DE1777209A1 - Vorrichtung zur Hochleistungsumformung von Werkstuecken,insbesondere aus Blech,mit Hilfe von Schockwirkungsmitteln - Google Patents
Vorrichtung zur Hochleistungsumformung von Werkstuecken,insbesondere aus Blech,mit Hilfe von SchockwirkungsmittelnInfo
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Description
1 Berlin 19, Tannenbergallee 36 Berlin, den 18.9.1968
Vorrichtung zur Hochleistungsumformung von Werkstücken/ insbesondere aus Blech,
mit Hilfe von Schockwirkungsmitteln
(Zusatz zu Patent Nr. 1 259 825)
Gegenstand der Erfindung ist eine Weiterentwicklung der Vorrichtung zur Hochleistungsumformung
von Werkstücken, insbesondere aus Blech, mit Hilfe von Schockwir- ™
kungsmitteln nach Patent Nr. 1 259 825 welche aus Bauelementen besteht, die einen
geschlossenen Druckraum bilden, wobei mindestens ein Bauelement von dem anderen wegbeweglich ist. Durch den sich beim Eintreten der Schockwirkung gegen die Massenträgheitskräfte
unter Öffnen des Druckraums und Abbou der Druckspitze ausbildenden Druck wird dem Werkstück die gewünschte Form gegeben.
Bei der Vorrichtung nach dem Hauptpatent sind als Mittel zum Geschlossen ha I ten des
Druckraums bis zum Erreichen des Formgebungsdrucks Überwiegend die Trögheitskräfte
der beweglichen Bauelemente durch entsprechend große Bemessung der Massen herangezogen.
Bei träghe its verriegelten Vorrichtungen nach dem Hauptpatent Nr. 1 259 825, bei
denen der Druckraum vorzugsweise aus einer vertikal noch oben beweglichen Obermasse
und aus einer vertikal nach unten beweglichen Untermasse besteht, werden in
jedem Falle Reaktionskräfte auf den Maschinenrahmen Übertragen, da nur die Obermasse
eine freie Bewegung im Erdfeld ausfuhren kann, während die Untermasse in ihrer
Bewegung beispielsweise durch federn begrenzt wird.
Diese Vorrichtungen belasten also grundsätzlich das Fundament zusatzIich zu ihrem
Eigengewicht mit Stoßkräften.
Diese Nachteile werden erfindungsgemäß dadurch beseitigt, daß Ober- und Untermasse
formschlUtiig miteinander verbunden werden, wahrend die den Druckraum durch
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ihre Massenträgheit verriegelnden, voneinander wegbeweglichen Bauelemente durch
elastische Koppelglieder so miteinander verbunden sind und darüber hinaus ihre Massen
so gewählt sind, daß keine ReakHonskräte der bewegten Verriegelungsmassen nach
außen wirksam werden.
Die Erfindung wird durch schematisch dargestellte Vorrichtungen in den Fig. 1 bis 8
näher erläutert. An Hand dieser Figuren werden Merkmale und Vorteile der erfindungsgemäßen
Vorrichtungen naher erläutert.
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Vorrichtung, die vorzugsweise für kleinere
Geräte geeignet ist und bei der der den Druckraum umschließende zylindrische Mantel
in vier voneinander wegbewegliche Segmente unterteilt fet.
Fig. 2 zeigt die Draufsicht auf die Arbeitsvorrichtung der FIg.1 ohne den umgebenden
Behälter für das DruckUbertragungsmedium.
Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in liegender Anordnung mit vertikal
montiertem Gesenk, ebenfalls in Schnittdarstellung.
Fig. 5 bis 7 zeigen an Hand von Schnitten in verschiedenen Ebenen eine weitere Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung in lgnr Anordnung. ■'■-
Fig. 8 stellt eine Weiterentwicklung der Arbeitv/orr ichhing nach Fig.5 bi* 7 dar, die
es ermöglicht, mit zwei Gesenken gleichzeitig zu arbeiten.
Bei der Vorrichtung nach Fig.l und 2 wird der Druckrauw gebildet aus den beiden vorzugsweise
scheibenförmigen Bauteilen 1 und 2 , die Deckel und Boden des Druckraumet
bilden, durch die Bundbolzen 3 miteinander verbunden rind und den vorzugsweise tyllndrlschen
Schaienelementen 4. Die Anzahl der Schelejielemente fet beliebig, mindesten·
sind jedoch zwei Ha I bee holen notwendig, um die erftndungjipemeae Stoßkompensation
zu erreichen.
