DE20013665U1

DE20013665U1 - Device for forming workpieces

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Publication number: DE20013665U1
Application number: DE20013665U
Authority: DE
Original assignee: Mitsubishi International GmbH
Current assignee: Mitsubishi International GmbH
Priority date: 2000-08-09
Filing date: 2000-08-09
Publication date: 2000-10-12
Anticipated expiration: 2010-08-10

Description

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BESCHREIBUNGDESCRIPTION

Device for forming workpieces

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device according to the preamble of claim 1.

&iacgr;&ogr; Vorrichtungen zum Massivumformen metallischer Werkstücke sind in vielfältiger Form bekannt. Insbesondere bei zur Warmumformung bestimmten Vorrichtungen muss das Werkstück vorab auf eine werkstoffspezifische Temperatur gebracht und in Abhängigkeit von seinen metallpysikalischen Eigenschaften ggf. noch einer Wärmebehandlung vor und/oder nach erfolgter Umformung unterzogen werden. Eine solche Nachbehandlung kann in einer reinen Wärmebehandlung bestehen, die z.B. darauf gerichtet ist, Eigenspannung zu beseitigen, Oberflächenstären einzustellen, Gefügeänderungen herbeizuführen usw. Die Nachbehandlung kann jedoch auch in einer Wärmebehandlung bestehen, die mit einer Umformung kombiniert ist. Dies ist beispielsweise bei einem nachfraglichen Richten von Werkstücken der Fall, die mit dem Ziel erfolgt, deren Maßhaltigkeit zu verbessern.&iacgr;&ogr; Devices for the massive forming of metal workpieces are known in many different forms. In particular, in the case of devices intended for hot forming, the workpiece must first be brought to a material-specific temperature and, depending on its metal-physical properties, may also be subjected to heat treatment before and/or after forming. Such post-treatment can consist of pure heat treatment, which is aimed, for example, at removing residual stress, adjusting surface strengths, bringing about structural changes, etc. However, the post-treatment can also consist of heat treatment combined with forming. This is the case, for example, with the required straightening of workpieces, which is carried out with the aim of improving their dimensional accuracy.

Zur Erwärmung metallischer Werkstücke auf eine gewünschte Behandlungstemperatur sind Verfahren bekannt, bei denen die erforderliche Wärme von einem beispielsweise flüssigen oder gasförmigen Wärmeträgermedium durch Wärmeleitung auf das Werkstück übertragen wird. Dies führt bei vergleichsweise großvolumigen sowie geometrisch kompliziert gestaltenen Werkstücken infolge des zeitlichen Ablaufs der Wärmeleitung innerhalb des Werkstücks zu unvermeidbaren Temperatur- und Dehnungsdifferenzen sowie hiermit verbundenen mechanischen Spannungen. Eine vergleichsweise inhomogene, insbesondere auf Randzonen beschränkte Erwärmung ergibt sich auch beiFor heating metal workpieces to a desired treatment temperature, methods are known in which the required heat is transferred from a liquid or gaseous heat transfer medium to the workpiece by heat conduction. In the case of relatively large and geometrically complex workpieces, this leads to unavoidable temperature and expansion differences as well as associated mechanical stresses due to the temporal course of the heat conduction within the workpiece. A relatively inhomogeneous heating, particularly limited to edge zones, also occurs in

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Verfahren der induktiven Beheizung des Werkstücks in einem Hochfrequenzfeld. Hierzu wird das Werkstück im Regelfall in eine Spule gesetzt, die mit einer elektrischen Spannung von definierter Frequenz und Amplitude beaufschlagt wird, die jedoch an die Gestalt des Werkstücks angepasst sein muss und bei jedem Werkstückwechsel ausgetauscht werden muss. Dies ist mit einem nicht unbeträchtlichen Arbeitsaufwand sowie der Notwendigkeit der Bereithaltung unterschiedlicher Spulen verbunden.Method of inductive heating of the workpiece in a high frequency field. For this, the workpiece is usually placed in a coil that is subjected to an electrical voltage of defined frequency and amplitude, but which must be adapted to the shape of the workpiece and must be replaced every time the workpiece is changed. This involves a considerable amount of work and the need to have different coils on hand.

Es ist bekannt, zur Beseitigung des Nachteils der Ausbildung einer inhomogenen Temperaturverteilung über das Werkstück die zu dessen Erwärmung erforderliche Energie aus magnetischen Hystereseverlusten abzuleiten, die innerhalb des Werkstücks dadurch entstehen, dass dieses innerhalb eines geschlossenen Kreises einem magnetischen Wechselfeld von einer, der gewünschten Aufheizzeit und Temperatur angepassten Amplitude und Frequenz ausgesetzt wird. Dies ist insbesondere bei hartmagnetischen, durch hohe Hystereseverlusten gekennzeichneten Werkstoffen anwendbar.In order to eliminate the disadvantage of the formation of an inhomogeneous temperature distribution over the workpiece, it is known that the energy required to heat it can be derived from magnetic hysteresis losses that arise within the workpiece when it is exposed to an alternating magnetic field within a closed circuit with an amplitude and frequency that is adapted to the desired heating time and temperature. This is particularly applicable to hard magnetic materials characterized by high hysteresis losses.

Aus den Fundstellen WO 98/52385 A1 sowie US 5,025,124 sind derartige magnetische Erwärmungsverfahren grundsätzlich bekannt, wobei ein vergleichsweise niederfrequentes magnetisches Wechselfeld von 50 bis 60 Hz benutzt wird. Ein Vorteil dieser magnetischen Erwärmungsverfahren besteht darin, dass infolge der niedrigen Frequenz eine weitestgehend homogene Erwärmung des Werkstücks erreicht wird. Der magnetische Kreis besteht im Wesentlichen aus einem laminierten Blechkern, in dessen Luftspalt das zu behandelnde Werkstück eingebracht wird, wobei der Blechkern mit wenigstens einer Spule versehen ist. Hieraus ergibt sich der weitere Vorteil, dass bei einer Änderung des Werkstücks kein Austausch einer Spule erforderlich ist, sofern dafür Sorge getragen ist, dass der Luftspalt an die Abmessungen des Werkstücks angepasst werden kann.Such magnetic heating processes are known in principle from WO 98/52385 A1 and US 5,025,124, in which a comparatively low-frequency alternating magnetic field of 50 to 60 Hz is used. One advantage of these magnetic heating processes is that the low frequency results in a largely homogeneous heating of the workpiece. The magnetic circuit essentially consists of a laminated sheet metal core, into the air gap of which the workpiece to be treated is placed, the sheet metal core being provided with at least one coil. This results in the further advantage that if the workpiece is changed, it is not necessary to replace a coil, provided that care is taken to ensure that the air gap can be adapted to the dimensions of the workpiece.

Es ist vor diesem Hintergrund die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art bereitzustellen, bei welcher die VerfahrensschritteAgainst this background, it is the object of the invention to provide a device of the type described above, in which the method steps

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der Erwärmung und Umformung eines Werkstücks in einem im Wesentlichen einheitlichen Verfahrensschritt bzw. nahezu gleichzeitig ablaufen.the heating and forming of a workpiece in an essentially uniform process step or almost simultaneously.

