DE102006014272B3

DE102006014272B3 - Innenhochdruckumformung-Pressensystem

Info

Publication number: DE102006014272B3
Application number: DE200610014272
Authority: DE
Inventors: Sung Man Yangsan Sohn; Mun Yong Lee
Original assignee: Sungwoo Hitech Co Ltd
Current assignee: Sungwoo Hitech Co Ltd
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2026-03-29

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Innenhochdruckumformung-Pressensystem und ein Verfahren dafür. Ausdrücklicher betrifft die vorliegende Erfindung ein Innenhochdruckumformung-Pressensystem und ein Verfahren dafür, worin ein maximal aufgeweiteter Teil und ein gekrümmter Teil, der damit verbunden ist, zuerst aufgeweitet werden, und dann der gekrümmte Teil nach innen gefaltet wird. Wenn ein Innenhochdruckumformung-Pressensystem und ein Verfahren dafür gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden, kann ein Teil mit minimalem Krümmungsradius an dem maximal aufgeweiteten Teil wunderbar ausgebildet werden, da der gekrümmte Teil, der mit dem maximal aufgeweiteten Teil verbunden ist, zuerst ausgebildet wird mit dem ausreichenden Materialeinfluss, und dann der gekrümmte Teil durch die beweglichen oberen Formen und die beweglichen unteren Formen nach innen gefaltet wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Innenhochdruckumformung-Pressensystem. Ausdrücklicher betrifft die vorliegende Erfindung ein Innenhochdruckumformung-Pressensystem, worin ein aufzuweitender Mittelteil und ein gekrümmter Teil, der damit verbunden ist, zuerst auf geweitet werden und dann der gekrümmte Teil nach innen gefaltet wird.
Im Allgemeinen wird ein Innenhochdruckumformung-Verfahren bei Raumtemperatur (10°C–30°C) durchgeführt unter Verwendung eines der Blechumformungsverfahren, welche ein Rohr unter Verwendung von hydraulischem Druck aufweiten.
Das Innenhochdruckumformung-Verfahren ist ein sehr wirksames Verfahren, um gepresste Produkte wie Vorderseiten-Bauteile und Stoßfänger in der Automobilindustrie leichter zu machen, und es ermöglicht eine Reduktion der Produktionskosten für die gepressten Produkte.
In jüngster Zeit ist, zusätzlich zu einer Stahllegierung, eine hochfeste Aluminiumlegierung als ein Rohrmaterial in dem Innenhochdruckumformung-Verfahren weit verbreitet verwendet worden, um das Gewicht des Rohrs zu verringern.
Die hochfeste Aluminiumlegierung hat eine geringere Formbarkeit bei Raumtemperatur als die Stahllegierung, wenn das Innenhochdruckumformung-Verfahren verwendet wird. Daher wird die hochfeste Aluminiumlegierung zuerst erweicht, um die Formbarkeit sicherzustellen, und dann wird die hydraulische Druckumformung daran Schritt für Schritt durchgeführt. Nachdem die Produkte umgeformt sind, wird deren Festigkeit durch eine Wärmebehandlung verstärkt.

Der Umformungsprozess eines Rohrs, das einen Teil mit minimalem Krümmungsradius an einem aufzuweitenden Mittelteil hat, in dem Innenhochdruckumformung-Verfahren wird nachfolgend ausführlich mit Bezug auf 6 bis 9 beschrieben.

Zuerst wird, wie in 6 gezeigt, ein Rohr 100 auf eine untere Form 101 einer Innenhochdruckumformung-Pressform geladen und dann wird eine obere Form 103 darauf abgesenkt.

Anschließend, wie in 7 gezeigt, rücken Hydraulikdruck-Versorger 113 und 115, die an beiden Enden des Rohrs 100 angeordnet sind, Stopfen 105 und 107 in einer axialen Richtung des Rohrs 100 vor, um das Rohr 100 abzudichten und axiale Kompression auf das Rohr zu geben.

Ausdrücklicher wird, wie in 8 gezeigt, das Rohr 100 fixiert durch die untere Form 101, die obere Form 103 und die Stopfen 105 und 107 an seinen beiden Enden.

