EP0845312A1

EP0845312A1 - Flexibly applicable die for high pressure forming

Info

Publication number: EP0845312A1
Application number: EP97121023A
Authority: EP
Inventors: Klaus Prof. Dr.-Ing. Siegert; Aribert Prof. Dr.-Ing. Habil. Schwager; Manfred Dipl.-Ing. Breckner; Ulrich Dipl.-Ing. Hermann (Fh); Ralf Dipl.-Ing. Rieger
Original assignee: Forschungsgesellschaft Umformtechnik mbH
Current assignee: Forschungsgesellschaft Umformtechnik mbH
Priority date: 1996-12-02
Filing date: 1997-11-29
Publication date: 1998-06-03
Anticipated expiration: 2017-11-29
Also published as: ATE236745T1; DE59709768D1; DE19649629C2; ES2196244T3; EP0845312B1; DE19649629A1

Abstract

The versatile tool for forming by high internal pressure with use of a tool top section (1) and a tool bottom section (2), with a high internal pressure produced in the latter is characterised by the a) the top tool section containing elements in the form of an axially displaceable punch (7) and/or a die (6); b) a high-pressure space (4) is located in the tool bottom section opposite to the punch and/or the die; c) similarly, this high-pressure space can be shaped by insertion of appropriately shaped elements; d) by means of a bore (5) the space (4) can be joined to a pressure transfer medium; e) by local pressure application the sheet-metal blank (3) can be formed and/or cut by an appropriate choice and form of the tool elements.

