DE19614243C1 - Vorrichtung zum Aufbringen der Zuhaltekraft für ein Umformwerkzeug beim Innenhochdruckumformen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufbringen der Zu­ haltekraft für ein Umformwerkzeug beim Innenhochdruckumformen.

Aus dem Prospekt der Fa. Huber & Bauer "Unser Innenhochdruck- Verfahren", Okt. 1992, ist eine Presse mit einem Pressentisch und einer Pressenkopfplatte bekannt, die durch Führungssäulen miteinander starr verbunden sind. An den Führungssäulen ist ein Pressenstößel führbar, der auf das geschlossene Umformwerkzeug verfahren wird und dieses dann mit zumindest gleichem Druck wie der im Umformwerkzeug mittels eines eingeleiteten Druckfluids angelegte entgegenwirkende Innendruck zusammenpreßt. Der auf den Pressentisch übertragenen Druckkraft muß aus Stabilitätsgründen für die Umformvorrichtung eine Gegenkraft entgegengebracht wer­ den, die am Pressentisch von dem Zug der mit dem Pressentisch starr verbundenen Pressenkopfplatte über die Führungssäulen auf­ gebracht wird. Der Kraftflußkreis verläuft somit seriell durch Pressenstößel, Umformwerkzeug, Pressentisch, Führungssäulen und Pressenkopfplatte zurück in den Pressenstößel. Diese Realisie­ rung einer Vorrichtung zum Innenhochdruckumformen ist apparativ sehr aufwendig, erfordert ein ausladendes Bauvolumen und hohe Erstellungs- und Investitionskosten. Desweiteren sind aufgrund der hohen Gewichtslast der Vorrichtung besonders hohe Anforde­ rungen an die Statik des Gebäudes, insbesondere an die Stabili­ tät des Hallenbodens gestellt. Ferner werden zwei Hydraulik­ kreisläufe benötigt, wobei über den einen die Zuhaltekraft und über den anderen der Innenhochdruck aufgebracht wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Gewährleistung ei­ ner prozeßtechnisch sicheren Innenhochdruckumformung den appara­ tiven und finanziellen Aufwand sowie das Bauvolumen einer Vor­ richtung, mittels der die Zuhaltekraft für ein Umformwerkzeug beim Innenhochdruckumformen aufgebracht wird, erheblich zu ver­ ringern.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 angegebene Vorrichtung gelöst.

Aufgrund dessen, daß die Zuganker in das Umformwerkzeug selbst integriert werden, wird der Kraftflußkreislauf beim Innenhoch­ druckumformen ausschließlich auf das Umformwerkzeug selbst be­ schränkt, so daß der Kraftfluß von der oberen Werkzeughälfte über die Zuganker zur unteren Werkzeughälfte und wieder zurück verläuft. Somit können Pressenstößel sowie der bezüglich der Statik aufwendig konstruierte Pressentisch entfallen, ohne daß die Prozeßführung beim Umformen gefährdet wird. Durch die Ausgestaltung der Zuganker als Kolbenstangen einer hydraulischen Kolben- Zylindereinheit ergibt sich eine kompakte Bauweise sowie ein sicheres Aufbringen der Zuhaltekraft. Dadurch werden in drastischem Maße nicht nur der apparative Aufwand und das gleichzeitig erforderliche Bauvolumen, insbesondere der Bauhöhe vermindert, sondern auch die Kosten für eine Innenhochdruck-Um­ formvorrichtung und - davon abhängig - für die umgeformten Werk­ stücke in beträchtlichem Umfang reduziert.

