DE10104860C1 - Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofiles aus zwei aufeinanderliegenden Platinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofils aus zwei aufeinanderliegenden Platinen, welche in einem aus zwei Matrizen bestehenden Innenhochdruckumformwerkzeug mittels fluidischem Innenhochdruck aufgeweitet werden. Um die Herstellung eines faltenfreien Hohlprofils zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, daß aus der Matrize mit geringerer Tiefe nächstliegenden Platine lokale dem Formraum der Matrize zugewandte Wölbungen während der Aufweitung durch Zusammenwirken des Aufweitdruckes mit in den Formraum einstehenden, vorzugsweise vom Matrizengrund ausgehenden Formelementen bleibend ausgeformt werden und/oder daß aus der der Matrize mit größeren Tiefe nächstliegenden Platine lokale Wölbungen vor dem Aufweitvorgang ausgeformt und während des Aufweitvorganges glattgezogen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofiles aus zwei aufeinanderliegenden Platinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der DE 197 09 513 A1 be­ kannt. Dort werden zwei aufeinander liegende Platinen aufge­ zeigt, die randseitig verschweißt sind. In diesem Zustand wer­ den sie in ein eine Obermatrize und eine Untermatrize beinhal­ tendes Innenhochdruckumformwerkzeug eingelegt und zwischen Nie­ derhaltern an ihrem verschweißten Rand, der nun einen Flansch bildet, eingeklemmt. Anschließend wird ein fluidischer Innen­ hochdruck zwischen die Platinen eingebracht, durch den diese auseinandergetrieben werden, bis sie sich an die Kontur der Matrizen formgetreu anlegen. Dabei fließt bei einer bestimmten steuerbaren Klemmkraft Platinenmaterial aus dem Flanschbereich in die Matrizen, um starke Blechausdünnungen bzw. Risse zu ver­ meiden. Die gezeigten Matrizen sind einander spiegelsymmetrisch zur in der Teilungsfuge des Umformwerkzeuges liegenden Ebene ausgebildet.

Sind die beiden zumindest reibschlüssig miteinander verbundenen Matrizen jedoch nicht spiegelsymmetrisch ausgebildet und ist eine von beiden flacher, d. h. mit im wesentlichen geringerer Matrizentiefe ausgebildet, tritt bei der Aufweitung ein die konturgetreue Ausformung störender Effekt auf. Dadurch, daß in die Matrize geringerer Tiefe das eine Blech zusammen mit dem zweiten Blech, welches in die Matrize mit höherer Tiefe ein­ läuft, nachläuft, entsteht in ersterer ein Überschuß an Material. der sich in einem unkontrollierten Faltenwurf äußert, der sich nicht einebnen läßt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß die Herstellung eines faltenfreien Hohlprofiles ermöglicht wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspru­ ches 1 gelöst.

Aufgrund der in die flachere Matrize hineinstehenden Formele­ mente und dem fluidischen Aufweitdruck wird das im Vergleich zur der tieferen Matrize zugeordneten Platine überschüssige Platinenmaterial, das normalerweise den Faltenwurf ausbildet, während der Aufweitung zur Ausbildung von Wölbungen zur Verfü­ gung gestellt. Die Ausbildung von Falten wird dadurch verhin­ dert. Des weiteren können alternativ oder zusätzlich schon vor der Innenhochdruckumformung in der Platine, die der tieferen Matrize zugeordnet ist, Wölbungen eingeformt sein. Neben dem Vorteil, daß dadurch das Druckfluid mit geringerem Aufwand und schneller zwischen die beiden Platinen eingeleitet werden kann, besitzt die Platine im Vergleich zur Platine der flacheren Mat­ rize mehr Material im Formraum. Bei der Aufweitung werden die die Wölbungen ausgebeult und die Platine quasi glattgezogen, wobei die größere Tiefe der Matrize hinsichtlich der flacheren Matrize durch das Mehr an Platinenmaterial ausgeglichen wird, so daß beide Platinen an der Stirnseite ihrer Matrize in etwa gleichzeitig zur formgetreuen Anlage kommen. Der Arbeitsprozeß wird dadurch verkürzt, womit neben der höheren Arbeitseffizienz erreicht wird, daß nicht mehr Platinenmaterial als unbedingt notwendig bei der der flacheren Matrize zugeordneten Platine eingezogen wird, so eine Faltenbildung vermieden wird.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:

Fig. 1 in einem Querschnitt einen nach einem erfidnungsgemäßen Verfahren umgeformten Hohlkörper mit Wölbungen in der in der flacheren Matrize liegenden Platine,

Fig. 2 in einem Querschnitt einen nach einem erfindungsgemäßen Verfahren in der Umformung begriffenen Hohlkörper mit Wölbungen in der der tieferen Matrize zugewandten Platine.

