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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines runden Hohlprofils durch Umformung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Herstellung eines runden Hohlprofils durch Umformung.
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Zur Herstellung von runden Hohlprofilen, insbesondere von Rohren, ist das Rundbiegen von Blechen bekannt, wobei das dadurch hergestellte Hohlprofil an seinen Längskanten anschließend verschweißt wird. Zum Rundbiegen wird oftmals ein mindestens zweistufiges Gesenkbiegeverfahren (U-O-Verfahren) genutzt, bei dem in einem ersten Schritt das Blech zu einem U-Profil geformt wird und in einem zweiten Schritt durch die Stauchung der ungekrümmten Schenkel des U-Profils dieses zu einem längsgeschlitzten O-Profil geformt wird. Nachteilig daran ist jedoch die mit der Stauchung der ungekrümmten Schenkel einhergehende Kaltverfestigung in diesem Bereich, die zu einer verringerten Duktilität führt, was einer weiteren Umformung des erzeugten Halbzeugs entgegensteht. Das U-O-Verfahren dient daher vorwiegend zur Herstellung dickwandiger Rohre mit großem Außendurchmesser.
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Eine weitere Alternative zur Herstellung von Hohlprofilen ist das Rundbiegen auf einer Zwei- oder Mehrwalzenrundbiegemaschine. Dabei wird die Anzahl der in einem Zyklus herzustellenden Rohre allerdings stark von der zulässigen Umformkraft begrenzt, die durch das Maß der Durchbiegung der Oberwalze bestimmt wird. Zudem wirkt sich hier nachteilig aus, dass zur Entnahme des hergestellten Rundprofils die Oberwalze zu öffnen ist. Wie auch beim beschriebenen U-O-Verfahren, muss der Kantenbereich auch beim Rundbiegen auf einer Mehrwalzenanordnung zur Herstellung eines Stumpfstoßes mit ausreichend geringem Spaltmaß vorgebogen werden. Dies erfordert Biegeprozesse mit hoher Genauigkeit, um die Schweißnahtvorbereitung so gering wie möglich zu halten. Demzufolge eignen sich beide beschriebenen Verfahren nur bedingt zur Herstellung von Rundprofilen in Fertigungsserien mit mittleren bis großen Stückzahlen in industriell relevanten Taktzeiten.
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Aus der
DE 2721 610 ist eine Presse zum Vorbiegen von Blechzuschnitten im Zuge der Herstellung von längsnahtgeschweißten Großrohren bekannt, mit einem festem Pressentisch und einem unter einer Vorbiegematrize beweglichem Preßstößel. Mit dieser Vorrichtung lässt sich ein mittels Stempel und Matrize U-förmig vorgebogener Blechzuschnitt durch seitliche Biegebacken und ein Schwert nachbiegen. Durch einen weiteren Biegeprozess kann der vorgebogene Blechzuschnitt zum Rohrquerschnitt weiter gebogen werden.
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Die
EP 1 541 252 B1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von UOE-Stahlrohren durch aufeinanderfolgendes C-Formen, U-Formen und O-Formen von Stahlblech, Nahtschweißen der Enden des Stahlrohrs und Expandieren des Rohrs, wobei bei diesem Verfahren eine Wärmebehandlung des hergestellten Stahlrohrs nach Durchführung der Biegeprozesse erfolgt.
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Die
US 4 491 004 A offenbart eine Vorrichtung zur Herstellung eines Metallrohres aus einem Metallblech zur Umsetzung eines Verfahrens, bei dem mithilfe eines Biegewerkzeugs auf das Metallblech einen Biegekraft längs einer Längswirklinie ausgeübt wird und das Metallblech auf dem Stützwerkzeug längs zwei Stützlinien abgestützt wird, wobei das Metallblech zwischen den Werkzeugen mithilfe eines Stellantriebs zur Bildung eines Rohres seitlich verlagert wird, sodass die Ränder des Metallblech zusammen gegeneinander gebogen werden.
