ZUHALTEVORRICHTUNG

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Zuhaltevorrichtung für eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallteilen durch eine Umformung bei einem geschlossenen Formwerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallteilen durch eine Umformung bei einem geschlossenen Formwerkzeug mit einer solchen erfindungsgemäßen Zuhaltevorrichtung.

[0002] Im Sinne der Erfindung umfaßt die Bezeichnung "Umformung bei einem geschlossenen Formwerkzeug" Umformverfahren, bei der die Krafteinwirkung auf das Werkstück zum Umformen im Innern eines an sich mehrteiligen, aber zum Zeitpunkt der Krafteinwirkung im wesentlichen geschlossenen Formwerkzeuges erfolgt und die auf das Formwerkzeug aufzubringenden Zuhaltekräfte regelmäßig größer sind als 3 MN. Ein solches Umformverfahren ist beispielsweise das sog.
Innenhochdruckumformen mit längsgeteilten Formwerkzeugen.

[0003] Zum Innenhochdruckumformen werden Vorrichtungen eingesetzt, die regelmäßig hydraulisch angetrieben werden. Der Aufbau dieser Vorrichtungen wird im starken Maße von den herzustellenden Werkstücken bestimmt, wobei der ursprüngliche Formling insbesondere ein rohrförmiger Hohlkörper ist. Die der Kraftübertragung auf die Rohrenden dienenden Hauptzylinder sind entweder stehend oder liegend, insbesondere in Richtung der Ausgangsrohrachse gegeneinander wirkend angeordnet. Einer dieser Zylinder ist üblicherweise hohlgebohrt und besitzt einen Hochdruckanschluß, der regelmäßig durch eine Rohrverbindung mit dem Druckübersetzer verbunden ist.

[0004] Das Formwerkzeug ist zumindest zweiteilig ausgebildet. Im einfachsten Fall ist bei einem zweiteiligen Formwerkzeug ein Teil des Werkzeuges fest auf dem Maschinentisch befestigt, während das andere angetrieben wird und entsprechend dem Arbeitszyklus eine Öffnungs- und Schließbewegung ausführt. Die Vorrichtungen können in Abhängigkeit von der gewünschten Werkstückgeometrie wahlweise längs- oder quergeteilte Formwerkzeuge aufnehmen, wobei bei Zuhaltekräften, die größer als 3 MN sind, üblicherweise längsgeteilte Formwerkzeuge zum Einsatz kommen. Die Wirtschaftlichkeit dieser Vorrichtungen ist oft nur bei hohen Stückzahlen, d.h. insbesondere kurzen Taktzeiten, gegeben.

[0005] Vorrichtungen zur Innen-Hochdruck-Umformung, die ein zur Rohrachse längsgeteiltes Formwerkzeug besitzen, sind oft als Mehrsäulenpressen oder Rahmenpressen ausgeführt. Das Formwerkzeug ist derart angeordnet, dass ein Teil des Formwerkzeuges beim Werkstückwechsel vom Pressenstößel nach oben bewegt wird. Während der Umformung hat der Pressenstößel die aus projizierter Werkstückfläche und Innendruck resultierende Kraft für das Formwerkzeug auszugleichen und eine mindestens gleich große Kraft auf das Formwerkzeug aufzubringen. Infolge der verfahrensbedingt hohen Innendrücke (regelmäßig über 1000 bar) sind die diesbezüglich erforderlichen Zuhaltekräfte von über 3 MN durch die Stahlkonstruktion der Vorrichtung zu gewährleisten, was regelmäßig bei Einsatz von Mehrsäulenpressen oder Rahmenpressen relativ große Bauhöhen und großen Montage- und Betriebsraum erfordert. Die Vorrichtung benötigt entsprechend der aufzunehmenden Kräfte von über 3 MN und der daraus regelmäßig resultierenden hohen Eigenmasse eine aufwendige Gründung und einen hohen Raumbedarf. Ein Werkzeugwechsel, d.h. insbesondere des Formwerkzeuges, ist technologisch aufwendig.

