DE20008635U1 - Werkzeug zur Hochdruckumformung - Google Patents
Werkzeug zur HochdruckumformungInfo
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Werkzeug zur Hochdruckumformung
Bei Blechumformungsverfahren werden je nach gewünschter Formgebung des Fertigteils unterschiedliche Werkstückrohlinge und unterschiedliche Werkzeuge verwandt. Beispiele hierfür sind das Ziehen oder das Biegen ebener Blechzuschnitte zu Rohlteilen. Bekannte Werkzeuge für das Ziehen bestehen bei einfachen Konturen im Wesentlichen aus einem Stempel und einem Ziehring oder bei aufwändigeren Konturen aus einem Stempel und einem entsprechenden Gegendruck. In letzterem Fall besitzen sowohl der Stempel als auch der Gegendruck eine der gewünschten Form des Fertigteils entsprechende Prägekontur. Der Herstellungsaufwand solcher Prägestempel und Gegendrucke ist sehr hoch und die Werkzeuge sind dementsprechend teuer.
Beim Ziehen von rohrförmigen Werkstücken, insbesondere beim Herausformen von ringförmigen Sicken am Umfang des Rohres, wie es beispielsweise bei der Verarbeitung metallischer Rohre zu Muffen für Press-Fittings geschieht, werden bei einem bekannten Verfahren mehrere Arbeitsschritte benötigt. Im ersten Schritt wird
das Rohrende mit einem Dorn aufgeweitet. In einem zweiten Schritt wird das aufgeweitete Ende des Rohres in einem Umformwerkzeug in axialer Richtung gestaucht, wodurch es die Kontur des Umformwerkzeuges annimmt. Bei einem anderen bekannten Verfahren, bei der hydraulischen Hochdruckumformung, wird ein Werzeug verwendet, das im Wesentlichen eine aus mehreren Teilen zusammengefügte Prägeform oder Matrix ist. Das unverformte Werkstück (Rohling) wird durch eine in seinen zylindrischen Hohlraum einzufüllende Hydraulikflüssigkeit (Öl-Wasser-Gemisch) unter Hochdruck an die ihn radial umgebende Prägekontur der Prägeform angedrückt. Schwierigkeiten bei diesem Verfahren liegen in der Abdichtung der zusammgefügten Teile der Prägeform sowie der Abdichtung des Hohlraums im Inneren des Werkstückes mit der Prägeform, damit während der Umformung keine Hydraulikflüssigkeit zwischen die Außenwand des Werkstückes und die Prägeform gelangt. Der hierzu notwendige Aufwand ist insbesondere bei der Umformung von Werkstücken aus Edelstahl oder Kupfer auf Grund hoher erfordlicher Drücke bis zu 10000 bar sehr groß und macht ein entsprechendes Werkzeug sehr teuer.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein preiswertes Werkzeug zur Umformung und insbesondere zur Hochdruckumformung von Werkstücken aus Metall vorzuschlagen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Werkzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 gelöst, dessen Kraftübertragungsmittel aus wenigstens einem elastisch verformbaren Kunststoffelement mit Rückstellvermögen besteht. Das elastisch verformbare erste Kunststoffelement überträgt bei direkter oder mittelbarer Beaufschlagung einer Kraft durch einen beispielsweise zylindrischen Stempel mit ebener Stempelfläche diese Kraft auf das Werkstück und drückt es gegen die Kontur einer Prägeform an. Während der Umformung verformt sich der Kunstoff solange elastisch bis das Werkstück - seinerseits plastisch verformt der Kontur folgend an der Prägeform anliegt und alle zuvor dazwischenliegenden Hohlräume ausgefüllt sind. Im Gegensatz zu den bekannten Umformungswerkzeu-
gen genügt daher auch bei komplizierteren Prägekonturen ein einfacher Stempel ohne Prägekontur, da sich das Kraftübertragungsmittel automatisch der Kontur der Prägeform anpasst. Es entfallen also die Kosten für das Anfertigen eines speziellen Prägestempels.
Das erfindungsgemäße Werkzeug bietet gegenüber einem hydraulischen Hochdruckumformungswerkzeug den Vorteil, dass es sich bei dem Kraftübertragungsmittel um einen Kunststoff, also einen Festkörper handelt, der trotz Verformbarkeit keine besonderen Maßnahmen zum Abdichten des Werkzeuges erfordert. Auch dem gegenüber werden die Kosten für das Werkzeug gering gehalten.
