DE10202791A1

DE10202791A1 - Hydromechanical deformation process involves filling pressure cavity with gas under pressure as working medium begins to be taken out

Info

Publication number: DE10202791A1
Application number: DE2002102791
Authority: DE
Inventors: Christian Donhauser; Matthias Golle; Sandra Semmler
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2002-01-25
Filing date: 2002-01-25
Publication date: 2003-08-14
Anticipated expiration: 2022-01-26
Also published as: DE10202791B4

Abstract

The hydromechanical deformation process clamping a sheet part (1) in a deforming tool (2) with lower (3) and upper (4) parts. The tool cavity (5) is divided into a pressure cavity and a die cavity (7). After deformation using a working medium. gas under pressure is fed into the pressure cavity via a gas line (16).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur hydromechanischen Umformung von Blechteilen und Umformwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a method for hydromechanical forming of Sheet metal parts and forming tool to carry out the method according to Preamble of claim 1.

Bei einem gattungsgemäßen, allgemein bekannten Verfahren zur hydromechanischen Umformung von Blechteilen mit dazu bekannten Umformwerkzeugen werden folgende Verfahrensschritte durchgeführt:
Ein Blechteil wird zwischen dicht schließenden Anlageflächen eines öffenbaren Umformwerkzeugs eingespannt dergestalt, dass der umzuformende Blechteilformbereich im Innenraum des Umformwerkzeugs liegt. Durch diesen eingespannten Blechteilformbereich wird der Innenraum des Werkzeugs in einen Druckraum und einen Matrizenraum mit Matrizenanlagefläche getrennt. The following method steps are carried out in a generic, generally known method for hydromechanical shaping of sheet metal parts using shaping tools known for this purpose:
A sheet metal part is clamped between tightly fitting contact surfaces of an openable forming tool such that the sheet metal part forming area to be formed lies in the interior of the forming tool. The clamped sheet metal part forming area separates the interior of the tool into a pressure chamber and a die space with a die contact surface.

Der Druckraum wird dann gesteuert mit flüssigem Wirkmedium befüllt und mit Druck beaufschlagt. Dadurch wird der im Umformwerkzeug eingespannte Blechteilformbereich verformt und an die Matrizenanlagefläche angepresst, bis er entsprechend der Gestalt der Matrizenanlagefläche umgeformt ist. The pressure chamber is then filled with liquid active medium and controlled Pressure applied. As a result, the clamped in the forming tool Sheet metal part area deformed and pressed against the die contact surface until it is shaped according to the shape of the die contact surface.

Nach dieser Umformung wird der Druckraum dekomprimiert, und das Wirkmedium wird aus dem Druckraum abgeführt bis dieser zumindest teilweise entleert ist. After this reshaping, the pressure chamber is decompressed, and that Active medium is removed from the pressure chamber at least partially is emptied.

Bei leerem Druckraum oder zumindest wenn die Wirkmediumoberfläche unter die Blechhalterebene abgesunken ist wird das Umformwerkzeug geöffnet und das umgeformte Blechteil entnommen. With an empty pressure chamber or at least if the active medium surface is below the sheet metal holder level has dropped, the forming tool is opened and the formed sheet metal part removed.

Grundsätzlich sind zwei Varianten zur Druckbeaufschlagung des Druckraums bei eingespanntem Blechteil bekannt, wobei diese beiden Varianten auch kombinierbar sind:
Bei der ersten Variante wird die Druckbeaufschlagung des Druckraums unmittelbar durch eine Volumenvergrößerung des flüssigen Wirkmediums im Druckraum und durch Befüllen mit einem hohen Fülldruck erreicht, wobei beim Umformprozess das Blechteil in eine Matrize gedrückt bzw. an die Matrizenanlagefläche angepresst wird. Bei dieser Variante ergeben sich Schwierigkeiten beim Dekomprimieren des Wirkmediums nach der Umformung und beim Entnehmen des geformten Bauteils, insofern als das Wirkmedium während des Dekomprimierens bedingt durch die Entspannung des Blechteils mit großer Geschwindigkeit aus dem Druckraum abströmt. Dieser Fluidstrom des Wirkmediums wird jedoch kurz darauf sehr schnell verzögert. Die dabei entstehenden Trägheitskräfte bewirken einen Unterdruck im Druckraum, der eine unerwünschte zusätzliche plastische Verformung des umgeformten Blechteils zur Folge haben kann. Dies kann entweder zu Ausschussblechteilen oder zumindest zu umgeformten Blechteilen mit störenden hohen Maßabweichungen führen. Basically, two variants for pressurizing the pressure chamber when the sheet metal part is clamped are known, whereby these two variants can also be combined:
In the first variant, the pressurization of the pressure chamber is achieved directly by increasing the volume of the liquid active medium in the pressure chamber and by filling with a high filling pressure, the sheet metal part being pressed into a die or pressed onto the die contact surface during the forming process. In this variant, difficulties arise when decompressing the active medium after the shaping and when removing the molded component, insofar as the active medium flows out of the pressure chamber at high speed due to the relaxation of the sheet metal part. However, this fluid flow of the active medium is delayed very quickly shortly thereafter. The resulting inertial forces create a negative pressure in the pressure chamber, which can result in an undesired additional plastic deformation of the formed sheet metal part. This can either lead to rejected sheet metal parts or at least to formed sheet metal parts with annoying high dimensional deviations.