[0006] Aus der DE 1 602 475 B2 ist eine Preßvorrichtung zur Herstellung von hohlen Werkstücken aus Blech durch Kaltumformung unter einem hydraulischen Innendruck bekannt, bei der die beweglichen Teile der das Werkstück umschließenden geteilten Form während der Kaltumformung mittels ausschwenkbarer Verriegelungshaken fest zusammengehalten sind. Soll eine solche Preßvorrichtung Zuhaltekräfte von über 1 MN, insbesondere von über 3 MN, gewährleisten, ist die Dimensionierung des Schließmechanismus, insbesondere der Verriegelungshaken bzw. Gelenke, die zum Ausschwenken der Verriegelungshaken benötigt werden, entsprechend vorzunehmen. Diese Vorrichtungen mit einer Masse von mehreren Tonnen bedürfen einer aufwendigen Gründung und entsprechender Bauhöhe. Die Verriegelungshaken, sollten diese die erforderlichen Zuhaltekräfte überhaupt gewährleisten können, sind nur schwer und energetisch aufwendig zu manipulieren.

[0007] Die für ein wirtschaftliches Betreiben der Vorrichtung im Rahmen einer industriellen Fertigung notwendigen kurzen Taktzeiten von 20 bis 40 Sekunden, sind aufgrund der dann auftretenden hohen Trägheitskräfte nicht realisierbar. Eine Spaltbildung während des eigentlichen Umformprozesses zwischen den Teilen des Formwerkzeuges, insbesondere hervorgerufen durch die elastischen Verformungen des Werkstoffes der Verriegelungshaken, die zu unerwünschten Verformungen des Werkstücks während des Kraftaufbaus führen, ist mit dieser Lösung verbunden.

[0008] Aus der EP 0 050 520 B1 ist eine Gießmaschine mit zwei Rahmen bekannt, wobei die aufklappbaren Rahmen einen geschlossenen Stahlrand für die Aufnahme eines zweiteiligen Formwerkzeuges besitzen. Die Rahmen werden nur zum Zwecke des Werkzeugwechsels, nicht jedoch während des Gießverfahrens, beispielsweise zum Zwecke des Formteilauswurfs geöffnet. Die Rahmen dienen außerdem der Ausrichtung und Positionierung des Formwerkzeuges und zur Führung. Die Krafteinleitung erfolgt nicht in der Ebene der Rahmen sondern durch Platten, welche die Funktion eines Biegejochs haben, sodass eine unerwünschte Spaltbildung nicht auszuschließen ist.

[0009] Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zuhaltevorrichtung und eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallteilen bereitzustellen, die eine geringere Bauhöhe und ein geringes Eigengewicht besitzt und bezüglich Investitionsvolumens, Wartung und Betrieb einen geringeren Aufwand bedarf und sich wirtschaftlich betreiben läßt, und bei welcher keine Spaltbildung zwischen den Teilen des Formwerkzeuges während des Umformprozessen auftritt.

[0010] Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine Zuhaltevorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst.

[0011] Die erfindungsgemäße Auswahl des Werkstoffes und dessen konstruktive Ausbildung ermöglichen u.a. ein technisch einfaches Verschwenken der Zugbügel mit einem geringen energetischen Aufwand, so dass sich dies positiv auf die zu realisierenden Taktzeiten auswirkt, und bewirkt das Auftreten von geringen dynamischen Kräften.

[0012] Die erfindungsgemäße Verwendung und Auswahl von Werkstoffen, mit den im ersten Anspruch definierten Werkstoffeigenschaften, als Konstruktionswerkstoff ermöglicht im Vergleich zu den sonst in der Umformtechnik üblichen Materialien, insbesondere Baustahl, neue konstruktive Lösungen bzw. Maschinenkonzepte.

[0013] Beispielsweise beträgt die Zugfestigkeit eines Kohlenfasercompounds ca. 2950 N/mm² (Baustahl ca. 320 bis 690 N/mm²), die Dauerfestigkeit ca. 1950 N/mm² (Baustahl ca. 350 N/mm²) und die Dichte ca. 1,8 g/cm²).

[0014] Die erfindungsgemäße Ausbildung des Elementes des Schließmechanismus als Zugbügel, welcher die erforderliche Zuhaltekraft realisiert, bringt die verbesserten Werkstoffeigenschaften der erfindungsgemäß bevorzugten Materialien wie Kohlefasercompound, wie beispielsweise das Verhältnis von der Gestaltfestigkeit zur Masse des Zugrahmens von ca. 800 (Stahl ca. 8 bis 12), gezielt zum tragen.

[0015] In den abhängigen Ansprüchen 2 bis 5 sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Zuhaltevorrichtung angegeben.