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Eine weitere Alternative zur Herstellung von Rundprofilen stellt das Soudronic-Verfahren dar, bei dem durch eine diskontinuierliche Umformung das Blech in einer ungeraden Anzahl von Einzelhüben schrittweise zu einem zylindrischen oder konischen Hohlkörper geformt wird. Die notwendige Anzahl der zu realisierenden Umformschritte richtet sich in erster Linie nach der Breite des eingesetzten Gesenks, die die maximale Umschlingung beziehungsweise Kontaktierung der Platine mit dem Gesenk in einem Umformschritt definiert. Die Gesenkbreite hängt von der werkstoff- und abmessungsspezifischen Rückfederung der Platine bei der Umformung ab. Mit zunehmender Rückfederung muss die Platine zunehmend überbogen werden, um die Rückfederung zu kompensieren. Die damit einhergehende Abweichung des benötigten Werkzeugradius vom Halbzeug-Sollradius führt gegebenenfalls zu einer Kollision der beidseitig einer Werkzeughalteklinge positionierten und bereits umgeformten beziehungsweise gekrümmten Werkstückschenkel mit der Werkzeughalteklinge insbesondere im letzten Umformschritt, der üblicherweise am mittleren Werkstücksteg ausgeführt wird. Zudem besteht damit die Gefahr der Einleitung unerwünschter Biegemomente im Werkstück am Auslauf aus den Gesenkkanten, die zu einer Abweichung des herzustellen Halbzeugs von der geforderten Geometrie bis hin zur Zerstörung des Werkstücks führen kann. Um diese Nachteile zu verhindern, werden üblicherweise mehr Umformschritte durchgeführt und/oder eine verstärkte Rückfederung akzeptiert.
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Dies trifft insbesondere auf die Fertigung von Halbzeugen beziehungsweise Hohlprofilen aus Leichtmetallen, wie zum Beispiel aus Aluminium- beziehungsweise Magnesiumlegierungen, zu, die bereits mit geringen Wandstärken ein starkes Rückfederungsvermögen aufweisen. Die zwecks Umformung derartiger Werkstoffe benötigte hohe Anzahl von Umformschritten führt zu entsprechend erhöhten Fertigungskosten. Da die genannten Werkstoffe im Vergleich zu Stahlwerkstoffen eine geringere Fließgrenze haben, weisen aus Aluminium- beziehungsweise Magnesiumlegierungen gefertigte Profile einen unerwünschten polygonen Querschnitt auf. Aufgrund der starken Rückfederungsneigung sind Platinen aus diesen Werkstoffen stark zu überbiegen, wodurch sich wie bereits beschrieben das weitere Umformvermögen der hergestellten Hohlprofile reduziert.
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Um einigen der genannten Nachteilen zu begegnen, ist das Soudronic-Verfahren durch einen feststellbaren Auswerfer erweitert worden, der entsprechend der Krümmung des Gesenks ausgestaltet ist. Dadurch ist es möglich, den letzten, zentralen Umformschritt ausschließlich in diesem Auswerfer zu tätigen.
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Die
WO 2009/023 973 A1 stellt eine derartige Anlage dar, mit der die ersten Umformschritte mit einer großen Umschlingung der zu bearbeitenden Platine durchgeführt werden können, und der letzte Umformschritt mit einer geringen Umschlingung zwecks Vermeidung der Kollision der Werkstückschenkel mit der Halteklinge durchgeführt wird. Damit ist eine komplette Umformung einer Platine zu einem runden Hohlprofil in nur fünf Umformschritten möglich. Es ist jedoch davon auszugehen, dass in der Praxis gegebenenfalls mehr Umformschritte erforderlich sind, da bereits das Biegen im vorletzten Schritt der Umformung in einem relativ breiten Gesenk zu einer Kollision des betreffenden Schenkels mit der Halteklinge führen dürfte. Dadurch wird ein unerwünschtes Biegemoment in den Schenkel eingeleitet, welcher zu den bereits beschriebenen Schädigungsmechanismen führt.