In diesem Fall wird, während die axiale Kompressionskraft der Stopfen 105 und 107 aufgenommen wird, das Rohr 100 mit hydraulischem Druck versorgt, so dass es sich aufweitet, um sich gemäß der umformenden Oberflächen 109 und 111 der unteren und oberen Formen 101 und 103 umzuformen.

Nachdem das Hydraulikdruck-Umformen abgeschlossen ist, wird die obere Form 103 nach oben verfahren und die Stopfen 105 und 107 werden zurückgezogen, wie in 9 gezeigt. Das Rohr 100 wird dann von der unteren Form 101 entnommen.

Jedoch ist, wie in 8 gezeigt, wenn ein Teil P2 mit minimalem Krümmungsradius an einem aufzuweitenden Mittelteil P1 ausgebildet wird, die Dehnung durch den hydraulischen Druck nicht ausreichend, damit ein Rohrmaterial zufriedenstellend in den Teil P2 mit minimalem Krümmungsradius einfließt. In diesem Fall kann deshalb eine problematische Situation vorkommen und zwar derart, dass eine Dicke t des Rohrs 100 an dem Teil P2 mit minimalem Krümmungsradius übermäßig dünn werden kann, oder schwerwiegender, ein Riss (C) auftreten kann.

Die DE 94 11 461 U offenbart ein Innenhochdruckumformung-Pressensystem zur Herstellung von Felgenkränzen und ähnlichen Hohlformteilen durch Aufweiten eines Rohrs durch Zuführen eines hydraulischen Drucks von Hydraulikdruck-Versorgern, die an beiden Enden des Rohrs angeordnet sind, das von geteilten Hohlformen umgeben ist, die in der Axialrichtung des Rohrs beweglich gelagert sind, wobei das Innenhochdruckumformung-Pressensystem Druckeinspeisevorrichtungen zum Füllen des Rohrs mit dem hydraulischen Druck durch beide Enden des Rohrs umfasst, wobei die Druckeinspeisevorrichtungen jeweils ein Schiebemittel haben, um das Rohr in dessen axialer Richtung zu komprimieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Innenhochdruckumformung-Pressensystem bereitzustellen, das einen ausreichenden Materialeinfluss in einen Teil mit minimalem Krümmungsradius hinein sicherstellt, der an einem aufzuweitenden Mittelteil ausgebildet wird, indem zuerst der aufzuweitende Mittelteil und ein gekrümmter Teil, der damit verbunden ist, aufgeweitet werden und dann der gekrümmte Teil nach innen gefaltet wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Innenhochdruckumformung-Pressensystem gemäß Anspruch 1 bzw. Anspruch 6 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Es folgt eine Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen.
1 ist eine Querschnittsansicht eines Innenhochdruckumformung-Pressensystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 bis 5 zeigen einen schrittweisen Betriebszustand eines Innenhochdruckumformung-Pressensystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 bis 9 zeigen einen schrittweisen Betriebszustand eines herkömmlichen Innenhochdruckumformung-Pressensystems.
1 ist eine Querschnittsansicht eines Innenhochdruckumformung-Pressensystems gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Innenhochdruckumformung-Pressensystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weitet ein Rohr 1 durch Zuführen eines hydraulischen Drucks durch beide Enden des Rohrs 1 auf. Der hydraulische Druck wird durch Hydraulikdruck-Versorger 3 und 5 zugeführt, die an den jeweiligen Enden des Rohrs 1 angeordnet zugeführt, die an den jeweiligen Enden des Rohrs 1 angeordnet sind. Das Rohr 1 hat einen Teil P2 mit minimalem Krümmungsradius an einem aufzuweitenden Mittelteil P1, wie in 5 gezeigt.
Das Innenhochdruckumformung-Pressensystem gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst eine feste untere Form 11, eine feste obere Form 13, bewegliche untere Formen 21 und 23, die einander gegenüberliegen, bewegliche obere Formen 31 und 33, die einander gegenüberliegen, tatsächliche Einspeisevorrichtungen 41 und 43 und bewegliche Blöcke 45 und 47.
Die feste untere Form 11 hat eine umformende Oberfläche F1 für den aufzuweitenden Mittelteil des Rohrs 1 auf einer Oberseite davon und ist auf einer unteren Unterlage 15 installiert.