[0016] Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallteilen durch Innenhochdruckumformung, die zumindest ein geteiltes Formwerkzeug und eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 5 umfasst, gelöst.

[0017] In den abhängigen Ansprüchen 7 bis 10 sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß Anspruch 6 angegeben.

[0018] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher beschrieben.

[0019] Es zeigen:

Fig. 1a

eine Zuhaltevorrichtung in einer Seitenansicht

Fig. 1b

die Zuhaltevorrichtung aus Fig. 1a in einer weiteren Seitenansicht

Fig. 2a

eine alternative Variante der Zuhaltevorrichtung mit geschlossenem Formwerkzeug in perspektivischer Darstellung

Fig. 2b

eine Zuhaltevorrichtung mit geöffnetem Formwerkzeug in perspektivischer Darstellung

Fig. 3a

ein Bauteil für ein Zuhaltewerkzeug in einer Seitenansicht und

Fig. 3b

das Bauteil für ein Zuhaltewerkzeug aus Fig. 3a in einer weiteren Seitenansicht.

[0020] In Fig. 1 ist eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindungsgemäßen Zuhaltevorrichtung 1 als Bestandteil einer Vorrichtung zur Herstellung von Metallteilen durch Innendruckumformung, mit einem zweiteiligen Formwerkzeug 12, in einer Seitenansicht dargestellt. Auf einem Fundament 13 ist ein Maschinengestell 6 befestigt, welches im wesentlichen aus einer kastenförmigen Konstruktion aus Baustahl besteht. Ein Rahmen 6.3 ist mit einem weiteren Rahmen 6.1 über eine Säule 6.2 fest verbunden. An der Säule 6.2 sind zwei Gelenke 8 angeordnet, die in Richtung der Längsachse des Maschinengestells 6 starr befestigt sind. An den Gelenken 8 sind die beiden Zugbügel 2 angelenkt, so dass diese nahezu parallel zur Längsachse des Maschinengestells 6 schwenkbar sind. Das Schwenken der Zugbügel 2 wird durch zwei hydraulische Schwenkzylinder 9 realisiert, die am Rahmen 6.3 angeordnet sind. In den vier Ecken des Rahmens 6.3 sind, sich auf diesem abstützend, vertikal vier Hubzylinder 4 angeordnet, die mit der Traverse 3 verbunden sind. Die Traverse 3 besitzt plane Auflageflächen 3.1 auf denen die ebenfalls planen und zu diesen parallel angeordneten Auflageflächen 2.1 der Zugbügel 2 im angeschwenkten Zustand absetzbar sind. An der Traverse 3 ist der obere Teil des zweiteiligen längsgeteilten Formwerkzeuges 12 befestigt. Der untere Teil des Formwerkzeuges 12 ist am Maschinentisch 7 fest verbunden. Der Maschinentisch 7 liegt frei auf den Kolbenflächen der vier Preßzylinder auf, die die krafterzeugenden Elemente der Vorrichtung 5 bilden.

[0021] Die Preßzylinder sind am Rahmen 6.1 der Art befestigt, dass diese krafterzeugenden Elemente der Vorrichtung 5, die auf den selben Zugbügel 2 einwirken, vorzugsweise mehrere hydraulische Hochdruckzylinder, der Art angeordnet sind, dass die mittleren Krafteinleitungs-Linien dieser krafterzeugenden Elemente der Vorrichtung 5 nahezu parallel und in einer Ebene verlaufen, die nicht wesentlich von der Ebene abweicht, die den Zugbügel 2 in axialer Richtung mittig teilt. Die Segmente 2.3 sind weitestgehend aus einem Leichtmetall, beispielsweise Aluminium-Legierungen, gefertigt. Die Zugrahmen 2.2 bestehen weitestgehend aus einem Kohlefasercompound, beispielsweise einer intermoduligen Faser mit ca. 50 bis 65% Faservolumenanteil in einer Epoxidharzmatrix.

