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WO1992013656A1 - Vorrichtung zum hydrostatischen umformen von hohlkörpern aus kaltumformbarem metall - Google Patents

Vorrichtung zum hydrostatischen umformen von hohlkörpern aus kaltumformbarem metall Download PDF

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Publication number
WO1992013656A1
WO1992013656A1 PCT/DE1992/000064 DE9200064W WO9213656A1 WO 1992013656 A1 WO1992013656 A1 WO 1992013656A1 DE 9200064 W DE9200064 W DE 9200064W WO 9213656 A1 WO9213656 A1 WO 9213656A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
die
feed
pressure
sleeve
feed sleeve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE1992/000064
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wilhelm Kaiser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
hde Metallwerk GmbH
H D EICHELBERG AND CO GmbH
Original Assignee
hde Metallwerk GmbH
H D EICHELBERG AND CO GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by hde Metallwerk GmbH, H D EICHELBERG AND CO GmbH filed Critical hde Metallwerk GmbH
Publication of WO1992013656A1 publication Critical patent/WO1992013656A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033—Deforming tubular bodies
    • B21D26/043—Means for controlling the axial pusher

Definitions

  • the invention relates to a device for the hydrostatic forming of hollow bodies made of cold-formable metal within a mold cavity of a die with at least one feed for the hydraulic fluid into the hollow body.
  • tubular hollow parts made of cold-formable metal e.g. made of 16 MnCr 5
  • tubular hollow parts made of cold-formable metal e.g. made of 16 MnCr 5
  • high hydrostatic internal pressure there is an additional axial pressure which acts on the pipe end faces. That axial pressure and the simultaneous effect of the internal pressure have the consequence that the hollow body wall bears against the engraving of the mold or the die.
  • hollow parts produced in this way is, on the one hand, that - e.g. in permanent mold casting - undercut internal cavities can be produced, which can either not be machined or only be manufactured with complicated tools (e.g. by spark erosion).
  • the known hollow parts - in contrast to the hollow parts produced by machining - are relatively light and, as a result of the strain hardening associated with the forming, are very resistant with a favorable fiber course, which is similar to that of a forged fiber.
  • the known hydroforming is perceived as disadvantageous because the hollow body wall cannot fall below a certain minimum thickness.
  • the tubular body to be deformed must be designed to be dimensionally stable in order to accommodate the relatively high axial pressure acting on its end faces, which can only be achieved by means of a sufficient wall thickness.
  • the known internal high-pressure forming is always limited to parts in which the force-effect lines for introducing the axial forces, that is to say the ram and the longitudinal center axis of the tube, exactly coincide. In this way, at most lateral sectoral protuberances can be produced for the production of cross pieces or T pieces, for example.
  • the longitudinal axis of the protuberance which is produced sectorally in accordance with the die engraving, runs transversely to the force line of the press ram and the tube (see “Industrial Indicator” loc. Cit., P. 4 and 8).
  • the invention is based on the object of designing the known device in such a way that it is easier to handle with a considerably simplified design. Exercise permitted for both interior work and production.
  • the feed forms a feed sleeve which guides the pressure fluid and which can be pushed onto a cylindrical holding region of the hollow body outside the mold cavity of the hollow body in a liquid-tight and pressure-tight manner
  • the feed sleeve is releasably lockable in its feed position with respect to the die and receives the holding area in the axial direction relative to it
  • a pipe such as steel pipe or the like, is located between the feed sleeve and a high-pressure generator as a line for the pressure fluid. is arranged, which represents a bending path, which absorbs movements of the feed sleeve and / or the die with an elastic bend.
  • the device according to the invention can dispense with special press punches for introducing an axial pressure acting on the hollow body to be reformed. Rather, in the device according to the invention, the pressure fluid alone ensures the deformation of the hollow body within the die.
  • a decisive prerequisite for this is that the feed sleeve to be pushed onto the cylindrical holding area of the hollow body in a liquid-tight and pressure-tight manner, in its axially fixed feeding position, receives this holding area in the axial direction relative to it. This can result in the action of the hydrostatic internal pressure to a certain extent, material is drawn from the holding area.
  • the device according to the invention generally works with a hydrostatic internal pressure of at least 800-1500 bar acting on the hollow body to be formed. Depending on the material used and the design of the article to be achieved, it may also be necessary to reduce the internal hydrostatic pressure to 3000 Increase bar and more. Such high pressures require particularly safe measures just with regard to their supply routes.
  • a safe and at the same time adaptable feed path has been achieved by the invention that a pipe, such as a steel pipe or the like, is arranged between the feed sleeve and the high-pressure generator as a line for the pressure fluid, which represents a bending path, which movements of the feed sleeve and / or the die with an elastic bend.
  • the otherwise rigid pipeline which is designed as a bending section, is able, for example, to accommodate a reciprocating drive movement of the feed sleeve.