In Fig. 1 ist ein Hohlprofil 1 dargestellt, das aus zwei auf­ einanderliegenden Platinen 2 und 3 gebildet ist. Die beiden Platinen 2, 3 können randseitig miteinander verschweißt sein o­ der reibschlüssig einander kontaktieren, wobei die Steuerung der Preßkraft der zur Herstellungsvorrichtung gehörenden und die Platinen 2, 3 am einen Flansch bildenden Rand 4 einklemmen­ den Niederhalter 5 und 6 entsprechend ausgelegt sein muß, damit der Einzug des Flansches 4 in den von einer oberen Matrize 7 und einer unteren Matrize 8 eines Innenhochdruckumformwerkzeu­ ges gebildeten Formraum 9 kontrolliert vonstatten geht. Die un­ tere Matrize 8 ist tiefer ausgestaltet als die obere Matrize 7. Um den erwartbaren Faltenwurf durch die Ungleichheit der Matri­ zentiefen zu vermeiden, weist die obere Matrize 7 an ihrer Stirnseite 10 lokal konvexe Erhebungen 11 auf, die in den Form­ raum 9 einstehen. Nach Einbringen eines unter Hochdruck stehen­ den Druckfluides zwischen die Platinen 2 und 3 werden diese auseinandergetrieben, d. h. aufgeweitet und damit ein zweischa­ liges Hohlprofil 1 erzeugt. An die Erhebungen 11 wird die nächstliegende Platine 2 durch den fluidischen Aufweitdruck an­ gepreßt, wobei aus dem Schalenboden 12 der Platine 2 forment­ sprechende Wölbungen 13 bleibend ausgeformt werden. Die Platine 2 erhält dadurch eine größere Oberfläche, wodurch sich aus dem Flanschbereich überschüssig nachfließendes Platinenmaterial verteilen kann und damit eine Faltenbildung unterbunden wird. Während der Anlage der Platine 2 an die Stirnseite 10 der Mat­ rize 7 legt sich auch die Platine 3 an die ebene Stirnseite 14 der Matrize 8 konturkonform an. Die Wölbungen 13 können punktu­ ell nach Art von Noppen gestaltet sein oder wie hier in vorteilhafter Weise als rinnenartige Sicken, die für das Hohlpro­ fil 1 Versteifungsrippen bilden. Die entsprechend ausgebildeten Formelemente darstellenden Erhebungen 11 können alternativ zur der gezeigten einstückigen Ausführung auch die Stirnseiten von gesteuert verfahrbaren Stempeln sein, die, angepaßt an die auf­ grund einer Verwendung unterschiedlich tiefer Matrizen 8 von Einzelfall zu Einzelfall unterschiedlich stark auszuwölbende Materialmenge, mehr oder weniger weit in den Formraum 9 hinein­ stehen.

Fig. 2 zeigt eine Alternative zur Ausführungsform nach Fig. 1. Abweichend von dieser sind dort in der der Matrize 8 mit größe­ ren Tiefe nächstliegenden Platine 3 lokale Wölbungen 15 vorge­ formt. Dies kann in verfahrenstechnisch vorteilhafter Weise durch Pressen oder Walzen und muß vor dem Aufweitvorgang erfol­ gen. Erst dananch werden die Platinen 2 und 3 aufeinandergelegt und in das Umformwerkzeug eingebracht. Die Verwendung eines Prägeverfahrens wäre zwar auch denkbar, jedoch geht dieses Ver­ fahren mit einer Wanddickenverringerung einher, die der Prozeß­ sicherheit beim fluidischen Aufweiten mit Innenhochdruck ab­ träglich ist. Die Wölbungen 15 sind in ihrer Ausbildung so be­ messen, daß das durch sie zusätzlich zur Verfügung gestellte Platinenmaterial bei der Aufweitung den in der flacheren Matri­ ze 7 für die Platine 2 zur Anlage kürzeren Weg kompensiert, so daß beide Platinen 2 und 3 in etwa zur gleichen Zeit zur Anlage an ihren zugeordneten Matrizen 7, 8 gelangen. Die Platine 3 wird dabei während des Aufweitvorganges ausgebeult und glattgezogen. Die Wölbungen 15 sind ebenfalls vorzugsweise durch Sicken ge­ bildet. Um eine möglichst formgetreue Anlage der Platine 3 an der Matrizenkontur zu gewährleisten, ist es förderlich im we­ sentlichen in demjenigen Bereich der Platine 3 die Wölbungen 15 auszuformen, der während der aufweitenden Umformung der Stirn­ seite 14 der Matrize 8 gegenüberliegt.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofiles aus zwei auf­ einanderliegenden Platinen, welche in einem aus zwei Matrizen bestehenden Innenhochdruckumformwerkzeug mittels fluidischem Innenhochdruck aufgeweitet werden, dadurch gekennzeichnet,
daß aus der der Matrize (7) mit geringerer Tiefe nächstliegen­ den Platine (2) lokale dem Formraum (9) des Umformwerkzeuges zugewandte Wölbungen (13) während der Aufweitung durch Zusam­ menwirken des Aufweitdruckes mit in den Formraum (9) einstehen­ den, vorzugsweise von der Stirnseite (10) der Matrize (7) aus­ gehenden Formelementen (11) bleibend ausgeformt werden und/oder
daß aus der der Matrize (8) mit größeren Tiefe nächstliegenden Platine (3) lokale Wölbungen (15) vor dem Aufweitvorgang ausge­ formt und während des Aufweitvorganges glattgezogen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wölbungen (13, 15) durch Sicken gebildet werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle des Erzeugens von Wölbungen (15) bei der der Mat­ rize (8) mit größeren Tiefe nächstliegenden Platine (3) die Wölbungen (15) im wesentlichen in demjenigen Bereich der Plati­ ne (3) ausgeformt werden, der während der aufweitenden Umfor­ mung der Stirnseite (14) der Matrizen (8) gegenüberliegt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Falle des Erzeugens von Wölbungen (15) bei der der Mat­ rize (8) mit größeren Tiefe nächstliegenden Platine (3) die Ausformung der Wölbungen (15) durch Pressen oder Walzen er­ folgt.