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Zudem birgt die Anwendung des Soudronic-Verfahrens sowie auch dessen Erweiterung mit dem Auswerfer bei Einsatz von Leichtmetallwerkstoffen als Platine Schwierigkeiten, insbesondere aufgrund der Notwendigkeit der bei den Leichtmetallwerkstoffen zu realisierenden massiven Überschneidung zwischen den einzelnen Umformsegmenten. Die hohe Rückfederung von Blechen aus Leichtmetallen, insbesondere aus Aluminium- beziehungsweise Magnesiumlegierungen, führt in Verbindung mit der Forderung nach einem stetigen Verlauf der wirksamen Spannungen im Werkstück zur notwendigen Reduzierung der plastisch beanspruchten Werkstückbereiche. Deshalb können bei Einsatz derartiger Leichtmetallwerkstoffe auch bei einer großen Umschlingung der Platine nur die Bereiche im und nahe des Scheitelpunkts der Druckkraftbeaufschlagung plastisch beansprucht werden. Dies führt jedoch zu einer unerwünschten sogenannten Dachbildung der Bandkanten, die der Realisierung einer normgerechten Schweißnaht entgegensteht.
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Das starke Rückfederungsverhalten führt erlaubt nur geringe Schwankungen in den der Werkzeugauslegung zu Grunde zu legenden mechanischen Werkstoffeigenschaften. Aufgrund der geschlossenen Werkzeuganordnung ist ein angepasstes Überbiegen durch einen variablen Stempelweg nicht möglich. Etwaige Schwankungen in den mechanischen Eigenschaften müssen daher vollständig durch die Geometrie im Bereich des Schlitzes kompensiert werden, der jedoch verfahrenstechnisch bedingt nur eine Breite von wenigen Millimetern aufweisen darf. Dies ist jedoch aus den genannten Gründen insbesondere bei Platinen aus Leichtmetallwerkstoffen nur mit relativ hohem Aufwand zu gewährleisten.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen in einfacher, kostengünstiger sowie zuverlässiger Weise aus einer Platine, insbesondere einer Platine aus einem Leichtmetallwerkstoff wie zum Beispiel einer Aluminium- beziehungsweise Magnesiumlegierung, ein rundes Hohlprofil, wie zum Beispiel ein Rohr, gefertigt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren zur Herstellung eines runden Hohlprofils nach Anspruch 1 sowie durch die Vorrichtung zur Herstellung eines runden Hohlprofils nach Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen 9 und 10 gegeben.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Herstellung eines runden Hohlprofils durch Umformung einer Platine, bei dem die Platine als Ausgangswerkstück sowie ein Gesenkwerkzeug bereitgestellt werden, die Platine im Gesenkwerkzeug positioniert wird und die Platine durch das Gesenkwerkzeug umgeformt wird, wobei die im Gesenkwerkzeug befindliche Platine erwärmt wird.
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Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gesenkwerkzeug erwärmt wird, so dass vom Gesenkwerkzeug Wärme auf die Platine durch Wärmeleitung übertragen wird und die Platine derart erwärmt wird.
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Das bedeutet, dass vom Gesenkwerkzeug Wärme auf die Platine durch Wärmeleitung übertragen wird, so dass die Platine die Temperatur von mindestens 220 °C aufweist. Die genau zu realisierende Temperatur der Platine richtet sich jedoch nach dem einzusetzenden Platinenwerkstoff und dem Verlauf der temperaturabhängigen Fließspannung.
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Das dadurch erzeugte runde Hohlprofil kann im Querschnitt kreisrund, oval oder auch über seine Länge hinsichtlich des Durchmessers seiner Form und/oder seiner Wandstärke variierend ausgeführt sein.
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Durch die Erwärmung der Platine wird weitestgehend eine Rückfederung der umgeformten Platine unterbunden, sodass ein Hohlprofil mit wenigen Umformschritten sowie geringer Kaltverfestigung und geringster Nahtvorbereitung beziehungsweise mit geringem Schweißaufwand geformt und danach längsnahtgeschweißt werden kann.
