DE10162440A1

DE10162440A1 - forming press

Info

Publication number: DE10162440A1
Application number: DE2001162440
Authority: DE
Inventors: Herbert Bauer; Andreas Haas
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; SIEMPELKAMP PRESSEN SYSTEME GmbH AND Co; Siempelkamp Pressen Systeme GmbH and Co KG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2001-12-19
Filing date: 2001-12-19
Publication date: 2003-07-03
Also published as: DE50210587D1; EP1321203A2; EP1321203A3; EP1321203B1

Abstract

Es handelt sich um ein Umformwerkzeug mit einem Formraum zum Herstellen von metallischen Werkstücken im Wege einer wirkmedienunterstützten Warmumformung. Das Werkzeugoberteil weist zur Erzeugung einer Ausformung an dem entstehenden rohrförmigen Werkstück eine der Ausformung entsprechende Formausnehmung mit einem in der Formausnehmung in Ausformrichtung geführten Gegenhalter auf, der die Ausformgeschwindigkeit und Ausformtiefe der entstehenden Ausformung kontrolliert. Außerdem kann auf der dem Gegenhalter gegenüberliegenden Seite ein Schieber vorgesehen sein, um den Werkstofffluss in Richtung der entsprechenden Ausformung zu steuern.It is a forming tool with a mold space for the production of metallic workpieces by means of hot forming supported by active media. To produce a shape on the resulting tubular workpiece, the upper part of the tool has a shape recess corresponding to the shape with a counter-holder guided in the shape recess in the shape direction, which controls the shape speed and depth of shape of the shape formed. In addition, a slide can be provided on the side opposite the counter holder in order to control the material flow in the direction of the corresponding shape.

Description

Die Erfindung betrifft eine Umformpresse mit einem Umformwerkzeug und einem Formraum zwischen Werkzeugunterteil und Werkzeugoberteil zum Herstellen von Werkstücken aus metallischen Werkstoffen, insbesondere Aluminium, im Wege einer wirkmedienunterstützten Warmumformung und mit in den Formraum einfahrbaren Umformstempeln mit Hochdruckbohrungen, welche auf einen in dem Formraum befindlichen hohlen Rohling, z. B. Rohr, nach Maßgabe der Innenhochdruckumformung arbeiten, wobei unter Umformhochdruck stehende Umformflüssigkeit die Umformung unterstützt. Die Warmumformung des Rohlings kann im Rahmen der Erfindung mit Hilfe einer hochtemperierten Umformflüssigkeit erfolgen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Rohling und/oder das Umformwerkzeug hinreichend zu erwärmen. The invention relates to a forming press with a Forming tool and a mold space between the lower part of the tool and Tool upper part for the production of workpieces metallic materials, especially aluminum, in the way media-assisted hot forming and in the Forming space retractable stamping with High pressure bores, which are located on one in the molding space hollow blank, e.g. B. pipe, according to the Hydroforming work, being under high pressure Forming liquid supports the forming. The Hot forming of the blank can be done with the help of the invention a high temperature forming liquid. It but there is also the possibility of the blank and / or that Sufficiently heat the forming tool.

