden die Blechlängskanten unter Abstützung durch die äußeren Formwerkzeughälften 3L, 3R und mindestens eines inneren Formdorn 1 entlang des Fügespaltes 2z miteinander verschweißt. In the next step, the sheet longitudinal edges are welded together supported by the outer mold halves 3L, 3R and at least one inner mandrel 1 along the joint gap 2z.
Dazu ist eine Schweißvorrichtung 8 vorgesehen, welche entlang des Fügespaltes 2z bewegbar angeordnet ist. Der für das Schweißen notwendige seitliche Freiraum wird durch eine Aussparung der Formwerkzeughälften 3L, 3R im Bereich des Fügespaltes 2z des Hohlprofils 200 bereitgestellt. Unterhalb der Schweißposition 82 wird ein Freiraum durch Nachfahren des Formdorns 1 in Längsrichtung gebildet, indem die Stirnseitenwandung 16 mit einem seitlichen Versatz relativ zur aktuellen Schweißposition 82 ausgerichtet wird. Während des Schweißens synchronisiert eine Stelleinrichtung die Bewegung des Formdorns 1 mit der Bewegung der Schweißvorrichtung 8, sodass stets ein seitlicher Versatz der Dornstirnfläche 16 zur aktuellen Schweißposition 82 eingehalten wird. Ein Festschweißen des Bleches 2 auf dem Formdorn 1 oder eine Beschädigung des Formdorns 1 beim Schweißen wird dadurch verhindert. For this purpose, a welding device 8 is provided, which is arranged movably along the joining gap 2z. The lateral clearance necessary for the welding is provided by a recess of the mold halves 3L, 3R in the region of the joint gap 2z of the hollow profile 200. Below the welding position 82, a free space is formed by descending the forming mandrel 1 in the longitudinal direction, by aligning the front side wall 16 with a lateral offset relative to the current welding position 82. During welding, an adjusting device synchronizes the movement of the forming mandrel 1 with the movement of the welding device 8, so that a lateral displacement of the mandrel end face 16 to the current welding position 82 is always observed. A firm welding of the sheet 2 on the mandrel 1 or damage to the mandrel 1 during welding is prevented.
Zusätzliche Ausführungsformen in der Umformvorrichtung und in dem Schweißverfahren bzw. in der Art der anwendbaren Schweißvorrichtung 8 ergeben sich aus dem verwendeten Material zur Ausbildung des Hohlprofils 2. So sind neben metallischen Werkstoffen auch Kunststoffe, Verbundwerkstoffe sowie Sandwichstrukturen möglich. Die technologischen Parameter wie beispielsweise Umformkraft und Umformgeschwindigkeit der Formwerkzeuge 3L, 3R, 300, 1 sind an die Materialauswahl einzustellen und anzupassen. Additional embodiments in the forming device and in the welding method or in the manner of the applicable welding device 8 result from the material used to form the hollow profile 2. Thus, in addition to metallic materials, plastics, composite materials and sandwich structures are possible. The technological parameters such as forming force and forming speed of the molds 3L, 3R, 300, 1 are to be adjusted and adapted to the material selection.
Insbesondere das angewendete Schweißverfahren ist an das verwendete Material der Platine 2 bzw. des Halbzeuges anzupassen, das in das Hohlprofil 200 umzuformen ist. In particular, the welding method used is to be adapted to the used material of the board 2 and the semi-finished product, which is to be formed into the hollow profile 200.
Bei der Ausbildung des Hohlprofils 200 aus einem Werkstoff, der einen größeren Wärmeeintrag zulässt, wie beispielsweise metallische Werkstoffe, können Schweißverfahren wie Induktionsund Widerstandsschweißen angewendet werden. In Fig. 13 ist eine Ausführungsform einer Umform-Vorrichtung B1 zum Freiformbiegen von Rohren 200 in einer Rohrbiege-Vorrichtung gezeigt, in der einer der oben beschriebenen Ausführungsformen der Formdorne 1 mit Druckmantel 1 1 verwendet wird. In the formation of the hollow profile 200 of a material that allows a larger heat input, such as metallic materials, welding methods such as induction and resistance welding can be applied. FIG. 13 shows an embodiment of a forming apparatus B1 for free-forming bending of tubes 200 in a tube bending apparatus, in which one of the above-described embodiments of the forming mandrels 1 with pressure jacket 11 is used.
Ein zu biegendes Rohr 200 wird zuerst auf den Formdorn 1 gesteckt und durch diesen in seiner Lage zentriert und gegen den Druckmantel 11 vorgespannt. A tube 200 to be bent is first placed on the mandrel 1 and centered by this in its position and biased against the pressure shell 11.
Zur Montage und zur Führung des Formdorns 1 an der Rohrbiege-Vorrichtung B1 ist an der Stirnfläche 16 des Formdorns 1 ein stiftförmiger Anschlussadapter 17 ausgebildet, der mit der Stirnfläche 16 des Formdorns 1 stofflich einstückig verbunden ist oder beispielsweise mittels einer Schraubverbindung angeschraubt und lösbar verbunden ist. For mounting and guiding the mandrel 1 on the tube bending device B1, a pin-shaped connection adapter 17 is formed on the end face 16 of the mandrel 1, which is materially integrally connected to the end face 16 of the mandrel 1 or screwed for example by means of a screw and is detachably connected ,
Der Anschlussadapter 17 erlaubt es, den Formdorn 1 an eine nicht dargestellte Stelleinrichtung zu koppeln, um diesen in einer Z-Längsrichtung zu verschieben und / oder um den Formdorn 1 um seine Längsachse L zu rotieren. Die auf das Rohr 200 wirkende Spannkraft ist mittels des dehnbaren Druckmantels des Formdorns 1 einstellbar. Ebenso kann der Druckmantel 1 1 des Formdorns 1 durch radiales Dehnen des Druckmantels 11 durch Erhöhung oder Erniedrigung des Innendrucks Änderungen im Rohrdurchmesser folgen, und der Bildung von Falten oder einer Ausdünnung des Materials an der Biegestelle entgegenwirken. The connection adapter 17 makes it possible to couple the forming mandrel 1 to an adjusting device, not shown, in order to displace it in a Z-longitudinal direction and / or to rotate it around the forming mandrel 1 about its longitudinal axis L. The force acting on the tube 200 clamping force is adjustable by means of the stretchable pressure jacket of the mandrel 1. Likewise, the pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 by radially expanding the pressure shell 11 by increasing or decreasing the internal pressure follow changes in the tube diameter, and counteract the formation of wrinkles or thinning of the material at the bending point.
