Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umformen eines Werkstücks, bei dem das Werkstück mit einem Werkzeug in Kontakt gebracht und am Werkzeug anliegend mit einer Relativgeschwindigkeit relativ zum Werkzeug bewegt wird, wobei die Relativgeschwindigkeit einen konstanten Anteil und einen sich ändernden und durch eine Ultraschallschwingung hervorgerufenen Anteil aufweist.

Verfahren der eingangs genannten Art sind allgemein bekannt. Ultraschallschwingungen werden dabei beispielsweise in das Werkstück oder in das Werkzeug eingeleitet, um für die Umformung des Werkstücks benötigten Kräfte zu verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Umformen eines Werkstücks bereitzustellen, bei dem die benötigten Umformungskräfte im Vergleich zu bekannten Verfahren deutlich verringert sind. Für das eingangs genannte Verfahren ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Verhältnis des sich ändernden Anteils zum konstanten Anteil größer als oder gleich 0,7 ist.

Die bei der Umformung entstehenden Kräfte und Momente werden durch diese einfache Maßnahme so stark reduziert, dass das Werkzeug weniger verschleißt und somit dessen Standzeit verlängert ist. Die mit der Ultraschallschwingung modulierte Relativ- geschwindigkeit ändert sich mit der Frequenz der Ultraschallschwingung, wobei die Amplitude des sich ändernden Anteils der Relativgeschwindigkeit der Amplitude einer Schallschnelle der Ultraschallschwingung entspricht. Die Amplitude der Schallschnelle wird also vom konstanten Anteil der Relativgeschwindigkeit abgezogen oder dazu addiert. Die Schallschnelle gibt dabei an, mit welcher Geschwindigkeit die Ultraschallschwingung das Werkstück oder das Werkzeug um seine Ruhelage bzw. um den eine Offset- Geschwindigkeit der gesamten Relativgeschwindigkeit bildenden konstanten Anteil herum bewegt.

Die erfindungsgemäße Lösung kann durch verschiedene, jeweils für sich vorteilhafte, beliebig miteinander kombinierbare Ausgestaltungen weiter verbessert werden. Auf diese Ausgestaltungsformen und die mit ihnen verbundenen Vorteile ist im Folgenden eingegangen. So kann das Verhältnis zwischen 0,7 und 5 liegen, so dass das Verfahren einfach mit einer Vorrichtung zum Umformen des Werkstücks durchführbar ist.

Insbesondere wenn das Verhältnis größer als 1 ist, also wenn der sich ändernde Anteil größer ist als der konstante Anteil, tritt ein Abhebe-Effekt ein, durch den die benötigten Umformungskräfte deutlich reduziert werden.

Die Vorrichtung kann das Werkzeug, mit dem das Werkstück kontaktierbar ist, und eine Transportvorrichtung, mit der das Werkstück mit der Relativgeschwindigkeit relativ zum Werkzeug bewegbar ist, sowie eine Ultraschallquelle, die Ultraschall übertragend mit dem Werkzeug verbunden oder mit dem Werkstück verbindbar ist, aufweisen. Die Vorrichtung ist vorzugsweise ausgebildet, um den Ultraschall dem konstanten Anteil der Relativbewegung mit einer Schallschnelle zu überlagern. Um das Verfahren durchzuführen, können die Transportvorrichtung und die Ultraschallquelle ausgebildet sein, die Schallschnelle in einem Verhältnis zur Relativgeschwindigkeit von 0,7 oder mehr und insbesondere zwischen 0,7 und 5 beziehungsweise größer als 1 zu erzeugen.

Die Frequenz der Ultraschallschwingung liegt vorzugsweise in einem Frequenzbereich zwischen 18 kHz und 60 kHz. Die Spitze-Spitze-Amplitude der Ultraschallschwingung beträgt beispielsweise zwischen 5 μηη und 90 μηη. Die Schallschnelle der Ultraschallschwingung entspricht der doppelten Amplitude der Ultraschallschwingung multipliziert mit der Frequenz der Ultraschallschwingung und mit Pi. Das Werkzeug oder das Werkstück wird also durch die Ultraschallschwingung relativ zum Werkstück bzw. zum Werkzeug mit einer sich ändernden Relativgeschwindigkeit bewegt.