Die feste obere Form 13 hat eine umformende Oberfläche F1 für den aufzuweitenden Mittelteil auf einer Unterseite davon. Die umformende Oberfläche F1 der festen oberen Form 13 entspricht der umformenden Oberfläche F1 der festen unteren Form 11. Die feste obere Form 13 ist an einem oberen Gleiter 17 installiert.
Die beweglichen unteren Formen 21 und 23 sind auf beiden Seiten der festen unteren Form 11 installiert. Es ist möglich, dass die beweglichen unteren Formen 21 und 23 längs einer axialen Richtung des Rohrs 1 gleiten. Die beweglichen unteren Formen 21 und 23 haben jeweils umformende Oberflächen F2 für beide Enden des Rohrs 1 auf ihren Oberseiten.
Zusätzlich sind die beweglichen oberen Formen 31 und 33 auf beiden Seiten der festen oberen Form 13 installiert. Es ist möglich, dass die beweglichen oberen Formen 31 und 33 längs der axialen Richtung des Rohrs 1 gleiten. Die beweglichen oberen Formen 31 und 33 haben umformende Oberflächen F2 für beide Enden des Rohrs 1 auf ihren Unterseiten. Die umformenden Oberflächen F2 der beweglichen oberen Formen 31 und 33 entsprechen den umformenden Oberflächen F2 der beweglichen unteren Formen 21 und 23.
Ein Führungsmittel ist zwischen der festen unteren Form 11 und den beweglichen unteren Formen 21 und 23 installiert bzw. zwischen der festen oberen Form 13 und den beweglichen oberen Formen 31 und 33.
Jedes Führungsmittel umfasst eine Führungsschiene R und einen Schienenblock B. Die Führungsschiene R ist auf beiden Seiten der festen unteren Form 11 bzw. der festen oberen Form 13 ausgebildet. Der Führungsblock B ist jeweils an den beweglichen unteren Formen 21 und 23 und an den beweglichen oberen Formen 31 und 33 ausgebildet. Die beweglichen unteren Formen 21 und 23 und die beweglichen oberen Formen 31 und 33 können längs der axialen Richtung des Rohrs 1 gemäß den Führungsschienen R gleiten.
Rückstellfedern S sind jeweils zwischen der festen unteren Form 11 und den beweglichen unteren Formen 21 und 23 zwischengeschaltet. Die Rückstellfedern S sind in Federbehausungen H eingesetzt, welche jeweils an der festen unteren Form 11 und den beweglichen unteren Formen 21 und 23 ausgebildet sind. Wenn die beweglichen unteren Formen 21 und 23 in Richtung der festen unteren Form 11 geschoben werden, übertragen die Rückstellfedern S Rückstellkräfte auf die beweglichen unteren Formen 21 und 23 und die feste untere Form 11, damit diese durch einen vorherbestimmten Abstand voneinander getrennt werden.
Zusätzlich sind Rückstellfedern S außerdem jeweils zwischen der festen oberen Form 13 und den beweglichen oberen Formen 31 und 33 zwischengeschaltet. Diese Rückstellfedern S sind in die Federbehausungen H eingesetzt, welche jeweils an der festen oberen Form 13 und den beweglichen oberen Formen 31 und 33 ausgebildet sind. Die Rückstellfedern S übertragen Rückstellkräfte auf die beweglichen oberen Formen 31 und 33.
Die Rückstellfedern S können als Schraubenfedern ausgebildet sein.
Zusätzlich sind die Druckeinspeisevorrichtungen 41 und 43 jeweils an Arbeitsstangen 7 und 9 der Hydraulikdruck-Versorger 3 und 5 installiert. Die Druckeinspeisevorrichtungen 41 und 43 füllen das Rohr 1 mit dem hydraulischen Druck durch beide Enden des Rohrs 1 und erteilen dem Rohr 1 eine axiale Kompression.
Zusätzlich sind die beweglichen Blöcke 45 und 47 eine Einheit bildend mit den Druckeinspeisevorrichtungen 41 und 43 ausgebildet, um die beweglichen unteren Formen 21 und 23 und die beweglichen oberen Formen 31 und 33 in Richtung der festen unteren Form 11 bzw, der festen oberen Form 13 zu drücken.