  • the die and any feed sleeve assigned to it can be manipulated in practically any manner when setting up the device according to the invention, without having to take particular account of the course of the high-pressure line. This results in an additional spatial movement unit, for example in the event that the arrangement according to the invention has to be placed in a specific spatial relationship with a manipulator for the workpiece feed and the workpiece removal.
  • the bending path of the steel tube is designed in such a way that plastic deformation can never occur. This can mean that the pipeline represents a relatively long, wide span between the high pressure generator and the connection to the feed sleeve.
  • a bending section can be curved, cranked or the like in one plane or in space. be trained.
  • the feed sleeve can be driven back and forth relative to the hollow body accommodated in the die, which, as already mentioned, is of particular importance in connection with the flexible pipe.
  • the invention provides that a guide means for the feed sleeve which can be moved back and forth is fastened exclusively to the die by means of a holder, the feed sleeve being releasably locked to the holder via the guide means. It is conceivable that during the forming work in the infeed position of the infeed sleeve, owing to the high hydrostatic internal pressure, a considerable reaction force acts axially away from the die on the infeed sleeve. Such forces can be passed on to the die via the holder, which advantageously means a closed "flow of force in a small way.
  • an embodiment of the invention consists in that part of a drive for the back and forth movement of the feed sleeve also forms its guide means, while another part of the drive is fastened to the holder and, together with the latter, a rigid power transmission bridge to the die forms.
  • those features of the invention can mean that the drive consists of a piston-cylinder unit operated by pressure medium, that the part of the drive which carries the feed sleeve is the piston rod, while the other part of the drive is the cylinder on the holder is attached.
  • a particularly easy-to-use device has been achieved in that the die, feed sleeve and its drive for the back and forth movement form a unitary, spatially manageable assembly which is operated on an operating device for generating an opening and Closing movement of the die, such as on the table of a tool press, is to be releasably attached.
  • the flexible pipeline offers particular advantages in the event that the pressure generating system would have to be converted for operational reasons, which is facilitated by the fact that the high-pressure generator and possibly also an associated filling pressure generator can be easily moved.
  • bar such as are movable, are formed.
  • FIG. 2 is a partially horizontally sectioned plan view, approximately corresponding to the section line designated II-II in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a cross section through a steel pipeline between the feed sleeve and the high-pressure generator according to the section line III-III entered in FIG. 2 and
  • a device for the hydrostatic shaping of hollow bodies made of cold-formable metal is generally designated by the reference number 10.
  • a die 13 is arranged on a press table 11 of a tool press 12.
  • the die 13 consists of an upper die 14 and a lower die 15 which, in the region of their parting plane E, has a tubular workpiece 16 (hollow body) in a mold cavity (not shown), e.g. made of steel. Of the hollow body 16, only the holding areas 17 protruding from the die 13 at both ends are visible.
  • the upper die 14 is releasably attached to a press upper part 18 which can be moved up and down along the movement arrow y.
  • a hydraulic piston-cylinder unit 19 (hydraulic cylinder) with one cylinder 20 and one piston rod 21 is arranged on each side of the device.
  • a feed sleeve 22 is fastened, which serves to supply pressure fluid from a high-pressure generator 23, which is shown schematically on the right in FIG. 1.
  • both hydraulic cylinders 19 are actuated in such a way that the two piston rods 21, together with the feed sleeves 22 carried by them, extend out of the cylinder 20 in the direction of the die 13. In this case, the feed sleeves 22 slide pressure-tight and liquid-tight over the two holding areas 17 on the hollow body side.
  • pressure fluid is introduced into the hollow body 16 to be formed via the feed sleeve 22 shown on the left in FIG. 1 or in FIG. 2 via a high-pressure line 24.
  • a hydrostatic internal pressure of, for example, 1500 bar builds up within the forming area of the hollow body 16 arranged in the die 13, which presses the hollow body wall against the engraving of the die-side mold cavity.
  • the feed sleeves 22 and the piston rods 21 are blocked in the axial direction.
  • the high pressure is switched off, so that the two feed sleeves 22 can return to their starting position away from the die 13 (see, for example, FIGS. 1 and 2).
  • the completely formed hollow body 16 can be removed, for example by means of a manipulator, which can also load the die 13 with hollow body blanks 16.
  • a manipulator which can also load the die 13 with hollow body blanks 16.
  • two rigid tabs 25, which are arranged parallel to one another, are fastened, which are also fastened to the lower die 15.
  • the die 13 therefore forms, thanks to the link bridge 25, 25, together with the hydraulic cylinders 19, a cohesive, closed assembly which manipulates in almost any desired manner in a simple, desired manner, in particular in a specific position on the press table 11 and below the upper press part 18 can be adjusted.
  • the above-mentioned high hydrostatic internal pressure of 1500 bar which can be up to 3000 bar and more depending on the material and article, causes a reaction force directed away from the die 13, which must be absorbed by the hydraulic cylinders 19. This is because these are hydraulically blocked during the forming process, so that the two feed sleeves 22 are releasably locked in the axial direction x with respect to the die 13.
  • the two bracket bridges 25, 25 each form a rigid power transmission bridge to the die 13 and hereby advantageously bring about a closed force connection over a short distance.
