Hydroformpresse zur Herstellung von Formteilen durch Innenhochdruckumformung

Abstract

 Das Gehäuse (2) der Hydroformpresse (1) besteht aus einem Außenrohr (3) und einem Innenrohr (4), die durch Schrumpfung miteinander verbunden sind. In das Innenrohr (4) ist eine Werkzeugträgereinheit (6) aus zwei Werkzeugträgern (7, 8) für ein Oberwerkzeug (10) und ein Unterwerkzeug (11) eines Werkzeugs (9) eingesetzt, wobei das Werkzeug (9) eine Formkammer (12) zur Verformung eines Werkstücks (13) enthält. Zwischen den Werkzeugträgern (7, 8) und den Werkzeugen (10, 11) ist jeweils ein Kurzhubzylinder (14, 15) zum Schließen der Werkzeuge während des Umformprozesses angeordnet. Zwischen den Druckkolben (18, 19) der Kurzhubzylinder (14, 15) sowie dem Oberwerkzeug (10) und dem Unterwerkzeug (11) ist jeweils eine Druckkissen (20, 21) zur Kompensation des auf die Druckkolben (18, 19) sowie die Werkzeuge (10, 11) wirkenden Innendrucks der Formkammer (12) angeordnet.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Hydroformpresse zur Herstellung von Formteilen durch Innenhochdruckumformung, mit einem Pressengehäuse aus einem Außenrohr und einem Innenrohr, die ineinandergesteckt und durch Schrumpfung miteinander verbunden sind, sowie einer in das Innenrohr eingesetzten Werkzeugträgereinheit, die aus zwei etwa halbschalenförmigen Werkzeugträgern für ein durch ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug gebildetes Werkzeug besteht, das eine mit einem hydrostatischen Innendruck beaufschlagbare Formkammer zur Verformung eines Werkstücks zu einem Formteil enthält, wobei zwischen dem oberen Werkzeugträger und dem Oberwerkzeug mindestens ein oberer sowie zwischen dem unteren Werkzeugträger und dem Unterwerkzeug mindestens ein unterer mit einem Druckmedium beaufschlagbarer Kurzhubzylinder mit einem Druckkolben zum Schließen der Werkzeuge während des Umformprozesses angeordnet ist.

[0002] Bei einer in der DE 103 34 660 B3 beschriebenen Hydroformpresse dieser Art ist es nicht zu vermeiden, daß beim Umformprozeß durch den hydrostatischen Innendruck des Druckmediums in der Formkammer Verformungen, insbesondere Durchbiegungen an den Druckkolben der mit einem Druckmedium beaufschlagbaren Kurzhubzylinder zum Schließen des Werkzeugs beim Umformprozeß auftreten. Gleichzeitig mit den Verformungen an den Druckkolben der Kurzhubzylinder treten Verformungen, insbesondere Durchbiegungen am Ober- und Unterwerkzeug des Umformwerkzeugs auf, die Maßungenauigkeiten der hergestellten Formteile zur Folgen haben.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Konstruktion der gattungsgemäßen Hydroformpresse dahingehend zu verbessern, daß Verformungen des Ober- und des Unterwerkzeuges des Werkzeugs sowie der Druckkolben der Kurzhubzylinders zum Schließen des Werkzeugs beim Umformprozeß vermieden werden.

[0004] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Hydroformpresse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

[0005] Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.

[0006] Der Erfindungsgedanke beruht darauf, den Betriebsdruck des flüssigen Mediums zum Verformen eines Werkstücks, der auf das Werkzeug und das Gehäuse der Hydroformpresse wirkt, zu kompensieren und damit zu Verformungen führende Biegebeanspruchungen der Hydroformpresse auszuschalten. Die Kompensation des Betriebsdruckes des Umformmediums wird erreicht durch ein Pressengehäuse, das aus zwei ineinandergesteckten Rohren besteht, wobei das Außenrohr zum Erzielen einer Gegenvorspannung auf das Innenrohr aufgeschrumpft ist, ferner durch die Verwendung eines aus einem Oberwerkzeug und einem Unterwerkzeug bestehenden Werkzeugs, wobei zwischen dem Oberwerkzeug und dem in das Innenrohr des Pressengehäuses eingesetzten, halbschalenförmigen oberen Werkzeugträger sowie zwischen dem Unterwerkzeug und dem in dem Innenrohr des Pressengehäuses sitzenden, halbschalenförmigen unteren Werkzeugträger jeweils ein mit einem Druckmedium beaufschlagbarer Kurzhubzylinder mit einem Druckkolben zum Aufbringen einer auf das Oberwerkzeug und das Unterwerkzeug wirkenden Schließkraft beim Umformprozeß und zum Aufbringen eines auf das Ober- und das Unterwerkzeug wirkenden Gegendruckes zum Betriebsdruck des Umformmediums angeordnet ist, sowie durch die Anordnung von mit einem Druckmedium beaufschlagbaren Druckkissen zwischen den Druckkolben des oberen und des unteren Kurzhubzylinders einerseits sowie dem Ober- und dem Unterwerkzeug andererseits.

[0007] Die erfindungsgemäße Hydroformpresse ist nachstehend anhand einer Querschnittdarstellung erläutert.

[0008] Das Gehäuse 2 der in der Zeichnungsfigur dargestellten Hydroformpresse 1 zur Herstellung von Formteilen durch Innenhochdruckumformung besteht aus einem Außenrohr 3 und einem Innenrohr 4, die ineinandergesteckt und durch Schrumpfung miteinander verbunden sind. In die Bohrung 5 des Innenrohres 4 ist eine Werkzeugträgereinheit 6 eingesetzt, die zum Werkstückwechsel aus dem Gehäuse 2 herausfahrbar ist.

