TECHNISCHES
GEBIETTECHNICAL
TERRITORY
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Werkzeuganordnungen
und bezieht sich im Besonderen auf Verbesserungen von Verfahren
und Elementen zum Schließen
von Werkzeuganordnungen und zu deren Geschlossenhalten während des
Werkzeugbetriebs.The
The present invention relates generally to tooling arrangements
and in particular relates to process improvements
and elements to close
tool arrangements and their closed positions during the
Tool operation.
HINTERGRUNDBACKGROUND
Hydroformen
ist ein wohl bekanntes Verfahren zur Formung von Metallwerkstücken mittels
unter Druck gesetzten Fluids. Es wird ausgeführt mittels hoher Fluiddrücke, die
internwie beim internen Hydroformen von Rohren oder Rohrleitungen – oder extern – wie beim
hydromechanischen Formen oder Biegeformen von Blech – auf Werkstücke aufgebracht
werden, die meist relativ dünnwandig
sind und in einem Werkzeug positioniert sind. Beim inneren Hydroformen
bestehen die herkömmlichen
Werkzeuge aus oberen und unteren Werkzeughälften und/oder Werkzeughalterhälften, die
vertikal relativ zueinander bewegbar sind. Die Werkzeughälften tragen
jeweils obere und/oder untere Formen und sind relativ bewegbar zwischen
einer offenen Position zur Aufnahme von Zuschnitten und zum Entladen
von bearbeiteten Werkstücken
und einer geschlossenen Position, in der der Flu iddruck auf die
Zuschnitte aufgebracht wird. Im Allgemeinen wird der Zuschnitt geformt
durch Pressen dieses in Kontakt mit der Wand oder den Wänden eines
Hohlraums oder einer Kavität,
die durch die Form oder Formen zwischen den beiden Hälften gebildet
wird. Bei dem Biegeformverfahren wird die obere Werkzeughälfte/Werkzeughalter
ersetzt durch einen Plattenhalter, der durch eine flexible Membran
die in dem unteren Werkzeug gebildete Formkavität schließt und einen Druckflüssigkeitsraum
bildet oberhalb der Membran und dem Zuschnitt. In dieser Beschreibung
wird jedoch auf diese Art von Plattenhaltern für das Biegeformverfahren allgemein
Bezug genommen als eine obere Werkzeughälfte.hydroforming
is a well-known method for forming metal workpieces by means of
pressurized fluid. It is carried out by means of high fluid pressures, the
internally as in the internal hydroforming of pipes or pipelines - or externally - as in the case of
hydromechanical forms or bending forms of sheet metal - applied to workpieces
are usually relatively thin-walled
are and are positioned in a tool. For internal hydroforming
consist the conventional ones
Tools from upper and lower mold halves and / or tool holder halves, the
are vertically movable relative to each other. Wear the tool halves
each upper and / or lower molds and are relatively movable between
an open position for receiving blanks and unloading
of machined workpieces
and a closed position in which the fluid pressure on the
Blanks is applied. In general, the blank is formed
by pressing this in contact with the wall or the walls of a
Cavity or a cavity,
which is formed by the shape or shapes between the two halves
becomes. In the bending forming process, the upper mold half / tool holder becomes
replaced by a plate holder passing through a flexible membrane
the mold cavity formed in the lower mold closes and a pressurized fluid space
forms above the membrane and the blank. In this description
However, this type of plate holders is commonly used for the bending forming process
Referred to as an upper mold half.
Die
sehr hohen Flüssigkeitsdrücke, die
zur Ausführung
der Formung auf das Werkstück
aufgebracht werden, erzeugen extreme auswärts gerichtete Kräfte, die
derart wirken, um die Formen und somit die Werkzeuge auseinanderzudrücken. Der
auf die Werkstücke,
und somit ebenfalls auf die Werkzeughälften, aufgebrachte Fluiddruck
vom Inneren des von den Formen gebildeten Raums liegt oftmals im Bereich
von mehreren tausend Bar. Die resultierenden Werkzeug trennenden
Kräfte
sind ebenfalls extrem hoch, und betragen bei den meisten Anwendungen
mehrere tausend kN. Offensichtlich ist es wesentlich für das Hydroformverfahren,
dass die Werkzeughälften
und insbesondere die Formen sicher geschlossen werden und während des
gesamten Formverfahrens in ihrer gemeinsamen Position verbleiben.