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 perspektivischer Darstellung die erfindungsgemäße Vor­ richtung mit zwei an einer Kopfplatte befestigten Kolbenstangen zum Öffnen und Schließen des Umformwerkzeuges,

Fig. 2 schematisch in einem Längsschnitt die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung mit einer an einer oberen Werkzeughälfte des Umformwerkzeuges anliegenden Schließplatte sowie diese Werkzeughälfte in Ziehrichtung beaufschlagenden Kolbenstangen und mit einer separaten Öffen- und Schließvorrichtung,

Fig. 3a die Schließplatte aus Fig. 2 in einer Draufsicht in Öff­ nungsstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 3b die Schließplatte aus Fig. 2 in einer Draufsicht in Schließstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Aufbringen einer Zuhalte­ kraft für ein geteiltes, von einer oberen Werkzeughälfte 2 und einer unteren Werkzeughälfte 3 gebildetes Umformwerkzeug beim Innenhochdruckumformen dargestellt. An der der unteren Werkzeug­ hälfte 3 abgewandten Stirnseite 4 der oberen Werkzeughälfte 2 ist eine Kopfplatte 5 befestigt, während an der der oberen Werk­ zeughälfte 2 abgewandten Stirnseite 6 der unteren Werkzeughälfte 3 eine ortsfeste, unbeweglich festgelegte Grundplatte 7 starr angebracht ist.

An der Unterseite 8 der Grundplatte 7 sind zwei Hochdruckzylin­ der 9, 10 befestigt, in die zwei Kolbenstangen 11 eintauchen. Je­ de der Kolbenstangen 11 weist innerhalb der Hochdruckzylinder 9, 10 einen Kolben 12 (strichliert) auf, der die Zylinder 9,10 in jeweils zwei Arbeitsräume, einen oberen 13, in den Wasser, bei korrosionsanfälligen Rohlingswerkstoffen vorzugsweise eine HDA-Flüssigkeit (Wasser/Öl-Gemisch) oder auch Hydrauliköl unter Hochdruck einleitbar ist, und einen unteren 14, der die gleiche Flüssigkeit enthält, teilt. Der Kolben 12 liegt druckdicht an der Innenwandung 15 der Zylinder 9, 10 an, ist jedoch an dieser reibungsarm verschiebbar. Der obere Arbeitsraum 13 weist einen Fluidhochdruckanschluß 16 auf, der mit einer gesonderten Fluid­ hochdruckquelle verbunden sein kann. Der Hochdruckanschluß 16 kann vorteilhafterweise mit dem am Umformwerkzeug angeordneten und für die Einleitung des Innenhochdruckes ausgebildeten Hoch­ druckanschluß 17 fluidisch verbunden sein, über den das umzufor­ mende, in das Umformwerkzeug eingelegte Werkstück von innen mit einem Fluid, vorzugsweise mit HDA-Flüssigkeit unter Hochdruck beaufschlagbar ist. Der untere Arbeitsraum 14 weist einen mit einem steuerbaren Ventil versehenen Anschluß an einen Flüssig­ keitstank auf, in den zumindest eine Teilmenge der im Arbeits­ raum 14 befindlichen Flüssigkeit beim Umformvorgang geleitet werden und der nach dem Umformprozeß den Arbeitsraum 14 zur Be­ füllung mit der Flüssigkeit speisen kann. Es ist auch denkbar, anstatt der HDA-Flüssigkeit als billiges Druckmittel Luft in den unteren Arbeitsraum 14 einzuleiten, um die Kolben 12 zum Öffnen des Umformwerkzeuges zu beaufschlagen. Dies erfordert zum Aufbau eines genügend hohen Druckes vor allem dadurch Zeit, daß Luft ein kompressibles Medium ist. Weiterhin muß die Dichtung zwi­ schen den beiden Arbeitsräumen 13, 14 von hohe Güte sein, damit das zum Zug der Kolbenstangen 11 verwendete Medium nicht nach außen frei und unwiederbringlich abläuft. Somit muß das Spiel zwischen der Innenwandung 15 der Zylinder 9, 10 und der Mantel­ fläche des Kolbens 12 sehr gering sein. Während der Zugbewegung der Kolbenstangen 11, d. h. während des Schließ- und Zuhaltevor­ ganges des Umformwerkzeuges wird die Luft im Arbeitsraum 14 kom­ primiert und gegebenenfalls ins Freie abgeblasen.