Aufgrund der Verringerung der benötigten Umformungskräfte kann sich nicht nur der Verschleiß des Werkzeugs verringern. Auch die Erwärmung des Werkstücks bei dessen Umformung ist geringer als bei bekannten Umformverfahren, so dass gegebenenfalls auf Kühlmittel verzichtet werden kann.

Wegen der Kraftreduzierung und insbesondere wegen des Abhebe-Effektes besteht die Möglichkeit, vor allem erdöl-basierte Schmiermittel durch andere Schmiermittel zu ersetzten oder das Werkstück sogar ohne Schmiermittel umzuformen. Folglich kann beim Umformen Wasser als ein Schmiermittel zwischen das Werkzeug und das Werkstück eingebracht werden. Wasser ist im Vergleich zu erdöl-basierten Schmiermitteln preiswert und belastet die Umwelt bei dessen Entsorgung nicht. Dem Schmiermittel kann ein Additiv zugesetzt sein, um dem Schmiermittel weitere Eigenschaften hinzuzuführen. Basiert das Schmiermittel beispielsweise auf Wasser, kann das Additiv ein Öl sein, so dass das Wasser mit dem Öl eine Emulsion bildet, die bessere Schmiereigenschaften aufweist als Wasser allein. Alternativ oder zusätzlich kann dem Schmiermittel und beispielsweise dem Wasser eine Reinigungssubstanz beigemischt sein.

Durch die Ultraschallüberlagerung entsteht in Verbindung mit einer Flüssigkeit, beispielsweise ein Schmiermittel wie etwa Öl, Wasser oder ein Gemisch aus Wasser und Öl oder einem Additiv, und in Abhängigkeit von der Amplitude der Ultraschallschwingung, Kavitation mit unterschiedlichen Intensitäten am Werkzeug. Parallel zur Kraftreduzierung wird hierdurch eine Reinigungswirkung am Werkstück erreicht. Dadurch lässt sich die Lebensdauer des Werkzeuges erhöhen.

Die Reinigungswirkung lässt nicht nur bei der Umformung des Werkstücks erzielen. Auch wenn das Werkstück nicht umgeformt wird, führt die Kavitation zu einer Reinigung des Werkstücks. Insbesondere wenn das Werkzeug am Werkstück vorbei gleitet, es als nur leicht kontaktiert oder einem geringen Abstand zum Werkstück aufweist, wird das Werkstück durch die von der Überlagerung hervorgerufene Kavitation gereinigt.

Wie bereits beschrieben, wird erfindungsgemäß als ein Verfahren zum Umformen und optional zum Reinigen eines Werkstücks bereitgestellt. Ferner wird ein Verfahren zum Reinigen eines Werkstücks bereitgestellt. Beim Verfahren zum Umformen und optional zum Reinigen eines Werkstücks wird das Werkzeug mit umzuformenden Stellen des Werkstücks in Kontakt gebracht. Bereiche des Werkstücks, die nur gereinigt werden sollen, brauchen nicht kontaktiert zu werden. Soll das Werkstück insgesamt nur gereinigt werden, brauch das Werkzeug nicht mit dem Werkstück in Kontakt gebracht werden. Es reicht aus, wenn das Werkzeug in die Nähe des Werkstücks gebracht und dann die restlichen Verfahrensschritte durchgeführt werden. Das Werkzeug ist nahe genug am Werkstück angeordnet, wenn wir durch die Kavitation erzeugten Dampfblasen in der Flüssigkeit zu einer Reinigung des Werkstücks führen und insbesondere, wenn die Dampfblasen zumindest teilweise das Werkstück und / oder das Werkzeug kontaktieren. Das Werkstück kann beispielsweise von Partikeln oder sonstigen Oberflächenverunreinigungen befreit werden.