  • the high-pressure generator 23 is preceded by a filling pressure generator 26, which initially causes the hollow body 16 to be quickly filled with pressure fluid at a filling pressure of approximately 65-80 bar with a relatively large delivery volume via the high-pressure head 27 and the high-pressure line 24.
  • the feed sleeves 22 are of course - as already described above - on the holding areas 17 of the hollow body 16, which is open at both ends, is pushed on in a liquid-tight and pressure-tight manner.
  • the pressure fluid passes from the high-pressure generator 23 via its line connection 28, the high-pressure line 24 to the line connection 29 on the piston rod 21, which contains a liquid-conducting channel 30, which is only shown in dashed lines in FIG. 2 and which passes through a channel 31 the respective feed sleeve 22 is continued.
  • the two connections 28-29 also stand for a bending distance of the steel tube 24, which in the present case extends in a flat, long curve approximately in one plane.
  • the steel tube 24 is so long that a back and forth movement of the piston rod 21 carrying the feed sleeve 22 always remains in the flexurally elastic range, so that practically an innumerable large number of working cycles with regard to the known Wöhler curve is possible.
  • Bending path is formed, an arrangement and
  • the high-pressure generator 23 (just like the filling pressure generator 26) can be moved on rollers 32.
  • the high-pressure generator 23 and the filling pressure generator 26, thanks to the flexible design of the steel tube 24, have a very large scope be moved if the operating situation should require this.
  • the steel tube 24 is very thick-walled for the transmission of the hydraulic fluid.
  • the inside diameter a is 4.8 mm
  • the tube wall thickness b is 4.7 mm.
  • the high-pressure steel pipeline 24, which represents a flexible bending section 28-29 allows practically any configuration and arrangement of dies 13.
  • the die according to FIG. 5 is provided with a corresponding mold cavity (not shown) for reshaping a hollow body 16 extending at a right angle, so that the longitudinal axes of the two hydraulic cylinders 19, which are aligned with the holding areas 17 on the hollow body side, are also aligned , extend at right angles to each other. 5 an approximately 135 ° arrangement is provided.
  • a tool press which has only three support columns 33 arranged at a circumferential angular distance of 120 ° has proven to be favorable for the unhindered spatial handling of the assemblies formed in each case from the two hydraulic cylinders 19 with feed sleeves 22 and from the die 13.
  • the filling line (hose) between . High-pressure generator 23 and filling pressure generator 26 are designated by 35.

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Abstract

Eine Vorrichtung zum hydrostatischen Umformen von Hohlkörpern (16) aus kaltumformbarem Metall innerhalb einer Formhöhlung eines Gesenks (13) ist mit mindestens einer Einspeisung für die Druckflüssigkeit in den Hohlkörper (16) versehen. Die Einspeisung bildet eine die Druckflüssigkeit führende Einspeisungsmuffe (22), welche auf einen außerhalb der Formhöhlung des Gesenks (13) befindlichen zylindrischen Haltebereich (17) des Hohlkörpers (16) flüssigkeits- und druckdicht aufschiebbar ist. Die Einspeisungsmuffe (22) ist in ihrer Einspeisungsposition bezüglich des Gesenks (12) lösbar zu arretieren und nimmt den Haltebereich (17) in Axialrichtung zu ihr relativverschieblich auf. Zwischen der Einspeisungsmuffe (22) und einem Hochdruck-Erzeuger (23) ist als Leitung für die Druckflüssigkeit ein Rohr (24), wie Stahlrohr od. dgl., angeordnet. Das Rohr (24) bildet eine Biegestrecke (28-29), welche Bewegungen der Einspeisungsmuffe (22) und/oder des Gesenks (13) mit elastischer Biegung aufnimmt.

Description

Vorrichtung zum hydrostatischen Umformen von Hohlkör¬ pern aus kaltumformbarem Metall
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum hydro¬ statischen Umformen von Hohlkörpern aus kaltumformbarem Metall innerhalb einer Formhöhlung eines Gesenks mit mindestens einer Einspeisung für die Druckflüssigkeit in den Hohlkörper.
Mit der vorbezeichneten bekannten Vorrichtung (s. Industrie-Anzeiger Nr. 20 vom 9.3.1984 / 106. Jg. S. 16 und 17) werden rohrförmige Hohlteile aus kaltumform- barem Metall, z.B. aus 16 MnCr 5, unter Zufuhr hohen, hydrostatisch erzeugten Innendrucks verformt. Zu dem hohen hydrostatischen Innendruck tritt gesondert ein axialer Druck hinzu, der auf die Rohrstirnflächen ein¬ wirkt. Jener Axialdruck und die gleichzeitige Wirkung des inneren Drucks haben zur Folge, daß sich die Hohl¬ körperwand an die Gravur der Form bzw. des Gesenks an¬ legt.