In der herkömmlichen
Vorrichtung zur Durchführung
von Hydroformen stellt eine leistungsstarke Presse die extremen
Schließkräfte bereit.
Normalerweise trägt
der Pressstempel die obere Werkzeughälfte und die untere Werkzeughälfte ist
stationär
und von einer Maschinenbasis getragen.The
very high liquid pressures, the
for execution
the shaping on the workpiece
be applied generate extreme outward forces, the
act so as to squeeze the molds and thus the tools. Of the
on the workpieces,
and thus also on the tool halves, applied fluid pressure
the interior of the space formed by the molds is often in the range
of several thousand bar. The resulting tool separating
personnel
are also extremely high, and in most applications
several thousand kN. Obviously, it is essential for the hydroforming process,
that the tool halves
and in particular the molds are closed securely and during the
entire molding process remain in their common position.
In the conventional
Apparatus for carrying out
Of hydroforming, a powerful press represents the extreme
Closing forces ready.
Usually carries
the punch is the upper mold half and the lower mold half
stationary
and carried by a machine base.
Die
herkömmlicherweise
angewendete Presse kann notwendig sein, um eine Schließkraft zu
erzeugen, von bis zu über
100.000 kN und ist in jedem Fall, selbst bei Hydroformverfahren
für kleine
Werkstücke,
sehr teuer und hat einen großen
Raumbedarf. Natürlich
machen die sehr hohen Kosten dieser Presse und die Komplexität der Hydroformvorrichtung
als solche die gesamten Investitionskosten untragbar für viele
kleine und mittlere Unternehmen und begrenzt somit die Verfügbarkeit
des Hydroformverfahrens. In der Praxis ist die konventionelle Technik daher
nur für
größere Unternehmen
verfügbar.
Die Hydroformtechniken haben außergewöhnliche
Vorteile gegenüber
vielen traditionellen Formtechniken und daher besteht innerhalb
dieses Bereichs ein allgemeines Bedürfnis an Verbesse rungen, die
die Komplexität
und die Kosten der Ausstattung für
Hydroformen reduzieren und die das Verfahren vereinfachen können.The
conventionally
applied press may be necessary to provide a closing force
generate up to about
100,000 kN and is in any case, even in hydroforming
for little ones
Workpieces,
very expensive and has a big one
Space requirements. Naturally
make the very high cost of this press and the complexity of the hydroforming device
As such, the total investment cost is prohibitive for many
small and medium-sized businesses, thus limiting availability
of the hydroforming process. In practice, therefore, the conventional technique
only for
larger companies
available.
The hydroforming techniques have extraordinary
Advantages over
Many traditional molding techniques and therefore exists within
This area has a general need for improvements that
the complexity
and the cost of the equipment for
Reduce hydroforming and can simplify the process.
Obwohl
die oben diskutierten Probleme und Umstände innerhalb des Felds des
Hydroformens hervorgehoben sind, existieren diese ebenfalls innerhalb
anderer technischer Bereiche, wie beispielsweise Spritzgießen. Daher
ist das Bedürfnis
nach verbesserten technischen Lösungen,
die Werkzeugschließ-
und Halteprobleme eliminieren, nicht auf den Hydroformsektor begrenzt,
sondern betrifft jede Gieß-
oder Formtechnik, die mit erhöhten
inneren Drücken
arbeitet.Even though
the problems and circumstances discussed above within the field of
Hydroforming are highlighted, these also exist within
other technical areas, such as injection molding. Therefore
is the need
for improved technical solutions,
the tool closing
and eliminate holding problems, not limited to the hydroforming sector,
but concerns every casting
or molding technique with increased
inner pressure
is working.