Es ist ferner die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art dahingehend auszugestalten, dass der mit der Behandlung unterschiedlicher Werkstücke verbundene Umrüstungsaufwand im Vergleich zu den eingangs dargelegten Stand der Technik einfacher gehalten werden kann. Gelöst sind diese Aufgaben bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1.It is also the object of the invention to design a device of the type described at the outset in such a way that the conversion effort associated with the treatment of different workpieces can be kept simpler compared to the prior art described at the outset. These objects are achieved in a generic device by the features of the characterizing part of claim 1.

Wesentlich ist hiernach, dass in einer einheitlichen Vorrichtung ein Umformverfahren, welches durch zwei aufeinander zu bzw. voneinander fort bewegbare Formwerkzeuge gekennzeichnet ist und das Verfahren der magnetischen Erwärmung zusammengefasst werden und dass in einem einheitlichen Arbeitsgang ausgehend von einem kalten Werkstück dieses erwärmt und einer Massivumformung unterzogen werden kann. Die Umformwerkzeuge bilden hierbei Elemente eines magnetischen Kreises, der durch das Werkstück komplettiert wird und der an wenigstens einer Stelle mit einer Spule versehen ist, über die das benötigte magnetische Wechselfeld generiert wird. Dieses Wechselfeld ist im Vergleich zu einer induktiven Erwärmung niederfrequent angelegt und jedenfalls mit der Maßgabe eingelegt, daß Skineffekete weitgehend vermieden werden. In Verbindung mit einer der Spule zugeordneten Steuerung ist über eine Variation der Amplitude sowie der Frequenz des Magnetfeldes eine entsprechende Variation der in dyas Werkstück eingebrachten Energie der Aufheizzeit, der Temperatur und eines Temperaturprogramms möglich, und zwar nach Maßgabe der vor und/oder nach der Umformung ggf. benötigten Wärmebehandlung des Werkstücks. Von besonderem Vorteil ist ferner, dass lediglich die Formwerkzeuge, die unmittelbar mit dem zu behandelnden Werkstück in Wechselwirkung treten, auswechselbar angeordnet sind, wohingegen ein Übergang auf ein anders gestaltetes Werkstück - von den Formwerkzeugen abgesehen - keinerlei konstruktive sonstige Eingriffe in die Vorrichtung im Übrigen notwendig macht. Die mit dem Verfahren der magnetischen ErwärmungWhat is important here is that a forming process, which is characterized by two forming tools that can be moved towards or away from each other, and the process of magnetic heating are combined in a single device and that, starting from a cold workpiece, this can be heated and subjected to solid forming in a single operation. The forming tools form elements of a magnetic circuit that is completed by the workpiece and that is provided with a coil at at least one point, via which the required alternating magnetic field is generated. This alternating field is applied at a low frequency compared to inductive heating and is in any case inserted with the proviso that skin effects are largely avoided. In conjunction with a control system assigned to the coil, a corresponding variation of the energy introduced into the workpiece, the heating time, the temperature and a temperature program is possible by varying the amplitude and the frequency of the magnetic field, depending on the heat treatment of the workpiece that may be required before and/or after forming. Another particular advantage is that only the forming tools that interact directly with the workpiece to be treated are arranged so that they can be exchanged, whereas a change to a differently designed workpiece - apart from the forming tools - does not require any other structural interventions in the device. The

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verbundene homogene Aufheizung des Werkstücks ist insbesondere bei vergleichsweise großvolumigen oder auch kompliziert gestalteten Werkstücken von Vorteil, da - wie an sich bekannt - sich auf diesem Wege durch Temperaturdifferenzen bedingte lokale Spannungen vermeiden lassen. In zeitlicher Hinsieht ergibt sich schließlich insoweit ein Vorteil, als infolge der raschen und homogenen Aufheizung die Vorgänge der Erwärmung des Werkstücks und dessen Umformung nahezu zeitgleich ablaufen können, so dass im Vergleich zu herkömmlichen Arbeitstechniken ein höherer Durchsatz realisierbar ist.The associated homogeneous heating of the workpiece is particularly advantageous for relatively large or complicated workpieces, since - as is well known - local stresses caused by temperature differences can be avoided in this way. In terms of time, there is finally an advantage in that, due to the rapid and homogeneous heating, the processes of heating the workpiece and its deformation can take place almost simultaneously, so that a higher throughput can be achieved compared to conventional working techniques.

Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 2 bis 4 sind die Formwerkzeuge innerhalb eines Isoliergehäuses aufgenommen, durch welches eine Wärmeisolation zumindest in Umfangsrichtung der Formwerkzeuge gegeben ist. Die konstruktive Ausbildung dieses Isoliergehäuses kann grundsätzlich beliebig vorgenommen werden, soweit durch dieses eine hinreichende Wärmeisolation gegeben ist und soweit eine einfache Handhabbarkeit, insbesondere in Verbindung mit automatisiert arbeitenden Werkzeugwechselvorrichtungen gegeben ist. Die Formwerkzeuge stehen zweckmäßigerweise mit dem Isoliergehäuse in Verbindung, so dass jeweils Baueinheiten, bestehend aus dem Isoliergehäuse und dem in dieses eingesetzten Formwerkzeug einheitlich handhabbar sind. Die Isoliergehäuse müssen darüber hinaus derart beschaffen sein, dass die Funktionen des magnetischen Kreises nicht behindert werden und dass eine möglichst verlustarme Anbindung der Formwerkzeuge an das benachbarte Element des magnetischen Kreises gegeben ist. Ebenfalls zur Verbesserung der automatisierten Handhabbarkeit dieser Baueinheiten dient ein vorrichtungseigenes Klemmsystem, welches zum Zusammenwirken einerseits mit dem Formwerkzeug bzw. dem Isoliergehäuse und einer Werkzeugwechselvorrichtung andererseits bestimmt ist. Wesentlich für dieses Klemmsystem ist, dass der Klemmungs- und damit Arretierungszustand des Werkstücks durch eine möglichst einfache, vorzugsweise geradlinige Bewegung herbeiführbar ist und durch eine vergleichsweise einfache Bewegung auch gelöst werden kann.According to the features of claims 2 to 4, the molds are accommodated within an insulating housing, which provides thermal insulation at least in the circumferential direction of the molds. The structural design of this insulating housing can in principle be arbitrarily designed, as long as it provides sufficient thermal insulation and is easy to handle, particularly in conjunction with automated tool changing devices. The molds are expediently connected to the insulating housing, so that structural units consisting of the insulating housing and the mold inserted into it can be handled in a uniform manner. The insulating housings must also be designed in such a way that the functions of the magnetic circuit are not hindered and that the molds are connected to the adjacent element of the magnetic circuit with as little loss as possible. A device-specific clamping system, which is designed to interact with the mold or the insulating housing on the one hand and a tool changing device on the other, also serves to improve the automated handling of these structural units. What is essential for this clamping system is that the clamping and thus locking state of the workpiece can be brought about by a movement that is as simple as possible, preferably in a straight line, and can also be released by a comparatively simple movement.