Description

Die Erfindung betrifft ein flexibel einsetzbares Werkzeug zum Innenhochdruckumformen und findet insbesondere bei der Bearbeitung einfacher oder doppelter Blechplatinen Anwendung.
Es sind bereits zahlreiche Lösungen zum Innenhochdruckumformen von rotationssymmetrischen Hohlkörpern der von zwei randseitig miteinander verbundenen Blechen bekannt. Das Umformen einer Blechplatine unter Einwirkung eines hydraulischen Druckmittels zeigt DE 44 34 799 A1.
Dabei ist das Werkzeug in ein Ober- und Unterwerkzeug geteilt. In der Trennebene wird die Platine angeordnet.
Im Unterwerkzeug ist dabei der Hochdruckraum und im Oberwerkzeug die Formkontur angeordnet. Durch den hydraulischen Druck wird die Platine bis zum vollständigen Anliegen an die Formkontur umgeformt. Eine Lösung zum Lochen mit Innendruck wird in DE 43 22 063 C1 beschrieben, wobei das Ausschneiden des Ausschnittes unmittelbar nach dem Innenhochdruckumformen vorgenommen wird. Bei einem maximalen Innendruck erfolgt dabei ein Vorschneiden bis auf eine Restwanddicke und bei einem verringerten Innendruck das Fertigschneiden.
Nachteil aller bekannten Verfahren ist, daß mit den bekannten Werkzeugen jeweils nur eine Verfahrensvariante realisierbar ist. The invention relates to a flexible tool for hydroforming and is used in particular in the processing of single or double sheet metal blanks.
Numerous solutions for the internal high pressure forming of rotationally symmetrical hollow bodies of the metal sheets connected to one another at the edges are already known. DE 44 34 799 A1 shows the forming of a sheet metal plate under the action of a hydraulic pressure medium.
The tool is divided into an upper and lower tool. The circuit board is arranged in the parting plane.
The high-pressure chamber is arranged in the lower tool and the mold contour in the upper tool. Due to the hydraulic pressure, the board is formed until it is fully in contact with the contour of the mold. A solution for punching with internal pressure is described in DE 43 22 063 C1, the cutout being cut out immediately after the internal high-pressure forming. With a maximum internal pressure, pre-cutting takes place down to a residual wall thickness and with a reduced internal pressure, the final cutting.
A disadvantage of all known methods is that only one method variant can be implemented with the known tools.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein flexibel einsetzbares Werkzeug zum Innenhochdruckumformen zu entwickeln, mit welchem wahlweise eine Kombination der Verfahren Umformen und/oder Schneiden mit Innendruck und das herkömmliche Umformen mit einem Formstempel möglich ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches und den weiteren Merkmalen in den Unteransprüchen gelöst. Das flexibel einsetzbare Werkzeug zum Innenhochdruckumformen ist dabei in ein Werkzeugoberteil und ein Werkzeugunterteil in welchem der Innenhochdruck erzeugt wird, unterteilt. Erfindungsgemäß sind im Werkzeugoberteil wahlweise Werkzeugelemente in Form eines axial verschiebbaren Stempels und/oder einer Matrize angeordnet sind. Im Werkzeugunterteil, dem Stempel und/oder der Matrize gegenüberliegend, befindet sich der Hochdruckraum, der über eine Hochdruckbohrung mit einem Druckübersetzer des Hochdrucksystems in Verbindung steht, so daß das zwischen Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil angeordnete Blech durch örtliches Aufbringen des Druckes im Hochdruckraum entsprechend der Wahl und Gestaltung der Werkzeugelemente in Form des Stempels und/oder der Matrize umgeformt und/oder gelocht wird. Entsprechend der gewünschten Anforderungen kann der Stempel als Schneidstempel, Formstempel oder Auswerfer ausgebildet sein.
Die im Werkzeugoberteil in Richtung zum Blech angeordnete Matrize dient dabei gleichzeitig zur Führung des Stempels und weist ein zur Herstellung von Ausprägungen oder zur Kalibrierung von Radien dienendes Formelement mit einer definierten Höhe auf, wobei der Stempel um die Höhe des Formelementes verkürzt ist. Der Stempelweg des Stempels kann einmal über integrierte Wegmeßsysteme am Lochzylinder oder über Distanzringe unter einem direkt in die Matrizenhalteplatte eingebauten Kolben eingestellt bzw. begrenzt werden.
Zum mehrfachen Lochen des Bleches oder zum Einbringen mehrerer zusätzlicher Formelemente können an der Kolbenstange des Zylinders mehrere Stempel in Form von Schneidstempeln oder Formstempeln angeordnet sein.
Weiterhin können Stempel und Lochzylinder in einem definierten Winkel zur Blechoberfläche geneigt sein.
Neben den Formelementen im Werkzeugoberteil kann auch die in Richtung zum Blech weisende Oberfläche des Werkzeugunterteiles im Bereich des Hochdruckraumes vom Blech wegweisende Formelemente in Form von Radien oder ringförmigen Abschrägungen aufweisen, so daß beim Lochen gleichzeitig ein Durchzug oder ein ähnliches Formelement erzeugt wird. Weiterhin kann im Hochdruckraum ebenfalls ein Formeinsatz angeordnet sein.
Der zur Erzeugung des Hochdruckes dienende Druckübersetzer, der über Hochdruckbohrungen mit dem Hochdruckraum in Verbindung steht, ist direkt im Werkzeugunterteil angeordnet und dessen Druckstange mit der zum Hochdruckraum führenden Hochdruckbohrung direkt verbunden. Dadurch können die Kosten für das Hochdrucksystem wesentlich reduziert werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1a:: Werkzeug mit einem Lochstempel vor dem Umformvorgang
Fig. 1b:: Werkzeug mit einem Lochstempel nach dem Umformen und Lochen
Fig. 2a:: Werkzeug mit einem Umformstempel vor dem Umformvorgang
Fig. 2b:: Werkzeug mit einem Umformstempel nach dem Umformvorgang
Fig. 3:: Werkzeug mit einem Stempel, dessen Oberfläche zur Herstellung der Formkonturen beim Innenhochdruckumformen genutzt wird
Fig. 4:: Werkzeug, bei welchem durch den Stempel gegen Innendruck umgeformt wird
Fig. 5:: Werkzeug mit zwei Stempeln
Fig. 6a:: Werkzeug mit einem axial verschiebbaren Formstempel und einem Lochstempel in Ausgangsstellung
Fig. 6b:: Werkzeug gem. Fig. 6a nach dem ersten Umformvorgang mit dem Stempel
Fig. 6c:: Werkzeug gem. Fig. 6a nach Abschluß des Umformvorganges und des Lochens
Fig. 7:: Darstellung des Werkzeugen mit integriertem Hydraulikzylinder
Fig. 8:: Regelung des Stempelweges über Distanzringe

