DE102004054227A1

DE102004054227A1 - Interior high pressure form punching device for construction unit, has component provided for moving die from starting position into processing position, where distance between starting position and processing position is variably adjusted

Info

Publication number: DE102004054227A1
Application number: DE200410054227
Authority: DE
Inventors: Matthias Senft
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2004-11-10
Filing date: 2004-11-10
Publication date: 2006-05-11

Abstract

The device has a locking cavity, a punching die (10) and a component for fixing a construction unit, which is to be processed, in relation to the die. Another component is provided for moving the die from a starting position into a processing position, where the distance between the starting position and the processing position is variably adjusted. A unit determines the length of the die. A clamping unit is fixed to the die. An independent claim is also included for a method for interior high pressure form punching of a construction unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum IHU-Lochen (Innenhochdruckumformlochen) sowie eine Vorrichtung zur wirkmedienbasierten Umformung.The The invention relates to an apparatus and a method for hydroforming (Hydroforming) and a device for the active agent-based Forming.

Durch den IHU-Prozess werden im Allgemeinen Werkstücke oder Bauteile, die gegebenenfalls hohl sind, durch die Wirkung eines Druckmediums (Flüssigkeit) in ihrer Geometrie und ihren Abmessungen verändert. Bekannte Vorrichtungen beispielsweise zum IHU-Lochen besitzen beispielsweise mindestens einen Lochstempel, der mindestens ein in die IHU-Vorrichtung eingelegtes Bauteil bearbeitet. Das umgeformte Bauteil wird dabei unter herrschendem Innendruck entweder nach innen (gegen den Innendruck) oder nach außen (durch die Wirkung des Innendrucks) mittels des Lochstempels gelocht. Eine weitere Variante des IHU-Lochens besteht in dem Einschneiden und Umbiegen des zu bearbeitenden Bauteils (auch als Lochen mit hängendem Butzen bezeichnet).By The hydroforming process will generally be workpieces or components that may be hollow are, by the action of a pressure medium (fluid) in their geometry and changed their dimensions. For example, known devices for hydroforming have, for example at least one punch, the at least one in the hydroforming device machined inserted component. The formed component is thereby under prevailing internal pressure either inwards (against the internal pressure) or to the outside (by the action of the internal pressure) punched by means of the punch. Another variant of hydroforming is the cutting and bending the component to be machined (also as punching with hanging Slug designates).

Nachteilig bei den bekannten Vorrichtungen nach dem Stand der Technik sind die hohen Kosten aufgrund des Stempelverschleißes. Die Abnutzung des verwendeten Stempels geht mit der Anzahl der einzelnen Lochvorgänge einher. Ein einmal verschlissener Stempel muss nach dem Stand der Technik ausgewechselt werden. Hierdurch entstehen sowohl hohe Materialkosten (für einen neuen Lochstempel) als auch ein großer Zeitverlust, da das Auswechseln des Stempels regelmäßig nur durch einen Werkzeugmacher vorgenommen werden kann. Die gleichen Probleme ergeben sich beim wirkmedienbasierten Umformen (ohne Innenhochdruck).adversely in the known devices of the prior art the high cost due to the punch wear. The wear of the used Stamp is associated with the number of individual punching operations. A once worn stamp must be in the state of the art be replaced. This results in both high material costs (for one new punches) as well as a great loss of time as the replacement the stamp regularly only can be made by a toolmaker. The same Problems arise with the active media-based forming (without internal high pressure).

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren für das IHU-Lochen eines Bauteils sowie eine Vorrichtung zur wirkmedienbasierten Umformung eines Bauteil anzugeben, die im Vergleich zum Stand der Technik kostengünstiger sind und ein notwendig gewordenes Auswechseln eines Lochstempels in geringerer Zeit ermöglichen.It Therefore, the object of the present invention is a device and a method for the hydroforming of a component and a device for the active agent-based Forming a component indicate that compared to the state of Technology cheaper are and have become necessary replacement of a punch allow in less time.

Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 (Vorrichtungsanspruch), des Anspruches 10 (Verfahrensanspruch) und des Anspruches 12 (Vorrichtungsanspruch) gelöst.These Tasks are performed according to the invention the features of claim 1 (device claim), of the claim 10 (method claim) and claim 12 (device claim) solved.