In der Praxis ist dies so, daß ein gerades Rohr in die Formteilungsebene zwischen Ober- und Untergesenk eingelegt und das Gesenk zugestellt wird. Zwischen Ober- und Untergesenk bleibt aber genügend Raum für zwei diametral gegenüberliegend koaxial zueinander an¬ geordnete horizontal liegende Preßstempel, deren freie Stirnflächen das mit den Preßstempeln fluchtende, zu verformende Rohrstück zwischen sich aufnehmen. Es er¬ folgt sodann die Umformung durch Einführen von Druck¬ flüssigkeit in den Rohrinnenraum bei gleichzeitiger An- endung des Axialdrucks, wobei die beiden Preßstempel aufeinanderzu bewegt werden.
Mit der bekannten hydrostatischen Umformung können Formteile mit gleichmäßiger Formgebung über den Umfang, Formteile mit sektorieller Umformung und schließlich gleichmäßige und sektorielle Umformung miteinander kom¬ binierende Formteile erzeugt werden.
Der Vorzug derart erzeugter Hohlteile besteht zum einen darin, daß - wie z.B. beim Kokillenguß - hinter- schnittene Innen-Hohlräume erzeugt werden können, wel¬ che spangebend entweder nicht oder nur mit komplizier¬ ten Werkzeugen (z.B. durch Funkenerosion) gefertigt werden können. Zudem sind die bekannten Hohlteile - im Unterschied zu spangebend erzeugten Hohlteilen - ver¬ hältnismäßig leicht und infolge der mit der Umformung einhergehenden Kaltverfestigung bei günstigem Faserver¬ lauf, der dem einer Schmiedefaser ähnlich ist, sehr wi- derstandsfähig.
Indes wird die bekannte Innenhochdruck-Umformung als nachteilig empfunden, weil eine gewisse Mindest¬ dicke der Hohlkörperwand nicht unterschritten werden kann. Dies liegt im wesentlichen daran, daß der zu ver¬ formende Rohrkörper zur Aufnahme des auf seine Stirn¬ flächen einwirkenden relativ hohen Axialdrucks angemes¬ sen formsteif ausgebildet sein muß, was nur über den Weg einer hinreichenden Wanddicke zu bewerkstelligen ist. Außerdem ist die bekannte Innenhochdruck-Umformung immer nur auf Teile beschränkt, bei welchen die Kraft¬ wirkungsgeraden zur Einleitung der Axialkräfte, also Preßstempel und Längsmittelachse des Rohres, exakt ko- inzidieren. Auf diese Weise können höchstens seitliche sektorielle Ausstülpungen zur Herstellung z.B. von Kreuzstücken oder T-Stücken erzeugt werden. Hierbei verläuft die Längsachse der jeweils in Anpassung an die Gesenk-Gravur sektoriell erzeugten Ausstülpung quer zur gemeinsamen Kraftwirkungsgerade der Preßstempel und des Rohres (s. "Industrie-Anzeiger" a.a.O. S.17 Bild 4 und 8).
Mit der bekannten Innenhochdruck-Umformung ist demnach bereits eine gewisse Anzahl von Formen zu er¬ zeugen, welche aber stets an die Rahmenbedingung einer gemeinsamen Kraftwirkungsgeraden der Preßstempel und des zu verformenden Rohres, also an eine grundsätzlich gerade Grundform, gebunden ist.
Schließlich wird die bekannte Vorrichtung (s. "Industrie-Anzeiger" a.a.O.) wegen ihrer sich insbeson¬ dere durch die Preßstempel zur Axialkrafteinleitung be¬ dingten Starrheit, die sich auch handhabungstechnisch auswirkt, als nachteilig empfunden.
Ausgehend von der eingangs beschriebenen bekannten Vorrichtung (s. "Indrustrie-Anzeiger" a.a.O.) dieser Gattung, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Vorrichtung so auszugestalten, daß sie bei we¬ sentlich vereinfachter Bauform eine leichtere Handha- bung sowohl bei Einrichtungsarbeiten als auch bei der Produktion gestattet.
Entsprechend der Erfindung wird diese Aufgabe da- durch gelöst, daß die Einspeisung eine die Druckflüs¬ sigkeit führende Einspeisungsmuffe bildet, welche auf einen außerhalb der Formhöhlung des Gesenks befindli¬ chen zylindrischen Haltebereich des Hohlkörpers flüs¬ sigkeits- und druckdicht aufschiebbar ist, wobei die Einspeisungsmuffe in ihrer Einspeisungsposition bezüg¬ lich des Gesenks lösbar zu arretieren ist sowie den Haltebereich in Axialrichtung zu ihr relatiwerschieb¬ lich aufnimmt und wobei zwischen der Einspeisungsmuffe und einem Hochdruck-Erzeuger als Leitung für die Druck- flüssigkeit ein Rohr, wie Stahlrohr od.dgl., angeordnet ist, das eine Biegestrecke darstellt, welche Bewegungen der Einspeisungsmuffe und/oder des Gesenks mit elasti¬ scher Biegung aufnimmt.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann auf geson¬ derte Preßstempel zur Einleitung eines auf den umzufor¬ menden Hohlkörper einwirkenden Axialdrucks verzichten. Vielmehr besorgt bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung allein die Druckflüssigkeit die Umformung des Hohlkör- pers innerhalb des Gesenks. Entscheidende Voraussetzung dafür ist es, daß die flüssigkeits- und druckdicht auf den zylindrischen Haltebereich des Hohlkörpers aufzu¬ schiebende Einspeisungsmuffe in ihrer axial festgeleg¬ ten Einspeisungsposition diesen Haltebereich in Axial- richtung zu ihr relatiwerschieblich aufnimmt. Dadurch kann unter der Wirkung des hydrostatischen Innendrucks gewissermaßen Werkstoff aus dem Haltebereich nachgezo¬ gen werden.