The invention has for its object to develop a flexible tool for hydroforming, with which a combination of the processes of forming and / or cutting with internal pressure and conventional forming with a die is possible.
This object is achieved with the features of the first claim and the further features in the subclaims. The flexibly usable tool for hydroforming is divided into an upper tool part and a lower tool part in which the internal high pressure is generated. According to the invention, tool elements in the form of an axially displaceable punch and / or a die are optionally arranged in the upper part of the tool. In the lower part of the tool, the punch and / or the die, there is the high-pressure space, which is connected to a pressure intensifier of the high-pressure system via a high-pressure bore, so that the sheet metal arranged between the upper part of the tool and the lower part of the tool is produced by locally applying the pressure in the high-pressure space in accordance with the selection and Design of the tool elements in the form of the stamp and / or the die is formed and / or punched. According to the desired requirements, the stamp can be designed as a cutting stamp, form stamp or ejector.
The die arranged in the upper part of the tool in the direction of the sheet metal serves at the same time to guide the punch and has a shaped element with a defined height which is used to produce shapes or to calibrate radii, the punch being shortened by the height of the shaped element. The stamp path of the stamp can be set or limited using integrated position measuring systems on the perforated cylinder or spacer rings under a piston built directly into the die holding plate.
For punching the sheet several times or for introducing several additional shaped elements, several punches in the form of cutting punches or form punches can be arranged on the piston rod of the cylinder.
Furthermore, the punch and the perforated cylinder can be inclined at a defined angle to the sheet surface.
In addition to the shaped elements in the upper part of the tool, the surface of the lower part of the tool pointing in the direction of the sheet metal in the area of the high-pressure space can also have shaped elements pointing away from the sheet metal in the form of radii or annular bevels, so that a hole or a similar shaped element is produced when punching. Furthermore, a mold insert can also be arranged in the high-pressure chamber.
The pressure intensifier used to generate the high pressure, which is connected to the high pressure chamber via high pressure bores, is arranged directly in the lower part of the tool and its push rod is connected directly to the high pressure bore leading to the high pressure chamber. This can significantly reduce the costs of the high pressure system.
The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments and associated drawings.
Show it:

Fig. 1a:: Tool with a punch before the forming process
Fig. 1b:: Tool with a punch after forming and punching
Fig. 2a:: Tool with a forming stamp before the forming process
Fig. 2b:: Tool with a forming stamp after the forming process
Fig. 3:: Tool with a stamp, the surface of which is used to produce the shape contours in hydroforming
Fig. 4:: Tool in which the stamp is formed against internal pressure
Fig. 5:: Tool with two stamps
Fig. 6a:: Tool with an axially displaceable die and a punch in the starting position
Fig. 6b:: Tool acc. Fig. 6a after the first forming process with the stamp
Fig. 6c:: Tool acc. Fig. 6a after completion of the forming process and punching
Fig. 7:: Representation of the tool with integrated hydraulic cylinder
Fig. 8:: Regulation of the stamp path via spacer rings