Bei der Erzeugung von Ausformungen an hohlen Rohlingen bzw. den daraus entstehenden hohlen Werkstücken im Zuge der Warmumformung mit Innenhochdruck besteht ein ständiges Problem darin, einen hinreichenden Werkstofftransport zu erreichen, wenn ein unerwünschtes Abstrecken der Werkstückwand verhindert werden soll. Das gilt selbst dann, wenn der Rohling in eine für die Warmumformung vorgegebene Verformungstemperatur gebracht werden kann. Denn häufig lassen sich nur relativ geringe Verformungsgrade erreichen. - Hier setzt die Erfindung ein. When creating moldings on hollow blanks or the resulting hollow workpieces in the course of the Hot forming with internal high pressure is constant The problem is that there is sufficient material transport achieve when an undesirable stretching of the Workpiece wall should be prevented. This applies even if the Blank in a specified for hot forming Deformation temperature can be brought. Because often leave only relatively low degrees of deformation are achieved. - Here uses the invention.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Umformpresse der eingangs beschriebenen Ausführungsform zu schaffen, mit der sich eine Ausformung an einem rohrförmigen Werkstück in einwandfreier Weise ohne unerwünschtes Abstrecken der Werkstückwand herstellen lässt. The invention has for its object a forming press to create the embodiment described above with which forms a shape on a tubular workpiece flawlessly without unwanted stretching of the Can produce workpiece wall.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Umformpresse dadurch, dass das Werkzeugoberteil und/oder Werkzeugunterteil zur Erzeugung einer Ausformung an dem entstehenden rohrförmigen Werkstück eine der Ausformung entsprechende Formausnehmung mit einem in der Formausnehmung in Ausformrichtung geführten Gegenhalter aufweist, der die Ausformgeschwindigkeit und Ausformtiefe der entstehenden Ausformung kontrolliert. - Diese Maßnahmen der Erfindung haben zur Folge, dass sich mit Hilfe des in Ausformrichtung gleichsam unter Brems- und folglich Stauwirkung geführten Gegenhalters hinreichend viel aber nicht zuviel Werkstoff in die Formausnehmung abfließen kann, so dass dort im Zuge des Warmumformens mit Innenhochdruck eine Ausformung entsteht, bei der ein unerwünschtes Abstrecken der Werkstückwand verhindert wird. Ein gezielter Werkstofftransport wird insbesondere dann erreicht, wenn einerseits die Formausnehmung mit dem Gegenhalter orthogonal zu dem Rohling in den Formraum mündet und nach einem Vorschlag der Erfindung mit selbständiger Bedeutung das Werkzeugunterteil oder Werkzeugoberteil auf der der Formausnehmung gegenüberliegenden Seite eine Schieberführung mit einem in den Formraum vorfahrbaren Schieber aufweist, der während der Erzeugung der Ausformung Rohlingwerkstoff in Richtung der Ausformung drückt. Zweckmäßigerweise ist der Schieber über die Formraummitte hinaus in den Formraum und gegen den Innenhochdruck beaufschlagten Rohling verfahrbar. Weiter sieht die Erfindung vor, dass der Schieber nach dem Erzeugen der Ausformung bei innenhochdruckbeaufschlagtem Rohling bzw. entstehendem Werkstück in seine Ausgangsstellung zurückfährt, so dass sich an dem Werkstück die dadurch gebildete Werkzeugform abbildet. The invention solves this problem with a generic one Forming press in that the upper part of the tool and / or Lower part of the tool for creating a shape on the resulting tubular workpiece one of the formation corresponding shape recess with one in the Has a mold recess in the molding direction, of the molding speed and depth of the formed formation controlled. - These measures of Invention have the result that with the help of Forming direction as it were under braking and consequently Congestion caused by the counterhold, however, is sufficient do not drain too much material into the mold recess can, so there in the course of hot forming with A high pressure creates a formation in which a unwanted stretching of the workpiece wall is prevented. A targeted material transport is particularly important achieved when the mold recess with the Counterholder orthogonal to the blank in the mold space flows out and with a proposal of the invention independent meaning the lower part of the tool or Tool upper part on the opposite of the mold recess Side a slide guide with one in the molding space retractable slide that during production of the blank material in the direction of the molding suppressed. Advantageously, the slide is over the Mold space center out into the mold space and against the High pressure applied to blank can be moved. Further The invention provides that the slide after the Creation of the formation with internal high pressure Blank or emerging workpiece in its Starting position moves back so that the depicts the tool shape formed thereby.

Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung mit selbständiger Bedeutung sieht die Erfindung vor, dass der Gegenhalter einen mittigen Formstempel aufweist, der zur Erzeugung von zwei mit vorgegebenem Abstand voneinander liegenden Aushalsungen entgegen der Bewegungsrichtung des Gegenhalters in die entstehende Ausformung verfahrbar ist und den mittleren Teil der unter Innenhochdruck stehenden Ausformung in Richtung der Mittenachse des entstehenden Werkzeugstückes zurückverdrängt. Zwischen den beiden nebeneinanderliegenden Aushalsungen lässt sich beispielsweise ein Lenker für einen Achsträger wie er im Fahrzeugbau Verwendung findet befestigen. Im Allgemeinen wird zur Befestigung solcher Lenker am Achsbaubeil beim Warmumformen eine Aushalsung erzeugt, in der nach einer entsprechenden Beseitigung von Aushalsungsteilen der Lenker angelenkt wird. Hierbei kann das Problem entstehen, dass durch die Materialbeseitigung an der Aushalsung des Achsbauteils dessen Steifigkeit- und Festigkeitseigenschaften den Anforderungen nicht mehr genügen. Das wird nach Lehre der Erfindung verhindert, weil nunmehr zwei nebeneinanderliegende Aushalsungen erzeugt werden, in denen der Lenker ohne Materialbeseitigung befestigt werden kann. Im Übrigen lassen sich die beiden Aushalsungen unschwer zusammendrücken und mittels eines Lochstempels für die Anlenkung des Lenkers lochen. According to another proposal of the invention of independent importance, the invention provides that the Counterholder has a central stamp, which for Generation of two with a given distance from each other lying necklines against the direction of movement of the Bracket can be moved into the resulting shape and the middle part of the high pressure Forming in the direction of the center axis of the resulting Tool piece pushed back. Between the two adjacent necklines can be for example a handlebar for an axle beam like the one used in vehicle construction Use finds fasten. Generally becomes Attachment of such handlebars to the axle component during hot forming creates a neck in which after a corresponding Elimination of neck parts of the handlebars articulated becomes. Here the problem can arise that by the Removal of material from the neck of the axle component whose stiffness and strength properties den Requirements no longer meet. According to the teaching of Invention prevented because now two juxtaposed necklines are created in which the handlebars can be attached without removing material. Furthermore the two neckings can be easily press together and use a punch for the linkage punch the handlebar.

Im Folgenden wird die Erfindung an einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen: In the following, the invention is based on only one Exemplary embodiment drawing closer explained. Show it:

Fig. 1 im schematischen Vertikalschnitt ein Umformwerkzeug für die erfindungsgemäße Presse vor der Umformung des Rohlings, Fig. 1 in schematic vertical section a forming tool for the inventive press prior to forming the blank,

Fig. 2 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 1 im Zuge des Umformvorganges, Fig. 2 shows a detail of the object of FIG. 1 during the forming process,

Fig. 3 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach Fig. 1 nach dem Umformvorgang, Fig. 3 shows a detail of the object 1 shown in FIG. After the forming,

Fig. 4 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 2 mit Gegenhalter, jedoch ohne Schieber im Zuge des Umformvorganges, Fig. 4 shows another embodiment of the subject of Fig. 2 with fixing plate, but without a slide in the course of the forming process,

Fig. 5 den Gegenstand nach Fig. 4 im Zuge der Erzeugung von zwei nebeneinanderliegenden Aushalsungen, und Fig. 5 shows the object of FIG. 4 in the course of the production of two adjacent necklines, and

Fig. 6 ausschnittsweise einen im Zuge der Warmumformung mit Innenhochdruckumformung erzeugten Achsträger mit zwei Aushalsungen für die Befestigung eines Lenkers. Fig. 6 a detail of a subframe in the course of hot forging produced by hydroforming with two extrusions for the attachment of a handlebar.