Das Verfahren zum Reinigen eines Werkstücks ist unabhängig vom Verfahren zum Umformen eines Werkstücks vorteilhaft und kann insbesondere ohne den Verfahrens- schritt, dass das Werkzeug mit dem Werkstück in Kontakt gebracht wird, durchgeführt werden. Zum Reinigen ist es jedoch vorteilhaft, die Flüssigkeit zwischen Werkzeug und Werkstück anzuordnen. Durch die Überlagerung des konstanten Anteils der Relativbewegung mit der Ultraschallschwingung im erfindungsgemäßen Verhältnis kann das Verfahren also mit einem geringeren maschinellen Aufwand hinsichtlich der Bereitstellung, der Aufbereitung und der Entsorgung des Schmiermittels durchgeführt werden. Ein Mischverhältnis von Schmiermittel, insbesondere Wasser, und Additiv kann zwischen einem Anteil von 60 % Schmiermittel und 40 % Additiv bis zu 95 % Schmiermittel und 5 % Additiv liegen.

Alternativ kann das Umformen ohne ein Schmiermittel zwischen das Werkzeug und das Werkstück einzubringen durchgeführt werden. Vor allem wenn das Verhältnis größer 1 ist, kann es ausreichen, das Werkstück ohne ein Schmiermittel umzuformen.

Die Ultraschallschwingung ist vorzugsweise eine longitudinale Schwingung, die in einem Kontaktbereich, in dem das Werkstück am Werkzeug anliegt, parallel zum konstanten Anteil der Relativbewegung verläuft. Folglich verläuft die Ausbreitungsrichtung der Ultraschallschwingung im Wesentlichen in Richtung einer bei der Umformung des Werkstücks wirkenden Fertigungskraft-Komponente. Die Ultraschallschwingung moduliert die gesamte Relativbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück so, dass diese einen mit der Schallschnelle hin und her gehenden Anteil, also den sich ändernden Anteil, aufweist. Der konstante Anteil der Relativbewegung bildet dabei einen Offset der gesamten Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug, wobei dieser Offset größer als 0 ist. Beispielsweise ist das Werkstück ein Profilkörper, der durch Profilziehen umgeformt wird. Der Profilkörper wird am Werkzeug anliegend mit der Relativbewegung relativ zum Werkzeug bewegt.

Die Ultraschallschwingung verläuft im Bereich des Werkzeuges vorzugsweise parallel zu einer Ziehrichtung des Profilkörpers. Die Relativbewegung verläuft dabei parallel zur Ziehrichtung, wobei sowohl der konstante Anteil als auch der sich ändernde Anteil, also die Ultraschallschwingung, der Relativbewegung parallel zur Ziehrichtung verlaufen. Das Werkzeug ist beispielsweise ein Ziehstein, der eine Ziehöffnung aufweist, die sich parallel zur Relativbewegung durch den Ziehstein erstreckt. Das Werkstück kann ein Draht sein, dessen Durchmesser mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens verändert wird. Alternativ kann das Werkstück spanend und beispielsweise durch Fräsen, Schleifen oder Bohren bearbeitet werden. Dabei ist die Ultraschallschwingung und insbesondere die Schallschnelle vorzugsweise parallel zu einer an einer Kontaktstelle des Werkstücks, an dem das Werkzeug am Werkstück anliegt, verlaufenden Tangente ausgerichtet. Insbesondere kann das Werkstück durch Drehen bearbeitet werden, wobei das Werkzeug in diesem Fall ein Drehmeißel ist.

Um die Ultraschallschwingung parallel zur Relativbewegung ausrichten zu können, kann die Vorrichtung zum Umformen eine Ultraschallumlenkeinrichtung aufweisen. Die Ultra- schallumlenkeinrichtung ist für sich genommen vorteilhaft und kann unabhängig vom erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden, um eine Ausbreitungsrichtung von Ultraschall zu ändern. Sie empfängt den Ultraschall in einer ersten Ausbreitungsrichtung von der Ultraschallquelle, die zum Beispiel senkrecht zur Relativbewegung weist. Die Ultraschallumlenkeinrichtung gibt den Ultraschall jedoch in eine zweite Richtung umgelenkt beispielsweise an das Werkzeug, das Werkstück oder an die Transportvorrichtung ab, wobei sich die zweite Richtung von der ersten Richtung unterscheidet und zum Beispiel parallel zur Relativbewegung verläuft.