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Des Weiteren besteht der Vorteil, dass durch den Wegfall der Notwendigkeit des Überbiegens der Platine das Formänderungsvermögen der Platine nahezu vollständig für eine weitere Umformung des erzeugten Hohlprofils genutzt werden kann.
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Vorzugsweise sollte die Platine im Gesenkwerkzeug auf eine Temperatur von mindestens 220 °C erwärmt werden. Insbesondere hat sich dabei ein Temperaturfenster von 250 °C bis 350 °C als zweckmäßig erwiesen. Die Haltezeit, während derer die Platine in der erhöhten Temperatur gehalten werden soll, beträgt 2 bis 10 Sekunden. Es sollten dabei Blechdicken der Platine von 5 mm nicht überschritten werden.
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Es empfiehlt sich aus Kostengründen, dass die Platine vor der Positionierung im Gesenkwerkzeug eine übliche Temperatur, also eine Temperatur in einem Bereich von 5 °C bis 30 °C, aufweist. Das bedeutet, dass die Platine das Gesenkwerkzeug im Wesentlichen bei Raum- oder Umgebungstemperatur erreicht.
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Erfindungsgemäß ist jedoch nicht ausgeschlossen, dass sich an die Temperierung der Platine im Gesenkwerkzeug eine weitere Wärmebehandlung der Platine anschließt, sodass auch längere Temperierungsphasen der Platine durchgeführt werden können.
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Gegebenenfalls kann das Herstellungsverfahren derart ausgestaltet sein, dass die Verschweißung der Längskanten der Randbereiche in sehr kurzer Zeit nach erfolgter Umformung durchgeführt wird, sodass die Schweißung in einem vorgewärmten Zustand des Halbzeugs durchgeführt wird, um die Schweißnahtqualität zu erhöhen. Dadurch lassen sich Eigenspannungen im herzustellenden Hohlprofil minimieren.
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Das Verfahren bietet sich dafür an, Platinen aus Magnesiumlegierungs-Blechen und/oder Aluminiumlegierungs-Blechen umzuformen. Insbesondere können Magnesium-Knetelegierungen beziehungsweise Aluminium-Knetlegierungen eingesetzt werden. Gegebenenfalls kann die Platine auch aus einem Werkstoffverbund, insbesondere aus einer Kombination der genannten Materialien hergestellt sein. Weiterhin können im Verfahren sogenannte Tailored Blanks zum Einsatz kommen. Das Verfahren bietet sich weiterhin für die Herstellung von Tailored Tubes mit einem veränderlichen Durchmesserverlauf und/oder einem veränderlichen Wanddickenverlauf an, wobei auch hier als Platine ein Werkstoffverbund und Tailored Blanks oder auch eine Kombination aus beiden zum Einsatz kommen können.. Aufgrund der hohen Wärmeleitfähigkeit der genannten Werkstoffe ist eine relativ geringe Haltezeit im beheizten Werkzeug notwendig.
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Es ist insbesondere mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen, das zunächst ein erster Randbereich der Platine in einem ersten Umformvorgang umgeformt wird, danach ein zweiter, dem ersten Randbereich gegenüberliegender Randbereich der Platine in einem zweiten Umformvorgang umgeformt wird und danach ein den ersten und den zweiten Randbereich verbindender, mittlerer Bereich der Platine in einem dritten Umformvorgang umgeformt wird. Das bedeutet, dass lediglich drei Hübe beziehungsweise drei Umformvorgänge notwendig sind, um ein im Wesentlichen geschlossenes Hohlprofil zu erzeugen. Danach kann eine Schweißung der Außenkanten des ersten Randbereiches und des zweiten Randbereiches miteinander erfolgen, um eine längsnahtgeschweißtes Rundprofil zu erzeugen.