Wie in Fig. 13 dargestellt, weist die Umform-Vorrichtung B1 zum Freiformbiegen von Rohren 200 benachbart zu dem Formdorn-Ende 16, das in das zu biegende bzw. zu krümmende Rohr 200 eingesetzt wird, eine Führungseinrichtung 92 auf, die das Rohr 200 gegen den Formdom 1 arretiert und das in einen Biegekopf 9 der Umform-Vorrichtung B1 hineinragende Rohrende des zu biegenden Rohres 200 führt. As shown in FIG. 13, the forming apparatus B1 for freely bending tubes 200 adjacent to the forming mandrel end 16 inserted into the pipe 200 to be bent has a guide means 92 which clamps the pipe 200 against locks the mold dome 1 and the projecting into a bending head 9 of the forming device B1 pipe end of the pipe to be bent 200 leads.
Eine in Fig. 13 nicht dargestellte Stelleinrichtung, die in Eingriff mit dem Anschlussadapter 17 des Formdorns 1 montierbar ist, verlagert das freie Ende des auf den Formdorn aufgezogenen Rohres 200 in den Biegebereich des Biegekopfes 9. Der Biegekopf 9 umgreift das Rohrende kraftschlüssig. Schwenkt der Biegekopf 9 nun orthogonal zur Mittelachse ML des Rohres 200 und biegt dabei das umgriffene Rohrende plastisch in Richtung der Schwenkbewegung, angezeigt mit Pfeil 91. Nach dem Biegen wird der Kraftschluss des Biegekopfs 9 mit dem Rohrende gelöst, sodass ein neuer Rohrabschnitt entlang des Formdorns 1 in den Biegekopf 9 geschoben werden kann. Während des Biegens kann ein Nachrutschen von Rohrmaterial in die Biegezone gezielt über die Spannkraft des Druckmantels 11 des Formdorns 1 eingestellt werden, so dass einer Faltenbildung oder Materialausdünnung in der Biegezone zuvor gekommen werden kann. Ein Verfahren zum Freiformbiegen von Hohlprofilen, insbesondere von Rohren, in der Rohrbiegevorrichtung B1 nach Fig. 13 unter Verwendung des Formdorns 1 mit einstellbaren Druckkammer 12 kann wie nachfolgen beschrieben durchgeführt werden. An adjusting device, not shown in FIG. 13, which is mountable in engagement with the connection adapter 17 of the mandrel 1, displaces the free end of the tube 200 mounted on the mandrel in the bending region of the bending head 9. The bending head 9 engages the pipe end non-positively. Pivots the bending head 9 now orthogonal to the central axis ML of the tube 200 and thereby bends the engaged tube end plastically in the direction of pivotal movement, indicated with arrow 91. After bending the frictional connection of the bending head 9 is solved with the pipe end, so that a new pipe section along the forming mandrel 1 can be pushed into the bending head 9. During bending, slippage of pipe material into the bending zone can be adjusted in a targeted manner via the clamping force of the pressure jacket 11 of the forming mandrel 1, so that wrinkling or material thinning in the bending zone can previously have occurred. A method for free-form bending of hollow sections, in particular of tubes, in the tube bending device B1 according to FIG. 13 using the forming mandrel 1 with adjustable pressure chamber 12 can be carried out as described below.
Das zu biegendes Rohr 200 wird mit einem Ende und einer vorbestimmten Länge über den Formdorn 1 gesteckt und durch Druckbeaufschlagung der Druckkammer 12 und durch Ausbauchung des Druckmantels 1 1 mittels diesen zentriert und gespannt. Die Spannkraft des Druckmantels 1 1 ist durch Verstellen des Innendrucks der Druckkammer 12 flexibel einstellbar. The tube to be bent 200 is inserted with one end and a predetermined length on the mandrel 1 and centered by pressurization of the pressure chamber 12 and by bulging of the pressure jacket 1 1 by means of this and stretched. The clamping force of the pressure jacket 1 1 is adjustable by adjusting the internal pressure of the pressure chamber 12.
Eine Stelleinrichtung, die an den Anschlussadapter 17 des Formdorns 1 angekoppelt ist, bringt das freie Ende des Rohres 200 in Eingriff mit dem Biegekopf 9, der das freie Rohrende kraftschlüssig umgreift. Die Stelleinrichtung kann hierbei auch nur mit einem Abschnittes des Rohres verbunden sein. An adjusting device, which is coupled to the connection adapter 17 of the mandrel 1, brings the free end of the tube 200 into engagement with the bending head 9, which engages around the free end of the tube non-positively. The adjusting device may in this case also be connected only to a section of the pipe.
Die Stelleinrichtung muss nicht zwangsläufig an den Anschlussadapter 17 des Formdorns gekoppelt sein. Aufgabe der Stelleinrichtung ist es, einen neuen Rohrabschnitt entlang des Formdorns über dessen freies Ende in den Biegekopf zu schieben. The adjusting device does not necessarily have to be coupled to the connection adapter 17 of the forming mandrel. The task of the adjusting device is to push a new pipe section along the mandrel on the free end in the bending head.