Die Kolbenstangen 11 durchragen die untere Werkzeughälfte 3 seitlich von deren Gravur und sind mit ihrem zylinderabgewandten En­ de 18 kugelgelenkig an der Kopfplatte 5 angebracht. Die Kolben­ stangen 11 bilden damit Zuganker für das Umformwerkzeug. Die ge­ lenkige Anbringung soll garantieren, daß über die Kolbenstangen 11 auf das Umformwerkzeug ausschließlich Zugkräfte und keine Querkräfte ausgeübt werden. Die Kolbenstangen 11 durchsetzen hier­ bei die Kopfplatte 5 und sind an ihren Enden 18 kugelförmig aus­ gebildet. Diese Enden 18 greifen in an der Oberseite 19 der Kopfplatte 5 befestigten Kugelpfannen 20, die gleichzeitig als Zugverteilungsscheiben wirken, so daß der Zug breitflächig aus­ geübt werden kann.

Nach Einlegen des Werkstückes in das Umformwerkzeug wird dieses durch das Eigengewicht der oberen Werkzeughälfte 2 geschlossen. Dabei wird das Ventil des Anschlusses des Arbeitsraumes 14 so geschaltet, daß die Flüssigkeit aus diesem durch den Kolben 12 infolge der Druckkraft des Werkzeughälftengewichtes in den Tank abgelassen wird.

Anschließend wird über einen zum Fluidhochdruckanschluß 17 zu­ sätzlichen Niederdruck-Fluidanschluß 21 am Umformwerkzeug der Innenraum des Werkstückes und damit das Innere des Umformwerk­ zeuges mit dem Druckmedium, der HDA-Flüssigkeit, befüllt. Der Befüllungsdruck ist dabei geringer als der Druck des Werkzeug­ hälftengewichtes. Der Fluidanschluß 21 weist relativ zum Hoch­ druckanschluß 17 einen wesentlich größeren Querschnitt auf, so daß die Befüllung schnell erfolgen kann.

Ist die Befüllung abgeschlossen, wird das Werkstück über den An­ schluß 17 hochdruckbeaufschlagt. Gleichzeitig wird durch die fluidische Verbindung des Hochdruckanschlusses 16 mit dem An­ schluß 17 der mit der Flüssigkeit gefüllte Arbeitsraum 13 glei­ chermaßen mit Hochdruck beaufschlagt. Dabei wird die die Kolben­ stange 11 umschließende, der Grundplatte 7 zugewandte stirnsei­ tige Ringfläche 22 des Kolbens 12 beaufschlagt, wodurch dieser zum freien Ende 23 des Hochdruckzylinders 9, 10 gedrückt wird. Dadurch wird auch die über die Kopfplatte 5 und die Kolbenstange 11 mit dem Kolben 12 verbundene obere Werkzeughälfte 2 auf die untere Werkzeughälfte 3 gezogen, so daß das von den Werkzeug­ hälften 2 und 3 gebildete Umformwerkzeug zugehalten wird. Dabei muß jedoch gewährleistet sein, daß die Ringfläche 22 jedes Kol­ bens 12 zumindest gleich - wenn nicht größer - ist als die in die Trennebene von den beiden Werkzeughälften 2 und 3 projizier­ te, bezüglich des Auseinanderdrückens des Umformwerkzeuges wirk­ same Fläche des Werkstückhohlraumes. Somit ist die Zuhaltekraft gleich groß bzw. größer als die vom Innenhochdruck ausgeübte die Werkzeughälften 2, 3 auseinanderdrückende Druckkraft. Sie ist vor allem dann größer, wenn das Rohlingmaterial beim Umformen nach­ geschoben oder gestaucht wird, da die projizierte Bauteilfläche (Rohlingfläche) sich dabei verringert und somit die die Werk­ zeughälften 2, 3 auseinandertreibende Druckkraft kleiner wird, wäh­ rend die Ringfläche 22 des Kolbens 12 konstant bleibt. Bei gleichgroßen Flächen und bei Entfall eines Nachschiebens oder Stauchens bringt allein die Gewichtskraft des Oberwerkzeuges 2 die Dichtung des Umformwerkzeuges auf. In der Praxis wird man jedoch generell zur Sicherheit die Ringfläche 22 des Kolbens 12 größer gestalten als die projizierte Bauteilfläche. Insgesamt werden die Aktionskraft für den Umformprozeß und die Reaktionskraft zum Zuhalten des Umformwerkzeuges gleichzeitig und durch dieselbe Druckerzeugungsquelle aufgebracht.