In den Figuren ist von einer Umformpresse ein Umformwerkzeug mit einem Formraum 1 zwischen Werkzeugoberteil 2 und Werkzeugunterteil 3 zum Herstellen von Werkstücken 4 aus metallischen Werkstoffen, insbesondere aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, im Wege einer wirkmedienunterstützten, Warmumformung dargestellt. Dieses Umformwerkzeug besitzt in den Formraum 1 einfahrbare Umformstempel 5 mit Hochdruckbohrungen 6, welche auf einen in dem Formraum 1 befindlichen hohlen Rohling 7, nach dem Ausführungsbeispiel ein Rohr, nach Maßgabe der Innenhochdruckumformung arbeiten. Dazu wird unter Umformhochdruck stehende Umformflüssigkeit in den Rohling 7 eingedrückt, die selbst hochtemperiert sein kann. Es besteht aber auch die Möglichkeit, den Rohling 7 oder das Umformwerkzeug vorzuwärmen, um eine Warmumformung unter Innenhochdruck vornehmen zu können. In the figures, a forming tool with a forming space 1 between the upper tool part 2 and the lower tool part 3 for the production of workpieces 4 from metallic materials, in particular from aluminum or aluminum alloys, is represented by a forming press by means of hot-forming supported by active media. This forming tool has in the mold cavity 1 retractable forming die 5 with the high-pressure bores 6, which operate on a located in the mold cavity 1 hollow blank 7, according to the embodiment, a tube in accordance with the internal high-pressure forming. For this purpose, high-pressure metal forming liquid is pressed into the blank 7 , which can itself be at a high temperature. However, there is also the possibility of preheating the blank 7 or the forming tool in order to be able to carry out hot forming under high internal pressure.

Das Werkzeugoberteil 2 weist zur Erzeugung einer Ausformung 8 an dem entstehenden rohrförmigen Werkstück eine der Ausformung 8 entsprechende Formausnehmung 9 mit einem in der Formausnehmung 9 in Ausformrichtung geführten Gegenhalter 10 auf, der die Ausformgeschwindigkeit und Ausformtiefe der entstehenden Ausformung 8 kontrolliert. Die Formausnehmung 9 mit dem Gegenhalter 10 mündet orthogonal zu dem Rohling 7 in den Formraum 1. To produce a formation 8 on the resulting tubular workpiece, the upper tool part 2 has a shape recess 9 corresponding to the formation 8 with a counter-holder 10 which is guided in the shape recess 9 in the direction of the shape and which controls the shape speed and depth of the shape 8 being formed . The mold recess 9 with the counterholder 10 opens into the mold space 1 orthogonally to the blank 7 .