Die erste Richtung kann also einen Winkel zur Relativbewegung aufweisen und beispielsweise senkrecht dazu verlaufen. Insbesondere beim Profilziehen ist die Ultraschall- umlenkeinrichtung vorteilhaft, da die Ultraschallquelle durch die Umlenkung beabstandet zu einem Ziehweg des Profilkörpers angeordnet sein kann. Der Ziehweg kann sich sogar durch die Ultraschallumlenkeinrichtung hindurch erstrecken. Hierzu kann die Ultraschallumlenkeinrichtung wenigstens einen Kanal aufweisen, der sich durch die Ultraschallumlenkeinrichtung parallel zur Relativbewegung und somit zum Ziehweg erstreckt. Unter einem Winkel größer 0 und insbesondere senkrecht zur Relativbewegung kann sich ein zweiter Kanal durch die Ultraschallumlenkeinrichtung erstrecken, der mit der Ultraschallquelle Ultraschall empfangend koppelbar ist. Die beiden Kanäle kreuzen sich vorzugsweise in der Mitte der Ultraschallumlenkeinrichtung. Die Ultraschallumlenkeinrichtung kann somit als ein Kreuzkoppler bezeichnet werden. In einem sich durch die Kanäle ersteckenden Querschnitt ist die Ultraschallumlenkeinrichtung jeweils zu einer Seite eines der Kanäle bikonkav bzw. mit auf die Kreuzungsstelle der Kanäle in die Ultraschallumlenkeinrichtung zurückspringenden Mulden ausgebildet, wobei die Mulden gleichmäßig und ohne Sprünge oder Kanten geformt sind. Hierdurch lässt sich der Ultraschall verlustarm umleiten. Ein Null-Durchgang der Ultraschallschwingung erfolgt vorzugsweise an einer Stelle, an der das Werkstück oder das Werkzeug eingespannt ist. Im Folgenden ist die Erfindung beispielhaft anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnungen erläutert. Die unterschiedlichen Merkmale der Ausführungsformen können dabei unabhängig voneinander kombiniert werden, wie es bei den einzelnen vorteilhaften Beispielen bereits dargelegt wurde.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer

Vorrichtung zum Umformen eines Werkstücks, das ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführt;

Figur 2 eine schematische Darstellung einer Relativgeschwindigkeit zwischen einem

Werkzeug und einem Werkstück bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Figur 3 eine schematische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels einer

Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens; und

Figur 4 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Zunächst sind Aufbau und Funktion einer Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel der Figur 1 beschrieben.

Figur 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zum Umformen eines Werkstücks 2 in einer schematischen Schnittdarstellung, wobei die Vorrichtung 1 ein Werkzeug 3 aufweist, mit dem das Werkstück 2 umformbar ist.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 1 ist die Vorrichtung 1 als eine Vorrichtung 1 zum Profilziehen des Werkstücks 2 entlang einer Bearbeitungsrichtung B geschnitten dargestellt. Das Werkstück 2 ist beispielsweise ein Draht, dessen Durchmesser mithilfe der Vorrichtung 1 verändert und insbesondere verringert werden soll. Das Werkstück 2 ist dem als ein Ziehstein ausgebildeten Werkzeug 3 zugeführt und verläuft durch eine Ziehöffnung 4, die sich durch das Werkzeug 3 erstreckt. Zumindest im Bereich des Werkzeuges 3 bzw. in dessen Ziehöffnung 4 erstreckt sich das Werkstück 2 in der Bearbeitungsrichtung B, in der das Werkstück 2 relativ zum Werkzeug 3 und insbesondere durch dessen Ziehöffnung 4 bewegt wird. In der Bearbeitungsrichtung B vor dem Werkzeug 3 hat das Werkstück 2 eine unbearbeitete Form und in der Bearbeitungsrichtung B hinter dem Werkzeug 3 hat das Werkstück 2 eine bearbeitete Form und beispielsweise den geringeren Durchmesser. Das Werkstück 2 wird also am Werkzeug 3 anliegend parallel zur Bearbeitungsrichtung B mit einer Relativgeschwindigkeit v _R parallel zur Bearbeitungsrichtung B bewegt.