Insbesondere ergibt sich dieses Problem bei einer Umformung der Blechteile in einem Oberwerkzeug, da beim Abfließen des flüssigen Wirkmediums gerade hier die Gefahr eines Unterdrucks entsteht, der insbesondere bei großflächigen Bauteilen, wie z. B. bei Fahrzeugdächern zu einer Beschädigung führen kann. Bereits geringe Unterdrücke können zu plastischen Verformungen und Schäden führen. Das Wirkmedium läuft hier nach dem Öffnen einer Abfuhrleitung durch seine Schwerkraft zur Entleerung aus dem Werkzeug. Dies erfordert eine relativ lange Zeit und führt zu entsprechend großen Zykluszeiten, was die Wirtschaftlichkeit dieser Verfahren entsprechend verringert. This problem arises in particular when the sheet metal parts are formed in an upper tool, as the liquid active medium flows off here, in particular, there is a risk of negative pressure, which is particularly large components, such as B. damage to vehicle roofs can lead. Even low negative pressures can lead to plastic deformation and cause damage. The active medium runs here after opening one Discharge line due to its gravity for emptying from the tool. This requires a relatively long time and leads to correspondingly long cycle times, which accordingly reduces the economy of these processes.

Bei der zweiten Variante wird die Druckbeaufschlagung im Druckraum mittels eines durch Anlage am Blechteilformbereich in das Wirkmedium eindringenden Stempels durchgeführt, wobei das Wirkmedium aus dem Druckraum über eine Drossel gezielt und gesteuert verdrängt wird. Auch hier ergeben sich etwa die gleichen Probleme wie sie vorstehend erläutert worden sind. Nach dem Dekomprimieren des Werkzeugs erzeugt auch hier das aus dem Unterwerkzeug abströmende Wirkmedium bedingt durch dessen Massenträgheit einen Unterdruck, der das Bauteil in unerwünschter Weise plastisch verformen kann. Falls sich, bedingt durch die Prozessführungsstrategie bzw. die Bauteilgeometrie flüssiges Wirkmedium auch oberhalb der Blechhalterebene befindet, ergibt sich zusätzlich das Problem, dass vor der Entnahme des Blechbauteils dieses Wirkmediumvolumen entleert werden muss. Damit dieses Wirkmediumvolumen abfließen kann, muss ein Nachströmen von Luft ermöglicht werden. Dieses Nachströmen der Luft ist im Vergleich zur restlichen Zykluszeit sehr zeitintensiv, wobei zusätzliche die Gefahr besteht, dass im Vergleich zum abfließenden Medium zu wenig Luft nachströmt und dadurch ein unzulässig hoher Unterdruck mit einer Beschädigung des Blechbauteils entsteht. In the second variant, the pressurization in the pressure chamber is by means of one penetrating into the active medium by contacting the sheet metal part forming area Stamp carried out, the active medium from the pressure chamber via a Throttle is displaced in a targeted and controlled manner. Here too there are about same problems as explained above. After this Decompressing the tool also creates this from the lower tool active medium flowing out due to its inertia Vacuum, which can plastically deform the component in an undesirable manner. If due to the process control strategy or the component geometry liquid active medium is also above the sheet holder level, results there is also the problem that before the sheet metal component is removed this Active medium volume must be emptied. So this Active medium volume can flow, an afterflow of air must be made possible. This air flow is very high compared to the remaining cycle time time consuming, with the additional risk that compared to the outflowing medium too little air flows in and therefore an impermissible high negative pressure with damage to the sheet metal component arises.

Aufgabe der Erfindung ist es ein gattungsgemäßes Verfahren so weiter zu bilden, dass die Zykluszeit verkürzt und eine Beschädigung eines umgeformten Blechbauteils durch Unterdruck verhindert werden kann. Eine weitere Aufgabe besteht darin ein Umformwerkzeug zur Durchführung des Verfahrens zur Verfügung zu stellen. The object of the invention is a generic method so on form that shortens the cycle time and damage a reshaped Sheet metal component can be prevented by negative pressure. Another job consists in a forming tool for performing the method for To make available.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. This task is carried out with regard to the method with the features of Claim 1 solved.

Gemäß Anspruch 1 wird mit Beginn der Abfuhr des Wirkmediums bei geschlossenem Umformwerkzeug der Druckraum gesteuert mit Druckgas beaufschlagt, das den vom abströmenden Wirkmedium freigegebenen Druckraum einnimmt. Durch den mit dem Druckgas gezielt aufgebrachten Gasdruck, der am Wirkmedium angreift wird dessen Abströmung beschleunigt und dadurch die Abström- und Entleerungszeit verkürzt. Da die Zykluszeit wesentlich durch die Länge der Abströmzeit bestimmt ist, kann die Zykluszeit bei verkürzten Abströmzeiten vorteilhaft entsprechend insgesamt verkürzt werden. Zudem wird durch den anliegenden Gasdruck der umgeformte Blechteilformbereich gegen die Matrizenanlagefläche beim Abströmen des Wirkmediums abgestützt und einem durch die Massenträgheit des abströmenden Wirkmediums bedingten Unterdruck entgegengewirkt. Damit können Beschädigungen an umgeformten Blechbauteilen die bisher durch Unterdruck bedingt waren zuverlässig verhindert werden, da ein solcher Unterdruck durch den Gasdruck kompensiert wird und nicht mehr auftritt. Nach der Wirkmediumentleerung wird die Druckgaszufuhr beendet, ein Druckausgleich zur Umgebung abgewartet oder ggf. aktiv hergestellt, das Umformwerkzeug geöffnet und das umgeformte Blechteil entnommen. According to claim 1 is at the beginning of the removal of the active medium closed forming tool the pressure chamber controlled with compressed gas acts on the pressure space released by the effluent occupies. Through the gas pressure applied specifically with the compressed gas, the attacks the active medium, its outflow is accelerated and thereby the discharge and emptying time is reduced. Because the cycle time significantly the length of the discharge time is determined, the cycle time can be shortened Flow times can advantageously be reduced overall accordingly. In addition, by the applied gas pressure against the formed sheet metal part the matrix contact surface is supported when the active medium flows out and one caused by the inertia of the active medium flowing out Counteracted negative pressure. This can damage the formed Sheet metal components that were previously caused by negative pressure are reliable can be prevented, since such a negative pressure is compensated for by the gas pressure and no longer occurs. After the active medium has been emptied, the Compressed gas supply terminated, pressure equalization to the environment waited for or active if necessary manufactured, the forming tool opened and the formed sheet metal part taken.