Der Biegekopf 9 wird nun orthogonal zur Mittelachse ML des Rohrs 200 geschwenkt. Wenn der Biegekopf 9 die Schwenkbewegung ausführt, wie mit Pfeil 91 in Fig. 13 angezeigt, wird das umgriffene Rohrende plastisch in Richtung der Schwenkbewegung gebogen. In Fig. 13 ist der Zustand des Rohres und die Lage des Biegekopfes nach der Schwenkbewegung dargestellt. The bending head 9 is now pivoted orthogonal to the central axis ML of the tube 200. When the bending head 9 performs the pivoting movement, as indicated by arrow 91 in Fig. 13, the engaged tube end is plastically bent in the direction of pivotal movement. In Fig. 13, the state of the tube and the position of the bending head is shown after the pivoting movement.
Nach dem Biegen wird der Kraftschluss zwischen dem Biegekopf 9 und dem Rohrende gelöst, sodass ein neuer Rohrabschnitt bzw. ein neu zu biegendes Rohr 200 entlang des Formdorns 1 in den geöffneten Biegekopf 9 eingebracht werden kann. After bending, the frictional connection between the bending head 9 and the pipe end is released so that a new pipe section or a new pipe 200 to be bent can be introduced along the forming mandrel 1 into the opened bending head 9.
Außerdem ist ein kontinuierliches Nachschieben des Rohres 200 während des Biegens möglich, um Radienübergänge im gebogenen Rohr 200 herzustellen. Während des Biegens ist ein zuverlässiges Spannen des Rohres 200 auf dem Formdorn 1 unbedingt erforderlich, um ein ungeplantes Rutschen des Rohres 200 in die Biegezone und Faltenbildung während des Biegens zu vermeiden. In addition, a continuous advancement of the tube 200 during bending is possible to produce radii transitions in the bent tube 200. During bending, reliable tensioning of the tube 200 on the mandrel 1 is essential to avoid unplanned slippage of the tube 200 into the bending zone and wrinkling during bending.
Der Formdorn 1 ist für diesen Zweck besonders vorteilhaft, da mittels des Druckmantels 1 1 die radiale Spannkraft zum Spannen des Rohres 200 präzise einstellbar ist. Damit kann der Formdorn 1 das Nachrutschen des Rohres während des Biegens gezielt steuern oder gegebenenfalls gänzlich unterbinden. Ebenso ist mit einer Ausführungsform des Formdorns 1 , der ein Mehrzahl von Druckkammern 12 aufweist, ein abgestuftes Nachdrücken entlang des Rohrumfanges möglich um Maß- und Formabweichungen zu reduzieren oder beispielsweise unterschiedliche Spannkräfte am inneren und äußeren Biegeradius zu applizieren. The mandrel 1 is particularly advantageous for this purpose, since by means of the pressure jacket 1 1, the radial clamping force for clamping the tube 200 is precisely adjustable. Thus, the mandrel 1 can specifically control the slipping of the tube during bending or optionally completely prevent it. Likewise, with an embodiment of the forming mandrel 1, which has a plurality of pressure chambers 12, a gradual pressing along the Pipe circumference possible to reduce dimensional and form deviations or, for example, to apply different clamping forces on the inner and outer bending radius.
Außerdem kann der Formdorn 1 bei der Walzprofilierung als innere Abstützung und Führung der Platine bzw. des Halbzeuges 2 zum Bilden des Hohlprofiles 2 eingesetzt werden, wie in Fig. 14 dargestellt. In addition, the mandrel 1 can be used in the roll profiling as an inner support and guidance of the board or the semifinished product 2 for forming the hollow section 2, as shown in Fig. 14.
Beim Walzprofilieren läuft der Formling bzw. das Blech 2 durch hintereinander angeordnete Profilwalzen 900, die das Blech 2 stufenweise nach oben biegen und hin zu der jeweiligen gegenüberliegenden Profilwalze 900 biegen, bis sich die Blechlängskanten unmittelbar gegenüberstehen und ein Schlitzprofil 2a gebildet ist. Anschließend werden die Blechlängskanten des hohlförmigen Schlitzprofils 2a innerhalb der Vorrichtung miteinander verschweißt, beispielsweise mit der Schweißvorrichtung 8, sodass ein längsnahtgeschweißtes Hohlprofil 2 entsteht. Eine von innen wirkende Abstützung des Bleches 2 und insbesondere eine präzise Führung der Blechlängskanten im Bereich des Fügespaltes 2z leisten dabei einen erheblichen Beitrag zur Maß- und Formgenauigkeit des erzeugten Hohlprofils 200. During roll forming, the blank or sheet 2 passes through profiled rolls 900 arranged one behind the other, which bend the sheet 2 in a stepwise manner and bend towards the respective opposite profiled roll 900 until the sheet longitudinal edges are directly opposite one another and a slot profile 2a is formed. Subsequently, the sheet longitudinal edges of the hollow slot profile 2a are welded together within the device, for example, with the welding device 8, so that a longitudinally welded hollow profile 2 is formed. An internally acting support of the sheet 2 and in particular a precise guidance of the sheet longitudinal edges in the region of the joint gap 2z thereby make a significant contribution to the dimensional and dimensional accuracy of the hollow profile 200 produced.
