EP-4540005-B1 - METHOD FOR THE MULTI-AXIS SHAPING OF A HOLLOW WORKPIECE, AND SUPPORTING CORE FOR USE IN THE METHOD

Inventors

• David, Martin

Dates

Publication Date

20260506

Application Date

20230612

Claims (10)

1. Method for multiaxial forming of a hollow workpiece (W), in particular a square tube (8), a hexagonal tube or another polygonal hollow workpiece (W), comprising the following steps: formed; a) Providing the hollow workpiece (W) to be formed; b) Inserting a support core (10) into the cavity (H) of the workpiece (W), wherein the support core (10) comprises a central body (11) with differently oriented cylinder bores (13) communicating with one another and with pistons (17) which are accommodated therein and can be pressurized by a pressurized fluid through a fluid connection (21) of the central body (11); c) Radial expanding of the support core (10) while extending the pistons (17) out of the cylinder bores (13) by pressurizing the pistons (17) with pressurized fluid; d) Inserting the workpiece (W) to be formed into a radial press; e) Radial forming of the workpiece (W) in the radial press with reduction of at least two radial dimensions; f) Opening the radial press; g) Removing the formed workpiece (W) from the radial press; h) Removing the support core (10) from the cavity (H) of the workpiece (W), characterized by , the differently oriented cylinder bores (13) being offset from one another in the axial direction and cylinder bores of different orientation not being arranged in a common plane.
2. Method according to claim 1, characterized in that in step e) the pistons (17) move into the cylinder bores (13) in a controlled manner.
3. Method according to claim 2, characterized in that in step e) the pressurized liquid is discharged in a controlled manner through the fluid connection (21) of the central body (11) while maintaining a counterpressure.
4. Support core for use in the method according to claim 1, comprising a central body (11) with differently oriented, mutually communicating cylinder bores (13) and pistons (17) which are accommodated therein and can be pressurized by pressurized fluid through a fluid connection (21) of the central body (11), characterized by the differently oriented cylinder bores (13) being offset from one another in the axial direction and cylinder bores of different orientation not being arranged in a common plane.
5. Support core according to claim 4, characterized in that the cylinder bores (13) are realized as through bores (14), in each of which two pistons (17) travelling in opposite directions are accommodated.
6. Support core according to one of claims 4 or 5, characterized in that the cylinder bores (13) communicate with each other via an axial channel (15).
7. Support core according to one of claims 4 to 6, characterized in that at least two pairs of cylinder bores (13) oriented parallel to one another are provided, offset axially relative to one another, i.e. in the axial direction of the support core (10).
8. Support core according to claim 7, characterized in that the pistons (17) traveling in the same direction are coupled to one another via pressure plates (18).
9. Support core according to claim 8, characterized in that the pressure plates (18) each have a flat workpiece support surface (S).
10. Support core according to claim 8, characterized in that the pressure plates (18) each have an uneven, in particular a one- or two-dimensionally domed or curved workpiece support surface (S).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur mehrachsigen Umformung eines hohlen Werkstücks, insbesondere eines Vierkant-Rohres, eines Sechskant-Rohres oder eines anderen polygonalen hohlen Werkstücks. Verschiedene technische Prozesse erfordern das mehrachsige Umformen hohler Werkstücke wie Rohre oder dergleichen, namentlich das mehrachsige Umformen derartiger Rohre etc. unter Verengung des eingeschlossenen Hohlraumes im Sinne einer Verringerung des Hohlraum-Querschnitts. Bei rohrartigen und vergleichbaren Werkstücken mit rundem Querschnitt kommen hierfür als solches bekannte und gebräuchliche Radialpressen (vgl. das Sortiment der Uniflex-Hydraulik GmbH, Karben) zum Einsatz, bei denen typischerweise acht Pressbacken, welche einander bezüglich