Die erfindungsgemäße gezielte Beaufschlagung des Druckraums mit einem Gasüberdruck kann in Verbindung mit der Mehrzahl bekannter Verfahren zur hydromechanischen Umformung eingesetzt werden. Insbesondere sind diese Maßnahmen gemäß Anspruch 2 dann einsetzbar, wenn die Matrizenanlagefläche auf einem verstellbaren Stempel gebildet ist. Weiter sind die Maßnahmen verwendbar, wenn die Druckbeaufschlagung unmittelbar durch den Fülldruck des Wirkmediums erfolgt und/oder gemäß Anspruch 3 mittels eines durch Anlage am Blechteilformbereich in das Wirkmedium eindringenden Stempels ausgeführt wird, wobei das Wirkmedium über eine Drossel zur Aufrechterhaltung eines Gegendrucks gezielt verdrängt wird. The targeted application of a pressure space to the pressure chamber according to the invention Gas overpressure can be used in conjunction with the majority of known methods for hydromechanical forming can be used. In particular, these are Measures according to claim 2 can be used if the Matrix contact surface is formed on an adjustable stamp. They are further Measures can be used if the pressure is applied directly by the Filling pressure of the active medium takes place and / or according to claim 3 by means of a penetrate into the active medium by contacting the sheet metal part forming area Stamp is executed, the active medium via a throttle Maintaining a back pressure is specifically displaced.

Die Druckgaszufuhr kann nach Anspruch 4 einfach und kostengünstig dadurch gesteuert werden, dass in einer jeweils vor dem Ende der Umformung mit Druckgas beaufschlagten Druckgasleitung ein Rückschlagventil eingebaut ist, welches in Zufuhrrichtung öffnet. Der bei der Umformung anliegende Wirkmediumdruck muss höher sein als der am Rückschlagventil anstehende Gasdruck, so dass während des Umformvorgangs das Rückschlagventil geschlossen ist. Ist die Umformung beendet, wird das Abströmventil des Wirkmediums geöffnet, wodurch das Werkzeug dekomprimiert wird und sich zu entleeren beginnt. Sinkt der Druck im Werkzeug bzw. im Druckraum unter den Wert des anliegenden Gasdrucks, so strömt Druckgas in den Druckraum nach, was zu einem aktiven Verdrängen des Wirkmediums aus dem Werkzeug führt und zudem einen Überdruck sicherstellt, der die Beschädigung des Blechbauteils durch Unterdruck verhindert. Damit wird das flüssige Wirkmedium im noch geschlossenen Werkzeug ganz oder zumindest teilweise durch Druckgas ersetzt. Nach Beendigung der Druckgaszufuhr wird ein teilweiser oder vollständiger Druckausgleich mit der Umgebung abgewartet und anschließend kann das Werkzeug zur Entnahme des Blechbauteils geöffnet werden. The compressed gas supply can be simple and inexpensive according to claim 4 can be controlled in a before the end of the forming with A check valve is installed in the compressed gas line under pressure gas, which opens in the feed direction. The one in contact with the forming Active medium pressure must be higher than that at the check valve Gas pressure, so that the check valve during the forming process closed is. When the shaping is finished, the discharge valve of the active medium opened, which will decompress the tool and empty itself starts. If the pressure in the tool or in the pressure chamber drops below the value of the applied gas pressure, so pressurized gas flows into the pressure chamber, which too an active displacement of the active medium from the tool and also ensures an overpressure that damages the sheet metal component prevented by negative pressure. So that the liquid active medium in the closed tool completely or at least partially replaced by compressed gas. After the compressed gas supply has ended, a partial or complete Waiting for pressure equalization with the environment and then that can Tool for removing the sheet metal component can be opened.

Der Matrizenraum kann nach Anspruch 5 in an sich bekannter Weise während der Umformung bei seiner durch die Druckbeaufschlagung des Druckraums und Verformung des Blechteils bedingten Volumenverkleinerung entlüftet werden. Ebenso ist auch eine aktive Entlüftung des Druckraums nach Beendigung der Druckluftzufuhr vor dem Öffnen des Werkzeugs zur Gasdruckentlastung möglich. Eine solche Entlüftung kann entweder über eine Gasleitung und/oder ggf auch über eine geöffnete Wirkmediumleitung erfolgen. The die space can according to claim 5 in a conventional manner during the reshaping by pressurizing the pressure chamber and deformation of the sheet metal part due to volume reduction vented become. There is also an active venting of the pressure chamber after completion the compressed air supply before opening the gas pressure relief tool possible. Such ventilation can either be via a gas line and / or If necessary, also take place via an open active medium line.

Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Ersetzung des abströmenden, flüssigen Wirkmediums im noch geschlossenen Umformwerkzeug ganz oder teilweise durch Druckgas sowohl bei einer Umformung im Bereich des Oberwerkzeugs als auch bei einer Umformung im Unterwerkzeug vorteilhaft eingesetzt werden. Besonders vorteilhaft ist dies nach Anspruch 6 bei einer Umformung im Oberwerkzeug einsetzbar, wenn das Wirkmedium am Unterwerkzeug zugeführt und daraus wieder abgeführt wird, da hier die sonst übliche Schwerkraft-Abströmung des Wirkmediums durch den aufgebrachten Gasdruck erheblich beschleunigt werden kann. In principle, the replacement of the outflowing, liquid active medium completely or in the still closed forming tool partly by pressurized gas both during forming in the area of Upper tool and also advantageously used for forming in the lower tool become. This is particularly advantageous according to claim 6 in a forming Can be used in the upper tool if the active medium is on the lower tool is fed in and discharged again, since this is the usual one Gravity outflow of the active medium through the applied gas pressure can be accelerated considerably.

Gemäß Anspruch 7 kann als Druckgas kostengünstig Druckluft verwendet werden, die üblicherweise in Fertigungsbetrieben ohnehin allgemein zur Verfügung steht. According to claim 7, compressed air can be used inexpensively as compressed gas are, which are usually in general anyway in manufacturing companies Available.

Hinsichtlich des Umformwerkzeugs wird die Aufgabe der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. With regard to the forming tool, the object of the invention with the Features of claim 8 solved.

Gemäß Anspruch 8 ist mit dem Druckraum wenigstens eine Druckgasleitung verbunden für eine gesteuerte Befüllung des bei der Entleerung vom Wirkmedium freigegebenen Druckraumvolumens mit Druckgas. Damit werden die in Verbindung mit dem Verfahren angegebenen Vorteile erreicht. According to claim 8 is at least one compressed gas line with the pressure chamber connected for a controlled filling of the when emptying the Active medium released pressure chamber volume with compressed gas. With that, the achieved advantages in connection with the method achieved.

In einer konstruktiv günstigen Ausführung nach Anspruch 9 kann eine mit dem Druckraum verbundene Wirkmediumleitung zu einer gesteuert beaufschlagbaren Wirkmedium-Zufuhrleitung und einer steuerbaren Wirkmedium-Abfuhrleitung verzweigt werden, so dass nur eine Wirkmediumleitung im Werkzeug zum Druckraum erforderlich ist. In a structurally advantageous embodiment according to claim 9, one with the Active medium line connected to a pressure chamber is controlled active medium supply line and a controllable Active medium discharge line can be branched, so that only one active medium line in the tool to the pressure room is required.

Das mit Anspruch 10 beanspruchte Rückschlagventil in der Druckgasleitung kann entsprechend der in Verbindung mit Anspruch 4 angegebenen Funktion betrieben werden. The check valve claimed in claim 10 in the compressed gas line can according to the function specified in connection with claim 4 operate.

Zweckmäßig wird nach Anspruch 11 der Matrizenraum in an sich bekannter Weise durch eine Entlüftungsleitung mit der Umgebung verbunden, so dass die dort zu Beginn der Umformung enthaltene Luft während des Umformvorgangs abströmen kann. Appropriately, according to claim 11, the die space is known per se Way connected to the environment through a vent line, so that the air contained there at the beginning of the forming process during the Forming process can flow.

Nach Anspruch 12 kann in an sich bekannter Weise ein dem Blechteil zugewandter Bereich des Oberwerkzeugs als verstellbarer Stempel mit einer Matrizenanlagefläche ausgebildet sein, der ggf. auch zur Druckaufbringung herangezogen werden kann. According to claim 12, the sheet metal part can in a manner known per se facing area of the upper tool as an adjustable stamp with a Matrix contact surface may be formed, which may also be used to apply pressure can be used.

Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert. The invention is explained in more detail with reference to a drawing.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1a bis 1d eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte einer hydromechanischen Umformung von Blechbauteilen, FIG. 1a to 1d is a schematic representation of the method steps of a hydromechanical forming of sheet metal parts,

Fig. 2e bis 2h eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte einer alternativen hydromechanischen Umformung von Blechbauteilen mit einem verstellbaren Stempel in einem Oberwerkzeug, und Fig. 2e to 2h is a schematic representation of the method steps of an alternative hydromechanical forming of sheet metal parts with an adjustable punch in an upper tool, and

Fig. 31 bis 31 eine schematische Darstellung der Verfahrensschritte einer weiteren alternativen hydromechanischen Umformung von Blechbauteilen mit einem verstellbaren Stempel in einem Oberwerkzeug, der ins Unterwerkzeug eintaucht. Fig. 31 to 31 is a schematic representation of the method steps of a further alternative hydromechanical forming of sheet metal parts with an adjustable punch in an upper tool which dips into the lower tool.

