DE4322063C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Ausschneiden eines Ausschnittes aus einer Wandung eines nach dem Innenhochdruck-Umformverfahren hergestellten Hohlkörpers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausschneiden eines Ausschnittes aus einer Wandung eines nach dem Innenhochdruck-Umformver­ fahren aus einem Rohrabschnitt in einem Umformwerk­ zeug hergestellten Hohlkörpers bei noch im Umform­ werkzeug befindlichem Hohlkörper.

Beim Innenhochdruck-Umformverfahren wird be­ kanntlich ein Rohrabschnitt in ein Innenhochdruck-Um­ formwerkzeug ohne feste Innenmatrize mit Umforms­ tößeln und einer Innenhochdruckquelle eingelegt, und nach Verschluß der Enden durch die Umformstößel mit Hilfe eines eingeleiteten Druckmittels aufgeweitet und dabei gegen die die endgültige Form des Hohlkörpers aufweisende Innenwandung des Umformwerkzeuges gelegt Sollen nun an einem Hohlkörper bzw. Werkzeug Ausbrüche oder Ausschnitte erzeugt werden, so kann dies bisher in einem getrennten Arbeitsgang außerhalb des Innenhochdruck-Umformwerkzeuges durchgeführt werden, beispielsweise durch Plasma- oder Laserschnei­ den oder aber Sägen. Für diesen zusätzlichen Arbeits­ gang muß das umgeformte Werkstück dem Umform­ werkzeug entnommen, transponiert und in eine andere Vorrichtung eingespannt werden. Zumeist ist insoweit ein einfaches und schnelles Stanzen mit einem Loch­ stempel nicht möglich, weil dabei die Gefahr des Ein­ beulens oder anderweitiger Beschädigung des Werk­ stückes besteht.

Das Erzeugen von Durchbrüchen oder Ausschnitten kann aber auch bei noch im Umformwerkzeug befindli­ chem Hohlkörper durchgeführt werden (DE 40 35 625 A1), indem die Wandung an den betreffenden Stellen durch Erhöhung des Innendruckes in eine Werkzeug­ ausnehmung hinein durchbrochen bzw. ausgeschnitten wird, wobei in der Werkzeugausnehmung ein Stützstö­ ßel vorgesehen sein kann. Die Ränder der Durchbrüche bzw. der Ausschnitte sind aber verdünnt und ausge­ franst.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, an­ zugeben, wie man die besagten Ausschnitte schneller und mit hoher Qualität herstellen kann.

Hierzu lehrt die Erfindung, daß bei einem gattungsgemäßen Verfahren das Ausschneiden des Ausschnittes unmittelbar nach der In­ nenhochdruck-Umformung mit Hilfe eines von außen an der Mantelfläche des Werkstücks angreifenden Lochstempels derart vorgenommen wird, daß der Aus­ schnitt zunächst bei im Hohlkörper aufrechterhaltenem maximalen Innendruck bis auf eine Restwandungsdicke vorgeschnitten und anschließend bei verringertem Überdruck endgültig ausgeschnitten wird. Nach bevor­ zugter Ausführungsform wird das endgültige Aus­ schneiden bei einem derart verringerten Innendruck vorgenommen, daß der ausgeschnittene Wandungsbe­ reich beim Zurückführen des Lochstempels mit nach außen gedrückt wird. Dieses endgültige Ausschneiden kann ohne weiteres während des Absenkens des Innen­ druckes durchgeführt werden.

Im Rahmen der erfindungsgemäßen Maßnahme kön­ nen beliebige Ausschnitte am Werkstück in einem gleichsam kombinierten Umform-/Stanzwerkzeug an­ gebracht werden. Umformen und Stanzen erfolgen in einem einzigen Werkzeug und praktisch auch in einem einzigen Arbeitsgang, wobei eine vom Werkstückwerk­ stoff und von der Werkstückwanddicke abhängige Steuerung des Innendruckes und des Vorschubes des Lochstempels stattfindet Bisher unvermeidbare schäd­ liche Druckspitzen im Werkzeug bzw. in der Maschine beim schlagartigen Entspannen des Umformmediums im Augenblick der vollständigen Werkstücktrennung am Werkstück entstehen überhaupt nicht. Die beim thermischen Trennen entstehende Wärmeeinflußzone wird ebenso vollkommen vermieden wie der beim Stan­ zen auftretende Schnittschlag.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher er­ läutert. Es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und

Fig. 2 ein die Funktionsweise der Vorrichtung nach Fig. 1 erläuterndes Diagramm.

Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung dient zum Ausschneiden eines Ausschnitts aus einem Hohlkörper H, der nach dem Innenhochdruck-Umformverfahren aus einem Rohrabschnitt in einem Umformwerkzeug 1 hergestellt worden ist. Das Innenhochdruck-Umform­ werkzeug 1 ist mit zwei Umformstößeln 2 und einer Innenhochdruckquelle 3 ausgestattet, die nur schema­ tisch dargestellt sind. In der Fig. 1 erkennbar ist ein Teil des Umformwerkzeuges 1, der die die Außenkontur des Hohlkörpers H als Innenkontur aufweist Dargestellt ist, daß das Umformwerkzeug 1 mit einem Lochstempel 4 versehen ist, dessen Antrieb 5 zusammen mit der Innen­ hochdruckquelle 3 an eine gemeinsame Steuereinrich­ tung 6 angeschlossen ist.

Mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung wird das Verfahren wie folgt durchgeführt: Nach dem Vorfor­ men des Hohlkörpers H wird der Innendruck zum Fer­ tigformen auf seinen maximalen Wert (Kalibrier- bzw. Stützdruck) erhöht. Die horizontalen Umformstößel 2 verbleiben in ihrer letzten Position. Nunmehr wird der Lochstempel 4 in Pfeilrichtung vorgefahren. Während die Schneidkanten die Werkstückwand trennen, sorgt der anliegende Innendruck dafür, daß nur eine annehm­ bare Werkstückverformung entsteht. Der Lochstempel 4 wird zunächst nur so weit vorgefahren, daß die Werk­ stückwand werkstückabhängig bis auf eine Restdicke von wenigen Zehntelmillimetern getrennt wird. An­ schließend wird der Innendruck deutlich verringert Erst jetzt erfolgt das vollständige Ausschneiden durch den Lochstempel 4, wobei aber der Innendruck nicht ganz bis auf Null zurückgenommen wird, damit das ausge­ schnittene Teilstück A beim Zurückführen des Loch­ stempels 4 nach außen gedrückt wird und nicht im Hohl­ körper H verbleibt. Durch die beschriebene werkstoff- und wanddickenabhängige Steuerung des Innendruckes und des Lochstempels 4 wird ein schlagartiger Druckab­ bau mit entsprechenden Lastschlägen auf die Maschi­ nenelemente vermieden. Die Fig. 2 zeigt den Verlauf des Innendrucks im Werkstück in Abhängigkeit vom Vorschub des Lochstempels bzw. der Wanddicke.

Claims (3)

1. Verfahren zum Ausschneiden eines Ausschnittes aus einer Wandung eines nach dem Innenhoch­ druck-Umformverfahren aus einem Rohrabschnitt in einem Umformwerkzeug hergestellten Hohlkör­ pers bei noch im Umformwerkzeug befindlichem Hohlkörper, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausschneiden des Ausschnittes unmittelbar nach der Innenhochdruck-Umformung mit Hilfe eines von außen an der Mantelfläche des Werkstücks an­ greifenden Lochstempels derart vorgenommen wird, daß der Ausschnitt zunächst bei im Hohlkör­ per aufrechterhaltenem maximalen Innendruck bis auf eine Restwandungsdicke vorgeschnitten und anschließend bei verringertem Überdruck endgül­ tig ausgeschnitten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das endgültige Ausschneiden bei ei­ nem derart verringerten Innendruck vorgenom­ men wird, daß der ausgeschnittene Wandungsbe­ reich beim Zurückführen des Lochstempels mit nach außen gedrückt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­, kennzeichnet, daß das endgültige Ausschneiden während des Absenkens des Innendruckes durch­ geführt wird.