Das heißt, der aufzuweitende Mittelteil und der gekrümmte Teil davon werden aufgeweitet, bis das Rohrmaterial ausreichend zu dem Rohr 1 fließt, damit der Teil mit minimalem Krümmungsradius an dem aufzuweitenden Mittelteil ausgebildet wird unter der Bedingung, dass die beweglichen oberen Formen 31 und 33 und die beweglichen unteren Formen 21 und 23 miteinander vereinigt sind. Danach werden die beweglichen oberen Formen 31 und 33 und die beweglichen unteren Formen 21 und 23 durch die Betätigung der Arbeitsstangen 45 und 47 gedrückt, um in Richtung der festen unteren Form 11 bzw. der festen oberen Form 13 zu gleiten. Die Arbeitsstangen 45 und 47 sind an den Hydraulikdruck-Versorgern 3 und 5 montiert und werden gesteuert, um die beweglichen oberen Formen 31 und 33 und die beweglichen unteren Formen 21 und 23 in Richtung der festen unteren Form 11 bzw. der festen oberen Form 13 zu drücken. Die beweglichen oberen Formen 31 und 33 und die beweglichen unteren Formen 21 und 23 falten beide Enden des aufzuweitenden Mittelteils nach Innen, um dadurch den Teil mit minimalem Krümmungsradius zu bilden.
Ein Innenhochdruckumformung-Pressverfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend ausführlich mit Bezug auf 1 bis 5 beschrieben werden.
Das Rohr 1 wird auf die feste untere Form 11 und die beweglichen oberen Formen 21 und 23 der Innenhochdruckumformung-Presse gelegt, wie in 1 gezeigt.
Danach werden die feste obere Form 13 und die beweglichen oberen Formen 31 und 33 abgesenkt, um jeweils mit der festen unteren Form 11 und den beweglichen unteren Formen 21 und 23 vereinigt zu werden, wie in 2 gezeigt.
In diesem Fall sind die beweglichen oberen Formen 31 und 33 und die beweglichen unteren Formen 21 und 23 jeweils durch einen vorherbestimmten Abstand 1 von der festen oberen Form 13 und der festen unteren Form 11 getrennt.
In diesem Zustand, wie in 3 gezeigt, werden die tatsächlichen Einspeisevorrichtungen 41 und 43 in beide Enden des Rohrs 1 eingesetzt, wenn die Arbeitsstangen 7 und 9 der Hydrau likdruck-Versorger 3 und 5 vorrücken.
Dann liefern die Hydraulikdruck-Versorger 3 und 5 den hydraulischen Druck in das Rohr 1 mit den Druckeinspeisevorrichtungen 41 und 43, um das Rohr 1 aufzuweiten, wie in 4 gezeigt.
In diesem Fall wird der aufzuweitende Mittelteil P1 des Rohrs 1 an der umformenden Oberfläche F1 der festen oberen Form 13 und der festen unteren Form 11 geformt. Auf die gleiche Art und Weise wird der gekrümmte Teil P3 des Rohrs 1 von beiden Enden der umformenden Oberfläche F1 zu der jeweiligen umformenden Oberfläche F2 ausgebildet. Die umformende Oberfläche F2 ist durch einen vorherbestimmten Abstand 1 von der umformenden Oberfläche F1 getrennt.
In diesem Fall genügt ein Einfluss eines Rohrmaterials zu dem gekrümmten Teil P3, um den Teil P2 mit minimalem Krümmungsradius an dem aufzuweitenden Mittelteil P1 des Rohrs 1 zu bilden.
Nachdem der aufzuweitende Mittelteil P1 und der gekrümmte Teil P3 des Rohrs 1 durch den hydraulischen Druck vollständig ausgebildet sind, rücken die Arbeitsstangen 7 und 9 der Hydraulikdruck-Versorger 3 und 5 vor zu einer nächsten Stufe. Die beweglichen Blöcke 45 und 47, welche eine Einheit bildend an den Arbeitsstangen 7 und 9 ausgeformt sind, drücken die beweglichen oberen Formen 31 und 33 und die beweglichen unteren Formen 21 und 23 nach innen, wie in 5 gezeigt.
Deshalb wird der gekrümmte Teil P3, welcher mit dem aufzuweitenden Mittelteil P1 des Rohrs 1 verbunden ist, durch die beweglichen oberen Formen 31 und 33 und die beweglichen unteren Formen 21 und 23 nach innen gefaltet.
Das heißt, der Teil P2 mit minimalem Krümmungsradius wird aus dem gekrümmten Teil P3 des Rohrs 1 durch einen Faltungsprozess ohne einen zusätzlichen Materialeinfluss ausgebildet.
Wie oben beschrieben kann, wenn ein Innenhochdruckumformung-Pressensystem und ein Verfahren dafür gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden, der Teil mit minimalem Krümmungsradius an dem aufzuweitenden Mittelteil wunderbar ausgebildet werden, da der gekrümmte Teil, der mit dem aufzuweitenden Mittelteil verbunden ist, zuerst ausgebildet wird mit dem ausreichenden Materialeinfluss, und dann der gekrümmte Teil durch die beweglichen oberen Formen und die beweglichen unteren Formen nach innen gefaltet wird.
Deshalb kann eine problematische Situation derart, dass eine Dicke des Teils mit minimalem Krümmungsradius sich von der Dicke anderer Teile unterscheidet oder ein Riss an dem Teil mit minimalem Krümmungsradius wegen des unzureichenden Materialeinflusses auftreten kann, gelöst werden.