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Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 5 sind die Formwerkzeuge übereinander angeordnet, wobei das obere Formwerkzeug mit einem Schlitten in Verbindung steht, der über einen Antrieb zwecks Bewirkung des Umfomvorgangs in Verbindung steht. Das obere Formwerkzeug wird somit in seiner Position durch den genannten Antrieb fixiert und es ist aus Gründen der Arbeitssicherheit für den Fall eines Ausfalls der Energieversorgung des genannten Antriebs ein Sicherheitssystem vorgesehen, durch welches der Schlitten 5 und damit das Formwerkzeug in seiner letzten bzw. oberen Stellung automatisch fixiert wird. Unkontrollierte Bewegungen des Formwerkzeugs sind aus diesem Grunde auszuschließen. Beispielsweise im Falle eines hydraulischen Antriebs für den genannten Schlitten können hier solche Sicherungssysteme eingesetzt werden, bei denen unter Federkraft ein Klemmbolzen bewegt wird, der den Fixierungszustand herbeiführt, wobei der Entriegelungszustand entgegen der Federkraft hydraulisch herbeigeführt werden muss. Der Fixierungszustand bedarf somit keiner äußeren Energiezufuhr.According to the features of claim 5, the forming tools are arranged one above the other, with the upper forming tool being connected to a carriage which is connected via a drive for the purpose of effecting the forming process. The upper forming tool is thus fixed in its position by the said drive and, for reasons of occupational safety, a safety system is provided in the event of a failure of the power supply of the said drive, by which the carriage 5 and thus the forming tool is automatically fixed in its last or upper position. Uncontrolled movements of the forming tool are therefore to be ruled out. For example, in the case of a hydraulic drive for the said carriage, safety systems can be used in which a clamping bolt is moved under spring force, which brings about the fixing state, whereby the unlocking state must be brought about hydraulically against the spring force. The fixing state therefore does not require any external energy supply.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 6 ist eine Temperaturmesseinrichtung zur Erfassung der Werkstücktemperatur vorgesehen, die regelungstechnisch mit dem Antrieb des einen bzw. oberen Formwerkzeugs mit der Maßgabe verbunden ist, dass in Abhängigkeit von der gemessenen Temperatur die über den Antrieb aufgebrachte Umformkraft steuerbar ist. Zweckmäßig ist die Temperaturmessung mit der Maßgabe angelegt, dass eine durchschnittliche Werkstücktemperatur erfasst wird, die jedenfalls für das Umformverhalten des eingesetzten Werkstoffs charakteristisch ist. In Abhängigkeit von den metallphysikaiischen Eigenschaften des Werkstoffs kann in Verbindung mit einer Steuerung auch ein beliebiges Umformprogramm vorgesehen sein, gemäß welchem der Umformvorgang beispielsweise mit einem Wärmebehandlungsprogramm des Werkstücks stufenweise durchgeführt wird. Die Gewinnung eines, eine repräsentative Temperatur des Werkstücks beschreibenden Messwertes wird dadurch erleichtert, dass infolge der magnetischen Erwärmung eine homogene Durchwärmung des Werkstücks gegeben ist. Insbesondere wird bei dieser Art der Erwärmung vermieden, dass sich Temperaturdifferenzen zwischen Rand-According to the features of claim 6, a temperature measuring device is provided for detecting the workpiece temperature, which is connected in terms of control technology to the drive of one or the upper forming tool with the proviso that the forming force applied via the drive can be controlled depending on the measured temperature. The temperature measurement is expediently designed with the proviso that an average workpiece temperature is detected, which is in any case characteristic of the forming behavior of the material used. Depending on the metal-physical properties of the material, any forming program can also be provided in conjunction with a control system, according to which the forming process is carried out step by step, for example with a heat treatment program for the workpiece. Obtaining a measured value describing a representative temperature of the workpiece is made easier by the fact that the workpiece is heated homogeneously as a result of the magnetic heating. In particular, this type of heating avoids temperature differences between the edge and the workpiece.

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und Kernzonen des Werkstücks ausbilden, die erst nach Ablauf definierter Zeitintervalle ausgeglichen sind, so dass eine rasche Gewinnung eines Temperaturmesswertes sichergestellt ist.and core zones of the workpiece are formed, which are only equalized after defined time intervals have elapsed, so that a rapid acquisition of a temperature measurement value is ensured.

Der, durch die wenigsten eine Spule generierte Induktionsfluss soll möglichst verlustarm über die Formwerkzeuge und das Werkstück geführt werden. Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 7 ist das Formwerkzeug mit einer, eine magnetische Abschirmung bildenden Umhüllung versehen, die in an sich bekannter Weise aus einem weichmagnetischen Werkstoff ausgebildet ist. EineThe induction flux generated by the fewest coils should be guided over the molding tools and the workpiece with as little loss as possible. According to the features of claim 7, the molding tool is provided with a casing forming a magnetic shield, which is made in a known manner from a soft magnetic material. A

&iacgr;&ogr; Ausbildung von Streufeldern über das Maschinengestell der Vorrichtung wird auf diesem Wege weitestgehend unterbunden. Darüber hinaus muss dafür Sorge getragen werden, dass an den Übergangsstellen zwischen dem Formwerkzeug und den an dieses unmittelbar angrenzenden Elementen des magnetischen Kreises diese Abschirmung gleichermaßen wirksam ist, welches durch Anordnung entsprechender Zwischenschichten aus einem magnetisch abschirmend wirksamen Werkstoff geschehen kann.The formation of stray fields across the machine frame of the device is largely prevented in this way. In addition, care must be taken to ensure that this shielding is equally effective at the transition points between the mold and the elements of the magnetic circuit immediately adjacent to it. This can be achieved by arranging appropriate intermediate layers made of a material with a magnetic shielding effect.

Die Merkmale der Ansprüche 8 und 9 sind auf eine mögliche Ausgestaltung der übrigen Elemente des magnetischen Kreises der Vorrichtung gerichtet. Hiernach bestehen diese Elemente aus laminierten, d.h. elektrisch voneinander isolierten Blechen aus einem magnetisch hoch permeablen Werkstoff. Insbesondere sind zwei horizontale und ein vertikales Kernteil vorgesehen, wobei das vertikale Kernteil zwischen zwei Grenzstellungen beweglich angeordnet ist, und zwar einer ersten Stellung, in der es mit dem horizontalen Kernteilen in Berührung steht und einer zweiten Stellung, in der es von diesem horizontalen Kernteilen entfernt ist. Nachdem das obere Kernteil mit dem eingangs genannten Schlitten in Verbindung steht, wird auf diese Weise eine Bewegung des oberen Kernteils gegenüber dem unteren, welches mit dem Maschinengestell der Vorrichtung in fester Verbindung steht, ermöglicht, ohne dass eine Berührung mit dem vertikalen Kernteil besteht. Dies ermöglicht es, den Umformvorgang durchzuführen, ohne dass eine Berührung mit dem vertikalen Kernteil gegeben ist.The features of claims 8 and 9 are directed to a possible design of the remaining elements of the magnetic circuit of the device. According to this, these elements consist of laminated, i.e. electrically insulated sheets made of a magnetically highly permeable material. In particular, two horizontal and one vertical core part are provided, the vertical core part being arranged to be movable between two limit positions, namely a first position in which it is in contact with the horizontal core part and a second position in which it is removed from this horizontal core part. After the upper core part is connected to the carriage mentioned at the beginning, this enables the upper core part to move relative to the lower one, which is firmly connected to the machine frame of the device, without there being any contact with the vertical core part. This makes it possible to carry out the forming process without there being any contact with the vertical core part.

