Grundlagen der Werkzeugauslegung und der Schließanlagengestaltung für das Innenhochdruck-Umformen

Das Innenhochdruck-Umformen (IHU) ist eine innovative Produktionstechnik zum Ausformen von hohlförmigen Profilen mit Hilfe eines Umformmediums. Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem bisher noch wenig wissenschaftlich untersuchten IHU-Werkzeug und der dazugehörigen Schließanlage, die aufgrund ihrer Größe maßgeblichen Anteil an den hohen Investitionskosten des Verfahrens hat.

Zu Beginn dieser Arbeit werden in einer grundlegenden theoretischen Untersuchung die entscheidenden Einflussparameter auf die Belastungen und Deformationen des IHU- Werkzeugs herausgearbeitet. Die größten Spannungen liegen im Übergangsradius der Werkzeuggravur. Eine seitliche Auffederung der Werkzeughälften kann nie vollständig verhindert werden. Eine Werkzeugverbreiterung bringt nur bis zu einem gewissen Punkt eine Versteifung des Werkzeugs. Eine Erhöhung der Schließkraft verstärkt die Auffederung zusätzlich. Eine entscheidende Reduzierung der Belastungen im Werkzeug kann dagegen durch die gezielte Abstützung des Werkzeugs in der Schließanlage erreicht werden. Eine Krafteinleitung weit außen unter dem Monoblockwerkzeug wirkt der seitlichen Auffederung entgegen. Eine praktische Versuchsreihe bestätigt die große Bedeutung des Orts der Schließkrafteinleitung. Innerhalb dieser Versuchsreihe zeigen sich auch Auswirkungen der elastischen Auffederung des Werkzeugs auf das plastisch ausgeformte IHU-Bauteil. Das Werkzeug darf daher nicht für sich allein, sondern muss vielmehr als Verbindungsglied zwischen Bauteil und Schließanlage gesehen werden.