Nach der in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsform weist das Werkzeugunterteil 3 auf der der Formausnehmung 9 gegenüberliegenden Seite eine Schieberführung 11 mit einem in den Formraum 1 vorfahrbaren Schieber 12 auf, der während der Erzeugung der Ausformung 8 Rohlingwerkstoff in Richtung der Ausformung 8 drückt. Der Schieber 12 ist über die Formraummitte hinaus in den Formraum 1 und gegen den innenhochdruckbeaufschlagten Rohling 7 verfahrbar. Nach dem Erzeugen der Ausformung 8 fährt der Schieber 12 bei innenhochdruckbeaufschlagtem 7 Rohling bzw. weitgehend entstandenem Werkstück in seine Ausgangsstellung zurück, so dass sich auch in diesem Bereich am Werkstück 4 die dadurch gebildete Werkzeugform abbildet. - Gegenhalter- und Schieberbewegungen sind durch Pfeile angedeutet. According to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 embodiment, the tool lower part 3 on which the mold recess 9 opposite side, a slider guide 11 presses with a vorfahrbaren into the mold cavity 1 slide 12 which 8 blank material in the direction of the protuberance 8 during the generation of the formation , The slide 12 can be moved beyond the center of the mold space into the mold space 1 and against the blank 7 subjected to high internal pressure. After the formation 8 has been produced , the slide 12 moves back to its initial position when the blank, which has been subjected to high internal pressure, or a largely created workpiece, so that the tool shape thus formed is also depicted on the workpiece 4 in this area. - Counterholder and slide movements are indicated by arrows.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 weist der Gegenhalter 10 einen mittigen Formstempel 13 auf, der zur Erzeugung von zwei mit vorgegebenem Abstand nebeneinanderliegenden Aushalsungen 14, 14' entgegen der Bewegungsrichtung des Gegenhalters 10 in die entstehende Ausformung 8 verfahrbar ist und den mittleren Teil der unter Innenhochdruck stehenden Ausformung 8 in Richtung der Mittenachse des entstehenden Werkstückes zurückverdrängt. Die beiden Aushalsungen 14, 14' dienen z. B. zur Befestigung eines Lenkers 15 an einem in Fig. 6 ausschnittsweise dargestellten Achsträger 16. Die Lenkerbefestigung zwischen den Aushalsungen 14, 14' ist ohne Beseitigung von Aushalsungsmaterial möglich, so dass sich das gesamte Achsbauteil 16 durch hohe Steifigkeit und Festigkeitseigenschaften auszeichnet. In the embodiment according to FIGS . 4 and 5, the counter-holder 10 has a central shaping die 13 which, in order to produce two neckings 14 , 14 'lying next to one another at a predetermined distance, can be moved into the resulting formation 8 against the direction of movement of the counter-holder 10 and the middle one Part of the formation 8 under internal high pressure is displaced back in the direction of the center axis of the workpiece being produced. The two necklines 14 , 14 'serve z. B. for fastening a link 15 to an axle beam 16 shown in detail in FIG. 6. The handlebar attachment between the neckings 14 , 14 'is possible without removing necking material, so that the entire axle component 16 is characterized by high rigidity and strength properties.

Claims

1. forming press with a forming tool and a forming space between the lower part of the tool and the upper part of the tool for producing workpieces from metallic materials, in particular aluminum, by means of hot forming supported by active media, and with forming punches which can be moved into the forming space and have high-pressure bores, which are placed on a hollow blank located in the forming space, z. B. tube, work in accordance with the internal high-pressure forming, wherein forming liquid under forming high pressure supports the forming, characterized in that the upper tool part ( 2 ) and / or lower tool part ( 3 ) for producing a formation ( 8 ) on the resulting tubular workpiece one of the formation ( 8 ) has a corresponding mold recess ( 9 ) with a counter-holder ( 10 ) guided in the mold recess ( 9 ) in the mold direction, which controls the mold speed and mold depth of the mold ( 8 ) formed.

2. Forming press according to claim 1, characterized in that the mold recess ( 9 ) with the counter-holder ( 10 ) opens orthogonally to the blank ( 7 ) in the mold space ( 1 ).

3. Forming press according to claim 1 or 2, characterized in that the lower tool part ( 3 ) or upper tool part ( 2 ) on the side opposite the mold recess ( 9 ) has a slide guide ( 11 ) with a slide ( 12 ) which can be moved forward into the molding space ( 1 ). which presses the blank material in the direction of the formation during the formation of the formation ( 8 ).

4. Forming press according to one of claims 1 to 3, characterized in that the slide ( 12 ) beyond the center of the mold space into the mold space ( 1 ) and against the internal high pressure blank ( 7 ) can be moved.

5. Forming press according to one of claims 1 to 4, characterized in that the slide ( 12 ) returns to its starting position after the formation ( 8 ) with blank ( 7 ) subjected to internal high pressure.

6. Forming press according to claim 1, characterized in that the counter-holder ( 10 ) has a central die ( 13 ) which, in order to produce two neckings ( 14 , 14 ') lying next to one another at a predetermined distance, counter to the direction of movement of the counter-holder ( 10 ) Formation ( 8 ) is displaceable and displaces the central part of the formation ( 8 ) under internal high pressure back in the direction of the center axis of the workpiece being formed.