STAND DER
TECHNIKSTATE OF
TECHNOLOGY
Das
US Patent Nr. 5 927 120 offenbart eine Vorrichtung zur Ausführung von
Hydroformen wie der oben beschriebenen allgemeinen Art. Die Vorrichtung
umfasst obere und untere Druckbehälter, von denen jeder einen
Werkzeughalter zur Aufnahme eines korrespondierenden Werkzeugs oder
einer Formsektion trägt.
Die Vorrichtung ist mit mechanischen Verschlusselementen zum Verschließen der oberen
und unteren Druckgefäße miteinander
während
des Formverfahrens ausgestattet. Die Verschlusselemente bestehen
aus Verschlussstiften, die in komplementäre Löcher in den Druckgefäßen eingelassen
und von diesen aufgenommen werden, wobei sie während ihrer eingelassenen Position
eine reine Arretierungsfunktion ausüben. Gemäß dem Patent ist die Vorrichtung
ganz bewusst derart gestaltet, dass eine Auswärtsauslenkung der Druckgefäße unter
Einfluss der Kraft des Fluiddrucks, der auf das Werkstück aufgebracht
wird, ermöglicht
wird. Mit anderen Worten wird keine Schließkraft auf die Druckgefäße ausgeübt. Stattdessen
werden die Formabschnitte miteinander in Eingriff getrieben indem
ein aufblasbare Blase, die unterhalb des unteren Formabschnitts
angeordnet ist, mit Druck beaufschlagt wird.US Patent No. 5,927,120 discloses an apparatus for carrying out hydroforming such as the general type described above. The apparatus comprises upper and lower pressure vessels, each carrying a tool holder for receiving a corresponding tool or forming section. The device is provided with mechanical closure elements for closing the upper and lower pressure vessels together during the molding process. The closure elements consist of locking pins, which are inserted into and received by complementary holes in the pressure vessels, wherein they exert a pure locking function during their inserted position. According to the patent, the device is deliberately designed such that an outward deflection of the pressure vessels under the influence of the force of the fluid pressure, which on the Workpiece is applied is possible. In other words, no closing force is exerted on the pressure vessels. Instead, the mold sections are driven into engagement by pressurizing an inflatable bladder located below the lower mold section.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Die
Erfindung überwindet
die obigen Probleme in einer wirksamen und zufrieden stellenden
Art und Weise.The
Overcomes invention
the above problems in an effective and satisfactory
Way.
Ein
allgemeines Ziel der Erfindung ist es eine Lösung für das Problem zum sicheren
und akkuraten Zusammenhalten der Werkzeughälften eines Formwerkzeugs bereitzustellen,
welches während
des Formgebungsverfahrens einem sehr hohen inneren Druck ausgesetzt
ist.One
general object of the invention is a solution to the problem of safe
and accurately holding together the tool halves of a mold,
which during
the molding process subjected to a very high internal pressure
is.
Insbesondere
ist es ein Ziel der Erfindung eine verbesserte Werkzeuganordnung
bereitzustellen, welche eine unkomplizierte und günstige Lösung der
oben diskutierten Probleme bereitstellt. Dies wird erreicht mittels
einer Werkzeuganordnung nach Anspruch 1, wobei eine Werkzeugschließkraft auf
ein Formwerkzeug aufgebracht wird mittels zumindest zwei Schließkraftstellgliedern.
In einer Werkzeugschließposition
bringen die Schließkraftstellglieder eine
Schließkraft
auf einen unteren Werkzeugabschnitt und einen oberen Werkzeugabschnitt
durch ein Paar von Werkzeugklemmen auf. Die Werkzeugklemmen und
die jeweiligen Werkzeugabschnitte greifen ineinander mit geneigten
Kontaktoberflächen. Die
Stellglieder bringen die Werkzeugschließkraft während eines Formgebungsverfahrens
auf, wobei die Klemmen einen Anteil einer Werkzeugtrennkraft aufnehmen,
die durch die innere Formkraft in dem Werkzeug erzeugt wird. Die
Elastizität
des Klemmenmaterials bewirkt eine gewisse Weitung der Klemme unter
Einfluss der Werkzeugtrennkraft, und diese Klemmenaufweitung wird
kompensiert durch das kontinuierliche Nachregeln der Klemme durch
die Anwendung der Schließkraft.