Die Vorrichtung 1 weist darüber hinaus beispielsweise zwei Spannkörper 5, 6 auf. Die Spannkörper 5, 6 sind mithilfe einer Spannhülse 7 so miteinander verspannt, dass das Werkzeug 3 zwischen den Spannkörpern 5, 6 verpresst ist. Die Spannkörper 5, 6 sind zum Beispiel so ausgestaltet, dass sich das Werkstück 2 durch sie hindurch erstreckt.

Die Spannkörper 5, 6 können jeweils Öffnungen 8, 9 zur Zu- oder Abfuhr von Kühl- oder Schmiermitteln aufweisen. Ist das Werkstück ohne die Verwendung von Kühl- oder Schmiermitteln umformbar, können die Spannkörper 5, 6 auch ohne die Öffnungen 8, 9 ausgebildet sein.

Bei der Umformung des Werkstücks 2 ist die Relativgeschwindigkeit v _R mit einer Ultraschallschwingung moduliert, wobei eine Schallschnelle der Ultraschallbewegung einen sich ändernden Anteil v _s der Relativgeschwindigkeit v _R dargestellt. Die Ultraschallschwingung schwingt parallel zur Relativgeschwindigkeit v _R bzw. zur Bearbeitungsrichtung B hin und her und ist vorzugsweise eine longitudinale Schwingung, welche einem konstanten Anteil v _K der Relativbewegung überlagert ist. Durch die Überlagerung des konstanten Anteils v _K der Relativbewegung mit der Ultraschallschwingung werden aufzubringende Fertigungskräfte verringert, so dass beispielsweise auf die Kühl- oder Schmiermittel bei der Umformung des Werkstücks 2 verzichtet werden kann. Die Ultraschallschwingung kann in das Werkzeug 3, beispielsweise über zumindest einen der Spannkörper 5, 6 und/oder über die Spannhülse 7 eingebracht werden. Alternativ kann die Ultraschallschwingung in das Werkstück 2 eingeleitet werden. Beispielsweise kann die Vorrichtung 1 eine Transportvorrichtung zum Bewegen des Werkstücks 2 aufweisen, das eine Ultraschallquelle Ultraschall übertragend mit dem Werkstück 2 verbindet. Figur 2 zeigt schematisch einen Amplitudenverlauf 10 Relativgeschwindigkeit v _R sowie des konstanten Anteils v _K der Relativgeschwindigkeit v _R und des durch der Ultraschallschwingung hervorgerufenen sich ändernden Anteils v _s der Relativgeschwindigkeit v _R . Die Ultraschallschwingung ist eine sich in der Bearbeitungsrichtung B erstreckende Longitu- dinalschwingung, die beispielsweise eine stehende Welle mit stationären Knotenpunkten 1 1 , 12 ausbildet. Im Bereich der Knotenpunkte 1 1 , 12 ist eine Amplitude A der Ultraschellschwingung immer 0. Die Knotenpunkte 1 1 , 12 der Ultraschallschwingung liegen vorzugsweise im Bereich von Kontaktstellen der Spannhülse 7 und der Spannkörper 5, 6, über welche die Spannhülse 7 eine Einspannkraft in die Spannkörper 5, 6 einleitet. Vor allem wenn die Ultraschallschwingung das Werkzeug 3 und womöglich die Spannkörper 5, 6 und/oder die Spannhülse 7 mit der Schallschnelle hin und her bewegt, wird durch die Anordnung der Knotenpunkte 1 1 , 12 im Bereich der Kontaktstellen zwischen der Spannhülse 7 und den Spannkörpern 5, 6 eine mechanische Belastung der Spannhülse 7 reduziert und somit die Standzeit der Spannhülse 7 verlängert. Die Ultraschallschwingung kann also das Werkzeug 3 mit der Schallschnelle m seine Ruheposition parallel zur Bearbeitungsrichtung B hin und her bewegen, wobei die Schallschnelle der sich ändernden Anteil v _s der Relativbewegung v _R ist.