Das Werkzeug zum Innenhochdruckumformen weist gem. Fig. 1a und 1b ein Werkzeugoberteil 1 und ein Werkzeugunterteil 2 auf. Zwischen diesen beiden Werkzeughälften 1 und 2 wird die Blechplatine 3 eingelegt. Im Werkzeugunterteil 2 befindet sich ein Hochdruckraum 4, der über eine Hochdruckbohrung 5 mit dem Hochdrucksystem in Verbindung steht. Erfindungsgemäß ist im Werkzeugoberteil 1 eine Matrize 6 mit einem axial verschiebbaren Stempel 7 angeordnet. Die Oberfläche 6a der Matrize 6 weist in Richtung zum Blech 3 die herzustellenden Formelemente mit der Höhe h auf. Der Stempel 7 ist um die Hohe h des Formelementes der Oberfläche 6a, zurückgesetzt bzw. verkürzt. Vor und während des Umformvorganges (Fig. 1a) liegt die Stempelfläche 7a des Stempels 7 in einer Ebene mit der Oberfläche 6a, d.h. dem höchsten Punkt des Formelementes, der Matrize 6. Nach dem Innenhochdruckumformen hat sich das Blech 3 vollständig an die Oberfläche 6a der Matrize 6 und an die Stempelfläche 7a des Stempels 7 angelegt.
Der Stempel 7 dient nun entsprechend der Anforderungen und seiner Ausbildung entweder zum Lochen des umgeformten Bleches 3 unter Innendruck p oder nach dem Öffnen beider Werkzeughälften 1 und 2 zum Auswerfen des umgeformten Teiles. Beim Lochen vollführt der Stempel 7 unter Innendruck P entweder einen positiven Hub +H in Richtung des Bleches 3 und/oder einen negativen Hub -H in die entgegengesetzte Richtung. Dient der Stempel 7 als Auswerfer, erfolgt das Auswerfen nach dem Öffnen der Werkzeughälften 1 und 2 ohne Druck durch einen positiven Stempelhub in Richtung des Bleches 3. Gem. Fig. 1b fungiert der Stempel 6 als Lochstempel. Durch einen negativen Rückhub -H in Pfeilrichtung wurde durch den Innendruck das Blech gelocht.
In Fig. 2a und 2b ist der Stempel 7 als Formstempel ausgebildet. Er schließt ebenfalls gem. Fig. 2a beim Innenhochdruckumformen mit seiner Stempelfläche 7a mit der in Richtung zum Blech 3 weisenden zurückgesetzten Oberfläche 6a der Matrize 6 ab. Nach dem Innenhochdruckumformen erfolgt eine axiale Vorschubbewegung V des Stempels 7 um den positiven Hub +H, so daß das Blech 3 in einer zweiten Umformstufe durch den Stempel 7 unter Innendruck P umgeformt wird (Fig. 2b).
Bei den vorgenannten Ausführungsbeispielen ist es auch möglich, den Stempel 7 in der Matrize 6 noch weiter zurückzusetzen, so daß beim Innenhochdruckumformen ein zusätzliches Formelement gebildet wird. Die ist auch in zwei Stufen möglich, d.h. in der ersten Stufe schließt der Stempel 7 mit der Matrize 6 ab und wird nach dem Hochdruckumformen zurückgefahren und in der zweiten Umformstufe wird das Blech in den dadurch entstandenen freien Raum gezogen. The tool for hydroforming has gem. 1a and 1b an upper tool part 1 and a lower tool part 2. The metal plate 3 is inserted between these two tool halves 1 and 2. In the lower tool part 2 there is a high-pressure chamber 4, which is connected to the high-pressure system via a high-pressure bore 5. According to the invention, a die 6 with an axially displaceable punch 7 is arranged in the upper tool part 1. The surface 6a of the die 6 has the shape elements to be produced with the height h in the direction of the sheet 3. The stamp 7 is set back or shortened by the height h of the shaped element of the surface 6a. Before and during the forming process (FIG. 1a), the stamp surface 7a of the stamp 7 lies in one plane with the surface 6a, ie the highest point of the shaped element, the die 6. After the internal high pressure forming, the sheet 3 has completely touched the surface 6a of the Die 6 and applied to the stamp surface 7a of the stamp 7.
The punch 7 is used according to the requirements and its design either for punching the formed sheet 3 under internal pressure p or after opening both tool halves 1 and 2 for ejecting the formed part. When punching, the punch 7 carries out either a positive stroke + H in the direction of the sheet 3 and / or a negative stroke -H in the opposite direction under internal pressure P. If the punch 7 serves as an ejector, the ejection takes place after opening the tool halves 1 and 2 without pressure by a positive punch stroke in the direction of the sheet 3. According to FIG. 1b, the punch 6 functions as a punch. Due to a negative return stroke -H in the direction of the arrow, the sheet was perforated by the internal pressure.
2a and 2b, the stamp 7 is designed as a shaped stamp. It also closes according to Fig. 2a from internal high pressure forming with its stamp surface 7a with the recessed surface 6a of the die 6 pointing in the direction of the sheet 3. After the internal high-pressure forming, there is an axial feed movement V of the punch 7 by the positive stroke + H, so that the sheet metal 3 is formed in a second forming step by the punch 7 under internal pressure P (FIG. 2b).
In the above-mentioned exemplary embodiments, it is also possible to reset the punch 7 in the die 6 even further, so that an additional shaped element is formed during the internal high-pressure forming. This is also possible in two stages, ie in the first stage the die 7 closes with the die 6 and is retracted after the high-pressure forming, and in the second forming stage the sheet is drawn into the free space created thereby.