Lediglich einem reduzierten Anteil der vollen Werkzeugtrennkraft
muss durch die Schließkraftstellglieder
entgegengewirkt werden, deren Größe daher
reduziert wird.Especially
It is an object of the invention an improved tool assembly
to provide an uncomplicated and inexpensive solution
provides problems discussed above. This is achieved by means of
a tool assembly according to claim 1, wherein a tool clamping force on
a mold is applied by means of at least two Schließkraftstellgliedern.
In a tool closing position
bring the closing force actuators one
closing force
to a lower tool portion and an upper tool portion
through a pair of tool clamps. The tool clamps and
the respective tool sections engage each other with inclined
Contact surfaces. The
Actuators bring the tool closing force during a molding process
with the clamps receiving a portion of a tool cutting force,
which is generated by the internal forming force in the tool. The
elasticity
of the terminal material causes a certain expansion of the terminal below
Influence of the tool separation force, and this terminal widening becomes
compensated by the continuous readjustment of the terminal
the application of the closing force.
Only a reduced proportion of the full tool separation force
must by the closing force actuators
counteracted, their size therefore
is reduced.
In
einer Ausführungsform
der Erfindung sind die Stellglieder lineare Stellglieder, die die
Schließkraft
in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu einer Trennebene des
Formwerkzeugs aufbringen. Dies stellt ein wirksames und dennoch
einfaches und günstiges
Design zur Verfügung.In
an embodiment
the invention, the actuators are linear actuators, the
closing force
in a direction substantially parallel to a parting plane of the
Apply mold. This represents an effective and yet
simple and cheap
Design available.
In
einer weiteren praktischen Ausführungsform
sind die Stellglieder hydraulische Zylinder, die mit mindestens
einer Werkzeugklemme eines Paares durch deren Kolbenstangen verbunden
sind. Durch Verbinden der Hydraulikzylinder mit einer Hydraulikflüssigkeitsquelle
variablen Drucks ist es des Weiteren möglich, die aufzubringende Schließkraft in
Abhängigkeit
von tatsächlichen
Formkräften
zu variieren.In
another practical embodiment
the actuators are hydraulic cylinders with at least
a tool clamp of a pair connected by the piston rods
are. By connecting the hydraulic cylinders to a hydraulic fluid source
variable pressure, it is also possible to apply the closing force in
dependence
from actual
form forces
to vary.
In
weiteren Ausführungsformen
bestehen die Werkzeugklemmen aus einem Grundabschnitt und Backen,
die sich von dem Grundabschnitt nach außen erstrecken, wobei die Stellglieder
ihre Schließkraft
auf die Backen aufbringen, vorzusweise auf äußere Bereiche dieser. Mit solchen
Ausführungsformen
ist es möglichen,
positiv der Tendenz entgegenzuwirken, dass die Klemmen durch Werkzeugtrennkräfte geweitet
werden.In
further embodiments
the tool clamps consist of a base section and jaws,
extending outwardly from the base portion, the actuators
their closing force
Apply to the cheeks, preferably on outer areas of these. With such
embodiments
is it possible
positively counteract the tendency that the clamps widened by tool separation forces
become.
Um
die Reibung zwischen geneigten Kontaktflächen des Werkstücks und
der Klemmen zu reduzieren, und somit die Abnutzung dieser Flächen, wird
vorgeschlagen Stahlplatten in den Kontaktflächen des Werkzeugs bereitzustellen
und Platten aus synthetischem Material in den Kontaktflächen der Klemmen
bereitzustellen.Around
the friction between inclined contact surfaces of the workpiece and
To reduce the terminals, and thus the wear of these surfaces, is
proposed to provide steel plates in the contact surfaces of the tool
and plates of synthetic material in the contact surfaces of the clamps
provide.