In Fig. 1a bis 1d sind die Verfahrensschritte einer hydromechanischen Umformung von Blechbauteilen 1 schematisch dargestellt. Ein Umformwerkzeug 2 besteht aus einem Unterwerkzeug 3 und einem Oberwerkzeug 4. Das Umformwerkzeug 2 ist öffen- und schließbar und zwischen den Anlageflächen des Unterwerkzeugs 3 und des Oberwerkzeugs 4 ist das zu bearbeitende Blechbauteil 1 einspannbar. Durch die Anlageverbindung zwischen dem Unterwerkzeug 3 und dem Oberwerkzeug 4 mit dem dazwischen eingespannten Blechbauteil 1 entsteht ein abgedichteter Innenraum 5 des Umformwerkzeugs 2. Der Innenraum 5 wird durch das Blechbauteil 1 in einem dem Unterwerkzeug 3zugeordneten Druckraum 6 und einem dem Oberwerkzeug 4 zugeordneten Matrizenraum 7 unterteilt. Im Oberwerkzeug 4 ist eine Entlüftungsleitung 8 ausgebildet, die eine Verbindung zwischen der Matrizenanlagefläche 9 und der Umgebung 10 herstellt. Mit dem Druckraum 6 ist eine Wirkmediumleitung verbunden, die in eine gesteuert druckbeaufschlagbare Wirkmedium-Zufuhrleitung 11 und eine durchflusssteuerbare Wirkmedium-Abfuhrleitung 12 verzweigt ist. In der Wirkmedium-Abfuhrleitung 12 ist ein öffen- und schließbares Ventil 13 angeordnet, mittels dem abfließendes Wirkmedium 14 in einen Tank 15 abführbar ist. Mit dem Druckraum 6 ist eine Druckgasleitung 16 mit einem in Zufuhrrichtung öffnenden Rückschlagventil 17 verbunden. The method steps of a hydromechanical forming of sheet metal components 1 are shown schematically in FIGS. 1a to 1d. A forming tool 2 consists of a lower tool 3 and an upper tool 4 . The forming tool 2 can be opened and closed and the sheet metal component 1 to be machined can be clamped between the contact surfaces of the lower tool 3 and the upper tool 4 . The system connection between the lower tool 3 and the upper tool 4 with the sheet metal component 1 clamped in between creates a sealed interior 5 of the forming tool 2 . The interior 5 is divided by the sheet metal component 1 into a pressure chamber 6 assigned to the lower tool 3 and a die space 7 assigned to the upper tool 4 . A vent line 8 is formed in the upper tool 4 and establishes a connection between the die contact surface 9 and the surroundings 10 . An active medium line is connected to the pressure chamber 6 , which is branched into a controlled active medium supply line 11 which can be pressurized and a flow controllable active medium discharge line 12 . In the active medium discharge line 12 , an openable and closable valve 13 is arranged, by means of which the active medium 14 flowing away can be discharged into a tank 15 . A pressure gas line 16 is connected to the pressure chamber 6 with a check valve 17 opening in the feed direction.

Alle Bauteile sind im Verfahrensschritt entsprechend Fig. 1a mit Bezugszeichen versehen, wobei diese aus Übersichtlichkeitsgründen in den Verfahrensschritten entsprechend den Fig. 1b bis 1e weggelassen wurden. Im weiteren sind die Verfahrensschritte entsprechend den Figurenbezeichnungen angegeben. Im Verfahrensschritt a) sind das Unterwerkzeug 3 und das Oberwerkzeug 4 mit dem dazwischenliegenden Blechbauteil 1 zusammengespannt. Die dafür benötigte Spannkraft ist mit den Kraftpfeilen 18 und 18' eingezeichnet. Das Ventil 13 und das Rückschlagventil 17 sind beide geschlossen. Im Verfahrensschritt b) wird flüssiges Wirkmedium 14, eingezeichnet mit dem Flusspfeil 19, in den Druckraum 6 gefüllt und mit Druck beaufschlagt. Dadurch wird das Blechbauteil 1 an die Matrizenanlagefläche 9 angepresst und entsprechend der Gestalt der Matrizenanlagefläche 9 umgeformt. Die im Matrizenraum 7 befindliche Luft wird über die Entlüftungsleitung 8 an die Umgebung 10 abgeleitet. Nach Beendigung der Umformung des Blechbauteiles 1 wird das Ventil 13 geöffnet und das im Druckraum 6 befindliche Wirkmedium 14 kann in den Tank 15 abfließen. Dies ist im Verfahrensschritt c) mit dem Flusspfeil 19' eingezeichnet. Die Druckgasleitung 16 wird kurz vor Beendigung der Umformung des Blechbauteiles 1 mit Druckgas beaufschlagt, wobei der am Rückschlagventil 17 anliegende Wirkmediumdruck dieses geschlossen hält. Wird der Wirkmediumdruck kleiner als der Gasdruck öffnet sich das Rückschlagventil 17für ein Nachströmen von Druckgas. Dies ist mit dem Druckpfeil 20 im Verfahrensschritt c) eingezeichnet. Nach Beendigung der Druckluftzufuhr über die Druckgasleitung 16 wird das Umformwerkzeug 2 über eine geöffnete Wirkmediumleitung gesteuert entlüftet und das Oberwerkzeug 4 ist vom Unterwerkzeug 3 verfahrbar zum Entnehmen des verformten Blechbauteiles 1. Dies ist im Verfahrensschritt d) gezeigt. All components are provided with reference numerals in the method step in accordance with FIG. 1a, these being omitted for reasons of clarity in the method steps in accordance with FIGS. 1b to 1e. In addition, the method steps are specified in accordance with the figure names. In method step a), the lower tool 3 and the upper tool 4 are clamped together with the sheet metal component 1 lying between them. The clamping force required for this is shown with the force arrows 18 and 18 '. The valve 13 and the check valve 17 are both closed. In process step b), liquid active medium 14 , indicated by the flow arrow 19 , is filled into the pressure chamber 6 and pressurized. As a result, the sheet metal component 1 is pressed against the die contact surface 9 and shaped in accordance with the shape of the die contact surface 9 . The air in the die space 7 is discharged to the environment 10 via the ventilation line 8 . After the forming of the sheet metal component 1 has ended , the valve 13 is opened and the active medium 14 located in the pressure chamber 6 can flow into the tank 15 . This is shown in method step c) with the flow arrow 19 '. The compressed gas line 16 is pressurized with compressed gas shortly before the sheet metal component 1 is formed , the active medium pressure applied to the check valve 17 keeping it closed. If the active medium pressure is lower than the gas pressure, the check valve 17 opens for a subsequent flow of compressed gas. This is shown by the arrow 20 in method step c). After the supply of compressed air via the compressed gas line 16 has ended , the forming tool 2 is ventilated in a controlled manner via an open active medium line and the upper tool 4 can be moved by the lower tool 3 to remove the deformed sheet metal component 1 . This is shown in process step d).