Durch die fluidische Verbindung der Hochdruckanschlüsse 16, 17 kann eine aufwendige Drucksteuerung entfallen, da die einander entgegenwirkenden Druckkräfte sich bedingen, wobei der Innen­ druck und der Zuhaltedruck gleich sind. Je höher der Innendruck wird, desto höher wird automatisch in gleichem Maße der Zuhalte­ druck. Der beim Umformprozeß geschlossene Kraftflußkreislauf verläuft damit von der oberen Werkzeughälfte 2 über die Kolben­ stangen 11 zur unteren Werkzeughälfte 3 und von dieser über die Kolbenstangen 11 zur oberen Werkzeughälfte 2 wieder zurück. Die Zuganker, also die Kolbenstangen 11 sind somit aktiv arbeitende Zugelemente für das Umformwerkzeug.

Nach erfolgtem Umformprozeß wird der Hochdruck abgeschaltet, wo­ rauf die hydraulisch betätigten Kolbenstangen 11 als Zuganker wir­ kungslos werden. Die als Druckmedium verwandte Flüssigkeit wird aus dem Umformwerkzeug und dem umgeformten Werkstück in den Tank abgelassen.

Danach wird das Umformwerkzeug mittels einer Hubvorrichtung, die an der oberen Werkzeughälfte 2 im Kopfplattenbereich an­ greift, geöffnet. Denkbar ist dabei, daß die Kolbenstangen 11 selbst die Hubvorrichtung bilden, indem sie hydraulisch über Einleiten von Druckflüssigkeit in den Arbeitsraum 14 nach oben geschoben werden und die Kopfplatte 5 und damit die obere Werk­ zeughälfte 2 nach oben schieben. Dazu müssen die Hochdruckzy­ linder 9,10 in ihrer Bauhöhe derart bemessen sein, daß die Kol­ benstangen 11 den erforderlichen Hub ausführen können. Der Ar­ beitsraum 14 kann mit der Hochdruckerzeugungsquelle zum Antrei­ ben der Kolbenstangen 11 in Hubrichtung fluidisch gekoppelt oder auch an einen separaten Druckflüssigkeitskreislauf angeschlossen sein. Die Kolbenstangen 11 können teleskopförmig ausfahrbar sein, so daß bei geringer Baugröße der Hochdruckzylinder 9, 10 ein besonders langer Hub der Kolbenstangen 11 erreichbar und damit des Umformwerkzeug so weit öffenbar ist, daß die Bauteil­ zuführung und -versorgung einfach und problemlos und behinde­ rungsfrei von statten gehen kann. Im übrigen sei noch erwähnt, daß am Umformwerkzeug zum Umformen zwei an sich bekannte Nach­ führzylinder 24 mit Nachführstempeln 42 zum Nachschieben von Werkstückmaterial vorgesehen sind.

Denkbar ist weiterhin auch, die Kopfplatte 5 und die mit ihr verbundene obere Werkzeughälfte 2 festzulegen und die Grundplat­ te 7 mit der unteren Werkzeughälfte 3 vertikal verschiebbar zu halten, wobei beim Aufbringen der Zuhaltekraft durch die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung die untere Werkzeughälfte 3 auf die obe­ re Werkzeughälfte 2 gezogen wird.

Fig. 2 und 3a, b zeigt eine Alternative zum vorgenannten Ausfüh­ rungsbeispiel. Abweichend von diesem sind die Kopfplatte 5 und die Grundplatte 7 durch Führungssäulen 25 miteinander verbunden. Während diese an ihrem unteren Ende 26 in der Grundplatte 7 ver­ ankert sind, durchsetzen sie mit ihrem oberen Ende 27 derart die Kopfplatte 5, daß diese vertikal an den Führungssäulen 25 ver­ schiebbar ist. Desweiteren sind an der Unterseite 8 der Grund­ platte 7 Hubzylinder 28 angeordnet, mittels derer die Kopfplatte 5 über an dieser befestigte Schubstangen 29 in vertikaler Rich­ tung antreibbar sind. Die Führungssäulen 25 sollen bewirken, daß die Hub- bzw. Senkbewegung der Kopfplatte 5 - bei festgelegter Grundplatte 7 - beim Öffnen und Schließen des Umformwerkzeuges rein in vertikaler Richtung erfolgt, so daß auf die Hubzylinder 28 keine Querkräfte wirken.