Als vorteilhaft erweist sich das Werkzeug dadurch, dass das elastisch verformbare Kunststoffelement aus Poly-Urethan bzw. Vulkollan® besteht.
Weitere Vorteile des erfindungsgemäßen Werkzeuges zur Hochdruckumformung werden anhand verschiedener Ausführungsbeispiele aus den im Folgenden beschriebenen Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Werkzeuges;
Fig. 2 einen Vollschnitt derselben Ausführungsform mit eingelegtem Rohling vor der Umformung;
Fig. 3 einen Vollschnitt derselben Ausführungsform mit umgeformtem Werkstück nach der Umformung;
Fig. 4 einen Vollschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels des Werkzeuges mit eingelegtem Rohling vor der Umformung;
Fig. 5 einen Vollschnitt eines dritten Ausführungsbeispiels des Umformungswerkzeuges ohne Stempelführung;
Fig. 6 einen Vollschnitt eines vierten Ausführungsbeispiels des Umformungswerkzeuges.
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Das Werkzeug zur Hochdruckumformung nach der Ausführungsform gemäß Fig. 1 besteht aus einer radialsymmetrischen Prägeform 10, die aus zwei Halbschalen 12, 13 zusammengesetzt ist, welche eine gemeinsame in axialer Richtung orientierte Berührungsfläche 14 aufweisen. Die beiden Halbschalen schließen einen Hohlraum ein und bilden mit ihrer Innenfläche die nicht dargestellte Prägekontur. Oberhalb der beiden Halbschalen 1 2, 1 3 befindet sich eine ebenfalls zur Prägeform 10 gehörende Stempelführung 18, die einen unteren Sockel 20 aufweist und mit diesem Sockel auf den Halbschalen 12,13 aufsitzt. Durch eine Bohrung 24 in der Stempelführung 18 ragt ein Stempel 26 in die Prägeform 10 hinein. Der Stempel ist im wesentlichen ein Zylinder, der eine zentrische koaxiale Bohrung 28 aufweist. Die Bohrung dient zur Aufnahme eines bis zur Oberkante der Stempelführung 18 reichenden, in dieser Darstellung nicht erkennbaren Stößels 30 mit entsprechendem Durchmesser.
Der Vollschnitt in Fig. 2 zeigt die innen liegenden Details desselben Ausführungsbeispiels. Der Schnitt verläuft senkrecht zu der Berührungsfläche 14 zwischen den zusammengefügten Halbschalen 12, 13. Alle übrigen dargestellten Elemente des Werkzeugs sind rotationssymmetrisch um die Achse 15.
Hierzu gehören oberhalb der Halbschalen 12,13 die Stempelführung 1 8, in die von oben der Stempel 26 eingeführt ist. Die Fig. 2 zeigt weiterhin einen in die Prägeform eingelegten und nach unten aus der Prägeform herausragenden rohrförmigen Rohling 36. Der Rohling 36 ist radial von der Kontur 40 der Prägeform 10 umgeben und schließt zusammen mit dieser einen Hohlraum 42 ein. Ein erstes verformbares Kunststoffelement 34 ist zylinderförmig vorgeformt und weist einen dem Innendurchmesser des Rohlings 36 entsprechenden Querschnitt auf. Es ragt mit seinem unteren Abschnitt in den Hohlaum im Inneren des Rohlings 36 hinein und füllt diesen in axialer Richtung im Bereich der ihn umgebenden Prägekontur aus. Darüber in der Bohrung 24 der Stempelführung 18 befindet sich ein zweites elastisch verformbares Kunststoffelement 32, das an seinem unteren Ende kegelstumpfförmig angeschrägt ist. Es liegt mit seiner unteren Stirnfläche auf einem ersten
verformbaren Kunststoffelement 34 auf.