Durch die Beaufschlagung des Druckraumes 6 mit Druckgas bei noch geschlossenem Umformwerkzeug 2 wird ein durch das abfließende Wirkmedium 14 erzeugter Unterdruck im Druckraum 6 verhindert. Damit können Beschädigungen an umgeformten Blechbauteilen 1, die durch den Unterdruck bedingt waren, zuverlässig verhindert werden. Ebenso wird die Zykluszeit verkürzt, da die Abströmzeit des Wirkmediums durch die Druckbeaufschlagung über die Druckgasleitung 16 in den Druckraum 6 verkürzt wird. By pressurizing the pressure chamber 6 with compressed gas while the forming tool 2 is still closed, a negative pressure in the pressure chamber 6 caused by the effluent active medium 14 is prevented. Damage to formed sheet metal components 1 , which were caused by the negative pressure, can thus be reliably prevented. The cycle time is also shortened, since the outflow time of the active medium is shortened by the pressurization via the compressed gas line 16 into the pressure chamber 6 .

In Fig. 2 sind schematisch die Verfahrensschritte e)-h) einer hydromechanischen Umformung von Blechbauteilen 1 mit einem verstellbaren Stempel 21 in einem Oberwerkzeug 22 dargestellt. In einem Unterwerkzeug 23 ist eine Aussparung 24 im Druckraum 6 angeordnet, in der sich bereits vor der Umformung des Blechbauteiles 1 Wirkmedium 14 befinden kann. Das Oberwerkzeug 22 besteht aus einem Halter 25, mit dem die Anlageverbindung mit dem Unterwerkzeug 23 geschaffen wird, und einem darin verschiebbaren Stempel 21. Der Aufbau bezüglich Entlüftung, Wirkmedium- und Druckgasleitungen ist identisch mit dem in Fig. 1 und ist mit gleichen Bezugszeichen versehen. Der Innenraum 5 des Umformwerkzeugs 2' wird durch das Blechbauteil 1 ebenfalls in den Druckraum 6 und den Matrizenraum 7 unterteilt und ist mit gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 versehen. In FIG. 2, the process steps e) -h) are a hydromechanical forming of sheet metal parts 1 shown with an adjustable die 21 in an upper tool 22 schematically. In a lower tool 23 , a recess 24 is arranged in the pressure chamber 6 , in which 1 active medium 14 can be located even before the sheet metal component is formed. The upper tool 22 consists of a holder 25 , with which the contact with the lower tool 23 is created, and a plunger 21 which can be displaced therein. The structure with regard to ventilation, active medium and compressed gas lines is identical to that in Fig. 1 and is provided with the same reference numerals. The interior 5 of the forming tool 2 'is also divided into the pressure space 6 and the die space 7 by the sheet metal component 1 and is provided with the same reference numerals as in FIG. 1.