An der Kopfplatte 5 ist unterseitig eine Führungsplatte 30 befe­ stigt, die an ihrer Unterseite 31 eine mittige Ausfräsung 32 aufweist, in der seitlich beispielsweise in Nuten eine Schließ­ platte 33 quer zur Verstellrichtung der Kopfplatte 5 verschieb­ bar gehalten ist. Die Schließplatte 33 weist umfänglich die gleiche Bemaßung auf wie die Werkzeughälften 2 und 3 und wird ebenso wie die obere Werkzeughälfte 2 von den Kolbenstangen 11 mit Spiel durchsetzt.

Die Schließplatte 33 weist dazu (Fig. 3a und b) in ihrer hori­ zontal ausgerichteten Fläche vier Durchgangslanglöcher 34 auf, die durch jeweils eine Kolbenstange 11 durchragt werden. Die An­ zahl der Langlöcher 34 und die der Kolbenstangen 11 kann belie­ big gewählt werden. Die Langlöcher 34 besitzen an einem Ende 35 eine konzentrische Erweiterung 36, deren Durchmesser größer ist als der der an der Kolbenstange 11 angebrachten Zugverteilungs­ scheibe 37, die in diesem Ausführungsbeispiel nicht an der Kopf­ platte 5 oder an der oberen Werkzeughälfte 2 starr festgelegt ist. Die Schließplatte 33 ist selbst von zumindest einem geson­ derten Schiebeantrieb in horizontaler Richtung hin- und her­ bewegbar. Der Schiebeantrieb beinhaltet einen Antriebszylinder 38 und eine Schubstange 39.

Das Schließen des Umformwerkzeuges erfolgt dadurch, daß über die Hubzylinder 28 die Kopfplatte 5 abgesenkt wird, bis die mit der Führungsplatte 30 fest verbundene obere Werkzeughälfte 2 auf der unteren Werkzeughälfte 3 lagegerecht zu liegen kommt. In diesem Moment kann schon die Druckmediumbefüllung des eingelegten Werk­ stückes erfolgen, da die Hubzylinder 28 der Öffnungskraft des Befüllungsdruckes eine Gegenhaltekraft von ca. einer Tonne auf­ bringen können.

Nach Befüllung wird die Schließplatte 33 vom Schiebeantrieb von einer Öffnungsstellung I (Fig. 3a) in eine Schließstellung II (Fig. 3b) übergeführt, in welcher die Kolbenstangen 11 aus dem Bereich der konzentrischen Erweiterung 36 heraus zum gegenüber­ liegenden Ende 40 des jeweiligen Langloches 34 gelangen. Die Zugverteilungsscheibe 37 verriegelt dabei die Kopfplatte 5 und die obere Werkzeughälfte 2 sowie die Schließplatte 33 mit der Grundplatte 7 und der unteren Werkzeughälfte 3 in vertikaler Richtung, wodurch die Kolbenstangen 11 ihre Funktion als Zugan­ ker für das Umformwerkzeug aufnehmen können.

Durch die mit Hochdruck in oben genannt er Art beaufschlagten Hochdruckzylinder 9,10 werden die Zugverteilungsscheiben 37 an die Oberseite 41 der Schließplatte 33 angepreßt, wobei über die­ se die obere Werkzeughälfte 2 auf die untere Werkzeughälfte 3 gepreßt wird. Durch geeignete Auslegung der Ringflächengröße des Kolbens 12 der Kolbenstangen 11 ist die Schließ- bzw. Zuhalte­ kraft der Vorrichtung groß genug um die der Schließrichtung des Umformwerkzeuges entgegenwirkenden Aufdornkräfte der das Werk­ stück axial abdichtenden und dessen Material nachführenden Nach­ führstempel 42 kompensieren zu können.