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Die Merkmale der Ansprüche 9 und 10 sind auf die weitere Ausgestaltung des magnetischen Kreises gerichtet. Hiernach sind sowohl das obere als auch das untere Kemteil mit einer Spule versehen, wobei jede Spule durch einen modularen Aufbau gekennzeichnet ist und aus mehreren, auf das jeweilige Kernteil aufsteckbaren Spulenscheiben zusammengesetzt ist. Dies ermöglicht im Bedarfsfall in einfacher Weise durch Verändern der Zahl der Spulenscheiben eine dementsprechende Veränderung von Parametern des durch die Spulen generierten Induktionsflusses.The features of claims 9 and 10 are directed to the further design of the magnetic circuit. According to this, both the upper and the lower core part are provided with a coil, whereby each coil is characterized by a modular structure and is composed of several coil disks that can be plugged onto the respective core part. If necessary, this enables a corresponding change in the parameters of the induction flux generated by the coils in a simple manner by changing the number of coil disks.

Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 11 ist die Vorrichtung mit einer besonderen Hubeinrichtung versehen, die zum Zusammenwirken mit dem unteren Isoliergehäuse einschließlich des in diesem gehaltenen Formwerkzeugs bestimmt ist. Indem dieses auf diesem Wege geringfügig angehoben wird, wird ein Eingriff eines entsprechenden Manipulierorgans einer externen Werkzeugwechseleinrichtung ermöglicht. Weiterhin zur Vereinfachung einer automatisierten Werkzeughandhabung ist vorgesehen, dass das untere und das obere Isoliergehäuse aufeinander setzbar und in dieser Stellung formschlüssig fixierbar sind. Auf diese Weise wird zu einer einheitlichen Handhabung des kompletten Formwerkzeugs und einem raschen Werkzeugwechsel beigetragen.According to the features of claim 11, the device is provided with a special lifting device which is designed to interact with the lower insulating housing including the mold held in it. By lifting the mold slightly in this way, an appropriate manipulation element of an external tool changing device can be engaged. Furthermore, to simplify automated tool handling, it is provided that the lower and upper insulating housings can be placed on top of one another and fixed in this position in a form-fitting manner. This contributes to uniform handling of the entire molding tool and rapid tool changing.

Der magnetische Kreis ist im Übrigen entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 12 gleichermaßen mit einer magnetischen Abschirmung versehen, so dass der durch die Spulen generierte Induktionsfluss auf dem magnetischen Kreis konzentriert ist, der durch die Formwerkzeuge und das Werkstück komplettiert wird.Moreover, according to the features of claim 12, the magnetic circuit is likewise provided with a magnetic shield, so that the induction flux generated by the coils is concentrated on the magnetic circuit, which is completed by the forming tools and the workpiece.

Gemäß den Merkmalen der Ansprüche 13 bis 15 sind sämtliche, der Vorrichtung zugeordneten Antriebe als druckmittelbetätigbare Kolben-Zylinder-Einheiten ausgebildet.According to the features of claims 13 to 15, all drives associated with the device are designed as pressure-medium-operated piston-cylinder units.

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Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf das in den Zeichnungen schematisch wiedergegebene Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigen:The invention will be explained in more detail below with reference to the embodiment shown schematically in the drawings.

Fig. 1 eine Darstellung eines Vertikalschnitts durch die erfindungsgemäße Vorrichtung; Fig. 1 is a representation of a vertical section through the device according to the invention;

Fig. 2 eine Teilansicht der Vorrichtung entsprechend einer Horizontalebene H-Il der Fig. 1;Fig. 2 is a partial view of the device according to a horizontal plane H-II of Fig. 1;

Fig. 3 eine Detaildarstellung der im Rahmen der Vorrichtung gemäß Fig. 1 eingesetzten Formwerkzeuge.Fig. 3 is a detailed view of the molding tools used in the device according to Fig. 1.

Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung besteht global aus einem zum Aufstellen auf einem Boden 2 bestimmten Untergestell 1 und einem tischartigen, mittels vier Führungssäulen 3 mit Abstand oberhalb des Untergestells 1 gehaltenen Obergestell 4.The device shown in Fig. 1 and 2 consists globally of a base frame 1 intended for setting up on a floor 2 and a table-like upper frame 4 held at a distance above the base frame 1 by means of four guide columns 3.

Mit 5 ist ein, in der Draufsicht rechteckiger Schlitten bezeichnet, der unter Mitwirkung von vier Führungsbuchsen 6 entlang der Führungssäulen 3, somit in Richtung der Pfeile 7 motorisch verschiebbar ist. Zur Verschiebung dient eine hydraulisch beidseitig beaufschlagbare Kolben-Zylindereinheit 8, deren Zylinder an dem Obergestell 4 abgestützt ist und deren Kolbenstange mit dem Schlitten 5 in Verbindung steht. Der Schlitten 5 einerseits und das Untergestell 1 andererseits sind in einer im Folgenden noch zu erläuternden Weise zur Aufnahme jeweils eines oberen und eines unteren Formwerkzeugs 9, 10 eingerichtet.5 designates a carriage, rectangular in plan view, which can be moved by motor with the help of four guide bushings 6 along the guide columns 3, thus in the direction of the arrows 7. A piston-cylinder unit 8, which can be actuated hydraulically from both sides, is used for the displacement, the cylinder of which is supported on the upper frame 4 and the piston rod of which is connected to the carriage 5. The carriage 5 on the one hand and the lower frame 1 on the other hand are set up in a manner to be explained below to accommodate an upper and a lower mold 9, 10 respectively.