Im Zentrum des Werkzeuges befindet sich ein Stößel 30, der an einer an seinem oberen Ende befindlichen, nicht dargestellten Aufhängevorrichtung aufgehängt und somit in axialer Richtung fixiert werden kann. Am unteren Ende weist der Stößel
30 ein einstückig angeformtes verdicktes Zentrierstück 31 auf. Das Zentrierstück
31 ist in einen nicht umzuformenden axialen Abschnitt 44 des Rohlings 36 eingelassen, um den Rohling 36 vor und während der Verformung zu zentrieren und in seiner radialen Position zu fixieren. Die obere Stirnfläche des Zentrierstücks 31 bildet eine ringförmige Auflagefläche 33 für das erstes elastisch verformbare Kunststoffelement 34. Sowohl das erste und das zweite verformbare Kunststoffelement 34, 32 als auch der Stempel 26 weisen eine zentrische, koaxiale Bohrung auf, die der Aufnahme des Stößels 30 dient. Der Stößel 30 übernimmt dadurch beim Herabsenken des Stempels 26 während des Umformungsvorgangs neben der Zentrierung des Rohlings 36 bzw. Werstücks auch die Führung des Stempels sowie beider Kunststoffelemente 32, 34.
Auf der oberen Stirnfläche 37 des Rohlings 36 liegt koaxial ein Ring 46 auf, der radial durch eine Führungsbuchse 48 geführt wird. Die Führungsbuchse 48 ist in eine entsprechende Passung der Halbschalen 12 und 13 eingelassen und schließt mit ihrer oberen Stirnfläche bündig mit den Halbschalen ab, so dass sich zwischen ihr und der Stempelführung 18 im montierten Zustand kein Spalt bildet. Der Ring 46 und die Führungsbuchse 48 bilden einen von oben nach unten gesehen sich verjüngenden Trichter, der an seinem oberen Ende den Radius der Bohrung 24 der Stempelführung 1 8 und an seinem unteren Ende den inneren Radius des Rohlings 36 aufweist. Das zweite verformbare Kunststoffelement 32 ragt soweit in den Trichter hinein, dass es mit dem Ring 46 eine gemeinsame Berührungsfläche aufweist.
Die Umformung des Werkstücks wird durch Herabsenken des Stempels 26 mittels einer Presse bewirkt. Dadurch wird ein Druck auf das zweite Kunststoffelement 32
ausgeübt, das den Druck senkrecht nach unten überträgt und sich dabei gleichzeitig verformt, so dass sein Umfang wächst, bis es den Hohlraum zwischen seiner Außenseite und der Bohrungsinnenwand der Stempelführung 18 ausfüllt. Der Druck kann danach nur durch eine Expansion nach unten, in Richtung des ersten Kunststoffelements 34 weiter abigeleitet werden. Das erste Kunststoffelement liegt auf der Auflagefläche 33 des mit seiner Aufhängevorrichtung in der Presse aufgehängten und somit axialer Richtung fixierten Stempels 30 auf. Das erste Kunststoffelement 34 wird durch den vom zweiten Kunststoffelement übertragenen Druck zunächst ebenfalls in axialer Richtung gestaucht und dehnt sich gleichzeitig in radialer Richtung aus. Bei wachsendem Druck verformt es dabei das Werkstück in radialer Richtung auswärts.
Eine Vergrößerung des Umfangs des Werkstückes bewirkt zugleich eine Verkürzung in axialer Richtung. Der axiale Druck, den das zweite Kunststoffelement 32 auf den axial beweglichen Ring 46 ausübt, wird auf die obere Stirnfläche 37 des Werkstücks übertragen, so dass das Werkstück während der Umformung in Richtung der unteren Öffnung der Prägeform 10 gedrückt wird. Eine nicht dargestellte, außerhalb der Prägeform 10 befindliche und gegenüber dieser ortsfeste Auflage für das Werkstück 36 verhindert das Verschieben des Werkstückes nach unten. Das zweite Kunststoffelement 32 bildet somit mittelbar über den Ring 46 zugleich den Niederhalter für das Werkstück. Ein zusätzlicher Niederhalter, wie er bei bekannten Umformungswerzeugen meist benötigt wird, und der damit verbundene mechanischen Aufwand zum Betätigen der Niederhaltefunktion und anschließendem Auslösen des Umformvorgangs entfällt. Desweiteren erfüllt der Ring 46 eine Dichtfunktion: Durch die passgenaue Führung des Ringes 46 in der Führungsbuchse 48 und durch die ebene Auflage des Ringes auf dem Werkstück ist der Hohlraum 42 zwischen dem Rohling 36 und der Kontur 40 der Prägeform 10 gegen ein Eindringen des Kunststoffes während der Verformung unter hohem Druck abgedichtet. Der Ring 46 ist ferner im Bereich des Außendurchmessers seiner auf dem Werkstück aufliegenden Stirnfläche angefast, damit eine radial nach innen gerichtete Bördelung des Werkstückes vermieden wird.