[0022] Die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung wird nachfolgend im Zusammenhand dargestellt:

Nach dem Einlegen des Werkstücks in das geöffnete Formwerkzeug 12 wird dieses geschlossen indem die Kolbenstangen der Hubzylinder 4 nach unten gefahren werden, so dass die beiden Teile des Formwerkzeuges 12 aufliegen. Nachfolgend werden die beiden Zugbügel 2 mit Hilfe der Schwenkzylinder 9 in die Vertikale geschwenkt, so dass zwischen den Auflageflächen 3.1 der Traverse 3 und den Auflageflächen 2.1 der Zugbügel 2 ein Luftspalt besteht, der erforderlich ist, um ein berührungsloses Einschwenken der Zugbügel 2 zu realisieren. Über die Preßzylinder werden nun die Zuhaltekräfte über den Maschinentisch 7 auf das Formwerkzeug 12 aufgebracht. Dabei wird der Maschinentisch 7 und das gesamte Formwerkzeug 12 angehoben bis sich die Auflageflächen der Traverse 3 und der Zugbügel 2 berührten. Nachfolgend werden die beiden Teile des Formwerkzeuges 12 mit der erforderlichen Zuhaltekraft beaufschlagt, d.h. das Formwerkzeug 12 verspannt.

[0023] Fig. 2 zeigt eine alternative Variante der Zuhaltevorrichtung mit geschlossenem bzw. geöffnetem Gesenk (Fig. 2a bzw. Fig. 2b) in einer perspektivischen Darstellung. Das Maschinengestell 6 besteht im Wesentlichen aus einer kastenförmigen Stahlkonstruktion. Ein unterer Rahmen 6.3 ist über vier vertikal angeordnete Träger mit einem weiteren Rahmen 6.1 fest verbunden. Außerdem ist ein Zugbügelträger 10 zwischen diesen beiden Rahmen und mit dem Rahmen 6.3 mittels vier Federführungen 11 verbunden angeordnet. Am Zugbügelträger 10 sind die beiden Gelenke 8 befestigt. An den Gelenken 8 sind die beiden Zugbügel 2 an deren unterem Teil angelenkt, so dass diese parallel zur Längsachse des Maschinengestells 6 schwenkbar sind. Das Schwenken der Zugbügel 2 wird durch zwei hydraulische Schwenkzylinder 9 realisiert, die am Rahmen 6.3 angeordnet sind. In den vier Ecken des Rahmens 6.1 sind vertikal vier Hubzylinder 4 angeordnet, die mit der Traverse 3 verbunden sind. Die Traverse 3 besitzt plane Auflageflächen 3.1 auf denen die ebenfalls planen und zu diesen parallel angeordneten Auflageflächen 2.1 der Zugbügel 2 im angeschwenkten Zustand (Fig. 2a) absetzbar sind. Die beiden Zugbügel 2 bestehen Jeweils aus zwei halbkreisförmigen und sich gegenüber angeordneten Segmenten 2.3, wobei die nahezu halbkreisförmigen Konturen des oberen und unteren Segmentes 2.3 von einander abgewandt sind. Der ringförmige, unflexible Zugbügel 2.2 umschlingt die halbkreisförmigen Konturen des oberen und unteren Segmentes 2.3 und ist mit diesen verbunden. An der Traverse 3 ist der obere Teil des zweiteiligen Formwerkzeuges 12 befestigt. Der untere Teil des Formwerkzeuges 12 ist am Rahmen 6.1 befestigt, an dessen Unterseite außerdem die vier nach unten ragenden Preßzylinder 5 fixiert sind. Die Preßzylinder 5 drücken durch die vier Öffnungen des Zugbügelträgers 10 hindurch auf die Auflageflächen 2.4 der unteren der Segmente 2.3. Die Preßzylinder sind am Rahmen 6.1 der Art befestigt, dass, wenn der Zugbügel 2 angeschwenkt ist (Fig. 2a), die mittleren Krafteinleitungs-Linien dieser krafterzeugenden Elemente der Vorrichtung 5 nahezu parallel und in einer Ebene verlaufen, die nicht wesentlich von der Ebene abweicht, die den Zugbügel 2 in axialer Richtung mittig teilt.