Dadurch, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung über ein Mittel zum Bewegen des Lochstempels von einer Anfangsposition in eine Bearbeitungsposition verfügt, wobei die Wegstrecke zwischen Anfangsposition und Bearbeitungsposition des Lochstempels variabel einstellbar ist, ist es möglich, einen verschlissenen Lochstempel nachzuschleifen und mehrmals zu verwenden. Hierdurch kann eine erhebliche Materialeinsparung erzielt werden. Durch das Nachschleifen des Lochstempels verringert sich dessen Länge, so dass der Lochstempel durch das Verbringen von der Anfangsposition (Ruheposition) in die Bearbeitungsposition (Beaufschlagung, Bearbeitung des zu bearbeitenden Bauteils) aufgrund seiner geringeren Länge nicht mehr vollständig gewährleistet wäre, da der Lochstempel nicht mehr genügend tief in das zu bearbeitende Bauteil eindringen würde. Dadurch, dass die Wegstrecke zwischen Anfangsposition und Bearbeitungsposition variabel einstellbar ist, kann im Falle des Nachschleifens des Lochstempels dessen verringerte Länge durch eine erhöhte Wegstrecke zwischen Anfangs- und Bearbeitungsposition kompensiert werden. Entsprechend der verringerten Länge des Lochstempels wird die Bearbeitungsposition um diesen Betrag in Richtung des zu bearbeitenden Bauteils verlängert. Das Mittel zum Fixieren des zu bearbeitenden Bauteils in Relation zum Lochstempel kann beispielsweise durch ein IHU-Werkzeug, in welchem das Bauteil fixiert werden kann, ausgebildet werden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung weist die Vorrichtung einen weggesteuerten Antrieb für den Lochstempel, Mittel zur Bestimmung der Länge des Lochstempels und/oder Mittel zur Bestimmung der Wegstrecke zwischen Anfangsposition und Bearbeitungsposition des Lochstempels auf. Um ein Nachschleifen eines bereits verschlissenen Lochstempels und damit die Wiederverwendung des Lochstempels in einer möglichst geringen Zeit zu realisieren, ist es in einer bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass die Vorrichtung eine beweglich angeordnete längliche Führung aufweist, in welcher der Lochstempel durch mindestens ein Klemmelement fixiert ist. Vorzugsweise ist diese längliche Führung in einem verfahrbaren Hydraulikzylinder angeordnet. Dabei wird das Klemmelement vorzugsweise durch eine Kugel oder durch einen Schieber ausgebildet, wobei das Klemmelement den Lochstempel durch mittels eines Federelementes beaufschlagt. Dies bedeutet, dass das Klemmelement durch ein Federelement, welches im Bereich der länglichen Führung angeordnet ist, gegen den in der Führung eingesetzten Lochstempel gedrückt wird und so den Lochstempel fixiert.Thereby, that the inventive device via a Means for moving the punch from an initial position in has a machining position, where the distance between the initial position and machining position of the punch is variably adjustable, it is possible a worn Regrind punches and use several times. hereby can be achieved a significant material savings. By regrinding the punch decreases its length, so that the punch by moving from the initial position (rest position) into the Machining position (loading, processing of the processed Component) no longer completely guaranteed due to its shorter length would be there the punch no longer deep enough would penetrate into the component to be machined. By doing that the distance is variably adjustable between the initial position and the machining position, can in the case of re-sharpening the punch of the reduced Length through an increased distance be compensated between the starting and processing position. Corresponding of reduced length the punch becomes the machining position by that amount extended in the direction of the component to be machined. The means of fixation of the component to be machined in relation to the punch can, for example by an IHU tool in which the component can be fixed, be formed. In a particularly preferred embodiment According to the invention, the device has a path-controlled drive for the punch, Means for determining the length the punch and / or means for determining the distance between Initial position and machining position of the punch on. Around a regrinding of an already worn punch and so that the reuse of the punch in as possible To realize a short time, it is in a preferred embodiment the invention provides that the device has a movably arranged elongated guide in which the punch by at least one clamping element is fixed. Preferably, this elongated guide is in a movable Hydraulic cylinder arranged. In this case, the clamping element is preferably formed by a ball or by a slider, wherein the Clamping the punch by means of a spring element applied. This means that the clamping element by a spring element, which in the area of elongated guide is arranged against the punch used in the guide depressed is fixed and so the punch.