Verfahrensgemäß wird diese von innen wirkende Abstützung und Führung des Bleches 2 dadurch erreicht, dass der Formdorn 1 zwischen den Profilwalzen 900 angeordnet wird und das Blech 2 gegen die Profilwalzen 900 von innen mittels des verstellbaren Druckmantels 1 1 des Formdorns 1 gedrückt wird. Dabei kann die Dehnung und Spannkraft des Druckmantels 1 1 durch Regelung oder Steuerung des Drucks in der Druckkammer 12 eingestellt werden. According to the method, this internally acting support and guidance of the sheet 2 is achieved in that the forming mandrel 1 is disposed between the profile rollers 900 and the sheet 2 is pressed against the profile rollers 900 from the inside by means of the adjustable pressure jacket 1 1 of the mandrel 1. In this case, the elongation and clamping force of the pressure jacket 1 1 can be adjusted by regulating or controlling the pressure in the pressure chamber 12.
In Fig. 14 ist eine Ausführungsform einer Walzprofilier- Vorrichtung T1 unter Verwendung des Formdorns 1 mit Druckmantel 1 1 und Formdornkern 14 dargestellt. In Fig. 14, an embodiment of a Walzprofilier- device T1 using the mandrel 1 with pressure jacket 1 1 and mandrel core 14 is shown.
Unter Verwendung des Formdorns 1 kann aus einem Halbzeug, hier einem Blech 2 mit der in Figur. 14 dargestellten Walzprofilier- Vorrichtung T1 , nach dem nachfolgen aufgeführten Verfahren ein Hohlprofil 200 ausgebildet werden. Using the forming mandrel 1 can from a semi-finished, here a sheet 2 with the in FIG. 14 Walzprofilier- device T1 shown, according to the methods listed below, a hollow profile 200 are formed.
Das ungeformte Blech 2 wird durch eine Mehrzahl von hintereinander angeordnete Profilwalzen 900 geführt, die stufenweise das Blech zu einem Schlitzprofil 2a biegen und mit einer nicht dargestellten Schweißvorrichtung 8 zu einem Hohlprofil 200 verschweißen. Das Blech 2 kann von innen mittels des Druckmantels 1 1 des Formdorns 1 gegen die Profilwalzen 900 einstellbar gedrückt werden. The unshaped sheet 2 is guided by a plurality of successively arranged profile rollers 900, which gradually bend the sheet into a slot profile 2a and weld it to a hollow profile 200 with a welding device 8, not shown. The sheet 2 can be pressed from the inside by means of the pressure jacket 1 1 of the mandrel 1 against the profile rollers 900 adjustable.
Besonders vorteilhaft ist die innere Abstützung mittels des Druckmantels 1 1 im Bereich des Fügespaltes 2z, da der Formdorn 1 die Blechkanten in radiale Richtung zueinander ausrichtet und dadurch ein exaktes Verschweißen begünstigt. Maß- und Formabweichungen werden infolgedessen signifikant reduziert. Particularly advantageous is the inner support means of the pressure jacket 1 1 in the region of the joint gap 2z, since the mandrel 1 aligns the sheet edges in the radial direction to each other and thereby favors a precise welding. As a result, dimensional and form deviations are significantly reduced.
Da der Biegeradius kontinuierlich mit dem Durchlauf 901 des Bleches 2 durch die ProfilwalzenSince the bending radius continuously with the passage 901 of the sheet 2 by the profile rollers
900 reduziert wird, kann es zweckmäßig sein, den Querschnitt des Formdorns 1 entlang seiner Längsachse ebenfalls zu reduzieren. Der Formdom 1 folgt dadurch dem in Durchlaufrichtung900 is reduced, it may be appropriate to reduce the cross section of the mandrel 1 along its longitudinal axis also. The form dome 1 follows in the direction of passage
901 kleiner werdenden Biegeradius und gewährleistet eine wirksame Abstützung des Blechs 2 beziehungsweise des entstehenden Schlitzprofils 2a bzw. Hohlprofils 200. 901 becomes smaller bending radius and ensures effective support of the sheet 2 and the resulting slot profile 2a or hollow profile 200th
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Walzprofilier-Verfahrens und der Walzprofilier- Vorrichtung T1 wird vorteilhafterweise ein Formdorn 1 mit einer Mehrzahl von individuelle einstellbaren, unabhängige Druckkammern 12 angewendet, die in Durchlaufrichtung des Bleches 2, wie mit dem Pfeil in Fig. 14 angezeigt, entlang des Formdorns 1 angeordnet sind, so dass die Spannkraft des Druckmantels 1 1 bei kleiner werdenden Biegeradien den steigenden Umformkräften im Blech 2 stufenweise einstellbar ist. Die Druckkammern 12 sind jeweils individuell einstellbar und weisen eine Druckmessvorrichtung und / oder eine Wegmessvorrichtung 100 zum Bestimmen des Innendruckes und / oder der Ausbauchung des Druckmantels 1 1 auf. In an advantageous embodiment of the roll forming method and the roll forming T1 is advantageously a forming mandrel 1 with a plurality of individually adjustable, independent pressure chambers 12 applied in the direction of passage of the sheet 2, as indicated by the arrow in Fig. 14, along the Forming mandrel 1 are arranged so that the clamping force of the pressure jacket 1 1 is progressively adjustable with decreasing bending radii the increasing forming forces in the sheet 2. The pressure chambers 12 are each individually adjustable and have a pressure measuring device and / or a Wegmessvorrichtung 100 for determining the internal pressure and / or the bulge of the pressure jacket 1 1 on.