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In Fig. 3 ist der Endzustand des Umformungsprozesses dargestellt, in dem beide elastischen Kunststoffelemente 32', 34' - noch unter Druck befindlich - in radialer Richtung eine Ausdehnung erfahren haben und in axialer Richtung kontrahiert sind. Das Werkstück ist zu dem Fertigteil 36' verformt und folgt der Kontur der Prägeform. Der Hohlraum 42 in Fig. 1 zwischen Rohling 36 und Prägekontur 40 ist nun vollständig durch das Fertigteil 36' bzw. das entsprechend verformte Kunststoffelement 34' ausgefüllt. Ebenso ist der Hohlraum, der das zweite Kunststoff element 32 vor der Umformung im Inneren der Stempelführung radial umgab, durch das zweite Kunststoffelement 32' ausgefüllt. Der Ring 46 ist auf Grund des vertikal abwärts gerichteten Druckes in axialer Richtung so weit nach unten verschoben, wie es die Längenkontraktion des Werkstückes bedingt durch seine radiale Ausdehnung erfordert.
Nach der Umformung wird der Stempel 26 wieder gelöst, die Kunststoffelemente 32', 34' entspannen sich und gelangen aufgrund ihrer Elastizitätseigenschaften wieder in ihren Ausgangszustand 32, 34. Die Kunststoffelemente können nun beispielsweise mit Hilfe des Stößels 30, auf dem sie aufliegen, aus dem Fertigteil 36' bzw. der Prägeform 10 herausgehoben werden. Zum Herauslösen des Fertigteils 36' müssen die beiden Halbschalen 12,13 der Prägeform geöffnet werden.
In einer anderen Ausführungsform, siehe Fig. 4, besteht die Prägeform 10' nur aus den beiden Halbschalen 12', 13', die, wie beim ersten Ausführungsbeispiel, eine gemeinsame Grenzfläche 14' aufweisen. Die Führung des Stempels wird durch eine entlang der Achse 15' angeordnete, zylindersymmetrische mitlaufende Hülse 50 mit zentrischer Bohrung 51 und analog zum ersten Ausführungsbeispiel durch einen Stößel 30' übernommen. Die mitlaufende Hülse 50 ist ihrerseits in einer zentrischen Passung 54 in der zusammengesetzten Prägeform 10' geführt. Sie weist an ihrem unteren Ende einen verjüngten, zylindrischen Ansatz 52 auf, mit dem sie auf dem zu verformenden Werkstück 56 aufliegt. Der Ansatz 52 hat passgenau den gleichen äußeren Querschnitt wie die Kontur 40' der Prägeform in dem korrespondierenden oberen Abschnitt und ferner einen Innendurchmesser, der etwa dem Innen-
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durchmesser des unverformten Werkstückes 56 entspricht. Das Werkstück 56 ragt wiederum unten aus der Prägeform 10' heraus und sitzt mit seinem unteren Ende auf einer nicht dargestellten, außerhalb der Prägeform 10' befindlichen und gegenüber dieser ortsfesten Auflage auf. Das Werkstück schließt im noch unverformten Zustand mit seiner oberen Stirnfläche bündig mit dem Boden 55 der zentrischen Passung 54 ab.