Die Verfahrensschritte e)-h) entsprechen im Wesentlichen denen der Fig. 1a)-d). Im Verfahrensschritt e) ist mit den Kraftpfeilen 26, 26' und 27 das Unterwerkzeug 23 am Oberwerkzeug 22 dicht gehalten. Das Blechbauteil 1 ist dazwischen eingespannt. Im Verfahrensschritt f) wird über die Wirkmedium-Zufuhrleitung 11 Wirkmedium in den Druckraum 6 geleitet. Dadurch wird das Blechbauteil 1 an die Matrizenanlagefläche 9 des Oberwerkzeuges 22 gedrückt, wobei der Stempel 21 des Oberwerkzeuges 22 während der Verformung des Blechbauteiles im Halter 25 verschoben wird und dadurch die gewünschte Form des Blechbauteiles 1 gezogen wird. Die Verschiebung des Stempels ist mit dem Verschiebepfeil 28 eingezeichnet. Im Verfahrensschritt g) wird das Ventil 13 geöffnet, das Wirkmedium 14 kann daraus folgend in den Tank 15 ablaufen und durch den Abfall des Wirkmediumdrucks wird dieser geringer als der Gasdruck in der Druckgasleitung 16 und das Rückschlagventil 17 öffnet sich für ein Einströmen des Druckgases in den Druckraum 6. Nach dem Dekomprimieren des Umformwerkzeuges 2' ist dieses im Verfahrensschritt h) zur Bauteilentnahme öffenbar, wobei in der Aussparung 24 des Unterwerkzeuges 23 sich noch Wirkmedium 14 befinden kann. Process steps e) -h) essentially correspond to those in FIGS. 1a) -d). In method step e), the lower tool 23 is held tightly on the upper tool 22 with the force arrows 26 , 26 'and 27 . The sheet metal component 1 is clamped in between. In process step f), active medium is fed into the pressure chamber 6 via the active medium supply line 11 . As a result, the sheet metal component 1 is pressed against the die contact surface 9 of the upper tool 22 , the punch 21 of the upper tool 22 being displaced in the holder 25 during the deformation of the sheet metal component, and the desired shape of the sheet metal component 1 is thereby drawn. The displacement of the stamp is shown with the displacement arrow 28 . In process step g), the valve 13 is opened, the active medium 14 can subsequently flow into the tank 15 and due to the drop in the active medium pressure, the latter becomes lower than the gas pressure in the compressed gas line 16 and the check valve 17 opens for the compressed gas to flow into the tank Print room 6 . After the shaping tool 2 'has been decompressed, it can be opened in method step h) for component removal, wherein active medium 14 may still be present in the recess 24 in the lower tool 23 .

Die Funktion und die Vorteile des in Fig. 2 dargestellten Umformwerkzeuges 2' entsprechen den oben beschriebenen Funktionen und Vorteilen des in Fig. 1 dargestellten Umformwerkzeuges 2. The function and the advantages of the forming tool 2 'shown in FIG. 2 correspond to the functions and advantages of the forming tool 2 shown in FIG. 1 described above.

In Fig. 3 sind schematisch die Verfahrensschritte i)-l) einer hydromechanischen Umformung von Blechbauteilen 1 mit einem verstellbaren Stempel 29 im Oberwerkzeug 30 dargestellt. Der verstellbare Stempel 29 taucht während der Verformung des Blechbauteiles 1 in die Aussparung 24 des Unterwerkzeugs 23 ein. Der Aufbau des Unterwerkzeugs 23 entspricht dem des in Fig. 2 gezeigten Unterwerkzeugs 23 und ist mit gleichen Bezugszeichen versehen. In Fig. 3 the method steps i) -l) are a hydromechanical forming of sheet metal parts 1 shown with an adjustable punch 29 in the upper die 30 schematically. The adjustable stamp 29 is immersed in the recess 24 of the lower tool 23 during the deformation of the sheet metal component 1 . The structure of the lower die 23 corresponding to the one tool shown in Fig. 2 and 23 is provided with the same reference numerals.

Im Verfahrensschritt i) wird das Oberwerkzeug 30 auf das Unterwerkzeug 23 mit dem dazwischenliegenden Blechbauteil 1 gespannt. Dies ist mit den Kraftpfeilen 26, 26' und 27 im Verfahrensschritt i) eingezeichnet. Im Verfahrensschritt j) wird der Stempel 29 des Oberwerkzeugs 30 zur Verformung des Blechbauteils 1 nach unten in die Aussparung 24 des Unterwerkzeugs 23verschoben. Dies ist mit dem Verschiebepfeil 31 eingezeichnet. Das in der Aussparung 24 befindliche Wirkmedium, das über die Wirkmedium-Zufuhrleitung 11 unter Druck gesetzt ist, wird geregelt über das Ventil 13 in der Wirkmedium- Abführleitung 12 in den Tank 15 entlassen. Der Druck des Stempels 29 und die Auslassgeschwindigkeit durch das Ventil 13 sind aufeinander abgestimmt zur exakten Umformung des Blechbauteils 1. Über die Druckgasleitung 16 wird im Verfahrensschritt k) Druckgas beaufschlagt, das über ein sich öffnendes Rückschlagventil 17, abhängig von dem Verhältnis Wirkmediumdruck zu Gasdruck, in den Druckraum 6 geleitet wird. Im Verfahrensschritt I), nach Dekomprimierung des Umformwerkzeuges 2" wird das Oberwerkzeug 30 und der Stempel 29 vom verformten Blechbauteil 1 weg verfahren und das Blechbauteil 1 kann entnommen werden. In method step i), the upper tool 30 is clamped onto the lower tool 23 with the sheet metal component 1 lying in between. This is shown with the force arrows 26 , 26 'and 27 in method step i). In method step j), the punch 29 of the upper tool 30 is moved downward into the recess 24 of the lower tool 23 to deform the sheet metal component 1 . This is shown with the arrow 31 . The active medium located in the recess 24 , which is pressurized via the active medium supply line 11 , is released into the tank 15 in a controlled manner via the valve 13 in the active medium discharge line 12 . The pressure of the plunger 29 and the outlet speed through the valve 13 are coordinated with one another for the exact shaping of the sheet metal component 1 . In process step k), pressurized gas is applied via the pressurized gas line 16 , which is directed into the pressure chamber 6 via an opening check valve 17 , depending on the ratio of active medium pressure to gas pressure. In method step I), after decompression of the forming tool 2 ", the upper tool 30 and the punch 29 are moved away from the deformed sheet metal component 1 and the sheet metal component 1 can be removed.