einer Pressachse jeweils paarweise gegenüberstehen, unter der Wirkung einer (z. B. hydraulisch, elektrisch oder manuell betätigten) Antriebseinheit synchron radial nach innen in Richtung auf die Pressachse bewegt werden. Die betreffenden Pressbacken verfügen dabei jeweils radial innen über eine konkav gewölbte Pressfläche mit einer an die finale Geometrie des umzuformenden runden Werkstücks, d. h. dessen Sollgeometrie nach erfolgter Radialverpressung, angepassten Geometrie. Im Dokument EP 0 017 675 A1 wird ein Verfahren zur mehrachsigen Umformung eines hohlen Werkstücks unter Verwendung eines Stützkerns beschrieben. Der Stützkern weist dabei einen Zentralkörper mit unterschiedlich orientierte, miteinander kommunizierenden Zylinderbohrungen sowie in diesen aufgenommenen, durch einen Fluidanschluss des Zentralkörpers hindurch mit Druckflüssigkeit beaufschlagbare Kolben auf. Die vorliegende Erfindung ist darauf gerichtet, den insoweit existierenden Stand der Technik hinsichtlich des erzielbaren Ergebnisses der mehrachsigen Umformung eines hohlen Werkstücks zu verbessern. Insbesondere soll eine technisch besonders brauchbare Lösung bereitgestellt werden, wenn ein polygonales hohles Werkstück, insbesondere ein Vier- oder Sechskant-Rohr, unter Verengung des eingeschlossenen Hohlraumes mehrachsig umzuformen ist. Als ein besonders wesentlicher Aspekt der technischen Brauchbarkeit wird dabei eine hinreichende Reproduzierbarkeit der entsprechenden mehrachsigen Umformung angesehen, was hinwiederum insbesondere bedeutet, dass die Verengung des hohlen Werkstücks im Bereich von dessen mehrachsiger Umformung nicht ungewollt zu einer Änderung der prinzipiellen polygonalen Form des Werkstücks führt. Gelöst wird die vorstehend angegebene Aufgabenstellung gemäß der vorliegenden Erfindung durch das in Anspruch 1 angegebene Verfahren. Demgemäß umfasst - gemäß der vorliegenden Erfindung - ein Verfahren zur mehrachsigen Umformung eines hohlen Werkstücks, insbesondere eines Vier- oder Sechskant-Rohres oder sonstigen polygonalen hohlen Werkstücks, die folgenden Schritte: a) Bereitstellen des umzuformenden hohlen Werkstücks;b) Einbringen eines Stützkerns in den Hohlraum des Werkstücks, wobei der Stützkern einen Zentralkörper mit mindestens zwei unterschiedlich orientierten, miteinander kommunizierenden Zylinderbohrungen sowie in diesen aufgenommene, durch einen Fluidanschluss des Zentralkörpers hindurch mit Druckflüssigkeit beaufschlagbare Kolben umfasst;c) Radiales Spreizen des Stützkerns unter Ausfahren der Kolben aus den Zylinderbohrungen durch Beaufschlagung der Kolben mittels Druckflüssigkeit;d) Einlegen des umzuformenden Werkstücks in eine Radialpresse;e) Radial-Umformung des Werkstücks in der Radialpresse unter Verringerung mindestens zweier Radialabmessungen;f) Öffnen der Radialpresse;g) Entnehmen des umgeformten Werkstücks aus der Radialpresse;h) Entnehmen des Stützkerns aus dem Hohlraum des Werkstücks. Erfindungsgemäß, sind die unterschiedlich orientierten Zylinderbohrungen (13) des Stützkerns in Axialrichtung zueinander versetzt wobei Zylinderbohrungen unterschiedlicher Orientierung nicht in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind. Ein zentraler, wesentlicher, mit den übrigen Aspekten des erfindungsgemäßen Verfahrens synergetisch zusammenwirkender Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht demgemäß in der Abstützung des - insbesondere polygonalen - hohlen Werkstücks bei dessen Umformung von innen her, und zwar durch einen Stützkern, welcher sich in charakteristischer Weise hinwiederum dadurch auszeichnet, dass er insbesondere einen Zentralkörper mit mindestens zwei unterschiedlich orientierten, miteinander kommunizierenden Zylinderbohrungen sowie in diesen aufgenommene, durch einen Fluidanschluss des Zentralkörpers hindurch mit Druckflüssigkeit beaufschlagbare Kolben umfasst. Unter der Einwirkung der mithilfe einer Druckflüssigkeits-Beaufschlagung - in mindestens zwei unterschiedliche Richtungen - gemeinsam nach außen aus dem Zentralkörper heraus bewegbaren Kolben lassen sich - durch die Kolben unmittelbar oder aber durch mit diesen verbundene Druckplatten - die Wände des hohlen Werkstücks bei dessen Umformung von innen her abstützen. Die Abstützung ist dabei nicht starr, sond