Eine weitere Ausführungsvariante, bei welchen der Stempel 7 über die Oberfläche 6a der Matrize 6 in den Umformraum hinein ragt und an seiner Stempelfläche 7a Oberflächenelemente zur Herstellung der gewünschten Oberflächenkontur enthält, zeigt Fig. 3. Durch das Innenhochdruckumformen legt sich das Blech 3 an die Oberfläche 6a der Matrize und an die Stempelfläche 7a des Stempels 7 an (gestrichelte Darstellung). Hierbei ist es ebenfalls möglich das Blech 3 mit Innendruck in einer zweiten Umformstufe durch einen entsprechenden positiven Hub +H des Stempels 7 weiter umzuformen.
In Fig. 4 weist die Matrize 6 eine ebene am Blech anliegende Oberfläche 6a ohne Formelement auf. In der Matrize 6 ist der Stempel 7 ebenfalls axial beweglich angeordnet. Durch den Stempel 7 erfolgt unter Innendruck ein Tiefziehen des Bleches 3 in Richtung des Hochdruckraumes 4.
Eine Ausführungsvariante, bei welcher zum mehrfachen Lochen des Bleches oder zum Einbringen mehrerer zusätzlicher Formelemente an der Kolbenstange 8 des Zylinders 9 mehrere Stempel 7 angeordnet sind zeigt Fig. 5.
Die Stempel 7 werden dabei über Klemmplatten 8 mit der Kolbenstange 9 des Lochzylinders 10 verbunden. Geführt wird der Stempel 7 in der Matrize 6.A further embodiment variant, in which the stamp 7 projects beyond the surface 6a of the die 6 into the forming space and contains surface elements on its stamp surface 7a for producing the desired surface contour, is shown in FIG. 3. The sheet metal 3 lies on the surface by means of internal high pressure forming 6a of the die and on the stamp surface 7a of the stamp 7 (broken line). It is also possible to further shape the sheet 3 with internal pressure in a second forming step by means of a corresponding positive stroke + H of the punch 7.
In FIG. 4, the die 6 has a flat surface 6a lying against the sheet metal without a shaped element. The punch 7 is also axially movable in the die 6. The stamp 7 causes the sheet 3 to be deep-drawn in the direction of the high-pressure chamber 4 under internal pressure.
An embodiment variant, in which several punches 7 are arranged for the multiple punching of the sheet or for the introduction of several additional shaped elements on the piston rod 8 of the cylinder 9, FIG. 5.
The punches 7 are connected to the piston rod 9 of the perforated cylinder 10 via clamping plates 8. The punch 7 is guided in the die 6.

Eine Kombination des erfindungsgemäßen Werkzeuges mit einem verschiebbaren Formstempel 7 , der einen mittig angeordneten, ebenfalls axial verschiebbaren Lochstempel 7.1 aufweist, zeigt Fig. 6a bis 6c. Im Werkzeugunterteil 2 ist ein Formelement 11 angeordnet. Die Fig. 6a stellt die Ausgangsposition dar. Der Formstempel 7 und der Lochstempel 7.1 sind dabei beide um das Maß h zurückgesetzt.
In der ersten Umformstufe gem. Fig. 6b erfolgt ein Vorziehen mit dem Stempel 7 mit einem positiven Hub +H (Fig. 6a) bei einem Innendruck in Höhe von ca. 300 bar. Das Blech 3 bildet sich im Hochdruckumformraum 4 frei aus. In der zweiten Umformstufe wird ein langsames zurückfahren des Stempels 7 in die Endposition bei gleichzeitig erhöhtem Innendruck durchgeführt. Der erhöhte Innendruck kann dabei ein Vielfaches des geringeren Druckes betragen und richtet sich nach dem Werkstoff und der herzustellenden Oberflächenkontur des Bleches. Im Anschluß daran erfolgt mit dem Lochstempel 7.1 unter Innendruck das Lochen (Fig. 6c).A combination of the tool according to the invention with a displaceable die 7, which has a centrally arranged, also axially displaceable punch 7.1, is shown in FIGS. 6a to 6c. A shaped element 11 is arranged in the lower tool part 2. 6a shows the starting position. The die 7 and the punch 7.1 are both set back by the dimension h.
In the first forming stage according to Fig. 6b is performed with the punch 7 with a positive stroke + H (Fig. 6a) at an internal pressure of approximately 300 bar. The sheet metal 3 forms freely in the high-pressure forming space 4. In the second forming step, the punch 7 is slowly moved back into the end position with a simultaneously increased internal pressure. The increased internal pressure can be a multiple of the lower pressure and depends on the material and the surface contour of the sheet to be produced. This is followed by punching with the punch 7.1 under internal pressure (Fig. 6c).