Auch bei dieser Art des Umformwerkzeuges 2" sind o. g. Funktionen und Vorteile anzuführen. Durch die Einleitung von Druckgas über die Druckgasleitung 16 in den Druckraum 6 wird einerseits die Zykluszeit verkürzt und andererseits mögliche ungewollte Verformungen am Blechbauteil durch Unterdruck verhindert. The above-mentioned functions and advantages must also be mentioned in this type of forming tool 2 ". The introduction of pressurized gas via pressurized gas line 16 into pressure chamber 6 on the one hand shortens the cycle time and on the other hand prevents possible unwanted deformations on the sheet metal component due to negative pressure.

Claims

1. Process for hydromechanical forming of sheet metal components, with the following process steps:
the sheet metal part is clamped between tightly fitting contact surfaces of an openable forming tool in such a way that the sheet metal part forming area to be formed lies in the interior of the forming tool and the interior of the tool is separated into a pressure space and a die space with a die contact surface by the sheet metal part forming area,
the pressure chamber is filled with liquid active medium in a controlled manner and pressurized, whereby the sheet metal part area clamped in the forming tool is pressed against the die contact surface and shaped according to the shape of the die contact surface,
after the forming, the pressure chamber is decompressed and the active medium is removed from the pressure chamber in a controlled manner,
after the pressure chamber is at least partially emptied, the forming tool is opened, and
the formed sheet metal part is removed
characterized by
that at the start of the removal of the active medium ( 14 ) with the forming tool ( 2 , 2 ', 2 ") closed, the pressure chamber ( 6 ) is acted upon in a controlled manner with compressed gas, which takes up the pressure chamber region released by the outflowing active medium ( 14 ), which on the one hand causes the outflow of the The active medium ( 14 ) is accelerated and the outflow time is shortened, and on the other hand the formed sheet metal part area is supported by the gas pressure against the die contact surface ( 9 ) when the active medium ( 14 ) flows out, and
that after the pressurized gas supply has ended and the ambient pressure has equalized, the forming tool is opened and the sheet metal component ( 1 ) is removed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the die contact surface ( 9 ) is formed on an adjustable stamp ( 21 , 29 ).

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the pressurization in the pressure chamber ( 6 ) directly through the filling pressure of the active medium ( 14 ) and / or by means of a punch ( 29 ) penetrating into the active medium ( 14 ) into the active medium ( 14 ). takes place, the active medium ( 14 ) being specifically displaced via a throttle ( 13 ).

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in
that a check valve ( 17 ), which opens in the feed direction, is arranged in a pressurized gas line ( 16 ), which is pressurized with compressed gas before the end of the shaping,
that the active medium pressure applied during the forming process is higher than the gas pressure, so that the check valve ( 17 ) is closed, and
that the active medium pressure of the effluent active medium ( 14 ) is lower than the gas pressure, so that the check valve ( 17 ) then opens for a subsequent flow of compressed gas.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the die space ( 7 ) is vented at its reduction due to the pressurization of the pressure space ( 6 ) and / or the pressure space ( 6 ) after termination of the compressed air supply before opening the Forming tool ( 2 , 2 ', 2 ") for gas pressure relief controlled by a gas line or via an open active medium line ( 11 , 12 ) is vented.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the pressure space ( 6 ) associated with a lower tool ( 3 , 23 ) and the die space ( 7 ) with die contact surface ( 9 ) an upper tool ( 4 , 22 , 30 ) of the forming tool The sheet metal component ( 1 ) is clamped between the lower tool ( 3 , 23 ) and the upper tool ( 4 , 22 , 30 ).

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that that compressed air is used as the compressed gas

8. forming tool for performing the method according to any one of claims 1 to 7, characterized in
that the forming tool ( 2 , 2 ', 2 ") consists of a lower tool ( 3 , 23 ) and an upper tool ( 4 , 22 , 30 ), which can be opened and closed, so that the lower tool and the upper tool close to one another on contact surfaces therebetween clamped sheet metal component (1) bear against being separated by the sheet metal component (1) of the interior (5) of the tool in a pressure chamber (6) and provided with a Matrizenanlagefläche (9) die space (7),
that at least one active medium line ( 11 , 12 ) for controlled filling and emptying is connected to the pressure chamber ( 6 ),
characterized,
that at least one compressed gas line ( 16 ) is connected to the pressure chamber for controlled filling of the pressure chamber volume released when the active medium is emptied with compressed gas.

9. Forming tool according to claim 8, characterized in that an active medium line connected to the pressure chamber ( 6 ) branches off to a controlled active medium supply line ( 11 ) and a controllable active medium discharge line ( 12 ).

10. Forming tool according to claim 7 or 8, characterized in that a check valve ( 17 ) opening in the feed direction is arranged in the compressed gas line ( 16 ).

11. Forming tool according to one of claims 8 to 10, characterized in that the die space ( 7 ) with a ventilation line ( 8 ) is connected to the environment ( 10 ).

12. Forming tool according to one of claims 8 to 11, characterized in that a region of the upper tool ( 4 , 22 , 30 ) facing the sheet metal component ( 1 ) is designed as an adjustable stamp ( 21 , 29 ) with a die contact surface ( 9 ).