Der Stößel 30' kann wie im vorherigen Ausführungsbeispiel mittels einer nicht dargestellten Aufhängevorrichtung an seinem oberen Ende aufgehängt und somit in axialer Richtung fixiert werden. Er weist ebenfalls ein Zentrierstück 31' auf, auf dessen oberer Auflagefläche 33' das verformbare Kunststoffelement 58 aufliegt. Beim Herabsenken des Stempels 26' wird das Kunststoffelement in axialer Richtung komprimiert und dehnt sich dadurch in radialer Richtung aus. Das Kunststoffelement 58 wird dabei an die Wandung der Bohrung 51 in der mitlaufenden Hülse 50 angedrückt, wodurch ein Reibschluss zwischen dem Kunststoffelement und der mitlaufenden Hülse erzeugt wird, der eine Übertragung der vertikalen Kraftkomponente auf die mitlaufende Hülse und damit auf die obere Stirnfläche des Rohlings bewirkt. Bei zunehmender Kompression des Kunststoffelements wird der Rohling in radialer Richtung verformt, bis er an der Kontur 40' der Prägeform 1 2' anliegt. Der grundlegende Unterschied zu dem vorherigen Ausführungsbeispiel ist, dass die mitlaufende Hülse 50 zugleich die Stempelführung 18 und den Ring 46 aus Fig. 2 bzw. Fig. 3 ersetzt. Die mitlaufende Hülse wirkt auf Grund der durch Reibschluss übertragenen Kraft also als Niederhalter des Werkstückes, dichtet den Hohlraum zwischen dem noch unverformten Rohling und der Kontur der Prägeform gegen das Eindringen des Kunsstoffs während der Verformung ab und übernimmt gleichzeitig die Führung des Stempels.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 stellt eine vereinfachte Variante eines Werkzeuges zur Hochdruckumformung dar. Dieses besteht aus zwei Halbschalen 62 und 63, die entlang der Grenzfläche 64 zu einer Prägeform 60 zusammengesetztsind. Die zusammengesetzte Prägeform ist wiederum rotationssymmetrisch
und weist eine auf ihrer Unterseite durch eine Auflagefläche 66 verschlossene Aufnahme mit einer radialen Prägekontur 68 und einem zylindrischen Abschnitt 69 auf. Im Unterschied zu den vorherigen Ausführungsbeispielen ragt das Werkstück 70, das mit seiner unteren Stirnfläche auf der Auflagefläche 66 aufsitzt, über den oberen Rand der Prägeform 60 hinaus. Das elastisch verformbare Kunststoffelement 72 ist vollständig in das Werkstück 70 eingelassen und sitzt ebenfalls auf der Auflagefläche 66 auf. Der über die Prägeform 60 hinausragende Teil des Werkstückes 70 dient zugleich als Führung für den Stempel 74. Das Funktionsprinzip unterscheidet sich außerdem von dem der anderen Ausführungsbeispiele im wesentlichen dadurch, dass beim Herabsenken des Stempels 74 die radiale Ausdehnung des elastischen Kunststoffelementes 72 eine reibschlüssige Mitnahme des Werkstückes in Richtung der Auflagefläche 66 bewirkt. Auf einen zusätzlichen Niederhalter kann hier auf Grund der Länge der Berührungsfläche zwischen Kunststoffelement 72 und Werkstück 70 verzichtet werden. Darüber hinaus unterscheidet sich das in Fig. 5 gezeigte Werkzeug dadurch, dass auch auf einen Stößel verzichtet wurde und infolgedessen das Kunststoffelement 72 und der Stempel 74 keine zentrische Bohrung aufweisen. Der Stößel ist bei dieser Ausführungsform nicht notwendig, da das Werkstück in dem oberen zylindrischen Abschnitt 69 der Aufnahme ausreichend zentriert ist.
Das Werkstück weist nach der Umformung in der gezeigten Anordnung je eine ausgezogene Muffenform an jedem seiner Enden auf. Dieses Ergebnis wird mit dem in Fig. 5 gezeigten Werkzeug 60 durch Umformen in zwei Arbeitsschritten mit zwischenzeitlichem Umdrehen des Werkstückes erzielt. Es ist ebenso möglich, ein Werkzeug zu erzeugen, das das Ausformen entsprechender Enden in einem Arbeitsschritt ermöglicht. Hierzu muß die Prägeform nur zwei entsprechende radiale Konturen in gewünschtem Abstand an den entgegengestzten Enden der Prägekontur aufweisen.