Der Wegfall der beim Stand der Technik erforderli- chen Preßstempel (s. "Industrie-Anzeiger" a.a.O) be¬ wirkt allein schon eine größere Flexibilität bei der Handhabung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet in der Regel mit einem auf den umzuformenden Hohlkörper ein¬ wirkenden hydrostatischen Innendruck von mindestens 800-1500 Bar. Je nach eingesetztem Werkstoff und je nach der Gestaltung des zu erzielenden Artikels kann es auch erforderlich sein, den hydrostatischen Innendruck bis auf 3000 Bar und mehr zu steigern. Derartig hohe Drücke erfordern besonders sichere Maßnahmen allein schon hinsichtlich ihrer Zuleitungswege. Ein sicherer und zugleich anpassungsfähiger Zuleitungsweg ist der Erfindung dadurch gelungen, daß zwischen der Einspei- sungsmuffe und dem Hochdruck-Erzeuger als Leitung für die Druckflüssigkeit ein Rohr, wie Stahlrohr od.dgl., angeordnet ist, das eine Biegestrecke darstellt, welche Bewegungen der Einspeisungsmuffe und/oder des Gesenks mit elastischer Biegung aufnimmt.
Jene Erfindungsmerkmale bieten besondere Vorteile:
Die als Biegestrecke ausgebildete ansonsten starre Rohrleitung ist beispielsweise in der Lage, eine hin- und hergehende Antriebsbewegung der Einspeisungsmuffe aufzunehmen. Außerdem können das Gesenk und jede ihm zugeord¬ nete Einspeisungsmuffe bei der Einrichtung der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung in praktisch beliebiger Weise manipuliert werden, ohne daß besondere Rücksicht auf den Verlauf der Hochdruckleitung genommen werden müßte. Hierdurch ergibt sich eine zusätzliche räumliche Bewe¬ gungseinheit z.B. für den Fall, daß die erfindungsge¬ mäße Anordnung in eine bestimmte räumliche Beziehung zu einem Manipulator für die Werkstück-Zuführung und die Werkstück-Entnahme versetzt werden muß.
Wichtig ist es, daß die Biegestrecke des Stahl¬ rohrs so ausgebildet ist, daß niemals eine plastische Verformung auftreten kann. Dieses kann bedeuten, daß die Rohrleitung einen relativ langen, weitgespannten Bogen zwischen dem Hochdruck-Erzeuger und dem Anschluß an der Einspeisungsmuffe darstellt. Selbstverständlich kann eine solche Biegestrecke in einer Ebene oder im Raum gekrümmt, gekröpft od.dgl. ausgebildet sein.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist die Einspeisungsmuffe relativ zu dem im Gesenk aufgenomme¬ nen Hohlkörper hin- und hergehend antreibbar, was, wie bereits vorerwähnt, im Zusammenhang mit der biegeela- stischen Rohrleitung von besonderer Bedeutung ist.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß ein Füh¬ rungsmittel für die hin- und herbewegbare Einspeisungs¬ muffe mittels einer Halterung ausschließlich am Gesenk befestigt ist, wobei die Einspeisungsmuffe über das Führungsmittel an der Halterung lösbar zu arretieren ist. Es ist vorstellbar, daß während der Umformungsar¬ beit in Einspeisungsposition der Einspeisungsmuffe in¬ folge des hohen hydrostatischen Innendrucks eine erheb¬ liche Reaktionskraft axial vom Gesenk weg auf die Ein¬ speisungsmuffe wirkt. Solche Kräfte können über die Halterung an das Gesenk weitergegeben werden, was in vorteilhafter Weise einen geschlossenen "Kraftfluß auf kleinem Wege bedeutet.
In diesem Zusammenhang besteht eine Ausgestaltung der Erfindung darin, daß ein Teil eines Antriebs für die Hin- und Herbewegung der Einspeisungsmuffe zugleich deren Führungsmittel bildet, während ein anderes Teil des Antriebs an der Halterung befestigt ist und gemein¬ sam mit letzterer eine starre Kraftübertragungsbrücke zum Gesenk bildet.
Praktisch angewandt, können jene Erfindungsmerk- male bedeuten, daß der Antrieb aus einer druckmittelbe¬ triebenen Kolben-Zylinder-Einheit besteht, daß das die Einspeisungsmuffe tragende Teil des Antriebs die Kol¬ benstange ist, während als anderes Teil des Antriebs der Zylinder an der Halterung befestigt ist.