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Das insgesamt geringe Rückfederungsverhalten ermöglicht es, dass zur Erzeugung eines Hohlprofils mit einem Rh das Gesenkwerkzeug in den Werkzeugbereich, der zu Umformung des den Radius Rh aufweisenden Hohlprofilbereichs eingerichtet ist, einen Werkzeugradius Rw aufweist, wobei die Radien im folgenden Verhältnis zueinanderstehen: Rw = 0,9 bis 1,1 Rh. Das bedeutet, dass eine weitgehende Übereinstimmung des Werkzeug-Radius mit dem herzustellenden Werkstück-Radius ausgeführt sein kann. Der Werkzeugradius ist dabei an einem Untergesenk des Gesenkwerkzeugs, also einer Matrize ausgebildet, und/oder an einem Obergesenk des Gesenks, also am Stempel des Gesenkwerkzeugs, ausgebildet.
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Der Zusammenhang zwischen Gesenk und Stempelradius findet sich in RSt ≥ RG – s0. Dabei gilt: RG = Rw = 0,9 bis 1,1 Rh, wobei Rh der Außenhalbmesser des herzustellenden Hohlkörpers mit der Wanddicke s0 ist.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Kollision des Werkstücks beziehungsweise dessen Randbereiche mit Elementen des Werkzeugs ausgeschlossen.
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Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass es ohne Einsatz von Schmiermitteln durchführbar ist, da im Gegensatz zu konventionellen Herstellungsverfahren die Neigung zur Aufschweißung durch die geringe Ausgangstemperatur der Platine signifikant reduziert ist. Dadurch soll jedoch nicht die Anwendung von Schmiermitteln bei der Durchführung der Umformschritte ausgeschlossen werden.
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Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin eine Vorrichtung zur Herstellung eines runden Hohlprofils durch Umformung zur Verfügung gestellt, welche ein Gesenkwerkzeug mit einem Obergesenk und einem Untergesenk aufweist, wobei das Obergesenk und/oder das Untergesenk mit einer Erwärmungseinrichtung zur Erwärmung einer im Gesenkwerkzeug platzierten Platine ausgestattet ist.
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Vorzugsweise weisen das Obergesenk und das Untergesenk jeweils eine eigene Erwärmungseinrichtung auf. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgestaltet.
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In weiterer, vorteilhafter Ausgestaltung kann die erfindungsgemäße Vorrichtung noch einen Auswerfer aufweisen, um das hergestellte Hohlprofil in einfacher Weise aus dem Gesenk zu entfernen.
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Zwecks Erwärmung der Platine im Gesenkwerkzeug mittels Wärmeleitung ist vorteilhafterweise die Vorrichtung derart ausgestaltet, dass sowohl das Untergesenk als auch das Obergesenk mit einem erwärmbaren Druckelement ausgestattet sind, welches durch direkte mechanische Kontaktierung der Platine diese erwärmen kann.
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Demzufolge bedarf die erfindungsgemäße Vorrichtung in dieser Ausführungsform keiner weiteren Erwärmungsvorrichtung neben den druckausübenden Elementen.
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Zwecks Gewährleistung der notwendigen Festigkeitseigenschaften der erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese zur Positionierung zumindest eines erwärmbaren Druckelements ein Aufnahmeelement auf, welches kühlbar ist. Vorzugsweise umfasst das Aufnahmeelement eine Kühleinrichtung zwecks Realisierung einer Fluidkühlung mit Stickstoff, Wasser oder Kaltluft, sodass das Aufnahmeelement im Betrieb der Vorrichtung nicht unzulässig erwärmt wird und demzufolge nicht unzulässig in seiner Festigkeit gemindert wird.
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So kann z.B. ein Halteschwert der Vorrichtung zur Wahrung seiner Knick- und Stauchfestigkeit thermisch von der beheizten Stempelfunktionsfläche entkoppelt sein.
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Zwecks Auswurf des hergestellten Hohlprofiles kann die Vorrichtung insbesondere stiftförmige Auswerfer aufweisen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt den Einsatz einer konventionellen Abkantpresse mit relativ geringer Leistung und Größe. Neben dem Vorteil der reduzierten Fertigungszeit sowie der hohen chargenübergreifenden Prozesssicherheit sind somit auch geringe Investitionskosten gewährleistet.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert.