Die Schallschnelle lässt sich als ein Produkt der Amplitude A mit der Kreisfrequenz der Ultraschallschwingung darstellen. Der konstante Anteil v _K der Relativbewegung v _R zwischen dem Werkstück 2 und dem Werkzeug 3 ändert sich während der Umformung des Werkstücks 2 mit der Zeit nicht.

Im Ausführungsbeispiel der Figur 2 ist das Verhältnis des sich ändernden Anteils v _s der Relativbewegung v _R zu dessen konstantem Anteil v _K größer als 1 . Der konstante Anteil v _K ist also kleiner als der sich ändernden Anteil v _s . Figur 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 1 schematisch in einer Schnittdarstellung, wobei für Elemente, die in Funktion und/oder Aufbau den Elementen des Ausführungsbeispiels der Figur 1 entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet sind. Der Kürze halber ist lediglich auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel der Figur 1 eingegangen. Figur 3 zeigt die Vorrichtung 1 des Ausführungsbeispiels der Figur 1 entlang der Bearbeitungsrichtung B geschnitten und zusätzlich mit einer Ultraschallquelle 13 und einer Ultraschallumlenkeinrichtung 14. Die Ultraschallumlenkeinrichtung 14 verbindet die Ultraschallquelle 13 Ultraschall übertragend mit dem Spannkörper 6. Im Betrieb erzeugt die Ultraschallquelle 13 Ultraschall, der durch die Ultraschallumlenkeinrichtung 14 in den Spannkörper 6 und von dort in das Werkzeug 3 eingeleitet wird.

Die Ultraschallquelle 13 erzeugt den Ultraschall als eine longitudinale Schwingung, deren Schwingungsrichtung S verkippt zur Bearbeitungsrichtung B und beispielsweise unter einem Winkel von 90° zur Bearbeitungsrichtung B verläuft. Die Ultraschallquelle 13 gibt die in der Schwingungsrichtung S schwingende Ultraschallschwingung im Betrieb an die Ultraschallumlenkeinrichtung 14 ab. Die Ultraschallumlenkeinrichtung 14 gibt die Ultraschallschwingung, die weiterhin eine longitudinale Schwingung ist, in eine andere Richtung und insbesondere in die Bearbeitungsrichtung B umgelenkt an den Spannkörper 6 ab, der wiederum das Werkzeug 3 zu einer longitudinalen Ultraschallschwingung parallel zur Bearbeitungsrichtung B und mit der Schallschnelle anregt. Die Ultraschallumlenkeinrichtung 14 ist mit zwei sich in unterschiedlichen Richtungen durch die Ultraschallumlenkeinrichtung 14 erstreckenden Kanälen 15, 16 ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel der Figur 3 sind die Kanäle 15, 16 senkrecht zueinander ausgebildet und formen ein Kreuz, so dass die Ultraschallumlenkeinrichtung 14 auch als ein Kreuz- koppler bezeichnet werden kann, mit dem die Ultraschallquelle 13 mit dem Spannkörper 6 Ultraschall übertragend koppelbar ist. Der Kanal 15 erstreckt sich parallel zur Schwingungsrichtung S durch die Ultraschallumlenkeinrichtung 14. Der Kanal 16 verläuft beispielsweise parallel zur Bearbeitungsrichtung B, so dass insbesondere das als ein Profilkörper ausgestaltete Werkstück 2 durch den Kanal 16 vom Werkzeug 3 weg oder zum Werkzeug 3 hin geführt werden kann.