1 0ΘΘ U / 086 A BAD ORIGINAL
Im Deckel 1 befindet sich das Schockwirkungsmittel, beispielsweise eine Patrone 5
und der Auslösemechanismus 6. Der Boden 2 trägt an seiner Oberseite das Gesenk 7,
auf dem sich das zu bearbeitende Werkstück 8 befindet. Die Gesenkkontur könnte
auch direkt in dem Boden 2 eingearbeitet sein.
Das Werkstück 8 ist mit Hilfe des Dichtungsmittels 9 gegen den Gesenkhohlraum 10
abgedichtet, der Über die Vakuum leitung 11 in Üblicher Weise evakuiert wird.
Die die Druckraumwand bildenden Schalenelemente 4 sind an ihren Stoßstellen mit
Hilfe der Führungsbolzen 12 und der Federelemente 13 so miteinander elastisch ver- ™
bunden, daß bis zum Erreichen des Formgebungsdruckes Überwiegend die Massenkräfte
der Schalenelemente 4 zum Geschlossenhalten des Druckraumes herangezogen werden.
Danach öffnen sich die Spalten 14 zwischen den Schalenelementen 4, und die Vorrichtung
wird entlastet.
Die Federelemente 13, z.B. Gummifedern, begrenzen die Bewegung und bewirken
nach der Entlastung, daß die Vorrichtung in ihre Ausgangslage zurückkehrt.
Die eigentliche Arbeitsvonrichtung, bestehend aus den Bauelementen 1 bis 13, befindet
sich vorzugsweise freistehend in einem Behälter 15, der die DruckUbertragungsflUssigkeit
16 enthält, decen Niveau 17 so gewählt ist, daß der Druckraum 18 restlos Λ
gefüllt ist. Die Füllung des Druckraumes 18 mit DruckUbertragungsflUssigkeit 16 wird
beispielsweise dadurch ermöglicht, daß der Durchmesser der Bauelemente 1 und 2 etwas kleiner ist als der Innendurchmesser des aus den Schalenelementen 4 gebildeten
Druckraummantels. Die dadurch entstandenen schmalen Ringspalten 19 beeinträchtigen
den Wirkungsgrad der Vorrichtung praktisch nicht, da bei der kurzen Druck-Entwicklungsdauer
in derartigen Spalten eine große Drosselwirkung auftritt.
Nach dem Arbeitstakt der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 können die miteinander verbundenen
Bauelemente 1 und 2 sowie das am Boden 2 befestigte Gesenk 7 nach oben aus den Schalenelementen 4 herausgehoben wenden, die im Behälter 15 verbleiben.
Beim Herausheben entleert sich der Druckraum 18 von DruckUbertragungsflUssigkeit 16,
das verformte Werkstück 8 kann dem Gesenk entnommen werden, und die Vorrichtung kann neu beschickt werden.
:a 0A&- 1098U/0866
Bei der Vorrichtung nach Fig. 3 und 4 besteht der Druckraum 18 aus dem waagerecht
liegenden ringförmigen Bauelement 20, der beweglichen Deckelplatte 21 sowie der beweglichen Bodenplatte 22.
Deckel- und Bodenplatte sind durch die Bundbolzen 23 mit Hilfe der Federelemente
so miteinander verbunden, daß einerseits die für die Arbeitsweise der Vorrichtung er-*
forderliche Relativbewegung von Deckplatte 21 und Bodenplatte 22 gegeneinander möglich ist, andererseits in dem in Fig. 3 dargestellten Ausgangszustand der Vorrichtung
eine horizontale Verschiebung beider Bauelemente möglich bleibt.
Der vertikal einzuführende Einschub 24 enthält die Patrone S und die Auslösevorrichtung
6, während auf dem ebenfalls vertikal einzuführenden Einschub 25 das Gesenk 7
befestigt ist. Der Hohlraum 10 des Gesenkes 7 kann Über die Vakuumleitung 11 in Üblicher
Weise evakuiert werden.
Die bisher in Fig. 3 und 4 beschriebenen Bauelemente bilden die eigentliche Arbeitsvorrichtung, die durch die Schrauben 26 in dem Behälter 15 befestigt ist, der die
DruckUbertragungsflUssigkeit 16 enthält, deren Niveau 17 so gewählt ist, daß der
Druckraum 18 ohne Luft-Restvolumen gefüllt ist.
Beim Zünden der Patrone 5 wird ein Druckaufbau im Druckraum 18 durch die Massenkräfte
der Bauelemente 21 und 22 ermöglicht. Nach dem Wirksamwerden des Arbeitsdruckes öffnen sich die Spalte 14' zwischen den Bauelementen 20 und 21 bzw. 22,
wodurch die Vorrichtung entlastet wird.
Zur Entnahme des verformten Werkstückes 8, bzw. zum Wechseln des Gesenkes 7,
werden Deckel- und Bodenplatte 21 bzw. 22 horizontal soweit verschoben, bis4er
Einschub 25 und das Gesenk 7 vertikal entnommen werden können.