Um einen möglichst schnellen Wechsel des Lochstempels zu realisieren, ist es in einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante der Erfindung vorgesehen, dass der Lochstempel in eine Wartungsposition verfahrbar ist, in der das Federelement des mindestens einen Klemmelementes mittels eines fest angeordneten Stiftes derart beaufschlagt beziehungsweise bewegt wird, dass das mindestens eine Klemmelement den Lochstempel freigibt. Hierdurch kann der Lochstempel nach Verfahren in die Wartungsposition einfach aus der Vorrichtung entfernt und bearbeitet werden. Nachfolgend ist es möglich, den bearbeiteten (abgeschliffenen) Lochstempel wieder in kurzer Zeit in die Vorrichtung einzusetzen, um die Bearbeitung von Bauteilen fortzusetzen. Erfindungsgemäß wird die Bearbeitungsposition des Lochstempels derart eingestellt, dass die Summe der Wegstrecke zwischen Anfangsposition und Bearbeitungsposition und der Länge des Lochstempels konstant bleibt, so dass die zu lochenden (zu bearbeitenden) Bauteile vom abgeschliffenen Lochstempel in gleicher Weise bearbeitet werden können.In order to realize the fastest possible change of the punch, it is provided in a particularly preferred embodiment of the invention that the punch is movable in a maintenance position in which the spring element of the at least one clamping element is applied or moved by means of a fixed pin such that the at least one clamping element releases the punch. As a result, the punch can by method in the War be easily removed from the device and edited. Subsequently, it is possible to insert the machined (ground) punch again in a short time in the device to continue the machining of components. According to the invention, the machining position of the punch is adjusted so that the sum of the distance between the initial position and machining position and the length of the punch remains constant, so that the components to be punched (machined) can be processed in the same way from the ground punch.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur wirkmedienbasierten Umformung für ein Bauteil weist einen Lochstempel zur Beaufschlagung des Bauteils mit einem Wirkmedium, ein Mittel zum Fixieren des zu bearbeitenden Bauteils in Relation zum Lochstempel sowie ein Mittel zum Bewegen des Lochstempels von einer Anfangsposition in eine Bearbeitungsposition auf, wobei die Wegstrecke zwischen Anfangsposition und Bearbeitungsposition des Lochstempels variabel einstellbar ist. Hierdurch ist es möglich, einen verschlissenen Lochstempel nachzuschleifen und mehrmals zu verwenden, wodurch eine erhebliche Materialeinsparung erzielt werden kann.The inventive device for agent-based forming for a component has a punch for acting on the component with an active medium, a means for fixing the component to be processed in relation to the punch and means for moving the punch from an initial position in a processing position, where the distance between the initial position and machining position of the punch is variably adjustable. This makes it possible nachschleleifen a worn punch and several times use, whereby a considerable material savings are achieved can.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert.The Invention will be explained in more detail with reference to figures.

Es zeigen:It demonstrate:

1 einen fest fixierten Lochstempel in einem verfahrbaren Hydraulikzylinder in der Anfangsstellung und 1 a fixed fixed punch in a movable hydraulic cylinder in the initial position and

2 einen in einem verfahrbaren Hydraulikzylinder befindlichen Lochstempel in der Wartungsposition. 2 a punch located in a movable hydraulic cylinder in the maintenance position.

1 zeigt eine Lochstempelhalterung 12, die mit einem (hier nicht dargestellten) Zylinder oder einem anderen Mittel zum Bewegen des Lochstempels/der Lochstempelhalterung verbunden ist. Der Lochstempel 10 ist in der Lochstempelhalterung 12 fest fixiert. Erfindungsgemäß ist der mit der Lochstempelhalterung 12 verbundene Zylinder ein servogesteuerter Hydraulikzylinder mit Wegmesssystem, welcher es ermöglicht, die Nullposition des Lochstempels 10 (Bearbeitungsposition) zu variieren, wodurch es möglich wird, einen verschlissenen Lochstempel nachzuschleifen und mehrmals zu verwenden, da eine Bearbeitung eines Bauteils trotz geringerer Länge des (nachgeschliffenen) Lochstempels 10 mit gleichbleibender Qualität erfolgen kann, da der weggesteuerte Antrieb der Lochstempelhalterung 12 die geringere Länge des Lochstempels 10 kompensiert. Der Lochstempel 10 wird erfindungsgemäß in eine Führung der Lochstempelhalterung 12 gehalten, wobei der Lochstempel 10 über die zwei mittels der Federn 16 verklemmten Kugeln 14 fest in der Lochstempelhalterung 12 fixiert wird. Die Verdrehsicherung 20 verhindert ein Verdrehen des Kolbens des Hydraulikzylinders über die Lochstempelhalterung 12. 1 shows a punch holder 12 which is connected to a cylinder (not shown) or other means for moving the punch / punch holder. The punch 10 is in the punch holder 12 firmly fixed. According to the invention with the punch holder 12 Connected cylinder A servo-controlled hydraulic cylinder with position measuring system, which allows the zero position of the punch 10 (Machining position) to vary, which makes it possible to regrind a worn punch and use several times, as a machining of a component despite lesser length of the (reground) punch 10 can be done with consistent quality, since the path-controlled drive the punch holder 12 the shorter length of the punch 10 compensated. The punch 10 is according to the invention in a guide of the punch holder 12 held, with the punch 10 over the two by means of the springs 16 bound balls 14 firmly in the punch holder 12 is fixed. The anti-twist device 20 prevents twisting of the piston of the hydraulic cylinder via the punch holder 12 ,