In der Figur 3 ist die Ultraschallumlenkeinrichtung 14 entlang der Kanäle 15, 16 geschnitten dargestellt. Ein Grundkörper 17 der Ultraschallumlenkeinrichtung 14, durch den sich die Kanäle 15, 16 erstrecken, weist auf wenigstens einer Seite zumindest eines der Kanäle 15, 16 eine bikonkave Form auf. Die Kanäle 15, 16 grenzen an Mündungsöffnungen 18, 19 an, an denen sich die Kanäle 15, 16 weg von der Ultraschallumlenkeinrichtung 14 öffnen. Die Mündungsöffnungen 18, 19 sind in Stirnflächen 20, 21 der Ultraschallumlenkeinrichtung 14 angeordnet, an denen beispielsweise der Spannkörper 6 oder die Ultraschallquelle 13 Ultraschall übertragend anbringbar sind. Zwischen der Mündungsöffnung 18 des Kanals 16 und der Mündungsöffnung 19 des Kanals 15 weist der Grundkörper 17 eine Mulde 22 auf, die beispielsweise als ein kreisbogenförmiger Rücksprung ausgeformt ist und durch die bikonkave Form des Grundkörpers 17 bedingt ist. Im Bereich der Stirnflächen 20, 21 können Enden der Mulde 22 parallel zur Bearbeitungsrichtung B bzw. parallel zur Schwingungsrichtung S verlaufen.

Figur 4 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren schematisch als ein Flussdiagramm, wobei für Elemente, die in Funktion und/oder Aufbau den Elementen der Ausführungsbeispiele der bisherigen Figuren entsprechen, dieselben Bezugszeichen verwendet sind. Der Kürze halber ist im Folgenden lediglich auf die Unterschiede zu den bisherigen Ausführungsbeispielen eingegangen.

Mit einem ersten Verfahrensschritt 30 startet das Verfahren 31. Beispielsweise wird im Verfahrensschritt 30 die Vorrichtung 1 zum Umformen des Werkstücks 2 in Betrieb genommen.

Auf den Verfahrensschritt 30 folgt der Verfahrensschritt 32, in dem das Werkstück 2 mit dem Werkzeug 3 in Kontakt gebracht wird. Nachdem das Werkstück 2 mit dem Werkzeug 3 im Verfahrensschritt 32 in Kontakt gebracht wurde, wird die Ultraschallschwingung entweder in das Werkstück 2 oder in das Werkzeug 3 eingeleitet, wodurch die Relativbewegung v _R mit dem sich ändernden Anteil v _s zwischen dem Werkstück 2 und dem Werkzeug 3 hervorgerufen wird. Im nun folgenden Verfahrensschritt 33 wird das am Werkzeug 3 anliegende Werkstück 2 ferner mit dem konstanten Anteil v _K der Relativ- bewegung v _R relativ zum Werkzeug 3 bewegt und hierdurch umgeformt. Auf den Verfahrensschritt 34 folgt der Verfahrensschritt 35, in dem das Verfahren 31 endet.

Die im gezeigten Ausführungsbeispiel des Verfahrens 31 aufeinander folgenden Verfahrensschritte 32 und 33 können auch in einer umgekehrten Reihenfolge ausgeführt werden. Optional kann zwischen den Verfahrensschritten 30 und 32 noch ein Verfahrensschritt 36 angeordnet sein, in dem ein Kühl- und/oder Schmiermittel bereitgestellt und beispielsweise zwischen dem Werkstück 2 und dem Werkzeug 3 angeordnet wird.

Bezugszeichenliste

1 Vorrichtung

2 Werkstück

3 Werkzeug

4 Ziehöffnung

5, 6 Spannkörper

7 Spannhülse

8, 9 Öffnungen

10 Amplitudenverlauf

1 1 , 12 Knotenpunkte

13 Ultraschallquelle

14 Ultraschallumlenkeinrichtung

15, 16 Kanal

17 Grundkörper

18, 19 Mündungsöffnungen

20, 21 Stirnflächen

22 Mulde

30 Start

31 Verfahren

32 in Kontakt bringen

33 Ultraschall einleiten

34 Bewegen

35 Ende

36 Kühl-/Schmiermittel einbringen

A Amplitude

B Bearbeitungsrichtung

S Schwingungsrichtung

v _R Relativgeschwindigkeit

sich ändernder Anteil der Relativgeschwindigkeit konstanter Anteil der Relativgeschwindigkeit