In Fig. 6 ist ein Werkzeug mit einer aus zwei Halbschalen 82, 83 zusammengesetzten Prägeform 80, die eine nach oben und unten offene zentrale Bohrung aufweist,
dargestellt. Die Berührungsfläche beider Halbschalen verläuft senkrecht zur Bildeben durch die zentrale Achse 85 und ist in dem dargestellten Schnitt nicht erkennbar. Die Prägekontur der Prägeform 80 im Bereich der zentralen Bohrung ist im Gegensatz zu der aus den vorherigen Ausführungsbeispielen nicht zylindersymmetrisch um die zentrale Achse 85, sondern weist eine einseitige Ausbuchtung 86 auf. Das Werkzeug ist zur Ausformung einer rohrstumpfartigen seitlichen Aushalsung an einem rohrförmigen Werkstück 88 vorgesehen. Das Werkstück kann danach in weiteren Arbeitsgängen zu einem T-Stück verarbeitet werden. Das Werkzeug weist ferner zwei Stempel 90, 96 auf, von denen der erste Stempel 90 einen ersten zylindrischen Abschnitt 91 mit dem Durchmesser der zentralen Bohrung in der Prägeform 80 und einen zweiten zylindrischen Abschnitt 92 mit einem Durchmesser gleich dem Innendurchmesser des Werkstückes aufweist. Die ringförmige Übergangsfläche 93 zwischen beiden Abschnitten des ersten Stempels 91 dient als Auflage für das Werkstück 88, der zweite Abschnitt 92 als Zentrierstück. Der erste Stempel schließt mit seiner äußeren Stirnfläche 94 bündig mit der Unterseite 87 der Prägeform 80 ab. Die Lage des Werkstücks ist hierdurch bezüglich der Position der Ausbuchtung 86 definiert. Der zweite Stempel 96 hat auf seiner gesamten Länge einen Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser des Werkstückes entspricht. Er ist das bewegliche Element des Werkzeuges und überträgt die Kraft zur Kompression des Kunststoffelements 98, das wie in dem vorherigen Ausführungsbeispiel vollständig in dem Werstück 88 versenkt ist, wodurch auf eine Abdichtung des auf der Außenseite des Werkstücks liegenden Hohlraumes verzichtet werden kann. Durch die radiale Ausdehnung und die in Richtung der Übergangsfläche 93 wirkende Kraft wird wie oben eine reibschlüssige Mitnahme des Werkstückes 88 bewirkt.
Die durch die ringförmige Übergangsfläche 93 gebildete Auflagefläche für das Werkstück 88 kann in einer Abwandlung dieser Ausführungsform prinzipell auch durch eine entsprechende Stufung der Prägeform 80 gebildet werden, indem die zentrale Bohrung nach unten verjüngt wird, so dass sie im Bereich des ersten Stempels 90 den Innendurchmesser des Werkstücks 88 aufweist. Der erste Stern-
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pel muß dann folglich, wie auch der zweite Stempel 96, auf seiner gesamten Länge einen dem Innendurchmesser des Werkstücks 88 entsprechenden Außendurchmesser aufweisen. Wird der erste Stempel außerdem in axialer Richtung verlängert, so dass er aus der Prägeform 80 nach unten herausragt, ergibt sich der Vorteil, dass so beide Stempel zur axialen Kompression des Kunststoffelements beitragen, wodurch die radiale Druckverteilung auf das Werkstück 88 über den gesamten axialen Bereich gleichmäßiger ist.
Claims (15)
1. Werkzeug zur Hochdruckumformung mit einer eine Prägekontur (40) aufweisenden Prägeform (10, 10', 60, 80), wenigstens einem Stempel (26, 26', 74, 90, 96) und einem Kraftübertragungsmittel, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungsmittel aus wenigstens einem elastisch verformbaren Kunststoffelement (32, 32', 34, 34', 58, 72, 98) mit Rückstellvermögen besteht.
2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Kunststoffelement (32, 32', 34, 34', 58, 72, 98) aus Poly-Urethan oder Vulkollan® besteht.
3. Werkzeug nach Anspruch 1 oder 2 zum Umformen eines im Wesentlichen ring- oder rohrförmigen Werkstückes (36, 36', 56, 70, 88) mittels einer ringförmig geschlossenen Prägeform (10, 10', 60, 80), die aus wenigstens zwei einander in Umfangsrichtung ergänzenden Halbschalen (12, 13; 12', 13'; 62, 63; 82, 83) besteht, deren Prägekontur (40, 40', 68, 86) das in die zusammengesetzte Prägeform (10, 10', 60, 80) eingelegte ring- oder rohrförmiges Werkstück (36, 36', 56, 70, 88) zumindest auf einem axialen Abschnitt radial umgibt, dadurch gekennzeichnet, dass das elastisch verformbare Kunststoffelement (34, 34', 58, 72, 98) im entspannten Zustand zumindest auf einem axialen Abschnitt einen dem Hohlraum im Inneren des eingelegten unverformten ring- oder rohförmigen Werkstücks (Rohling, 36, 56, 70, 88) entsprechenden äußeren Querschnitt aufweist und mit diesem Abschnitt den Hohlraum im Inneren des Rohlings (36, 56, 70, 88) in axialer Richtung wenigstens im Bereich der Prägekontur ausfüllt.