In 2 ist der Lochstempel 10, welcher sich im Hydraulikzylinder 12 befindet, in perspektivischer Ansicht dargestellt. Der Hydraulikzylinder 12 ist in die Wartungsposition des Lochstempels 10 verfahren worden. Der Verfahrweg zur Wartungsposition ist derart gewählt, dass die Stifte 18 auf die Kugeln 14 entgegen der Federkraft der Federn 16 drücken, so dass die gegen den Lochstempel 10 gepressten Kugeln 14 vom Lochstempel 10 weggedrückt werden und somit der Lochstempel 10 zur Entnahme aus dem Zylinder 12 freigegeben wird. Hierdurch wird eine sehr schnelle Entnahme des Lochstempels 10, welche beispielsweise zum Nachschleifen des Lochstempels erforderlich sein kann, möglich.In 2 is the punch 10 , which is located in the hydraulic cylinder 12 is shown in perspective view. The hydraulic cylinder 12 is in the maintenance position of the punch 10 been proceeded. The travel path to the maintenance position is selected such that the pins 18 on the balls 14 against the spring force of the springs 16 Press so that the against the punch 10 pressed balls 14 from the punch 10 be pushed away and thus the punch 10 for removal from the cylinder 12 is released. This will be a very fast removal of the punch 10 , which may be required for regrinding the punch, for example, possible.

1010: Lochstempelpunch
1212: LochstempelhalterungPunch holder
1414: KugelBullet
1616: Federfeather
1818: Stiftpen
2020: Verdrehsicherungtwist

Claims

Apparatus for hydroforming for a component, which has at least one closable cavity, with a punch ( 10 ), a means for fixing the component to be processed in relation to the punch ( 10 ) and a means for moving the punch ( 10 ) from an initial position to a machining position, characterized in that the distance between the initial position and the machining position of the punch ( 10 ) is variably adjustable.

Device according to claim 1, characterized in that the machining position of the punch ( 10 ) is variably adjustable.

Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that the device is a path-controlled drive for the punch ( 10 ) having.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device comprises means for determining the length of the punch ( 10 ) and / or means for determining the distance between the initial position and the machining position of the punch ( 10 ) having.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the device has a movably arranged, elongated guide, in which the punch ( 10 ) is fixed by at least one clamping element.

Apparatus according to claim 5, characterized in that the clamping element by a ball ( 14 ) or a slider is formed.

Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that the clamping element the punch ( 10 ) by a spring element ( 16 ).

Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the punch ( 10 ) is fixed by two clamping elements which the punch ( 10 ) by a respective spring element ( 16 ).

Device according to one of claims 7 or 8, characterized in that the punch ( 10 ) is movable in a maintenance position, in which the spring element ( 16 ) of the at least one clamping element by means of a fixed pin ( 18 ) is acted upon in such a way that the at least one clamping element, the punch ( 10 ) releases.

Method for hydroforming a component by fixing the component to be processed in relation to a punch ( 10 ), Method of the punch ( 10 ) from an initial position to a machining position, characterized in that the sum of the distance between the starting position and the machining position of the punch ( 10 ) and length of the punch ( 10 ) is kept constant.

Method according to claim 10, characterized in that the length of the punch ( 10 ) and the machining position is set such that the sum of the distance between the starting position and the machining position and the length of the punch ( 10 ) is constant.

Device for active-media-based forming for a component with a punch ( 10 ) for acting on the component with an active medium, a means for fixing the component to be processed in relation to the punch ( 10 ) and a means for moving the punch ( 10 ) from an initial position to a machining position, characterized in that the distance between the initial position and the machining position of the punch ( 10 ) is variably adjustable.