[0024] Die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung wird nachfolgend im Zusammenhang dargestellt:

Nach dem Einlegen des Werkstücks in das geöffnete Formwerkzeuge 12 wird dieses geschlossen indem die Hubzylinder 4 nach unten gefahren werden, so dass die beiden Teile des Formwerkzeuges 12 aufliegen. Nachfolgend werden die beiden Zugbügel 2 mit Hilfe der Schwenkzylinder 9 in die Vertikale geschwenkt, so dass zwischen der Auflageflächen 3.1 der Traverse 3 und der Auflageflächen 2.1 der Zugbügel 2 ein Luftspalt besteht, der erforderlich ist, um ein berührungsloses Einschwenken der Zugbügel 2 zu realisieren. Über die Preßzylinder werden nun die Kräfte auf die Auflageflächen 2.4 der Zugbügel 2 aufgebracht. Dabei wird der Zugbügel 2 nach unten bewegt bis sich die Auflageflächen 3.1; 2.1 der Traverse 3 und der Zugbügel 2 berühren. Nachfolgend werden die beiden Teile des Formwerkzeuges 12 mit der erforderlichen Zuhaltekraft, die von den Preßzylinder aufgebracht wird, beaufschlagt, d.h. das Formwerkzeug 12 mit diesen Zuhaltekräften verspannt, so dass während des Umformprozesses kein Abheben der Teile des Formwerkzeuges 12 möglich ist.

[0025] In Fig. 3 ist ein Bauteil für ein Zuhaltewerkzeug 1 als Bestandteil einer Vorrichtung zur Herstellung von Metallteilen durch Innendruckumformung, mit einem zweiteiligen Formwerkzeug 12, in einer Seitenansicht dargestellt. Auf einem Fundament 13 ist ein Maschinengestell 6 befestigt, welches im Wesentlichen aus einer kastenförmigen Konstruktion aus Baustahl besteht. Ein Rahmen 6.3 ist mit einem weiteren Rahmen 6.1 über eine Säule 6.2 fest verbunden. An der Säule 6.2 sind zwei Gelenke 8 angeordnet, die in Richtung der Längsachse des Maschinengestells 6 starr befestigt sind. An den Gelenken 8 sind die beiden Zugbügel 2 und damit ein Paar der erfindungsgemäßen Baueinheit angelenkt, so dass diese nahezu parallel zur Längsachse des Maschinengestells 6 schwenkbar sind.

[0026] Alternativ, in Figur 3 nicht dargestellt, kann der Zugbügel 2 zum Werkzeug 12 hin axial verschiebbar angeordnete sein.

[0027] Das Schwenken der Zugbügel 2 wird durch zwei hydraulische Schwenkzylinder 9 realisiert, die am Rahmen 6.3 angeordnet sind. In den vier Ecken des Rahmens 6.3 sind, sich auf diesem abstützend, vertikal vier Hubzylinder 4 angeordnet, die mit der Traverse 3 verbunden sind. Die Traverse 3 besitzt plane Auflageflächen 3.1 auf denen die ebenfalls planen und zu diesen parallel angeordneten Auflageflächen 2.1 der Zugbügel 2 im angeschwenkten Zustand absetzbar sind. An der Traverse 3 ist der obere Teil des zweiteiligen längsgeteilten Formwerkzeuges 12 befestigt. Der untere Teil des Formwerkzeuges 12 ist am Maschinentisch 7 fest verbunden. Der Maschinentisch 7 liegt frei auf den Kolbenflächen der vier Preßzylinder auf, die die krafterzeugenden Elemente der Vorrichtung 5 bilden. Die Preßzylinder sind am Rahmen 6.1 der Art befestigt, dass diese krafterzeugenden Elemente der Vorrichtung 5, die auf den selben Zugbügel 2 einwirken, vorzugsweise mehrere hydraulische Hochdruckzylinder, der Art angeordnet sind, so dass die Zuhaltekraft oder die Zuhaltekräfte auf den Zugbügel 2 derart einwirkt oder einwirken, dass die Resultierende der Krafteinleitungslinien nahezu parallel und in einer Ebene verlaufen, die nicht wesentlich von der Ebene abweicht, die den Zugbügel 2 in axialer Richtung mittig teilt. Die Segmente 2.3 sind weitestgehend aus einem Leichtmetall, beispielsweise Aluminium-Legierungen, gefertigt. Die Zugrahmen 2.2 bestehen hauptsächlich aus einem nichtmetallischen Verbundmaterial mit eingebetteten Verstärkungen, hier weitestgehend aus einem Kohlefasercompound, beispielsweise einer intermoduligen Faser mit ca. 50 bis 65% Faservolumenanteil in einer Epoxidharzmatrix.