Eine besonders handhabungsgünstige erj-indungsge- mäße Vorrichtung ist dadurch erzielt worden, daß Ge¬ senk, Einspeisungsmuffe und deren Antrieb für die Hin- und Herbewegung eine in sich einheitliche, räumlich handhabbare Baugruppe bilden, welche auf einer Bedie¬ nungsvorrichtung zur Erzeugung einer Öffnungs- und Schließbewegung des Gesenks, wie z.B. auf dem Tisch ei¬ ner Werkzeugpresse, lösbar zu befestigen ist.
Auch in jenem Zusammenhang bietet die biegeelasti- sehe Rohrleitung besondere Vorzüge auch für den Fall, daß die Druckerzeugungsanlage aus betrieblichen Gründen umgestellt werden müßte, was dadurch erleichtert wird, daß Hochdruck-Erzeuger und gegebenenfalls auch ein die¬ sem zugeordneter Fülldruck-Erzeuger leicht verschieb- bar, wie z.B. verfahrbar, ausgebildet sind.
In den Zeichnungen sind bevorzugte Ausführungsbei¬ spiele entsprechend der Erfindung näher dargestellt, es zeigt,
Fig. 1 eine mehr schematische Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 2 eine teilweise horizontal geschnittene Draufsicht, etwa entsprechend der in Fig. 1 mit II-II bezeichneten Schnittlinie,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Stahlrohrlei¬ tung zwischen Einspeisungsmuffe und Hochdruck-Erzeuger gemäß der in Fig. 2 eingetragenen Schnittlinie III-III sowie
Fig. 4 und 5 zwei weitere Anordnungsbeispiele mit anderen Gesenken, womit die räumliche Anpassungsfähig- keit der Vorrichtung dargelegt werden soll. In den Zeichnungen ist eine Vorrichtung zum hydro¬ statischen Umformen von Hohlkörpern aus kaltumformbarem Metall unabhängig von deren einzelner Ausgestaltung insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnet.
Auf einem Pressentisch 11 einer Werkzeugpresse 12 ist ein Gesenk 13 angeordnet.
Das Gesenk 13 besteht aus einem Obergesenk 14 und aus einem Untergesenk 15, welche im Bereich ihrer Form¬ teilungsebene E in einer nicht dargestellten Formhöh¬ lung ein rohrförmiges Werkstück 16 (Hohlkörper) z.B. aus Stahl aufnehmen. Von dem Hohlkörper 16 sind nur die beidendig aus dem Gesenk 13 herausragenden Halteberei- ehe 17 sichtbar.
Das Obergesenk 14 ist lösbar an einem entlang dem Bewegungspfeil y auf- und abbeweglichen Pressen-Ober¬ teil 18 befestigt.
Auf beiden Seiten der Vorrichtung ist jeweils eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit 19 (Hydrozylinder) mit je einem Zylinder 20 und je einer Kolbenstange 21 angeordnet. Am freien Ende jeder Kolbenstange 21 ist eine Einspeisungsmuffe 22 befestigt, welche der Zulei¬ tung von Druckflüssigkeit aus einem Hochdruck-Erzeuger 23 dient, der in Fig. 1 rechts schematisch abgebildet ist.
Gemeinsam mit der Kolbenstange 21 ist die Einspei¬ sungsmuffe 22 entlang dem mit x bezeichneten Bewegungs¬ pfeil hin- und herbeweglich. Zur hydrostatischen Umformung des Hohlkörpers 16 werden beide Hydrozylinder 19 betätigt, derart, daß die beiden Kolbenstangen 21 gemeinsam mit den von ihnen ge¬ tragenen Einspeisungsmuffen 22 aus dem Zylinder 20 in Richtung auf das Gesenk 13 ausfahren. Hierbei schieben sich die Einspeisungsmuffen 22 druckdicht und flüssig¬ keitsdicht über die beiden hohlkörperseitigen Haltebe¬ reiche 17.
Sodann wird vom Hochdruck-Erzeuger 23 über eine Hochdruckleitung 24 Druckflüssigkeit über die links in Fig. 1 bzw. in Fig. 2 dargestellte Einspeisungsmuffe 22 in den umzuformenden Hohlkörper 16 eingeleitet. Hierbei baut sich innerhalb des im Gesenk 13 angeordneten Um¬ formungsbereichs des Hohlkörpers 16 ein hydrostatischer Innendruck von beispielsweise 1500 Bar auf, welcher die Hohlkörper-Wandung an die Gravur der gesenkseitigen Formhöhlung anlegt. Während der Umformung sind die Ein- speisungsmuffen 22 bzw. die Kolbenstangen 21 in Axial¬ richtung blockiert.