Zum Wechseln des Schockwirkungsmittels werden die Bauelemente 21 und 22 in entgegengesetzter
Richtung verschoben.
erläuterten Vorrichtung. Fig. 6 ist der Schnitt \ - I dujrch fig, 5 und FJg. 7 der
Schnitt Il - Il durch Fig. 5.
;λ,,!ΰίή0 öA0 ι ο · · u / αβ β 4. ■ bad 0R1GINAt
Da die Vorrichtung nach Fig.5 bis 7 im prinzipiellen Aufbau und der Wirkungsweise
der Vorrichtung nach Fig.3 und 4 entspricht, werden hier lediglich die Unterschiede
erläutert.
Die Deckelplatte 21' und die Bodenplatte 22' sind nicht mehr horizontal verschiebbar,
sondern in ihrer Breite so bemessen, daß der das Gesenk enthaltende Einschub 25'
und das Gesenk 7 und der die Schockwirkungsladung 5 sowie den Auslösemechanismus
enthaltende Einschub 24' vertikal an ihnen vorbeigeführt werden kann.
derelemente 13 abgefedert mit dem Grundkörper 20' des Druckraumes 18 jeweils einzeln
verbunden.
Bei der in Fig. 5 bis 7 dargestellten Vorrichtung werden die Reaktionskräfte der miteinander
gekoppelten Bauelemente 21' und 22' Über den Grundkörper 20' des Druckraumes
ausgeglichen.
Der den Druckraum mitbildende Grundkörper 20' ist fest mit dem Behälter 15' verbunden,
der durch den Deckel 27 abgeschlossen wird. Die vertikal beweglichen EinschU-be
24' und 25' sind mit Hilfe der Ansatzstücke 28 und 29 mit den Abdeckplatten 30
und 31 und den Handgriffen 32 und 33 verbunden.
Über die Saugleitung 34, das Wechselfilter 35, die Pumpe 36 und die Druckleitung 37
kann die DruckUbertragungsflUssigkeit 16 umgewälzt und von Verunreinigungen gesäubert
werden. Das ist vor allem dann von Vorteil, wenn andere Flüssigkeiten als Wasser
verwendet werden, wie beispielsweise öl, oder wenn dem Wasser kor roe ionshemmende
Zusätze beigefügt sind, wie beispielsweise Bohremulsion, so daß ein häufiger Wechsel
die Betriebskosten der Vorrichtung erhöhen wUrde.
Die Vorrichtung nach Fig. 8 ist eine Abwandlung der Vorrichtung nach Fig.5, bei der
das Schockwirkungsmittel 5 dadurch besser ausgenutzt wird, daß gleichzeitig bei einem
Arbeitstakt der Vorrichtung zwei Formgebungsvorgänge in zwei getrennten Gesenken 7
durchgeführt werden können. Zu diesem Zweck wird der Einschub 24' in Fig.5 ersetzt
durch einen Einschub 25' in Fig.8. Durch diese Maßnahme wird eine Verdopplung der
Arbeitsfläche erreicht.
.·'■·*· 101814/0864
— 6 — . · ·
Die Patrone 5 und die Auslösevorrichtung 6 sind in Fig.8 in der entsprechend gestalteten
Deckeiplatte 2V' angebracht.
Gegenüber dem Stand der Technik bieten die erfindungsgemäßen Vorrichtungen folgende Vorzüge:
— Da die Massen der Gesenke nicht mehr mitbewegt werden, können die zur Tragheitsverriegelung
herangezogenen beweglichen Bauelemente des Druckraumes in
™ ihren Massen derart aufeinander abgestimmt und derart miteinander elastisch gekoppelt
werden, daß Reaktionskräfte des Systems nach außen vermieden sind.
— Durch die erfindungsgemäße elastische Kopplung der beweglichen Verriegelungsmassen werden die Wege der beweglichen Bauelemente begrenzt, wodurch die
Abmessungen der Vorrichtungen verkleinert sind.
— Dadurch, daß die Werkzeuge bzw. Gesenke und/oder das Patronenlager nicht
mehr mit beweglichen Vorrichtungselementen verbunden sind, werden feste Anschlußmaße
gegenüber dem ortsfesten Vorrichtungsrahmen erreicht, was eine Mechanisierung bzw. Automatisierung des Betriebe· derartiger Vorrichtungen
beträchtlich vereinfacht.
™ — Die Verminderung der Wege der beweglichen Bauelemente des Druckraumes in
Zusammenwirkung mit den festen Anschlußmaßen der Gesenk· und Patronenlager
begünstigt den Betrieb derartiger Vorrichtungen in einem geschlossenen, das Druck·
Ubertragungsmedium enthaltenden Behälter, verhältnismäßig kleiner Abmessungen.