[0028] Die Funktionsweise der beschriebenen Vorrichtung wird nachfolgend im Zusammenhang dargestellt:

Nach dem Einlegen des Werkstückes in das geöffnete Formwerkzeug 12 wird dieses geschlossen indem die Kolbenstangen der Hubzylinder 4 nach unten gefahren werden, so dass die beiden Teile des Formwerkzeuges 12 aufliegen. Nachfolgend werden die beiden Zugbügel 2 mit Hilfe der Schwenkzylinder 9 in die Vertikale geschwenkt, so dass zwischen den Auflageflächen 3.1 der Traverse 3 und den Auflageflächen 2.1 der Zugbügel 2 ein Luftspalt besteht, der erforderlich ist, um ein berührungsloses Einschwenken der Zugbügel 2 zu realisieren. Über die Preßzylinder werden nun die Zuhaltekräfte über den Maschinentisch 7 auf das Formwerkzeug 12 aufgebracht. Dabei wird der Maschinentisch 7 und das gesamte Formwerkzeug 12 angehoben bis sich die Auflageflächen der Traverse 3 und der Zugbügel 2 berühren. Nachfolgend werden die beiden Teile des Formwerkzeuges 12 mit der erforderlichen Zuhaltekraft beaufschlagt, d.h. das Formwerkzeug 12 verspannt.

[0029] Das Bauteil ist ebenso als integrales Element eines Zuhaltewerkzeuges einsatzbar, welches zur Verformung oder Ausformung von Kunststoff-, Metall-, Keramik- oder Glasteilen dient.

[0030] Ein Ausformen des Werkstückes ist beispielsweise durch Blasformen oder Spritzgießen von größeren Kunststoffteilen realisierbar. Beispielsweise könnte eine zweigeteilte Blasform spaltfrei mit Hilfe der erfindungsgemäßen Baueinheit, die eine oder mehrere erfindungsgemäße Bauteile enthalten kann, geschlossen werden. Der Grundgedanke der Erfindung ist durch einen Fachmann nach entsprechender Anpassung auf die jeweils üblichen Parameter in bekannter Art und Weise übertragbar.

[0031] Ein weiteres Beispiel für den prinzipiellen Einsatz der Erfindung ist beim Gießen von Metall-, Keramik- oder Glasteilen in bekannter Art und Weise gegeben.

Ansprüche

1. Zuhaltevorrichtung für eine Vorrichtung zur Herstellung von Kunststoff-, Metall-, Keramik- oder Glasteilen durch Umformung bei einem geschlossenen Formwerkzeug, wobei diese zumindest umfasst; mehrere Zugbügel (2), wobei die Zugbügel (2) jeweils zumindest einen eine geschlossene Kontur aufweisenden Zugrahmen (2.2) besitzen, zwischen den Zugbügeln (2) ein Formwerkzeug (12) anordenbar ist und die Zugbügel (2) jeweils zumindest an einem Gelenk (8) schwenkbar befestigt sind, dadurch gekennzeichnet,
dass die Zuhaltevorrichtung weiterhin zumindest umfasst :

- eine Auflagefläche (3.1), welche oberhalb des Formwerkzeuges (12) oder auf dessen Oberfläche angeordnet ist und als Auflage für eine obere Auflagefläche (2.1) eines Zugbügels (2) dient, und

- eine Vorrichtung (5), die eine Zuhaltekraft von mehr als 3 MN erzeugt und mehrere krafterzeugende Elemente besitzt, wobei die Zuhaltekraft zwischen der oberen und einer unteren Auflagefläche (2.1 und 2.4) der Zugbügel (2) und zumindest einer Fläche, die sich unterhalb des Formwerkzeuges (12) befindet, angreift, wobei der jeweils zumindest eine geschlossene Kontur aufweisende Zugrahmen (2.2) zwei von einander beabstandete und sich gegenüber angeordnete Segmente (2.3) aufweist, zwischen denen das Formwerkzeug (12) anordenbar ist, wobei jedes dieser Segmente (2.3) zumindest eine Auflagefläche (2.1) oder eine Auflagefläche (2.4) besitzt, wobei das Material des Zugrahmens (2.2) weitestgehend ein verstärktes Verbundmaterial ist und weitestgehend aus Materialien mit einer Zugfestigkeit von 1500 N/mm² bis.4200 N/mm², einer Dauerfestigkeit von 1200 N/mm² bis 3000 N/mm² und einer Dichte von ca. 1,2 bis 2,5 g/cm² besteht.

2. Zuhaltevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die krafterzeugenden Elemente der Vorrichtung (5), die auf den selben Zugbügel (2) einwirken, derart angeordnet sind, dass die mittlere Krafteinleitungs-Linien dieser krafierzeugenden Elemente der Vorrichtung (5) nahezu parallel und in einer Ebene verlaufen, die nicht wesentlich von der Ebene abweicht, die den Zugbügel (2) in axialer Richtung mittig teilt.

3. Zuhaltevorrichtung nach Ansprüche 2, dadurch gekennzeichnet, dass die krafterzeugenden Elemente der Vorrichtung (5) ein oder mehrere hydraulische Hochdruckzylinder sind.

4. Zuhaltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugrahmen (2.2) hauptsächlich aus einem nichtmetallischen Verbundmaterial mit eingebetteten Verstärkungen bestehen.

5. Zuhaltevorrichtung nach Ansprüch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugrahmen (2.2) hauptsächlich aus einem Kohlefasercompound, beispielsweise einer intermoduligen Faser mit ca. 50 bis 65% Faservolumenanteil in einer Epoxidharzmatrix, bestehen.

6. Vorrichtung zur Herstellung von Metallteilen durch Innenhochdruckumformung, zumindest umfassend ein geteiltes Formwerkzeuge (12) und eine Zuhaltevorrichtung gemäß der Ansprüche 1 bis 5.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (5) zwischen den Auflageflächen (2.4) der Zugbügel (2) und direkt dem Formwerkzeug (12) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (5) zwischen den Auflageflächen (2.4) der Zugbügel (2) und mittelbar dem Formwerkzeug (12) angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Zugbügel (2) zum Formwerkzeug (12) hin axial verschiebbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Zugbügel (2) an einem Gelenk (8) schwenkbar befestigbar ist.

Claims

1. A retaining device for a device for the manufacturing of plastic, metal, ceramic or glass components by a forming process while the forming takes place in a closed mould, including at least:

- more than one tensioning clamp (2), wherein the tensioning clamps (2) are provided with at least one tensioning frame (2.2) which has a closed contour, it being possible to arrange a forming die (12) between the tensioning clamps (2), and wherein the tensioning clamps (2) can be pivoted around at least one articulated joint (8) to which they are attached, characterized by
the retaining device moreover at least including the following:

- a support surface (3.1) arranged above the forming die (12) or on its surface, which serves as a support for an upper support surface (2.1) of a tensioning clamp (2), and

- a device (5), which produces a retaining force of more than 3 MN and which is provided with more than one power-generating element, the retaining force applying between the upper and one lower support surface (2.1 and 2.4) of the tensioning clamps (2) and at least one surface which is located underneath the forming die (12), the tensioning frame (2.2), which at least has one closed contour, being provided with two segments (2.3) at a certain distance and arranged opposite to each other, so that the forming die (12) can be placed between them, each of these segments (2.3) being provided with at least one support surface (2.1) or a support surface (2.4), the material of the tensioning frame (2.2) being a reinforced compound material to the largest part and mainly consisting of materials of a tensile strength between 1500 N/mm² and 4200 N/mm², an endurance limit between 1200 N/mm² and 3000 N/mm² and a density between ca. 1.2 and 2.5 g/cm².

2. A retaining device in accordance with Claim 1, wherein the power-generating elements of the device (5), which act on the same tensioning clamp (2) are arranged so that the mean force application line of these power-generating lines of the device (5) run almost in parallel and in a plane which does not substantially deviate from the plane which divides the tensioning clamp (2) in the centreline in the axial direction.

3. A retaining device in accordance with Claim 2, wherein the power-generating elements of the device (5) are one or more hydraulic high-pressure cylinders.

4. A retaining device in accordance with any of the foregoing Claims, wherein the tensioning frames (2.2) are mainly made from a non-metal compound material with integrated reinforcements.

5. A retaining device in accordance with Claim 4, wherein the tensioning frames (2.2) are mainly made from a carbon fiber compound, e.g. an intermodule fiber with a fiber volume ratio of ca. 50 - 65% in an epoxy resin matrix.

6. A device to manufacture metal components by an internal high-pressure forming process, at least composed by a split forming die (12) and a retaining device in accordance with the Claims 1 through 5.