Der beim Umformprozeß geschlossene Kraftflußkreislauf verläuft damit von der Schließplatte 33 über die Kolbenstangen 11 und die obere Werkzeughälfte 2 zur unteren Werkzeughälfte 3 und von die­ ser über die Kolbenstangen 11 zur Schließplatte 33 wieder zu­ rück. Der Kraftfluß ist hierbei ebenso auf das Umformwerkzeug konzentriert, so daß die für eine Umformpresse, bei der der Kraftfluß über eine größere Strecke verläuft (von der Pressen­ kopfplatte bis zum Pressentisch und zurück), erforderlichen ap­ parativen und baulichen Erfordernisse entfallen können.

Nach der Umformung wird der Hochdruck entspannt, wonach das Öff­ nen des Umformwerkzeuges beginnen kann. Hierzu wird die Schließ­ platte 33 von ihrem Schiebeantrieb aus der Schließstellung II in die Öffnungsstellung I gebracht. Danach wird die Kopfplatte 5 durch die Hubzylinder 28 oder die Hochdruckzylinder 9, 10 angeho­ ben, worauf die Schließplatte 33 über die Zugverteilungsscheiben 37 gehoben wird. Gleichzeitig wird die obere Werkzeughälfte 2 angehoben und das Umformwerkzeug ist zur Entnahme des umgeform­ ten Werkstückes geöffnet.

Falls in der oberen Werkzeughälfte 2 nicht erweiterte Durchfüh­ rungen für die Kolbenstangen 11 ausgebildet sind, kann diese nur bis zum Anschlag an der Unterseite 43 der Zugverteilungsscheiben 37 angehoben werden. Um einen komfortablen Zugriffsraum zur Ent­ nahme des Werkstückes zu erhalten, ist es notwendig, daß die Kolbenstangen 11 möglichst lang bei ausreichender Steifigkeit sind und die Schließplatte 33 eine im Rahmen der technischen Machbarkeit liegende möglichst große Bauhöhe aufweist, so daß bei aus der Schließlage verfahrener Schließplatte 33 und an den Zugverteilungsscheiben 37 anliegender oberer Werkzeughälfte 2 ein genügend großer Abstand zwischen dieser und der unteren Werkzeughälfte 3 entsteht.

Besitzt die obere Werkzeughälfte 2 jedoch den Erweiterungen 36 entsprechende Durchführungen, so kann diese mitsamt der Schließ­ platte 33 über die Zugverteilungsscheiben 37 gehoben werden. Die Bauhöhe der Schließplatte 33 kann dabei vergleichsweise zur Werkzeughälfte 2 niedrig sein. Diese Bemaßung erlaubt dann kurz­ bauende Kolbenstangen 11, die dadurch an Biegesteifigkeit gewin­ nen, wobei das Zuführen bzw. Entnehmen der Werkstücke nicht durch in den Zugriffsraum ragende Kolbenstangen 11 behindert wird.

Desweiteren ist es denkbar, daß in der Schließplatte 33 keine Erweiterungen 36 der Langlöcher 34 ausgebildet sind. In diesem Fall muß durch die Länge der Langlöcher 34 gewährleistet sein, daß die Schließplatte 33 auf dem Bereich der oberen Werkzeug­ hälfte 2 völlig herausschiebbar gestaltet ist, so daß beim Anhe­ ben der Kopfplatte 5 die obere Werkzeughälfte 2 ungehindert bis zu den Zugverteilungsscheiben 37 angehoben werden kann. Gegebe­ nenfalls kann die einteilige Schließplatte 33 dazu anstelle des Langloches 34 einen zu einer Umfangsseite der Schließplatte 33 hin offenen Schlitz aufweisen, über den diese entlang der Kol­ benstange 11 horizontal verschiebbar ist.

Es ist auch denkbar, die Schließplatte 33 anstelle der Antriebs­ zylinder 38 nach Art einer Keilschiebeeinrichtung zur Ausführung einer Hebe- und Senkbewegung anzutreiben, wodurch die obere Werkzeughälfte 2 mit der unteren Werkzeughälfte 3 mit durch die Keilwirkung der Schließplatte 33 aufgebrachtem Anpreßdruck kraftschlüssig verbunden ist. Die Schließplatte 33 stellt ein Verbindungszwischenglied zwischen den beiden Werkzeughälften 2,3 dar, das im eingerückten Zustand den Kraftflußkreislauf zwischen diesen schließt.