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Es zeigen
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1: eine erfindungsgemäße Vorrichtung ohne Platine,
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2: die erfindungsgemäße Vorrichtung bei der Bearbeitung einer Platine in den Teildarstellungen a) bis d).
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Zunächst wird der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung anhand 1 erläutert.
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1 zeigt den schematischen Aufbau des Gesenkwerkzeugs mit den einzelnen Werkzeugelementen der Vorrichtung, welches ein Obergesenk 30 in Form eines Stempels sowie ein Untergesenk 40 in Form einer Matrize aufweist.
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Das Obergesenk 30 umfasst ein Obergesenk-Druckelement 32, welches zur Kraftbeaufschlagung einer hier nicht dargestellten Platine dient. Im Obergesenk-Druckelement 32 ist eine Obergesenk-Erwärmungseinrichtung 31 integriert, mit der das Obergesenk-Druckelement 32 erwärmbar ist. Das Obergesenk-Druckelement 32 ist mechanisch an ein Obergesenk-Aufnahmeelement 33 über ein Obergesenk-Dämmelement 34 angeschlossen. Das Obergesenk-Dämmelement 34 verhindert auf Grund seiner geringen Wärmeleitfähigkeit die Wärmeübertragung von der Obergesenk-Erwärmungseinrichtung 31 auf das kühlbare Obergesenk-Aufnahmeelement 33. Das Obergesenk-Aufnahmeelement 33 ist wiederum mechanisch an eine Halteklinge 35 angeschlossen, welche ebenfalls durch das Obergesenk-Dämmelement 34 thermisch von der Obergesenk-Erwärmungseinrichtung 31 entkoppelt ist. Hier nicht dargestellte stirnseitige Dämmplatten können Wärmeverluste auf ein Minimum reduzieren, womit sich eine homogene Erwärmung der Platine im Formzwang verbindet.
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In ähnlicher Weise ist das Untergesenk 40 aufgebaut. Auch dieses weist ein Untergesenk-Druckelement 42 auf, welches komplementär zur Form und Größe des Obergesenk-Druckelementes 32 ausgeführt ist. Im Untergesenk-Druckelement 42 ist die Untergesenk-Erwärmungseinrichtung 41 integriert, mit der das Untergesenk-Druckelement 42 auf eine erhöhte Temperatur erwärmbar ist, um die Platine zu erwärmen. Die Untergesenk-Erwärmungseinrichtung 41 umfasst Heizelemente, mit denen das Gesenkwerkzeug über frei wählbare Temperaturkreisläufe beheizbar ist.
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Vorzugsweise sind die Gesenkeinsätze zwecks besserer Auswechselbarkeit aufschraubbar.
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Das Untergesenk-Druckelement 42 ruht auf einem Untergesenk-Dämmelement 44 geringer Wärmeleitfähigkeit, welches sich auf einem Untergesenk-Aufnahmeelement 43 beziehungsweise einem Grundkörper abstützt. Zur seitlichen thermischen Isolierung weist das Untergesenk 40 seitliche Dämmelemente 45 auf. Weiterhin verhindern stirnseitige Dämmelemente (hier nicht dargestellt) Wärmeverluste an die Umgebung. Das Obergesenk-Dämmelement 34 und das Untergesenk-Dämmelement 44 zeichnen sich durch eine hohe Druckfestigkeit und eine geringe Wärmeleitfähigkeit aus.
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Es ist ersichtlich, dass aufgrund der Erwärmung des Obergesenks 30 sowie des Untergesenks 40 mittels der Obergesenk-Erwärmungseinrichtung 31 und der Untergesenk-Erwärmungseinrichtung 41 das gesamte Gesenkwerkzeug 20 im Bereich seiner Kontaktierung einer Platine auf eine relativ hohe Temperatur erwärmbar ist, sodass in entsprechender Weise eine zwischen Obergesenk 30 und Untergesenk 40 platzierte Platine über Wärmeleitung ebenfalls erwärmbar ist, um das Rückfederungsverhalten der Platine zu verhindern.