In Fig. 7 wird die gesamte Einrichtung zum Innenhochdruckumformen dargestellt. Direkt am Werkzeugunterteil 1 ist über eine Distanzbuchse 12 der Hydraulikzylinder 13 angeflanscht. Von diesem wird der Druck über eine Druckstange 14 und die Druckzuführung 5 zum Hochdruckraum 4 im Werkzeugunterteil 2 geleitet. Über ein Wegmeßsystem 15 wird der Stempelweg geregelt bzw. gesteuert. Es sind vorteilhafter Weise zwei voneinander unabhängige Lochzylinder L1 und L2 vorgesehen, so daß voneinander unabhängig gelocht oder mit dem jeweiligen Stempel umgeformt werden kann. Die Lochzylinder L1 und L2 sind an einer Zylinderhalteplatte 16 befestigt.
Eine weitere Möglichkeit zur Steuerung des Stempelweges wird in Fig. 8 gezeigt. Dabei erfolgt die Wegbegrenzung über eine Distanzplatte, die wahlweise entsprechend der Hubrichtung über oder unter der Klemmplatte angeordnet wird. entsprechend wird die Ölzufuhr der Ölzuleitungen geregelt. Bei dieser Ausführungsvariante können die Lochzylinder und die Zylinderhalteplatte 16 entfallen.
Der Kolben 18 wird direkt im Werkzeugoberteil 1 geführt.
Über dem Kolben 18 ist ein Dichtflansch 19 vorgesehen und unter dem Kolben 18 ist über eine Klemmplatte 20 eine Distanzplatte 17 so angeordnet, daß zwischen der Klemmplatte und der Matrize 6 ein Abstand entsprechend des erforderlichen Hubes vorhanden ist. In diesen Raum führt die zweite Ölzuleitung 22. Die erste Ölzuleitung 21 wird an der Oberseite des Kolbens 18 zugeführt. In Ausgangsstellung schlägt der Kolben 18 an der Dichtflansch an. Bei Druckbeaufschlagung über die erste Ölzuleitung 21 wird der Kolben 18 mit dem Stempel 7 nach unten bewegt (positiver Hub), bis die Klemmplatte 20 an der Matrize 6 anschlägt. Der Rückhub erfolgt über die zweite Ölzuleitung 22. Durch die Dicke der Distanzplatte 17 kann dabei der Hub eingestellt werden. Bei Lochen mit negativem Hub wird die Distanzplatte umgesetzt und schlägt in die Ausgangsstellung an der Matrize 6 an und wird in Richtung des Dichtflansches 19 bewegt. Durch diese erfindungsgemäße Bauform wird ein einfacher Aufbau und eine kleine Baugröße gewährleistet.
Mit der erfindungsgemäßen Losung wird ein variabel einsetzbaren Werkzeug zum Innenhochdruckumformen geschaffen, mit welchem es erstmalig möglich ist, auf elegante Weise unterschiedliche Umformprozesse entsprechend der jeweiligen Anforderungen durchzuführen. Der Stempel kann dabei als Formstempel, Lochstempel oder Auswerfer ausgebildet sein. Sowohl bei der Ausbildung als Formstempel als auch bei Ausbildung als Auswerfer kann in diesen ein weiterer Lochstempel mittig angeordnet sein.
Durch die verschiedenen Ausführungsmöglichkeiten und die Austauschbarkeit der einzelnen Elemente wird eine vielseitige Anwendung möglich.
Die Ankopplung bzw. Integration des Hydraulikzylinders verringert die Kosten des gesamten Werkzeuges wesentlich.7 shows the entire device for hydroforming. The hydraulic cylinder 13 is flanged directly to the lower tool part 1 via a spacer bush 12. From this, the pressure is passed via a push rod 14 and the pressure supply 5 to the high-pressure chamber 4 in the lower tool part 2. The stamp path is regulated or controlled via a path measuring system 15. Two mutually independent perforated cylinders L1 and L2 are advantageously provided so that perforations can be made independently of one another or formed with the respective punch. The perforated cylinders L1 and L2 are attached to a cylinder holding plate 16.
Another possibility for controlling the stamp path is shown in FIG. 8. The path is limited by a spacer plate, which can be arranged either above or below the clamping plate depending on the stroke direction. the oil supply to the oil supply lines is regulated accordingly. In this embodiment variant, the perforated cylinders and the cylinder holding plate 16 can be omitted.
The piston 18 is guided directly in the upper part 1 of the tool.
A sealing flange 19 is provided above the piston 18 and a spacer plate 17 is arranged below the piston 18 via a clamping plate 20 such that a distance corresponding to the required stroke is present between the clamping plate and the die 6. The second oil supply line 22 leads into this space. The first oil supply line 21 is supplied at the top of the piston 18. In the starting position, the piston 18 strikes the sealing flange. When pressure is applied via the first oil supply line 21, the piston 18 is moved downward with the plunger 7 (positive stroke) until the clamping plate 20 strikes the die 6. The return stroke takes place via the second oil feed line 22. The stroke can be adjusted by the thickness of the spacer plate 17. When punching with a negative stroke, the spacer plate is moved and strikes the die 6 in the starting position and is moved in the direction of the sealing flange 19. This design according to the invention ensures a simple construction and a small size.
With the solution according to the invention, a variably usable tool for hydroforming is created, with which it is possible for the first time to elegantly carry out different shaping processes according to the respective requirements. The stamp can be designed as a stamp, punch or ejector. A further punch can be arranged in the center both in the form of a form stamp and in the form of an ejector.
The various design options and the interchangeability of the individual elements make a versatile application possible.
The coupling or integration of the hydraulic cylinder significantly reduces the cost of the entire tool.