4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeform (10, 10', 60, 80) eine radiale Zentrierung (31, 31', 69, 92) für das Werkstück (36, 36', 56, 70, 88) aufweist.
5. Werkzeug nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass es an einem axialen Ende eine zu dem Werkstück (36, 36', 56) und dem eingebrachten elastisch verformbaren Kunststoffelement (34, 34', 58) koaxiale Stempelführung (18, 50) aufweist.
6. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelführung durch eine gegenüber der Prägeform (10') in axialer Richtung bewegliche mitlaufende Hülse (50) gebildet wird.
7. Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die mitlaufende Hülse (50) an ihrem dem Werkstück (56) zugewandten Ende einen Innendurchmesser kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des Rohlings (56) und einen Außendurchmesser größer oder gleich dem Querschnitt der Prägekontur (40') aufweist und mit der entsprechenden Stirnfläche auf dem Werkstück (56) aufliegt und dass das elastisch verformbare Kunststoffelement (58) teilweise axial in die mitlaufende Hülse (50) hineinragt.
8. Werkzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungsmittel ein zweites elastisch verformbares Kunststoffelement (32, 32') mit Rückstellvermögen aufweist, welches in der Stempelführung (18) in axialer Richtung zwischen dem Stempel (26) und dem Werkstück angeordnet ist und an seinem, dem Werkstück (36, 36') zugewandten Ende einen gleichgroßen oder größeren Querschnitt als das Werkstück (36, 36') aufweist.
9. Werkzeug nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zweiten elastisch verformbaren Kunststoffelement (32, 32') und der anschlagfernen Stirnseite des Werkstückes (36, 36') ein an seinem Umfang geführter und in axialer Richtung koaxial zur Stempelführung beweglicher Ring (46) mit einem Innendurchmesser kleiner oder gleich dem Innendurchmesser des Rohlings (36) und einem Außendurchmesser größer oder gleich dem Querschnitt der Prägekontur (40) vorgesehen ist.
10. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Berührungsfläche zwischen dem zweiten elastisch verformbaren Kunststoffelement (32, 32') und dem beweglichen Ring (46) als ein sich in Kraftrichtung verjüngender Kegelstumpf ausgebildet ist.
11. Werkzeug nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegliche Ring (46) durch eine in die Halbschalen (12, 13) eingelassene Führungsbuchse (48) geführt wird.
12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin einen koaxial zu dem Werkstück (36, 36', 56) angeordneten Stößel (30, 30') mit einem an seinem einen Ende befindlichen Zentrierstück (31, 31') beinhaltet, dessen maximaler Durchmesser dem Innendurchmesser des Rohlings (36, 56) entspricht und das sich während der Umformung in einem nicht umzuformenden axialen Abschnitt des Werkstückes (36, 36', 56) befindet.
13. Werkzeug nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (30, 30') in Richtung des Stempels (26, 26') aus der Prägeform (10, 10') herausragt und dass der Stempel (26, 26'), das erste und ggfs. das zweite elastisch verformbare Kunststoffelement (34, 32, 58) eine Bohrung zur Aufnahme des Stößels (30, 30') aufweisen.
14. Werkzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (30, 30') an seinem dem Zentrierstück (31, 31') entgegengesetzten Ende eine Aufhängevorrichtung aufweist.
15. Werkzeug nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägeform (60, 80) einen axialen einseitigen Anschlag (66, 93) für das Werkstück (70, 88) aufweist.
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---|---|---|---|---|
DE19653463A1 (de) * | 1996-12-20 | 1998-07-02 | Daimler Benz Ag | Verfahren und Einrichtung zum Ausbauchen von länglichen Hohlprofilen |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013029956A1 (de) * | 2011-09-01 | 2013-03-07 | Thyssenkrupp Bilstein Suspension Gmbh | Verfahren zur umformenden bearbeitung eines rohrkörpers und umformwerkzeug hierzu |
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