Claims

Ein Innenhochdruckumformung-Pressensystem zum Aufweiten eines Rohrs (1) durch Zuführen eines hydraulischen Drucks von Hydraulikdruck-Versorgern (3, 5), die an beiden Enden des Rohrs angeordnet sind, das von einer Form umgeben ist, wobei das Innenhochdruckumformung-Pressensystem folgendes umfasst: eine feste untere Form (11), die auf einer unteren Unterlage (15) installiert ist und die eine umformende Oberfläche (F1) für einen aufzuweitenden Mittelteil (P1) des Rohrs auf einer Oberseite davon aufweist; eine feste obere Form (13), die an einem oberen Gleiter (17) installiert ist, der der unteren Unterlage entspricht, und die eine umformende Oberfläche, die der umformenden Oberfläche der festen unteren Form entspricht, auf einer Unterseite davon aufweist; bewegliche untere Formen (21, 22), die auf jeweiligen Seiten der festen unteren Form so installiert sind, dass sie längs einer axialen Richtung des Rohrs durch ein Führungsmittel gleiten, wobei jede der beweglichen unteren Formen eine umformende Oberfläche für eine jeweilige Seite des Rohrs auf einer Oberseite davon aufweist; bewegliche obere Formen (31, 33), die auf jeweiligen Seiten der festen oberen Form so installiert sind, dass sie längs einer axialen Richtung des Rohrs durch ein Führungsmittel (R, B) gleiten, wobei jede der beweglichen oberen Formen eine umformende Oberfläche für eine jeweilige Seite des Rohrs auf einer Unterseite davon aufweist, wobei die umformende Oberfläche der beweglichen oberen Form der umformenden Oberfläche der beweglichen unteren Form entspricht; Druckeinspeisevorrichtungen (41, 43) zum Füllen des Rohrs mit dem hydraulischen Druck durch beide Enden des Rohrs, wobei die Druckeinspeisevorrichtungen jeweils ein Schiebemittel haben, um das Rohr in dessen axialer Richtung zu komprimieren; und bewegliche Blöcke (45, 47) zum Halten der Druckeinspeisevorrichtungen, wobei die beweglichen Blöcke jeweils an Arbeitsstangen (7, 9) der Hydraulikdruck-Versorger installiert sind; worin das Führungsmittel folgendes umfasst: Führungsschienen (R), die jeweils an der festen unteren Form und der festen oberen Form ausgebildet sind; und Schienenblöcke (B), die jeweils an den beweglichen unteren Formen und den beweglichen oberen Formen gemäß den Führungsschienen ausgebildet sind.
Das System von Anspruch 1, worin sich die beweglichen unteren Formen gemäß den gegenüberstehenden beweglichen oberen Formen bewegen.
Das System von Anspruch 1, worin ein Rückstellglied (S) zwischen der festen unteren Form und den beweglichen unteren Formen und außerdem zwischen der festen oberen Form und den beweglichen oberen Formen zwischengeschaltet ist.
Das System von Anspruch 3, worin das Rückstellglied (S) eine Schraubenfeder umfasst.