Schließlich wird der Hochdruck abgeschaltet, so daß die beiden Einspeisungsmuffen 22 in ihre Ausgangs- position vom Gesenk 13 weg zurückfahren können (s. z.B. Fig. 1 und 2). Nach Öffnen des Gesenks 13 durch Anheben des Pressenoberteils 18 gemeinsam mit dem Obergesenk 14 kann der fertig umgeformte Hohlkörper 16 entnommen wer¬ den, beispielsweise mittels eines Manipulators, der auch die Beschickung des Gesenks 13 mit Hohlkörper- Rohlingen 16 vornehmen kann. Jeweils am vorderen Zylinderdeckel 34 der Hydrozy- linder 19 sind zwei im Parallelabstand zueinander ange¬ ordnete starre Laschen 25 befestigt, welche außerdem am Untergesenk 15 befestigt sind. Das Gesenk 13 bildet da- her dank der Laschenbrücke 25, 25 gemeinsam mit den Hy- drozylindern 19 eine zusammenhängende, geschlossene Baugruppe, welche auf einfache gewünschte Weise nahezu beliebig manipuliert, insbesondere in einer bestimmten Lage auf dem Pressentisch 11 und unterhalb des Pressen- Oberteils 18 einjustiert werden kann.
Der vorerwähnte hohe hydrostatische Innendruck von 1500 Bar, welcher je nach Werkstoff und Artikel bis 3000 Bar und mehr betragen kann, bewirkt eine vom Ge- senk 13 weg gerichtete Reaktionskraft, welche von den Hydro-Zylindern 19 aufgenommen werden muß. Denn diese werden während der Umformung hydraulisch blockiert, so daß die beiden Einspeisungsmuffen 22 bezüglich des Ge¬ senks 13 in Axialrichtung x lösbar arretiert sind. Die beiden Laschenbrücken 25, 25 bilden hierbei jeweils eine starre Kraftübertragungsbrücke zum Gesenk 13 und bewirken hiermit in vorteilhafter Weise einen geschlos¬ senen Kraftschluß über einen kurzen Weg.
Dem Hochdruck-Erzeuger 23 ist ein Fülldruck-Erzeu¬ ger 26 vorgeschaltet, welcher zunächst mit relativ großem Fördervolumen über den Hochdruckkopf 27 und die Hochdruckleitung 24 ein rasches Auffüllen des Hohlkör¬ pers 16 mit Druckflüssigkeit bei einem Fülldruck von etwa 65-80 Bar bewirkt. Während dieser Phase sind selbstverständlich die Einspeisungsmuffen 22 - wie be¬ reits weiter oben beschrieben - auf die Haltebereiche 17 des beidendig offenen Hohlkörpers 16 flüssigkeits- und druckdicht aufgeschoben.
Die Druckflüssigkeit gelangt vom Hochdruck-Erzeu- ger 23 über dessen Leitungsanschluß 28, die Hochdruck¬ leitung 24 zum Leitungsanschluß 29 an der Kolbenstange 21, welche einen lediglich in Fig. 2 gestrichelt darge¬ stellten flüssigkeitsleitenden Kanal 30 beinhaltet, welcher durch einen Kanal 31 der jeweiligen Einspei- sungsmuffe 22 fortgesetzt ist.
Die beiden Anschlüsse 28-29 stehen zugleich für eine Biegestrecke des Stahlrohrs 24, welches sich im vorliegenden Fall in einem flachen langen Bogen etwa in einer Ebene erstreckt. Das Stahlrohr 24 ist hierbei so lang, daß eine Hin- und Herbewegung der die Einspei¬ sungsmuffe 22 tragenden Kolbenstange 21 immer im bie¬ geelastischen Bereich bleibt, so daß praktisch eine un¬ zählig große Anzahl von Arbeitsspielen im Hinblick auf die bekannte Wöhler-Kurve möglich ist.
Dadurch daß die Stahlrohrleitung 24 als elastische
Biegestrecke ausgebildet ist, kann eine Anordnung und
Einjustierung des Gesenks 13 gemeinsam mit den Hydro- Zylindern 19 praktisch ohne Rücksicht auf die räumliche
Position des Hochdruck-Erzeugers 23 vorgenommen werden.
Andererseits ist der Hochdruck-Erzeuger 23 (ebenso wie der Fülldruck-Erzeuger 26) auf Rollen 32 verfahr- bar. Auf diese Weise können Hochdruck-Erzeuger 23 und Fülldruck-Erzeuger 26 dank der biegeelastischen Ausbil¬ dung des Stahlrohres 24 mit einem sehr großen Spielraum verfahren werden, falls die Betriebssituation dies er¬ fordern sollte.
Aus Fig. 3 geht hervor, daß das Stahlrohr 24 zur Fortleitung der Druckflüssigkeit sehr dickwandig ist. Der Innendurchmesser a beträgt beim vorliegenden Aus¬ führungsbeispiel 4,8 mm, während die RohrWandstärke b 4,7 mm ausmacht.