Das zeichnerisch nicht dargestellte, sich an der Stelle 11, d.h. zwischen dem oberen Formwerkzeug 9 und dem unteren Formwerkzeug 10 befindliche Werkstück bildet ein Element eines magnetischen Kreises, der ausgehend von dem Werkstück über das untere Formwerkzeug 10, ein sich an dieses anschließendes, horizontal gelagertes unteres Kernteil 12, ein rückseitiges, sich vertikal ! ... · ···· ·· .·· ···· : : .: &igr; The workpiece (not shown in the drawing) located at point 11, ie between the upper forming tool 9 and the lower forming tool 10, forms an element of a magnetic circuit which, starting from the workpiece, via the lower forming tool 10, a lower core part 12 which is connected to the latter and is mounted horizontally, and a rear, vertically extending ! ... · ···· ·· .·· ···· : : .: &igr;

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erstreckendes Kernteil 13, ein oberes, wiederum horizontal gelagertes Kernteil 14 und das obere Formwerkzeug 9 geschlossen ist. Die Kernteile sind zur Vermeidung von Wirbelstromverlusten in an sich bekannter Weise aus elektrisch gegeneinander isolierten, sich in Längsrichtung der Kernteile erstreckenden, magnetisch hoch permeablen Blechen zusammengesetzt, wobei die auf diese Weise gebildeten Laminatkerne im Bereich des unteren und des oberen Kernteils 12, 14 durch Spulen 15,16 hindurchgeführt sind, die in zeichnerisch nicht dargestellter Weise mit einer regelbaren Wechselspannungsquelle in Verbindung stehen. Diese Anordnung dient insoweit der Bereitstellung eines magnetischen Wechselfeldes an der Stelle 11 und damit innerhalb des zu behandelnden Werkstücks. Damit der, über die Spulen 15, 16 innerhalb des magnetischen Kreises erzeugte Induktionsfluss möglichst verlustarm das Werkstück erreicht, sind die Elemente dieses Kreises in an sich bekannter Weise gegenüber ihrer Umgebung magnetisch abgeschirmt, beispielsweise durch eine Einfassung, bestehend aus einem weichmagnetischen Werkstoff. Die Ausbildung unerwünschter Streufelder an anderen Teilen der Vorrichtung und eine hiermit einhergehende Schwächung des magnetischen Nutzfeldes an der Stelle 11 sind somit weitestgehend unterbunden.extending core part 13, an upper, again horizontally mounted core part 14 and the upper forming tool 9 is closed. In order to avoid eddy current losses, the core parts are composed in a manner known per se of magnetically highly permeable sheets that are electrically insulated from one another and extend in the longitudinal direction of the core parts, the laminate cores formed in this way being led through coils 15, 16 in the area of the lower and upper core parts 12, 14, which are connected to a controllable alternating voltage source in a manner not shown in the drawing. This arrangement serves to provide an alternating magnetic field at point 11 and thus within the workpiece to be treated. So that the induction flux generated via the coils 15, 16 within the magnetic circuit reaches the workpiece with as little loss as possible, the elements of this circuit are magnetically shielded from their surroundings in a manner known per se, for example by a frame made of a soft magnetic material. The formation of undesirable stray fields at other parts of the device and the associated weakening of the effective magnetic field at point 11 are thus largely prevented.

Das rückseitige Kernteil 13 ist horizontal bzw. in Richtung der Pfeile 17 beweglich gelagert und es sind zu diesem Zweck beispielsweise zwei geradlinige wirksame Antriebe 18,19 vorgesehen, bei denen es sich um beidseitig druckmittelbeaufschlagbare Kolben-Zylindereinheiten oder auch elektrische Stellantriebe handeln kann. Der Zweck dieser Antriebe 18, 19 besteht darin, eine unmittelbare Berührung des Kernteils 13 mit den Kernteilen 12, 14 lediglich während definierter Betriebsphasen der Vorrichtung bereitzustellen, im Übrigen jedoch eine Trennung zwischen diesen Kernteilen herbeizuführen. Hierauf wird im Folgenden noch näher eingegangen werden.The rear core part 13 is mounted so that it can move horizontally or in the direction of the arrows 17 and for this purpose two linear drives 18, 19 are provided, which can be piston-cylinder units that can be pressurized on both sides or electric actuators. The purpose of these drives 18, 19 is to ensure that the core part 13 comes into direct contact with the core parts 12, 14 only during defined operating phases of the device, but otherwise to bring about a separation between these core parts. This will be discussed in more detail below.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu bestimmt, ein Werkstück homogen zu erwärmen und einem Umformprozess zu unterziehen. Es kann sich hierbei allgemein um ein Verfahren des Massivumformens handeln - in Betracht kommtThe device according to the invention is intended to heat a workpiece homogeneously and to subject it to a forming process. This can generally be a massive forming process -

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jedoch auch eine nachträgliche gestaltende Behandlung von Werkstücken, beispielsweise mit dem Ziel, herstellungsbedingte Verformungen nebst Eigenspannungen zu beseitigen, beispielsweise ein nachträgliches Richten mit dem Ziel, eine gewünschte Maßhaltigkeit des Werkstücks durchzuführen. Dementsprechend sind das obere- und das untere Formwerkzeug 9,10 individuell an die Gestalt des zu bearbeitenden Werkstücks angepasst. Dementsprechend sind auch beide Formwerkzeuge 9, 10 einfach auswechselbar und dem Untergestell 1 bzw. dem Schlitten 5 zu verbinden.but also a subsequent shaping treatment of workpieces, for example with the aim of eliminating production-related deformations as well as residual stresses, for example a subsequent straightening with the aim of achieving a desired dimensional accuracy of the workpiece. Accordingly, the upper and lower forming tools 9, 10 are individually adapted to the shape of the workpiece to be processed. Accordingly, both forming tools 9, 10 are also easy to replace and can be connected to the base frame 1 or the slide 5.

Jedes Formwerkzeug 9, 10 ist in ein Isoliergehäuse 20, 20' eingebunden bzw. steht mit diesem in fester Verbindung, wobei die Isoliergehäuse 20, 20" beider Formwerkzeuge 9,10 untereinander vorzugsweise gleich beschaffen sind. Der Zweck dieser Isoliergehäuse 20, 20' besteht darin, einen Wärmefluss ausgehend von dem Formwerkzeug in seitlicher Richtung auf das Maschinengestell der Vorrichtung weitestgehend zu unterbinden. Es wird im Folgenden zur detaillierteren Beschreibung der Isolationsgehäuse 20, 20' sowie deren Einbindung in das Maschinengestell der Vorrichtung ergänzend auf die Zeichnungsfigur 3 Bezug genommen, in der Funktionselemente, die mit denjenigen der Figuren 1 und 2 übereinstimmen, entsprechend beziffert sind.Each mold 9, 10 is integrated into an insulating housing 20, 20' or is firmly connected to it, whereby the insulating housings 20, 20" of both molds 9, 10 are preferably of the same design. The purpose of these insulating housings 20, 20' is to prevent as far as possible a flow of heat from the mold in a lateral direction to the machine frame of the device. In the following, for a more detailed description of the insulating housings 20, 20' and their integration into the machine frame of the device, reference is made to drawing figure 3, in which functional elements that correspond to those in figures 1 and 2 are numbered accordingly.