7. A device in accordance with Claim 6, wherein the device (5) is placed between the support surfaces (2.4) of the tensioning clamps (2) and directly on the forming die (12).

8. A device in accordance with Claim 6, wherein the device (5) is placed between the support surfaces (2.4) of the tensioning clamps (2) and indirectly on the forming die (12).

9. A device in accordance with Claim 6, wherein at least one tensioning clamp (2) can be displaced axially toward the die (12).

10. A device in accordance with Claim 6, wherein at least one tensioning clamp (2) can be pivoted around an articulated joint (8) to which it is attached

Revendications

1. Dispositif de verrouillage pour un dispositif servant à fabriquer des pièces synthétiques, métalliques, céramiques ou en verre par un processus de déformation avec un outil de formage est fermé, ce dispositif comprenant au minimum :

- Plusieurs étriers d'emboutissage (2), chacun des étriers d'emboutissage (2) étant pourvu d'au moins un cadre d'emboutissage (2.2) qui possède des contours fermés, où il est possible de disposer un outil de formage (12) entre les étriers d'emboutissage (2) et où les étriers d'emboutissage (2) peuvent être pivotés sur au moins un assemblage articulé (8), caractérisé en ce que
le dispositif de verrouillage comprend, en outre, au moins les éléments
suivants :

- une surface d'appui (3.1) qui se trouve au-dessus de l'outil de formage (12) ou sur sa surface et qui peut servir de soutien pour une surface d'appui supérieure (2.1) d'un étrier d'emboutissage (2), et

- un dispositif (5) qui génère une force de verrouillage dépassant 3 MN et qui est pourvu de plusieurs éléments générateurs de force où la force de verrouillage s'applique entre une surface d'appui supérieure et la surface d'appui inférieure (2.1 et 2.4) des étriers d'emboutissage (2) et au moins une surface qui se trouve au-dessous de l'outil de formage (12), le cadre d'emboutissage (2.2), qui possède un contour fermé au minimum, étant composé de deux segments (2.3) opposés et éloignés l'un de l'autre, et entre lesquels l'outil de formage (12) peut être installé, chacun de ces segments (2.3) possédant une surface d'appui (2.1) au minimum ou une surface d'appui (2.4), le matériau du cadre d'emboutissage (2.2) étant en grande partie un composite renforcé et en grande partie composé de matériaux ayant une résistance à la traction de 1500 N/mm² à 4200 N/mm², une limite d'endurance de 1200 N/mm² à 3000 N/mm² et une densité d'environ 1,2 et 2,5 g/cm².

2. Dispositif de verrouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les éléments générateurs de force du dispositif (5) qui agissent sur le même étrier d'emboutissage (2) sont disposés de telle sorte que les lignes de transport de force moyennes desdits éléments générateurs de force du dispositif (5) sont presque parallèles et à un niveau qui ne diffère pas beaucoup du niveau qui divise centralement l'étrier d'emboutissage (2) en direction axiale.

3. Dispositif de verrouillage selon la revendication 2, caractérisé en ce que les éléments générateurs de force du dispositif (5) sont un ou plusieurs vérins
hydrauliques haute pression.

4. Dispositif de verrouillage selon l'une des revendications susmentionnées, caractérisé en ce que les cadres d'emboutissage (2.2) sont principalement composés de composites renforcés non métalliques.

5. Dispositif de verrouillage selon la revendication 4, caractérisé en ce que les cadres d'emboutissage (2.2) sont en grande partie composé d'un matériau composite de fibres de carbone, par exemple d'une fibre intermodulaire avec une part de volume de fibres d'environ 50 à 65 % dans une matrice de résine époxy.

6. Dispositif de fabrication de pièces métalliques par déformation sous haute pression interne qui comprend au moins un outil de formage divisé (12) et un dispositif de verrouillage selon les revendications 1 à 5.

7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif (5) est disposé entre les surfaces d'appui (2.4) des étriers d'emboutissage (2) et directement sur l'outil de formage (12).

8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le dispositif (5) est disposé entre les surfaces d'appui (2.4) des étriers d'emboutissage (2) et indirectement sur l'outil de formage (12).

9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un étrier d'emboutissage (2) minimum peut être déplacé axialement en direction de l'outil de formage (12).

10. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'un étrier d'emboutissage (2) minimum peut être pivoté sur un assemblage articulé (8).

Zeichnung