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Eine jeweilige Erwärmungseinrichtung kann sowohl durch elektrische als auch durch fluide Maßnahmen realisiert sein, wobei die Heizleistung so ausgelegt sein sollte, dass sich ein stabiles Temperaturfeld im jeweiligen Werkzeugelement einstellt.
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Vorzugsweise ist dabei die Erwärmungseinrichtung 31 des Obergesenks von der Erwärmungseinrichtung 41 des Untergesenks entkoppelt, sodass Obergesenk 30 sowie auch Untergesenk 40 hinsichtlich ihrer Temperatur voneinander unabhängig einstellbar sind und somit eine nicht-isotherme Temperaturführung ermöglicht ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines runden Hohlprofils wird anhand 2 beschrieben.
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Ersichtlich ist in Teildarstellung a), dass zunächst das Obergesenk 30 und das Untergesenk 40 auf einen ersten, hier rechts dargestellten Randbereich 11 der Platine 10 wirken. Dadurch stellt sich die in Teildarstellung b) dargestellte Verformung des ersten Randbereiches 11 ein.
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Danach wird gemäß Teildarstellung c) der dem ersten Randbereich 11 gegenüberliegende zweite Randbereich 12 verformt, sodass sich die hier dargestellte Verformung einstellt.
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Als dritter Umformschritt wird gemäß Teildarstellung d) der mittlere Randbereich 13, der zwischen dem ersten Randbereich 11 und dem zweiten Randbereich 12 liegt, verformt, sodass sich im Wesentlichen das dargestellte runde Hohlprofil ergibt.
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Ausheber beziehungsweise Auswerfer (hier nicht dargestellt) können zum Ausheben beziehungsweise zu Auswerfen der Platine 10 dienen.
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Bemerkenswert hierbei ist, dass sich der Radius des Werkzeugs Rw nicht in wesentlicher Weise vom zu erzeugenden Hohlprofilradius Rh unterscheidet, da durch die Erwärmung der Platine das Rückfederungsverhalten stark gemindert wird und demzufolge keine Überbiegung der Platine zur Herstellung eines ausreichend geringen Schweißnahtspaltes erforderlich ist.
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Es ist ersichtlich, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren sowie die erfindungsgemäße Vorrichtung geschlitzte Hohlprofile mit zylindrischen, konischen beziehungsweise variablem Durchmesserverlauf mit unterschiedlichen Wandstärken sowie unterschiedlichem Rundungsverlauf über deren Längen insbesondere aus Leichtmetallen herstellbar sind, ohne dabei die nachteiligen Wirkungen der herkömmlichen Verfahrensweisen in Kauf nehmen zu müssen. Insbesondere wird erfindungsgemäß die werkstoff- und abmessungsspezifische Rückfederung stark verringert, sodass in diskontinuierlichen Gesenkrunden abmessungsunabhängig lediglich drei Umformschritte benötigt werden und demzufolge nur eine relativ geringe Fertigungszeit notwendig ist, um mit höchstmöglicher Form- und Maßhaltigkeit runde Hohlprofile zu fertigen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Platine
- 11
- Erster Randbereich
- 12
- Zweiter Randbereich
- 13
- Mittlerer Bereich
- Rh
- Hohlprofilradius
- 20
- Gesenkwerkzeug
- Rw
- Werkzeugradius
- 30
- Obergesenk
- 31
- Obergesenk-Erwärmungseinrichtung
- 32
- Obergesenk-Druckelement
- 33
- Obergesenk-Aufnahmeelement
- 34
- Obergesenk-Dämmelement
- 35
- Halteklinge
- 40
- Untergesenk
- 41
- Untergesenk-Erwärmungseinrichtung
- 42
- Untergesenk-Druckelement
- 43
- Untergesenk-Aufnahmeelement
- 44
- Untergesenk-Dämmelement
- 45
- Seitliches Dämmelement