Das System von Anspruch 4, worin sich die beweglichen Blöcke zusammen mit den Arbeitsstangen der Hydraulikdruck-Versorger bewegen, um die beweglichen unteren Formen und die beweglichen oberen Formen nach innen zu drücken.
Ein Innenhochdruckumformung-Pressensystem zum Aufweiten eines Rohrs (1) durch Zuführen eines hydraulischen Drucks von Hydraulikdruck-Versorgern (3, 5), die an beiden Enden des Rohrs angeordnet sind, das von einer Form umgeben ist, wobei das Innenhochdruckumformung-Pressensystem folgendes umfasst: eine feste untere Form (11), die auf einer unteren Unterlage (15) installiert ist und die eine umformende Oberfläche (F1) für einen aufzuweitenden Mittelteil (P1) des Rohrs auf einer Oberseite davon aufweist, worin der aufzuweitende Mittelteil einen Teil (P2) mit minimalem Krümmungsradius darin aufweist; eine feste obere Form (13), die an einem oberen Gleiter (17) installiert ist, der der unteren Unterlage entspricht, und die eine umformende Oberfläche, die der umformenden Oberfläche der festen unteren Form entspricht, auf einer Unterseite davon aufweist; bewegliche untere Formen (21, 22), die auf jeweiligen Seiten der festen unteren Form so installiert sind, dass sie längs einer axialen Richtung des Rohrs durch ein Führungsmittel gleiten, wobei jede der beweglichen unteren Formen eine umformende Oberfläche für eine jeweilige Seite des Rohrs auf einer Oberseite davon aufweist; bewegliche obere Formen (31, 33), die auf jeweiligen Seiten der festen oberen Form so installiert sind, dass sie längs einer axialen Richtung des Rohrs durch ein Führungsmittel (R, B) gleiten, wobei jede der beweglichen oberen Formen eine umformende Oberfläche für eine jeweilige Seite des Rohrs auf einer Unterseite davon aufweist, wobei die umformende Oberfläche der beweglichen oberen Form der umformenden Oberfläche der beweglichen unteren Form entspricht; Druckeinspeisevorrichtungen (41, 43) zum Füllen des Rohrs mit dem hydraulischen Druck durch beide Enden des Rohrs, wobei die Druckeinspeisevorrichtungen jeweils ein Schiebemittel haben, um das Rohr in dessen axialer Richtung zu komprimieren; und bewegliche Blöcke (45, 47) zum Halten der Druckeinspeisevorrichtungen, wobei die beweglichen Blöcke jeweils an Arbeitsstangen (7, 9) der Hydraulikdruck-Versorger installiert sind; worin das Führungsmittel folgendes umfasst: Führungsschienen (R), die jeweils an der festen unteren Form und der festen oberen Form ausgebildet sind; und Schienenblöcke (B), die jeweils an den beweglichen unteren Formen und den beweglichen oberen Formen gemäß den Führungsschienen ausgebildet sind.
Das System von Anspruch 6, worin Rückstellfedern (S) zwischen der festen unteren Form und den beweglichen unteren Formen und außerdem zwischen der festen oberen Form und den beweglichen oberen Formen zwischengeschaltet sind.
Das System von Anspruch 6, worin die Rückstellfedern (S) Schraubenfedern umfassen.