Die Schließplatte 33 kann - von der Einteiligkeit abgewandelt - auch zweiteilig ausgebildet sein, wobei beide Teile zur Einnahme der Schließstellung II der Schließplatte 33 bis zur Anlage an­ einander zusammenschiebbar sind. Die Trennebene der beiden Teile der Schließplatte 33 verläuft vertikal und durch die Durchfüh­ rung für die Kolbenstange 11 hindurch.

Desweiteren ist es auch denkbar, daß bei den Ausführungsbei­ spielvarianten, bei denen die obere Werkzeughälfte 2 keine der Erweiterung 36 entsprechende Durchführung aufweist, die Kolben­ stangen 11 über die obere Werkzeughälfte 2 mittels der Hubzylin­ der 28 weiter herausziehbar sind. Gleichs läßt sich auch mit ei­ nem längeren Hub der Hochdruckzylinder 9,10 erreichen. Hiermit läßt sich ebenfalls ein ausreichender Zugriffsraum zur Entnahme des Werkstücks erreichen.

Damit verbunden können beim Schließen des Umformwerkzeuges die herausgezogenen Kolbenstangen 11 in die Hochdruckzylinder 9,10 eintauchen, wobei im Arbeitsraum 13 durch die Eintauchbewegung ein Unterdruck entsteht, der für die Befüllung des Arbeitsraumes 13 genutzt werden kann, so daß eine Befüllpumpe entfallen kann. Der Hochdruckanschluß 16 wird dazu mit einem Flüssigkeitsreser­ voir über eine Fluidleitung verbunden, wodurch infolge des Un­ terdruckes im Arbeitsraum 13 die Druckflüssigkeit angesaugt wer­ den kann. In der Fluidleitung ist ein Rückschlagventil vorgese­ hen, das nach der Befüllung des Arbeitsraumes und beim Aufbau des Hochdruckes die Fluidleitung vom Reservoir zum Hochdruckan­ schluß 16 bzw. von der zwischen den Hochdruckanschlüssen 16,17 verlaufenden Fluidleitung ab sperrt.

Weiterhin ist es denkbar, die gesamte Vorrichtung 1 um 90° ge­ dreht anzuordnen. Je nach Bauteilart und -ausbildung ist die Trennebene der beiden Werkzeughälften 2,3 auf alle Fälle derart ausgerichtet anzuordnen, daß das Bauteil durch die Schwerkraft aus dem Umformwerkzeug fällt. Durch die Ausnutzung der Schwer­ kraft für die Bauteilentnahme wird die Prozeßzeit erheblich ver­ ringert. Das umzuformende Bauteil müßte allerdings beim Belegen des Umformwerkzeuges bis zur Erreichung dessen Schließlage ge­ halten werden.

Schließlich ist es möglich, die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 in schon vorhandene gewöhnliche Umformpressen einzubauen, so daß mit vergleichsweise geringem Aufwand auch sehr große Werkstücke, die durch ihre große in die Trennebene des Umformwerkzeuges pro­ jizierte Fläche sehr hohe die Leistung bisheriger Umformpressen übersteigende Zuhaltekräfte erfordern, umgeformt werden können ohne daß die durch den Innendruck auf die projizierte Fläche entfaltete Kraft eine Öffnung des Umformwerkzeuges verursacht.

Claims (15)