So ist mit 21 eine einen Teil des Schlittens 5 bildende Platte bezeichnet, die sich mit Abstand zu einer oberseitigen Abschlussplatte 22 erstreckt. Innerhalb des Zwischenraumes 23 zwischen der Platte 21 und der Abschlussplatte 22 erstreckt sich das Kernteil 14 senkrecht zur Zeichenebene der Fig. 3, und zwar mit der Maßgabe, dass es teilweise in einen Schlitz 24 innerhalb der Platte 21 hineinragt.Thus, 21 designates a plate which forms part of the carriage 5 and extends at a distance from an upper end plate 22. Within the space 23 between the plate 21 and the end plate 22, the core part 14 extends perpendicular to the plane of the drawing in Fig. 3, with the proviso that it partially projects into a slot 24 within the plate 21.

Mit 25 ist eine Bodenplatte bezeichnet, die den genannten Schlitz 24 symmetrisch beiderseits überdeckt und die die magnetische Anbindung des jeweiligen Formwerkzeugs 9, 10 an das Kernteil 12, 14 bildet. Das eigentliche Isoliergehäuse 20, 20' besteht aus zwei, das Formwerkzeug 9, 10 mit Abstand umgebenden, aus Edelstahlblech hergestellten Wandungen 26, 27, wobei der, durch25 denotes a base plate which covers the slot 24 symmetrically on both sides and which forms the magnetic connection of the respective mold 9, 10 to the core part 12, 14. The actual insulating housing 20, 20' consists of two walls 26, 27 made of stainless steel sheet which surround the mold 9, 10 at a distance, whereby the

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die genannten Wandungen umgrenzte Raum mit einer wärmedämmend wirksamen Substanz ausgefüllt ist, die beispielsweise aus mit Glaskugeln versetzter Keramik oder einer vergleichbare Wärmedämmeigenschaften aufweisenden Substanz besteht. Die Kernteile 12,14 sind in eine, eine magnetische Abschirmung bewirkende Umhüllung 28 aus einem geeigneten Werkstoff eingebunden, welche durch den Schlitz 24 hindurch bis an eine Stelle 29 fortgeführt ist. Die Bodenplatte 25 bildet - in der Zeichenebene der Fig. 3 gesehen in ihren, an den Schlitz 24 seitlich angrenzenden Bereichen eine Stufe, durch welche ein Zwischenraum zwischen der Platte 21 einerseits und derzugekehrten Seite der Bodenplatte 25 andererseits gebildet ist, wobei sich innerhalb dieses Zwischenraums ein diesen ausfüllendes Blech 30 erstreckt. Das Blech 30 wird auf seinen, der Bodenplatte 25 zugekehrten Seiten durch die Umhüllung 28 abgedeckt, so dass in Verbindung mit einer äußerst gering bemessenen Breite des Bleches 30 eine weitestgehende Abschirmung des durch die Kernteile 12,14 entwickelten Magnetfeldes gesehen und die Ausbildung unerwünschter magnetischer Streufelder unterbunden ist. Eine vergleichbare magnetische Abschirmung ist auch dem sich vertikal erstreckenden Kernteil 13 zugeordnet. Es ist somit sichergestellt, dass der, über die Spulen 15, 16 erregte Induktionsfluss auf den genannten magnetischen Kreis, insbesondere die beiden Formwerkzeuge und das zu bearbeitende Werkstück beschränkt ist.the space delimited by the walls mentioned is filled with a heat-insulating substance, which consists for example of ceramic mixed with glass beads or a substance having comparable heat-insulating properties. The core parts 12, 14 are incorporated into a casing 28 made of a suitable material which provides magnetic shielding and which continues through the slot 24 to a point 29. The base plate 25 forms - seen in the plane of the drawing in Fig. 3 in its areas laterally adjacent to the slot 24 - a step through which a gap is formed between the plate 21 on the one hand and the facing side of the base plate 25 on the other hand, with a sheet 30 filling this gap extending within this gap. The sheet metal 30 is covered by the covering 28 on its sides facing the base plate 25, so that in conjunction with an extremely small width of the sheet metal 30, the magnetic field developed by the core parts 12, 14 is shielded to the greatest possible extent and the formation of undesirable magnetic stray fields is prevented. A comparable magnetic shield is also assigned to the vertically extending core part 13. This ensures that the induction flux excited via the coils 15, 16 is limited to the magnetic circuit mentioned, in particular the two forming tools and the workpiece to be machined.

Die Anordnung der unteren 20 und oberen Isoliergehäuse 20' ist identisch, wobei gleiches für die Anordnung des oberen 14 und des unteren Kernteils 12 gilt. Letzteres ist wiederum in einen Schlitz 24 einer Platte 31 eingesetzt, wobei sich das Kernteil 12 im Übrigen innerhalb eines Zwischenraumes 32 zwischen der genannten Platte 31 einerseits und einer unteren Abschlussplatte 33 andererseits erstreckt. Die, mit dem unteren Kernteil 12 in Verbindung stehende Platte 31 bildet einen Pressentisch, worauf im Folgenden noch näher eingegangen werden wird. Die Zwischenräume 23, 32 sind insbesondere im Hinblick auf die Bereitstellung einer intensiven Luftkühlung hin bemessen, über welche Wärme abführbar ist, die in den genannten Kernteilen entwickelt wird und die von den Formwerkzeugen her übertragen wird.The arrangement of the lower 20 and upper insulating housings 20' is identical, and the same applies to the arrangement of the upper 14 and the lower core part 12. The latter is in turn inserted into a slot 24 of a plate 31, the core part 12 otherwise extending within a gap 32 between the said plate 31 on the one hand and a lower end plate 33 on the other. The plate 31 connected to the lower core part 12 forms a press table, which will be discussed in more detail below. The gaps 23, 32 are dimensioned in particular with a view to providing intensive air cooling, via which heat can be dissipated which is developed in the said core parts and which is transferred from the molds.

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Zwischen den Formwerkzeugen 9,10 einerseits und den zugekehrten Wandungen des Isoliergehäuses 20, 20' andererseits, insbesondere den inneren Wandungen 27 können wiederum magnetische Abschirmungen bildende Schichten 34 angeordnet sein.Between the molds 9, 10 on the one hand and the facing walls of the insulating housing 20, 20' on the other hand, in particular the inner walls 27, layers 34 forming magnetic shields can again be arranged.

Wesentlich ist, dass das jeweilige Formwerkzeug 9, 10 mit der Maßgabe angeordnet ist, dass einerseits eine verlustarme Einbindung in den genannten magnetischen Kreis gegeben ist und andererseits Wärmeverluste während des auf &iacgr;&ogr; das Werkstück ausgeübten Gestaltungsprozesses weitestgehend unterdrückt werden. Darüber hinaus ist sichergestellt, dass unvermeidbar erwärmte Teile der Vorrichtung dahingehend angeordnet sind, dass eine intensive Luftkühlung realisierbar ist.It is essential that the respective forming tool 9, 10 is arranged in such a way that, on the one hand, a low-loss integration into the magnetic circuit is ensured and, on the other hand, heat losses during the shaping process carried out on the workpiece are suppressed as far as possible. In addition, it is ensured that parts of the device which are inevitably heated are arranged in such a way that intensive air cooling can be achieved.