Sowohl beim Biegen von Blechen 2 zu Hohlprofilen 200 als auch beim Biegen von Rohren 200 eignet sich der Formdom 1 mit Druckmantel 1 1 , da er ein flexibles Einstellen der Spann- und Umformkräfte erlaubt. Der prinzipielle Aufbau des Formdorns 1 ist für beide Verfahren gleich und muss lediglich in seinen Abmaßen, Nennkräften und Anschlussadaptern 17 an den jeweiligen Verwendungszweck angepasst werden. Dabei sind verschieden Ausführungsformen des Formdorns 1 und des daran ausgebildeten Druckmantels 1 1 möglich, wie in den Fign. 1 bis 6 dargestellt und beschrieben. Both when bending sheets 2 to hollow sections 200 and when bending pipes 200, the molded dome 1 with pressure jacket 1 1 is suitable because it allows flexible adjustment of the clamping and forming forces. The basic structure of the mandrel 1 is the same for both methods and only has to be adapted in its dimensions, nominal forces and connection adapters 17 to the respective intended use. Different embodiments of the forming mandrel 1 and the pressure jacket 11 formed thereon are possible, as shown in FIGS. 1 to 6 shown and described.
Der Druckmantel 1 1 kann das Formwerkzeug 1 , umfänglich vollständig oder auch nur teilweise umgeben, so dass ein Innenformwerkzeug oder Formdorn ausgebildet ist, der an der Innenseite des Formlings bzw. des Bleches 2 wirkt, was insbesondere dann von Vorteil ist, wenn das Formwerkzeug 1 zum Formen der Innenwandung eines Hohlprofils als inneres Formwerkzeug oder Formdorn 1 angewendet wird. The pressure shell 1 1, the mold 1, circumferentially completely or even partially surrounded, so that an inner mold or forming mandrel is formed, which acts on the inside of the molding or the sheet 2, which is particularly advantageous if the mold. 1 is used for forming the inner wall of a hollow profile as an inner mold or mandrel 1.
Der Druckmantel 1 1 kann auch an äußeren Formwerkzeughälften 3L, 3R, 300L, 300R vorgesehen sein und der Form-Kavität zugewandt sein, so dass ein äußeres Formwerkzeug 300 mit Druckmantel 1 1 einer Umformvorrichtung ausgebildet wird. The pressure jacket 1 1 may also be provided on outer mold halves 3L, 3R, 300L, 300R and facing the mold cavity, so that an outer mold 300 is formed with pressure jacket 1 1 a forming device.

Claims

Patentansprüche claims
1. Formwerkzeug (1 , 1 a, 300) zum Formen eines Hohlprofiles (200) mittels eines 1. molding tool (1, 1 a, 300) for forming a hollow profile (200) by means of a
Druckmantels (1 1 ), insbesondere eines Rohres, aus einem Längsprofil, wie einer ungeformten Platine oder Blech, wobei das Formwerkzeug (1 , 1 a, 300) eine Druckkammer (12) aufweist, die von dem Druckmantel (1 1 ) zumindest teilweise definiert wird, wobei durch Einstellen des Innendrucks in der Druckkammer (12), die Dehnung und Spannkraft des Druckmantels (1 1 ) zum Formen des Hohlprofils durch Zufuhr und / oder Abfuhr eines Druckmediums in die Druckkammer (12) unter Berücksichtigung der Verformung des Hohlprofils (200) einstellbar ist.  Pressure jacket (1 1), in particular a tube, from a longitudinal profile, such as an unshaped board or sheet, wherein the molding tool (1, 1 a, 300) has a pressure chamber (12) which at least partially defined by the pressure jacket (1 1) is, by adjusting the internal pressure in the pressure chamber (12), the elongation and clamping force of the pressure shell (1 1) for forming the hollow profile by supplying and / or discharge of a pressure medium into the pressure chamber (12) taking into account the deformation of the hollow profile (200 ) is adjustable.
2. Formwerkzeug (1 , 1 a, 300) nach Anspruch 1 , mit einem Formdorn (1 ), der einen im 2. molding tool (1, 1 a, 300) according to claim 1, with a forming mandrel (1) having a in
Wesentlichen kreisförmigen, vieleckigen, konkaven und/ oder konvexen Querschnitt aufweist, und / oder einer zwischen einer Schließstellung und einer Offenstellung bewegbaren Formbacke (3L, 3R; 300L, 300R), wobei der Formdorn (1 ) und / oder die Formbacke (3L, 3R; 300L, 300R) wenigstens teilweise von einem Druckmantel (1 1 ) umgeben sind.  Substantially circular, polygonal, concave and / or convex cross-section, and / or a movable between a closed position and an open position mold jaw (3L, 3R, 300L, 300R), wherein the forming mandrel (1) and / or the forming jaw (3L, 3R 300L, 300R) are at least partially surrounded by a pressure jacket (1 1).
3. Formwerkzeug (1 , 1a, 300) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Druckkammer 3. molding tool (1, 1 a, 300) according to claim 1 or claim 2, wherein the pressure chamber
(12) in Längsrichtung (L) des Formwerkzeuges (1 , 1 a, 300) von dem Druckmantel (1 1 ) und quer zur Längsrichtung des Formwerkzeuges (1 , 1 a, 300) von einer Stirnseitenwandung (16) begrenzt ist.  (12) in the longitudinal direction (L) of the molding tool (1, 1 a, 300) of the pressure shell (1 1) and transverse to the longitudinal direction of the molding tool (1, 1 a, 300) of a front side wall (16) is limited.
4. Formwerkzeug (1 , 1 a, 300) nach Anspruch 3, wobei an der Seite der 4. molding tool (1, 1 a, 300) according to claim 3, wherein on the side of
Stirnseitenwandung (16), die der Druckkammer (12) abgewandt ist, ein Anschlussadapters (17) zum Koppeln mit einer Stelleinrichtung zum Bewegen und / oder Drehen des Formdorns (1 ), insbesondere in seiner Längsachse (L) und / oder in seiner Querachse und / oder herum um seine Längsachse und / oder Querachse, und / oder eine rinnen- oder trichterförmige Auffangvorrichtung (7) angeordnet ist, die mit einer Absaugleitung (71 ) verbindbar ist.  Endseitenwandung (16) facing away from the pressure chamber (12), a connection adapter (17) for coupling with an adjusting device for moving and / or rotating the mandrel (1), in particular in its longitudinal axis (L) and / or in its transverse axis and / or around its longitudinal axis and / or transverse axis, and / or a gutter or funnel-shaped collecting device (7) is arranged, which is connectable to a suction line (71).