1. Vorrichtung (1) zum Aufbringen der Zuhaltekraft für ein ge­ teiltes, von einer oberen und einer unteren Werkzeughälfte (2, 3) gebildetes Umformwerkzeug beim Innenhochdruckumformen, mit in das Umformwerkzeug integrierten Zugankern, über die der Kraftflußkreis beim Umformprozeß aus öffnend wirksamem Innen­ hochdruck und entgegenwirksamer Schließkraft innerhalb des Um­ formwerkzeuges geschlossen ist, wobei der jeweilige Zuganker eine Kolbenstange (11) ist, deren Kolben (12) in einen unterhalb der unteren Werkzeughälfte (3) ortsfest angeordneten Hochdruck­ zylinder (9, 10) eintaucht und mit deren zylinderabgewandten Ende (18) die obere Werkzeughälfte (2) derart beaufschlagbar ist, daß diese unter Zug an die untere Werkzeughälfte (3) anpreßbar ist, wobei der Kolben (12) mittels einer an den Hochdruckzylinder (9,10) angeschlossenen Hochdruckquelle in Ziehrichtung antreib­ bar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hochdruckzylinder (9, 10) mit dem Hochdruckanschluß (17) für die Innenhochdruckumformung fluidisch verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Umformwerkzeug durch hydraulisches Antreiben des jewei­ ligen Zugankers öffen- und schließbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zylinderabgewandte Ende (18) der Kolbenstange (11) ku­ gelgelenkig mit der oberen Werkzeughälfte (2) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hochdruckbeaufschlagbare Ringfläche (22) jedes auf das Umformwerkzeug in Ziehrichtung wirkenden Zylinderkolbens (12) ge­ meinsam zumindest gleich, wenn nicht größer ist als die in die Trennebene des Umformwerkzeuges projizierte und für eine Öffnung des Umformwerkzeuges druckwirksame Werkstückfläche.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) zusätzlich zu den Hochdruckzylindern (9,10) zumindest einen Hubzylinder (28) beinhaltet, mittels dem die obere Werkzeughälfte (2) zum Öffnen und Schließen des Um­ formwerkzeuges hubbeweglich antreibbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (11) die beiden Werkzeughälften (2, 3) in vertikaler Richtung durchsetzt und am zylinderabgewandten Ende (18) eine Zugverteilungsscheibe (20, 37) aufweist, mit der die obere Werkzeughälfte (2) an der unteren Werkzeughälfte (3) in Ziehrichtung der Kolbenstange (11) anpreßbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (11) soweit über die obere Werkzeughälfte (2) hinaus ausfahrbar ist, daß die obere Werkzeughälfte (2) zur Einnahme der Öffnungsstellung des Umformwerkzeuges anhebbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugverteilungsscheibe (20, 37) oberhalb der oberen Werk­ zeughälfte (2) mit Abstand zu dieser angeordnet ist, in den eine diesen ausfüllende, von der Kolbenstange (11) durchsetzte Schließplatte (33) zur Einnahme einer Schließstellung (11) ein­ schiebbar ist, wobei der Abstand derart bemessen ist, daß bei aus der Schließstellung (11) verschobener Schließplatte (33) die obere Werkzeughälfte (2) zur Einnahme der Öffnungsstellung des Umformwerkzeuges anhebbar ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) eine Kopfplatte (5), an der die obere Werkzeughälfte (2) oberseitig befestigt ist, und eine Grundplat­ te (7), an der die untere Werkzeughälfte (3) unterseitig befe­ stigt ist, beinhaltet, wobei die Kopfplatte (5) an Führungssäu­ len (25) geführt ist, die die Kopfplatte (5) mit der Grundplatte (7) verbinden.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließplatte (33) an der Kopfplatte (5) quer zu deren Führungsrichtung verschiebbar geführt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließplatte (33) zweiteilig ausgebildet ist, deren Teile zur Einnahme der Schließstellung (11) der Schließplatte (33) bis zur Anlage aneinander zusammenschiebbar sind, wobei die Trennebene der beiden Teile der Schließplatte (33) vertikal und durch die Durchführung für die Kolbenstange (11) hindurch ver­ läuft.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einteilige Schließplatte (33) einen zu einer Umfangssei­ te hin offenen Schlitz aufweist, über den die Schließplatte (33) entlang der Kolbenstange (11) horizontal verschiebbar ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die einteilige Schließplatte (33) für jede Kolbenstange (11) ein Durchgangslangloch (34) zur horizontalen Verschiebung der Schließplatte (33) entlang der Kolbenstange (11) besitzt, wel­ ches an einem Ende (35) eine Erweiterung (36) aufweist, durch die die Zugverteilungsscheibe (37) der Kolbenstange (11) hin­ durchführbar ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennebene der beiden Werkzeughälften (2, 3) derart ge­ neigt ist, daß das umgeformte Bauteil dem geöffneten Umformwerk­ zeug mittels Schwerkraft entfällt.