[0009] Die Werkzeugträgereinheit 6 besteht aus zwei etwa halbschalenförmigen Werkzeugträgern 7, 8 für ein durch ein Oberwerkzeug 10 und ein Unterwerkzeug 11 gebildetes Werkzeug 9, das eine mit einem hydrostatischen Innendruck beaufschlagbare Formkammer 12 zur Verformung eines Werkstücks 13 zu einem Formteil enthält.

[0010] Zwischen dem oberen Werkzeugträger 7 und dem Oberwerkzeug 10 sowie zwischen dem unteren Werkzeugträger 8 und dem Unterwerkzeug 11 ist jeweils ein mit einem Druckmedium, beispielsweise Öl beaufschlagbarer Kurzhubzylinder 14, 15 mit einem in einer Zylinderbohrung 16, 17 im oberen Werkzeugträger 7 und im unteren Werkzeugträger 8 verschiebbaren Druckkolben 18, 19. zum Schließen des Oberwerkzeugs 10 und des Unterwerkzeugs 11 mit der Formkammer 12 angeordnet, die während des Umformprozesses mit einem Druckmedium, beispielsweise Wasser oder Öl beaufschlagt wird.

[0011] Zwischen dem Druckkolben 18 des oberen Kurzhubzylinders 14 und dem Oberwerkzeug 10 sowie zwischen dem Druckkolben 19 des unteren Kurzhubzylinders 15 und dem Unterwerkzeug 11 ist jeweils ein mit einem Druckmedium beaufschlagbares Druckkissen 20, 21 angeordnet.

[0012] Die Druckkissen 20, 21 dienen zur Kompensation des auf die Druckkolben 18, 19 der beiden Kurzhubzylinder 14, 15 sowie das Ober- und Unterwerkzeug 10, 11 wirkenden Innendrucks der Formkammer 12 und verhindern eine Biegeverformung des Ober- und des Unterwerkzeugs 10, 11.

[0013] Die Druckkissen 20, 21 sind in die Druckkolben 18, 19 des oberen und des unteren Kurzhubzylinders 14, 15 integriert und gegen das Ober- und das Unterwerkzeug 10, 11 abgedichtet.

[0014] Es besteht ferner die Möglichkeit, die Druckkissen 20, 21 in das Oberwerkzeug 10 und das Unterwerkzeug 11 oder jeweils in die Druckkolben 18, 19 der Kurzhubzylinder 14, 15 sowie das Ober- und das Unterwerkzeug 10, 11 zu integrieren.

[0015] Der Druck, mit dem die Druckkissen 20, 21 beaufschlagt werden, ist in Abhängigkeit vom Innendruck der Formkammer 12 regelbar.

Bezugszeichen

[0016] 

1

Hydroformpresse

2

Gehäuse von 1

3

Außenrohr von 2

4

Innenrohr von 2

5

Bohrung von 4

6

Werkzeugträgereinheit

7

Werkzeugträger von 6

8

Werkzeugträger von 6

9

Werkzeug

10

Oberwerkzeug von 9

11

Unterwerkzeug von 9

12

Formkammer von 9

13

Werkstück

14

Kurzhubzylinder

15

Kurzhubzylinder

16

Zylinderbohrung von 7

17

Zylinderbohrung von 8

18

Druckkolben von 14

19

Druckkolben von 15

20

Druckkissen

21

Druckkissen

Ansprüche

1. Hydroformpresse zur Herstellung von Formteilen durch Innenhochdruckumformung, mit einem Pressengehäuse aus einem Außenrohr und einem Innenrohr, die ineinandergesteckt und durch Schrumpfung miteinander verbunden sind, sowie einer in das Innenrohr eingesetzten Werkzeugträgereinheit, die aus zwei etwa halbschalenförmigen Werkzeugträgern für ein durch ein Oberwerkzeug und ein Unterwerkzeug gebildetes Werkzeug besteht, das eine mit einem hydrostatischen Innendruck beaufschlagbare Formkammer zur Verformung eines Werkstücks zu einem Formteil enthält, wobei zwischen dem oberen Werkzeugträger und dem Oberwerkzeug mindestens ein oberer sowie zwischen dem unteren Werkzeugträger und dem Unterwerkzeug mindestens ein unterer mit einem Druckmedium beaufschlagbarer Kurzhubzylinder mit einem Druckkolben zum Schließen der Werkzeuge während des Umformprozesses angeordnet ist, gekennzeichnet durch mindestens ein mit einem Druckmedium beaufschlagbares Druckkissen (20), das zwischen dem Druckkolben (18) des oberen Kurzhubzylinders (14) und dem Oberwerkzeug (10) angeordnet ist, sowie durch mindestens ein mit einem Druckmedium beaufschlagbares Druckkissen (21), das zwischen dem Druckkolben (19) des unteren Kurzhubzylinders (15) und dem Unterwerkzeug (11) angeordnet ist, zur Kompensation des auf die Druckkolben (18, 19) sowie das Ober- und das Unterwerkzeug (10,11) wirkenden Innendrucks der Formkammer (12).

2. Hydroformpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkissen (20, 21) in die Druckkolben (18, 19) des oberen und des unteren Kurzhubzylinders (14, 15) und/oder in das Oberwerkzeug (10) sowie das Unterwerkzeug (11) integriert sind.

3. Hydroformpresse nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine Regelbarkeit des Druckes des Druckmediums, mit dem die Druckkissen (20, 21) beaufschlagt werden, in Abhängigkeit vom Innendruck der Formkammer (12).

Zeichnung