Anhand der Fig. 4 und 5 soll lediglich gezeigt werden, daß die eine flexible Biegestrecke 28-29 dar¬ stellende Hoσhdruck-Stahlrohrleitung 24 praktisch be¬ liebige Ausbildungen und Anordnungen von Gesenken 13 gestattet. So ist beispielsweise das Gesenk gemäß Fig. 5 zur Umformung eines sich in einem rechten Winkel er¬ streckenden Hohlkörpers 16 mit einer nicht dargestell¬ ten korrespondierenden Formhöhlung versehen, so daß sich auch die Längsachsen der beiden Hydrozylinder 19, welche mit den hohlkörperseitigen Haltebereichen 17 fluchten, rechtwinklig zueinander erstrecken. Gemäß Fig. 5 ist eine etwa 135°-Anordnung vorgesehen.
Als günstig für die ungehinderte räumliche Handha¬ bung der jeweils aus den beiden Hydrozylindern 19 mit Einspeisungsmuffen 22 und aus dem Gesenk 13 gebildeten Baugruppen hat sich eine Werkzeugpresse erwiesen, wel¬ che lediglich drei im Umfangswinkelabstand von 120° an¬ geordnete Tragsäulen 33 aufweist.
Ergänzend sei noch vermerkt, daß bei den gezeigten Ausführungsbeispielen immer nur eine Einspeisungsmuffe 23 an die Hochdruckleitung 24 angeschlossen ist, wäh- rend die andere Einspeisungsmuffe 22 keinen Flüssig- keitsdurchgang aufweist, also eine Blindmuffe 22 bil¬ det, welche bei ansonsten baugleicher Ausführung bezüg¬ lich der Druckflüssigkeit führenden Einspeisungsmuffe 22 lediglich Verschlußfunktion hat.
Die Fülleitung (Schlauch) zwischen. Hochdruck-Er¬ zeuger 23 und Fülldruck-Erzeuger 26 ist mit 35 bezeich¬ net.

Claims

A n s p r ü c h e
1. Vorrichtung zum hydrostatischen Umformen von Hohlkörpern aus kaltumformbarem Metall innerhalb einer Formhöhlung eines Gesenks, mit mindestens einer Ein¬ speisung für die Druckflüssigkeit in den Hohlkörper, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisung eine die Druckflüssigkeit führende Einspeisungsmuffe (22) bil¬ det, welche auf einen außerhalb der Formhöhlung des Ge¬ senks (13) befindlichen zylindrischen Haltebereich (17) des Hohlkörpers (16) flüssigkeits- und druckdicht auf¬ schiebbar ist, wobei die Einspeisungsmuffe (22) in ih- rer Einspeisungsposition bezüglich des Gesenks (13) lösbar zu arretieren ist sowie den Haltebereich (17) in Axialrichtung zu ihr relatiwerschieblich aufnimmt und wobei zwischen der Einspeisungsmuffe (22) und einem Hochdruck-Erzeuger (23) als Leitung für die Druckflüs- sigkeit ein Rohr (24), wie Stahlrohr od.dgl., angeord¬ net ist, das eine Biegestrecke (28-29) darstellt, wel¬ che Bewegungen der Einspeisungsmuffe (22) und/oder des Gesenks (13) mit elastischer Biegung aufnimmt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Einspeisungsmuffe (22) relativ zu dem im Gesenk (13) aufgenommenen Hohlkörper (16) hin- und hergehend antreibbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß ein Führungsmittel (21) für die hin- und herbewegbare Einspeisungsmuffe (22) mittels einer Hai- terung (25, 25) ausschließlich am Gesenk (13) befestigt ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisungs¬ muffe (22) über das Führungsmittel (21) bezüglich der Halterung (25, 25) lösbar zu arretieren ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden An- sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (21) ei¬ nes Antriebs (19) für die Hin- und Herbewegung der Ein¬ speisungsmuffe (22) zugleich deren Führungsmittel bil¬ det, während ein anderes Teil (20 bei 34) des Antriebs (19) an der Halterung (25, 25) befestigt ist und ge- meinsam mit letzterer eine starre Kraftübertragungs- brücke zum Gesenk (13) bildet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß der Antrieb aus einer druckmittelbetrie- benen Kolben-Zylinder-Einheit (19) besteht, daß das die Einspeisungsmuffe (22) tragende Teil des Antriebs (19) die Kolbenstange (21) ist, während als anderes Teil des Antriebs (19) der Zylinder (20 bei 34) an der Halterung (25, 25) befestigt ist.
. Vorrichtung nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Gesenk (13), Ein¬ speisungsmuffe (22) und deren Antrieb (19) für die Hin- und Herbewegung eine in sich einheitliche, räumlich handhabbare Baugruppe bilden, welche auf einer Bedie¬ nungsvorrichtung zur Erzeugung einer Öffnungs- und Schließbewegung (y) des Gesenks (13 bei 14), wie z.B. auf dem Tisch (11) einer Werkzeugpresse (12), lösbar zu befestigen ist.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden An¬ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruck-Er¬ zeuger (23) und gegebenenfalls auch ein diesem zugeord¬ neter Fülldruck-Erzeuger (26) leicht verschiebbar, wie z.B. verfahrbar, ausgebildet sind.
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