Claims

Flexible tool for internal high pressure forming using an upper tool part (1) and a lower tool part (2) in which the internal high pressure is generated, characterized in that in the upper tool part (1) optional tool elements in the form of an axially displaceable punch (7) and / or a die (6) are arranged and that in the lower tool part (2), the punch (7) and / or the die (6) opposite, there is a high-pressure chamber (4), which can also be designed using mold inserts and which is connected via a high-pressure bore (5 ) is connected to a pressure intensifier of the high-pressure system, so that the sheet (3) arranged between the upper tool part (1) and lower tool part (2) is applied locally by applying the pressure in the high-pressure chamber (4) in accordance with the choice and design of the tool elements in the form of the stamp ( 7) and / or the die (6) is formed and / or punched.

Flexible tool according to claim 1, characterized in that the stamp (7) is designed as a cutting stamp, form stamp or ejector.

Flexible tool according to claims 1 and 2, characterized in that the high-pressure chamber (4) is provided with a mold insert (8).

Flexible tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the die (6) arranged in the direction of the sheet (3) serves to guide the punch (7) and a shaped element used to produce shapes or to calibrate radii the height (h) and that the stamp (7) is shortened by the height (h) of the shaped element.

Flexible tool according to one of claims 1 to 4, characterized in that the stamp path of the stamp (7) is limited or set via a spacer plate (16).

Flexible tool according to one of claims 1 to 5, characterized in that a plurality of punches (7) in the form of cutting punches or form punches are arranged on the piston rod (9) of the cylinder (10) in order to punch the sheet metal several times or to introduce several additional shaped elements .

Flexible tool according to one of claims 1 to 6, characterized in that the punch (7) and perforated cylinder (10) are inclined at a defined angle (α) to the sheet (3).

Flexible tool according to one of claims 1 to 7, characterized in that the surface of the lower tool part (2) pointing in the direction of the sheet (3) in the region of the high-pressure space (4) points away from the sheet (3) shaped elements in the form of radii or annular Has bevels, so that a hole or a similar shaped element is simultaneously generated during punching.

Flexible tool according to one of claims 1 to 8, characterized in that the hydraulic cylinder (13) used to generate the high pressure and which is connected to the high-pressure chamber (4) via high-pressure bores (5) is arranged directly in the lower tool part (2) and whose push rod (14) is connected directly to the high-pressure bore (5) leading to the high-pressure chamber (4).