Dadurch erübrigen sich gesonderte Fül!vorrichtungen für den Druckraum, wodurch
sowohl der Betriebsaufwand derariger Vorrichtungen als auch die Taktzeiten herabgesetzt
werden.
— Weiterhin wird durch den Betrieb in einem geschlossenen Wasserbehälter das Arbeltsgeräutch
der Vorrichtung durch die Dämpfung, vor ollem der als unangenehm empfundenen hohen Frequenzen, gemindert und die Sicherheft der Vorrichtungen
gegen Versagensfälle gesteigert.
->Afi 10S8U/0I64
— Vorzugsweise die liegende Anordnung der Vorrichtungen gemäß Fig.3 bis 8
eignet sich besonders fUr den gleichzeitigen Betrieb mit zwei oder mehr Werkzeugen
.
Zur Vereinfachung der Handhabung, vor allem bei größeren Ausfuhrungen der erfindungsgemäßen
Vorrichtungen, können EinschUbe fUr Gesenke und Patronenlager Über
SeilzUge und Gegengewichte gewichtsentlastet werden.
Wegen der einfachen Kinematik der Bewegung von Gesenk und Patronenlager zum Beschicken
(vertikales Herausfahren des Einschubes 25 bzw. 25' und eventuell zusätzliches Umklappen des Einschubes in die horizontale Lage zum Beschicken) können hydraulische,
pneumatische oder mechanische Hilfsvorrichtungen in handelsüblicher Ausführungsform
verwendet werden. Dadurch wird die Anwendung des Baukastenprinzips zur wirtschaftlichen Fertigung derartiger Vorrichtungen begUnstigt und ihre Anpassung
an die jeweils geforderte Arbeitsweise (Handbetrieb — Automatisierung) begUnstigt.
Wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem geschlossenen, das DruckUbertragungsmedium
enthaltenden Behälter betrieben, so ist es günstig, diesen Behälter nicht restlos zu füllen, da das verbleibende Luftrestvolumen eine Pufferwirkung ausUbt und
so vermieden wird, daß sich ein Druckstoß von der Vorrichtung auf die Wandung des
Behälters Überträgt.
«Λβ 101814/0864 offlemAL
Claims (10)
1777208
Ρα ten tansprUc he
Vorrichtung zur Hochleistungsumformung von Werkstücken, insbesondere aus
Blech, mit Hilfe von SchockwirkungsmitteIη in einem geschlossenen Druckraum
aus Bauelementen, von denen mindestens eins von dem anderen wegbeweglich ist, durch den sich ausbildenden zur Formgebung herangezogenen Druck gegen
die Massenträgheitskräfte unter Öffnen des Druckraumes und Abbau der Druckspitze,
wobei als Mittel zum Geschlossenhalten des Druckraumes bis zum Erreichen des Formgebungsdrucks Überwiegend die Trägheitskräfte der beweglichen
Bauelemente durch entsprechend große Bemessung der Massen der Bauelemente herangezogen sind, nach Patent Nr. 1 259852, dadurch gekennzeichnet, daß
die voneinander wegbewegten Massen durch Kraftspeicher miteinander zu einem Bewegungssystem verbunden sind, welches den Über die Formgebungsenergie hinaus vorhandenen Energieüberschuß innerhalb des Bewegungssystems vollständig
aufzehrt.
2. Vorrichtung nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die voneinander
wegbeweglichen Massen horizontal beweglich sind.
3. Vorrichtung nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge
und Gesenke mit den feststehenden Teilen des Druckraumes verbunden sind.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß im Druckraum mindestens zwei Gesenke angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß das Gesenk 0 und/oder die Schockladung (S) an je einem
Einschub (24, 25) aus dem Druckraum herausnehm- und/kder umklappbar befestigt sind.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckraum (18) aus zwei miteinander fest verbundenen,
den Boden bzw. den Deckel des Druckraumes bildenden Teilen und mindestem
1098U/086/«
zwei voneinander wegbeweglichen Wandteilen mit beide Wandteile verbindenden
Kraftspeichern gebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet
durch eine Reinigungsvorrichtung für die DruckUbertragungsflUssigkeit.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Werkzeuge, insbesondere Formwerkzeuge, Gesenke und/oder Schockwirkungsmittel, vorzugsweise mit feststehenden Teilen der
Vorrichtung verbunden sind.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß sie in einem geschlossenen Behälter fUr die DruckUbertragungsflUssigkeit
untergebracht ist.
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet
durch SeilzUge oder dergl. mit Gegengewichten fUr die EinschUbe fUr Gesenke und Schockwirkungsmittel.
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