Mit 35, 36 (Fig. 2) sind Führungsbolzen bezeichnet, die an einander diagonal gegenüberliegenden Stellen des oberen- oder des unteren Formwerkzeugs angeordnet sind, die sich vertikal erstrecken und die zum Zusammenwirken mit entsprechenden Bohrungen des jeweils anderen Formwerkzeugs bestimmt sind, die somit während der Bewegung der Formwerkzeuge aufeinander zu wirksam werden und eine zentrierende Führungswirkung ausüben.35, 36 (Fig. 2) designate guide pins which are arranged at diagonally opposite locations on the upper or lower molding tool, which extend vertically and which are intended to cooperate with corresponding bores of the other molding tool, which thus become effective during the movement of the molding tools towards each other and exert a centering guide effect.

Das untere Isolationsgehäuse 20 ist mit einer Leiste 37 versehen, die die gesamte obere Berandung umgibt und die zum Zusammenwirken mit einer entsprechend komplementär angeordneten und ausgebildeten Nut 37 bestimmt ist, die in die zugekehrte Seite des oberen Isolationsgehäuses 20' eingeformt ist. Zeichnerisch nicht dargestellt sind an dem Schlitten 5 einerseits sowie an dem genannten Pressentisch andererseits angeordnete, automatisch wirksame Klemmeinrichtungen, die der Fixierung der beiden Isolationsgehäuse 20, 20' dienen, die mit den jeweils oberen und unteren Formwerkzeugen 9, 10 in fester Verbindung stehen. Diese automatischen Klemmeinrichtungen erleichtern in Verbindung mit einer mechanisierten Werkzeugwechseleinrichtung einen äußerst einfachen Wechsel des in der Vorrichtung gerade befindlichen SatzesThe lower insulation housing 20 is provided with a strip 37 which surrounds the entire upper edge and which is intended to interact with a correspondingly complementary groove 37 which is formed in the facing side of the upper insulation housing 20'. Not shown in the drawing are automatically acting clamping devices arranged on the slide 5 on the one hand and on the press table on the other hand, which serve to fix the two insulation housings 20, 20' which are firmly connected to the upper and lower mold tools 9, 10 respectively. These automatic clamping devices, in conjunction with a mechanized tool changing device, facilitate an extremely simple change of the set currently located in the device.

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an Formwerkzeugen. Infolge der genannten Leiste 37, die mit der Nut 38 in Eingriff bringbar ist, ergibt sich die Möglichkeit einer einfachen mechanisierten Handhabung des gesamten Werkzeugsatzes und damit eine besondere Eignung zur Integration in der Vorrichtung in automatisierte Fertigungsstraßen.on molding tools. As a result of the aforementioned strip 37, which can be brought into engagement with the groove 38, there is the possibility of simple mechanized handling of the entire tool set and thus a particular suitability for integration in the device in automated production lines.

Der mechanisierten Handhabung des Werkzeugsatzes dienen Halterungen 39, die an dem unteren Isolationsgehäuse 20, und zwar in der Nähe dessen oberer Berandung angeordnet sind.The mechanized handling of the tool set is provided by holders 39 which are arranged on the lower insulation housing 20, in the vicinity of its upper edge.

&iacgr;&ogr; Zeichnerisch nicht dargestellt sind Hubeinrichtungen, die mit dem Pressentisch in Verbindung stehen und die dazu bestimmt und angelegt sind, dass untere Isolationsgehäuse 20 nebst eingesetztem Formwerkzeug 10 geringfügig anzuheben, um den Eingriff der genannten Werkzeugwechselvorrichtung zu erleichtern. &iacgr;&ogr; Not shown in the drawing are lifting devices which are connected to the press table and which are intended and designed to slightly raise the lower insulation housing 20 together with the inserted molding tool 10 in order to facilitate the engagement of the aforementioned tool changing device.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dazu bestimmt, ein Werkstück gleichzeitig bzw. mit kurzem zeitlichen Abstand einer Erwärmung und einer Umformung zu unterziehen. Die oberen und unteren Formwerkzeuge 9, 10 sind zu diesem Zweck an das Werkstück angepasst, welches zu einem Teil des magnetischen Kreises wird. Infolge des, das Werkstück durchsetzenden magnetischen Wechselflusses kommt es infolge der hiermit verbundenen Hystereseverluste zu einer raschen und insbesondere homogenen Durchwärmung, die eine anschließende Umformung, beispielsweise ein Richtvorgang ermöglicht, ohne dass es infolge örtlicher Temperaturgradienten zur Erzeugung von auf Temperaturdifferenzen beruhenden Eigenspannungen oder vergleichbaren Störungen kommt. Nachdem die Frequenz des Induktionsflusses und dessen Amplitude erfindungsgemäß steuerbar angelegt sind, sind die Erwärmungszeit gleichermaßen wie die resultierende Temperatur steuerbar, so dass unabhängig von einer Umformung auch zahlreiche weitere, im weitesten Sinne als Wärmebehandlung metallischer Werkstücke anzusehende Arbeitsverfahren durchführbar sind. Zur Bewirkung des Umformungsvorgangs wird die Kolben-Zylindereinheit 8 aktiviert, über welche somit die erforderliche Pressenkraft aufgebracht wird.The device according to the invention is intended to subject a workpiece to heating and forming at the same time or within a short time interval. For this purpose, the upper and lower forming tools 9, 10 are adapted to the workpiece, which becomes part of the magnetic circuit. As a result of the alternating magnetic flux passing through the workpiece, rapid and particularly homogeneous heating occurs due to the associated hysteresis losses, which enables subsequent forming, for example a straightening process, without the generation of residual stresses based on temperature differences or similar disturbances due to local temperature gradients. Since the frequency of the induction flux and its amplitude are controllable according to the invention, the heating time and the resulting temperature can be controlled in the same way, so that, independently of forming, numerous other working processes that can be regarded as heat treatment of metallic workpieces in the broadest sense can also be carried out. To effect the forming process, the piston-cylinder unit 8 is activated, via which the required press force is applied.