5. Formwerkzeug (1 , 1 a, 300) nach mindestens einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 4, wobei in der Druckkammer (12) im Wesentlichen mittig ein Formdornkern (14) mit radialem Abstand zum Druckmantel (1 1 ) angeordnet ist, und / oder sich der Formdornkern (14) von der Stirnseitenwandung (16) der Druckkammer (12) erstreckt. 5. molding tool (1, 1 a, 300) according to at least one of the preceding claims 1 to 4, wherein in the pressure chamber (12) is arranged substantially centrally a mandrel core (14) at a radial distance from the pressure jacket (1 1), and / or the mandrel core (14) extends from the end wall (16) of the pressure chamber (12).
6. Formwerkzeug (1 , 1 a, 300) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, wobei der Druckmantel (1 1 ) mindestens eine Zwischenwand (15a) aufweist, so dass die Druckkammer wenigsten eine zweite Druckkammer (12) bildet, wobei die unterteilten Druckkammern (12) nebeneinander und/oder übereinander angeordnet sind und/oder einen wabenartigen Querschnitt aufweisen. 6. molding tool (1, 1 a, 300) according to at least one of the preceding claims 1 to 5, wherein the pressure jacket (1 1) at least one intermediate wall (15 a), so the pressure chamber forms at least a second pressure chamber (12), wherein the subdivided pressure chambers (12) are arranged side by side and / or one above the other and / or have a honeycomb-like cross-section.
7. Formwerkzeug (1 , 1 a, 300) nach wenigstens einen der vorherigen Ansprüche 1 bis 6, wobei der Druckmantel (1 1 ) einen metallischen Werkstoff, insbesondere Federstahl, oder ein Elastomer oder ein Polymer oder einen elastischen Verbundwerkstoff aufweist und / oder armiert ist, insbesondere mit Fasern, die Polymer und / oder Elastomer aufweisen. 7. molding tool (1, 1 a, 300) according to at least one of the preceding claims 1 to 6, wherein the pressure jacket (1 1) comprises a metallic material, in particular spring steel, or an elastomer or a polymer or an elastic composite material and / or reinforced is, in particular with fibers having polymer and / or elastomer.
8. Formwerkzeug (1 , 1 a, 300) nach wenigstens einen der vorherigen Ansprüche 1 bis 7, wobei die Druckkammer (12), jede Druckkammer (12) oder eine vorbestimmte Anzahl von Druckkammern (12) mittels mindestens einer Druckleitung (13) versorgt ist und / oder individuell versorgbar ist. 8. molding tool (1, 1 a, 300) according to at least one of the preceding claims 1 to 7, wherein the pressure chamber (12), each pressure chamber (12) or a predetermined number of pressure chambers (12) powered by at least one pressure line (13) is and / or can be supplied individually.
9. Formwerkzeug (1 , 1 a, 300) nach wenigstens einen der vorherigen Ansprüche 1 bis 8, wobei die Druckkammer (12) eine Druckmessvorrichtung aufweist oder mit dieser verbunden ist und mit einer Regel- und Steuereinheit zum Übertragen der Messwerte verbindbar ist und / oder die Druckkammer (12) mindestens eine Wegmessvorrichtung (100) aufweist, dessen Messrichtung (101 ) radial auf den Druckmantel (1 1 ) zum Erfassen des Istwerts der radialen Biegung des Druckmantels (1 1 ) weist und / oder mittels Dehnmessstreifen mit einer Regel- und Steuereinheit zum Übertragen des Istwertes an dieselbe verbindbar ist. 9. molding tool (1, 1 a, 300) according to at least one of the preceding claims 1 to 8, wherein the pressure chamber (12) has a pressure measuring device or is connected to this and is connectable to a control and control unit for transmitting the measured values and / / or the pressure chamber (12) has at least one path measuring device (100) whose measuring direction (101) points radially to the pressure jacket (1 1) for detecting the actual value of the radial deflection of the pressure jacket (1 1) and / or by means of strain gauges with a control and control unit for transmitting the actual value can be connected to the same.
10. Formwerkzeug (1 , 1 a, 300) nach wenigstens einen der vorherigen Ansprüche 1 bis 9, wobei mindestens eine Regel- und Steuereinheit den Zu- und Abfluss des Druckmediums in und aus der jeweiligen Druckkammern (12) steuert / regelt, so dass der Innendruck der Druckkammer (12) oder die Biegung des Druckmantels (1 1 ) einem vorgegebenen Sollwert angeglichen wird. 10. forming tool (1, 1 a, 300) according to at least one of the preceding claims 1 to 9, wherein at least one control and control unit controls the inflow and outflow of the pressure medium in and out of the respective pressure chambers (12), so that the internal pressure of the pressure chamber (12) or the bend of the pressure jacket (1 1) is adjusted to a predetermined desired value.