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In einem ersten Schritt wird das Werkstück in das zweiteilige Formwerkzeug eingelegt, wobei in einer Anfangsphase das rückseitige Kernteil 13 durch dementsprechende Ansteuerung der Antriebe 18, 10 in Richtung der Pfeile 17 dahingehend bewegt wird, dass keine Berührung mit den Kernteilen besteht. Anschließend wird durch Ansteuerung der Kolben-Zylindereinheit 8 das zweiteilige Formwerkzeug 9,10 mit dem Werkstück beidseitig in Berührung gebracht. Nachdem das Kernteil 13 in Anlage an die beiden Kernteile 12, 14 gebracht und der magnetische Kreis geschlossen ist, wird das magnetischeIn a first step, the workpiece is placed in the two-part mold, whereby in an initial phase the rear core part 13 is moved by appropriate control of the drives 18, 10 in the direction of the arrows 17 so that there is no contact with the core parts. Then, by controlling the piston-cylinder unit 8, the two-part mold 9, 10 is brought into contact with the workpiece on both sides. After the core part 13 has been brought into contact with the two core parts 12, 14 and the magnetic circuit has been closed, the magnetic

&iacgr;&ogr; Wechselfeld dahingehend aktiviert, dass in dem Werkstück die gewünschte verfahrensbedingte Temperatur erreicht wird. Zu diesem Zweck werden die Parameter des Magnetfeldes, nämlich dessen Frequenz und dessen Amplitude durch welche die in das Werkstück eingebrachte Energie bestimmt ist, dementsprechend ausgesteuert. Hat das Werkstück die erforderliche Temperatur erreicht, wird wiederum das rückseitige Kemteil 13 in Richtung der Pfeile 17 dahingehend bewegt, dass dieses keinen mechanischen Kontakt mit den Kernteilen 12,14 hat. Es schließt sich der Verformungsvorgang unter Mitwirkung der Kolben-Zylindereinheit 8 an, womit das Arbeitsverfahren beendet ist und das verformte, spannungsfreie Werkstück nach erfolgtem Öffnen des Formwerkzeugs 9, 10 entnommen werden kann. Die zwischen den Formwerkzeuge wirksame Umformkraft wird somit über die Kolben-Zylindereinheit 8 aufgebracht und über den Pressentisch und das Obergestell 4 aufgenommen.&iacgr;&ogr; alternating field is activated so that the desired process-related temperature is reached in the workpiece. For this purpose, the parameters of the magnetic field, namely its frequency and its amplitude, which determine the energy introduced into the workpiece, are controlled accordingly. Once the workpiece has reached the required temperature, the rear core part 13 is again moved in the direction of the arrows 17 so that it has no mechanical contact with the core parts 12, 14. This is followed by the deformation process with the assistance of the piston-cylinder unit 8, which ends the working process and the deformed, stress-free workpiece can be removed after the forming tool 9, 10 has been opened. The forming force effective between the forming tools is thus applied via the piston-cylinder unit 8 and absorbed via the press table and the upper frame 4.

Ein besonderer Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, dass sie auf faktisch beliebig gestaltete Werkstücke anwendbar ist, die unter Wärmeeinfluss einer Umformung bedürfen, bei denen infolge einer komplizierten Gestaltung im Ausgangszustand beispielsweise Schweißeigenspannungen infolge einer inhomogenen Abkühlung vorhanden waren und die ansonsten einer dementsprechend aufwendigen Wärmebehandlung bedürfen, um einen Richtvorgang oder dergleichen durchführen zu können. Die auswechselbaren Teile der Vorrichtung sind praktisch auf das Formwerkzeug beschränkt, so dass eine rasche Umrüstung der Vorrichtung auf anders gestaltete Werkstücke möglich ist. Hier-A particular advantage of this device is that it can be used on virtually any designed workpieces that require forming under the influence of heat, where, due to a complicated design in the initial state, for example, welding residual stresses were present as a result of inhomogeneous cooling and which otherwise require a correspondingly complex heat treatment in order to be able to carry out a straightening process or the like. The replaceable parts of the device are practically limited to the forming tool, so that the device can be quickly converted to work on differently designed workpieces.

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auf beruht auch die besondere Eignung dieser Vorrichtung zur Bearbeitung vergleichsweise kleiner Werkstückserien.This is also the reason why this device is particularly suitable for machining comparatively small series of workpieces.

Claims

1. Device for forming workpieces, consisting of two forming tools ( 9 , 10 ) which can be moved towards one another or in the opposite direction thereto in a machine frame and are adapted to the workpiece to be treated, as well as a drive for the forming tools, characterized in that the forming tools ( 9 , 10 ) form elements of a magnetic circuit which can be acted upon by an alternating magnetic field of adjustable frequency and amplitude via at least one coil ( 15 , 16 ) and that the forming tools ( 9 , 10 ) are accommodated in the machine frame in an exchangeable manner.

2. Device according to claim 1, characterized in that the molding tools ( 9 , 10 ) are accommodated in respective insulating housings ( 20 , 20 ') in a heat-insulating manner at least on the circumference.

3. Device according to claim 2, characterized in that the forming tools ( 9 , 10 ) can be handled uniformly together with the insulating housings ( 20 , 20 ').

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized by a device-specific clamping system intended for interaction with the molding tool ( 9 , 10 ) or the insulating housing ( 20 , 20 ') on the one hand and a tool changing device on the other hand.

5. Device according to one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that the molding tools ( 9 , 10 ) are arranged vertically one above the other, the upper molding tool ( 9 ) being connected to a slide ( 5 ), that the slide ( 5 ) is operatively connected to the said drive and that a safety system is provided which automatically fixes the slide ( 5 ) in its last or upper position in the event of a failure of the energy supply for the said drive.

6. Device according to one of the preceding claims 1 to 5, characterized in that a device for measuring the temperature of the workpiece is provided and that the forming force applied via said drive is adjustable according to the temperature of the workpiece.

7. Device according to one of the preceding claims 2 to 6, characterized in that the molding tool ( 9 , 10 ) is provided with a casing ( 29 ) forming a magnetic shield, at least at its points in direct contact with the machine frame.

8. Device according to one of the preceding claims 1 to 7, characterized in that the magnetic circuit consists of at least one vertically ( 13 ) and two horizontally ( 12 , 14 ) oriented core parts made of laminated sheet metal and is completed by the forming tools and the workpiece, that the vertical core part ( 13 ) is movable by means of a drive between a position on the upper side against the upper ( 14 ) and the lower side against the lower core part ( 12 ) on the one hand and a position remote from the upper and lower core parts ( 12 , 14 ) on the other hand and that the upper core part ( 14 ) is connected to the carriage ( 5 ).

9. Device according to claim 8, characterized in that the upper and lower core parts ( 12 , 14 ) are each provided with a coil ( 16 , 15 ).

10. Device according to claim 8 or 9, characterized in that the coils ( 15 , 16 ) are modularly composed of coil disks which can be plugged onto the respective core part ( 12 , 14 ).

11. Device according to one of the preceding claims 2 to 10, characterized by a lifting device assigned to the lower insulating housing ( 20 ), which is intended and set up to facilitate the interaction with a tool changing device and that the lower and the upper insulating housing ( 20 , 20 ') can be placed on top of one another and fixed in this position in a form-fitting manner, so that a uniform handling of the molding tool ( 9 , 10 ) is possible.

12. Device according to one of claims 8 to 11, characterized in that the said magnetic circuit is incorporated into a casing forming a magnetic shield with respect to the machine frame, except for the mutually facing sides of the forming tools ( 9 , 10 ).

13. Device according to one of the preceding claims 1 to 12, characterized in that the drive of the molding tool ( 9 , 10 ) is formed by a piston-cylinder unit ( 8 ).

14. Device according to one of the preceding claims 8 to 13, characterized in that the drive for the vertical core part ( 13 ) is formed by at least one piston-cylinder unit.

15. Device according to one of the preceding claims 11 to 14, characterized in that the drive for the lifting device is formed by at least one piston-cylinder unit.