1 1. Umformvorrichtung (A1 , S1 , S2) zum Herstellen eines Hohlprofils, insbesondere eines 1 1. Forming device (A1, S1, S2) for producing a hollow profile, in particular one
Rohres, wobei die Umformvorrichtung wenigstens eine erste und eine zweite Formwerkzeughälfte (3L, 3R; 300L, 300R) aufweist, die zwischen einem geschlossenen Zustand, in dem eine Kavität zum Formen des Hohlprofils ausgebildet wird, und einem offenen Zustand zum Einlegen eines umzuformenden Längsprofils, bewegbar sind, wobei zwischen den Formwerkzeughälften (3L, 3R; 300L, 300R) ein Formwerkzeug (1 ) anordenbar ist, insbesondere ein Formwerkzeug nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 1 1 , wobei an mindestens einem von der Formwerkzeughälften (3L, 3R; 300L, 300R) und / oder dem Formwerkzeug (1 ) ein Druckmantel (12) angeordnet ist, der die formgebende Kontur des jeweilige Formwerkzeughälfte (3L, 3R; 300L, 300R) bzw. des Formwerkzeuges (1 , 1 a) wenigstens abschnittsweise oder vollständig umgibt, so dass eine Druckkammer (12) ausgebildet ist, deren Innendruck unter Abhängigkeit des Verformungsgrades des Hohlprofils einstellbar ist. Tube, wherein the forming device comprises at least a first and a second mold half (3L, 3R, 300L, 300R), which is formed between a closed state, in which a cavity for forming the hollow profile, and an open state for inserting a longitudinal profile to be formed, movable, wherein between the mold halves (3L, 3R, 300L, 300R) a mold (1) can be arranged, in particular a mold according to one of the preceding claims 1 to 1 1, wherein at least one of the mold halves (3L, 3R, 300L . 300R) and / or the molding tool (1) a pressure jacket (12) is arranged, which surrounds the shaping contour of the respective mold half (3L, 3R, 300L, 300R) or the mold (1, 1 a) at least partially or completely, so that a pressure chamber (12) is formed whose internal pressure is adjustable depending on the degree of deformation of the hollow profile.
12. Umformvorrichtung nach Anspruch 1 1 , wobei die erste und zweite Formwerkzeughälfte 12. Forming device according to claim 1 1, wherein the first and second mold halves
(3L, 3R; 300L, 300R) jeweils eine Ausnehmung (31 L, 31 R) aufweisen, die die Außenkontur des zu erzeugenden Hohlprofils zum Ausbilden eines Schlitzprofil (2a) mit sich gegenüberliegenden Längskanten bestimmen, wobei das Formwerkzeug (1 , 1 a) während der Blechumformung zwischen den Formwerkzeughälften (3L, 3R; 300L, 300R) angeordnet ist oder nach dem Zusammenfahren der Formwerkzeughälften (3L, 3R; 300L, 300R) einschiebbar ist.  (3L, 3R, 300L, 300R) each have a recess (31 L, 31 R), which determine the outer contour of the hollow profile to be produced for forming a slot profile (2 a) with opposite longitudinal edges, wherein the molding tool (1, 1 a) during the sheet metal forming between the mold halves (3L, 3R, 300L, 300R) is arranged or after the collapse of the mold halves (3L, 3R, 300L, 300R) is inserted.
13. Umformvorrichtung nach Anspruch 1 1 oder 12, wobei die Umformvorrichtung eine 13. Forming device according to claim 1 1 or 12, wherein the forming device is a
Schweißvorrichtung (8) zum Miteinader-Verschweißen der Längskanten des Schlitzprofils (2a) aufweist.  Welding device (8) for Miteinader-welding the longitudinal edges of the slot profile (2a).
14. Umformvorrichtung zum Biegen eines Rohres (200) in einen Rohrbogen mit einem vorbestimmten Biegeradius, aufweisend ein in einen ersten Rohrend-Abschnitt des zu biegenden Rohres (200) einsetzbareres Formwerkzeug (1 , 1 a), das einen das Formwerkzeug (1 , 1 a) wenigstens teilweise umgebenden Druckmantel (1 1 ) zum Zentrieren und zum Spannen des Rohrend-Abschnitt des zu biegendes Rohrs (200) aufweist, und einen schwenkbaren Biegekopf (9), der einen zweiten, freien Rohrend- Abschnitt festlegen kann und das Rohr bei einer Schwenkbewegung plastisch verformt; und eine Stelleinrichtung, die einen Abschnitt des zu biegenden Rohres (200) entlang des Formdorns (1 , 1 a) in Richtung des Biegekopfes (9) verschieben kann. 14. Forming device for bending a pipe (200) in a pipe bend having a predetermined bending radius, comprising in a first pipe end portion of the pipe to be bent (200) usable mold (1, 1 a), the one the mold (1, 1 a) at least partially surrounding pressure jacket (1 1) for centering and clamping the pipe end portion of the pipe to be bent (200), and a pivotable bending head (9), which can define a second, free Rohrend- section and the tube at plastically deformed a pivoting movement; and an adjusting device, which can move a portion of the pipe to be bent (200) along the forming mandrel (1, 1 a) in the direction of the bending head (9).
15. Umformvorrichtung zum Walzprofilieren eines Langprofils in ein Walzprofilier- Vorrichtung (T1 ), die eine Mehrzahl von hintereinander angeordnete Profilwalzen (900) aufweist, wobei ein Formwerkzeug (1 , 1 a) mit einem getriebefrei einstellbaren Druckmantel (1 1 ), insbesondere ein Formwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 10, zwischen den formgebenden Profilwalzen (900) angeordnet ist. 15. Forming device for roll forming a long profile in a roll forming device (T1) having a plurality of successively arranged profile rollers (900), wherein a molding tool (1, 1 a) with a transmission-free adjustable pressure jacket (1 1), in particular a molding tool is arranged according to one of claims 1 to 10, between the forming profile rollers (900).
16. Umformvorrichtung zum Walzprofilieren nach Anspruch 15, wobei das Formwerkzeug 16. Forming device for roll forming according to claim 15, wherein the molding tool
(1 , 1 a) ein Mehrzahl von getrennt steuerbaren / regelbaren Druckkammern (12) aufweist, die wenigstens teilweise von dem Druckmantel ( 1 ) definiert sind, und in Durchlaufrichtung (901 ) und / oder gegenüber der Profilwalzen (900) angeordnet sind. Umformvorrichtung zum Walzprofilieren von Hohlprofilen nach Ansprüche 15 oder 16, wobei ein zwischen den Profilierwalzen (900) angeordneter Formdorn (1 , 1 a) mindestens eine Druckkammer (12) mit Druckmantel (1 1 ) aufweist, dessen Dehnung und Spannkraft mittels des Innendrucks in der Druckammer (12) unter Berücksichtigung des Verformungsgrades des Hohlprofils (200) einstellbar ist. (1, 1 a) comprises a plurality of separately controllable / controllable pressure chambers (12) which are at least partially defined by the pressure jacket (1), and in the passage direction (901) and / or with respect to the profile rollers (900) are arranged. Forming device for roll profiling of hollow sections according to claims 15 or 16, wherein between the profiling rollers (900) arranged forming mandrel (1, 1 a) at least one pressure chamber (12) with pressure jacket (1 1) whose elongation and clamping force by means of the internal pressure in the Pressure chamber (12) is adjustable taking into account the degree of deformation of the hollow profile (200).
Verfahren zum Herstellen eines Hohlprofils, insbesondere eines längsnahtgeschweißten Rohres, mittels eines Formwerkzeuges (1 , 1 a, 300), insbesondere eines Formwerkzeuges (1 , 1a, 300) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Formwerkzeug (1 , 1 a, 300) eine Druckkammer (12) mit Druckmantel (1 1 ) aufweist, dessen Dehnung und Spannkraft mittels des Innendruck in der Druckkammer (12) unter Berücksichtigung des Verformungsgrades des Hohlprofils einstellbar ist. Method for producing a hollow profile, in particular a longitudinally welded pipe, by means of a molding tool (1, 1a, 300), in particular a molding tool (1, 1a, 300) according to one of claims 1 to 10, wherein the molding tool (1, 1a, 300) has a pressure chamber (12) with pressure jacket (1 1), the elongation and clamping force by means of the internal pressure in the pressure chamber (12) is adjustable taking into account the degree of deformation of the hollow profile.
Verfahren zum Biegen von Hohlprofilen, insbesondere Rohren (200), in einer Rohrbiegevorrichtung (B1 ) mittels eine Umformvorrichtung, insbesondere einer Umformvorrichtung nach Anspruch 14, wobei durch Verstellen der radialen Dehnung des Druckmantels (1 1 ) die Spannkraft zum Rohr (200) unter Berücksichtigung der Querschnittsänderung beim Biegen des Rohres (200) verändern wird. Method for bending hollow sections, in particular tubes (200), in a tube bending device (B1) by means of a forming device, in particular a forming device according to claim 14, wherein by adjusting the radial expansion of the pressure jacket (1 1) the clamping force to the tube (200) taking into account the change in cross section when bending the tube (200) will change.
Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, wobei ein Verstellen der radialen Dehnung und Spannkraft des Druckmantels (1 1 ) des Formwerkzeuges (1 , 1 a) durch eine Erhöhung oder Senkung des Innendruck in der Druckkammer (12) bewirkt wird, wobei die radiale Dehnung und Spannkraft des Druckmantels (12) mit der Bewegung der formgebenden äußeren Formwerkzeughälften (3L, 3R, 300L, 300R) synchronisiert wird. The method of claim 18 or 19, wherein an adjustment of the radial expansion and clamping force of the pressure jacket (1 1) of the molding tool (1, 1 a) by increasing or decreasing the internal pressure in the pressure chamber (12) is effected, wherein the radial expansion and Clamping force of the pressure jacket (12) with the movement of the forming outer mold halves (3L, 3R, 300L, 300R) is synchronized.
Verfahren mindestens einem der Ansprüche 18 bis 20, wobei der Innendruck in jeder Druckkammer (12) des Formwerkzeuges (1 ) individuell eingestellt wird, so dass sich ein über die Druckmantelfläche des Druckmantels (12) abgestufter Verlauf der radialen Dehnung und Spannkraft einstellt. The method of at least one of claims 18 to 20, wherein the internal pressure in each pressure chamber (12) of the molding tool (1) is adjusted individually, so that sets over the pressure jacket surface of the pressure jacket (12) graduated course of the radial expansion and clamping force.
Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21 mit einem Formwerkzeug (1 , 1 a) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei mittels einer Stelleinrichtung die Position des Formwerkzeuges (1 , 1 a) synchron zur der Bewegung der formgebenden äußeren Formwerkzeughälften (3L, 3R, 300) durchgeführt wird oder während des Schweißens eines Fügespaltes des geformten Hohlprofils die Bewegung des Formwerkzeuges (1 , 1 a) mit der Schweißbewegung (82) synchronisiert wird, wobei ein seitlicher Versatz zur aktuellen Schweißposition (82) eingehalten wird. Verfahren nach Anspruch 22, wobei die radialen Dehnung und Spannkraft desMethod according to one of Claims 18 to 21 with a molding tool (1, 1a) according to at least one of Claims 1 to 10, wherein the position of the molding tool (1, 1a) is synchronized with the movement of the shaping outer mold halves (3L , 3R, 300) or during the welding of a joint gap of the shaped hollow profile, the movement of the molding tool (1, 1 a) is synchronized with the welding movement (82), wherein a lateral offset to the current welding position (82) is maintained. A method according to claim 22, wherein the radial elongation and resilience of the
Druckmantels (1 1 ) des Formwerkzeuges (1 ) mit der Bewegung des Biegekopfes (91 ) und / oder einer Vorschubbewegung des Rohres (200) zeitlich synchronisiert und eingestellt wird. Pressure jacket (1 1) of the mold (1) with the movement of the bending head (91) and / or a feed movement of the tube (200) synchronized in time and adjusted.
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