In
weiteren Ausführungsformen
der Erfindung sind die Kontaktflächen
alle mit demselben Winkel, der vorzugsweise kleiner als 45° ist, geneigt, so
dass das Klemmenmaterial den Hauptteil der Trennkraft aufnimmt,
wobei lediglich einem kleineren Anteil dieser von den Schließkraftstellgliedern
entgegengewirkt werden muss, so dass die Größe dieser wesentlich reduziert
werden kann. In den meisten bevorzugten Ausführungsformen beträgt dieser
Winkel zwischen 6° und
12°, vorzugsweise
10°.In
further embodiments
The invention relates to the contact surfaces
all with the same angle, which is preferably less than 45 °, inclined, so
that the clamping material absorbs the main part of the separating force,
only a minor proportion of these being from the closing force actuators
must be counteracted, so that the size of this significantly reduced
can be. In most preferred embodiments, this is
Angle between 6 ° and
12 °, preferably
10 °.
Bevorzugte
weitere Ausführungsformen
der Werkzeuganordnung gemäß der Erfindung
sind in den jeweiligen abhängigen
Ansprüchen
spezifiziert.preferred
further embodiments
the tool assembly according to the invention
are in the respective dependent
claims
specified.
Ein
weiteres Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung einer verbesserten
und sehr wirksamen Schließkraftbetätigungseinheit
für ein
Formwerkzeug, die eine Lösung
des Problems darstellt, eine Schließkraft bereitzustellen, die
sicher und zuverlässig
den Werkzeugtrennkräften
entgegenwirkt. Gemäß der Erfindung
wird dieses Ziel erreicht mittels einer Schließkraftbetätigungseinheit nach Anspruch 21,
bestehend aus zumindest einem Paar Werkzeugklemmen und zumindest
zwei Schließkraftstellgliedern
verbunden mit jedem Paar Werkzeugklemmen, wobei die Stellglieder
durch die Klemmen und durch geneigte Kontaktflächen auf den Klemmen und auf dem
Werkzeug eine Schließkraft
auf das Werkzeug während
des Formgebungsprozesses aufbringen.One
Another object of the invention is to provide an improved
and very effective closing force actuator
for a
Mold tool that is a solution
represents the problem of providing a closing force, the
safe and reliable
the tool separation forces
counteracts. According to the invention
this object is achieved by means of a closing force actuating unit according to claim 21,
consisting of at least one pair of tool clamps and at least
two closing force actuators
connected to each pair of tool clamps, wherein the actuators
through the terminals and through inclined contact surfaces on the terminals and on the
Tool a closing force
on the tool during
apply the shaping process.
Bevorzugte
Ausführungsformen
der Schließkraftbetätigungseinheit
gemäß der Erfindung
sind in den jeweiligen abhängigen
Ansprüchen
spezifiziert.preferred
embodiments
the closing force operating unit
according to the invention
are in the respective dependent
claims
specified.
Noch
ein anderes Ziel der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens
zum Schließen
oberer und unterer Werkzeugabschnitte eines Formwerkzeugs. Um der
bei dem Formprozess erzeugten Kraft entgegenzuwirken und die Werkzeugabschnitte in
engem Kontakt miteinander zu halten, wird eine Schließkraft auf
das Werkzeug ausgeübt.
Gemäß der Erfindung
wird die Schließkraft
im Wesentlichen in einer Richtung parallel zu einer Trennebene der
Werkzeugabschnitte angewendet. Die Schließkraft wird auf das Werkzeug
aufgebracht einerseits durch geneigte Kontaktbereiche auf oberen
und unteren, äußeren Flächen der
Werkzeugbereiche, und andererseits an inneren gegenüberstehenden
Flächen
von Schließkraftbetätigungseinheiten.
Dies reduziert wesentlich die Schließkraftanforderung, da das Material der
Schließkraftbetätigungseinheiten
einen Teil der bei dem Formungsprozess erzeugten Trennkräfte aufnimmt.Yet another object of the invention is the Providing a method for closing upper and lower tool sections of a mold. To counteract the force generated in the molding process and to keep the tool sections in close contact with each other, a closing force is exerted on the tool. According to the invention, the closing force is applied substantially in a direction parallel to a parting plane of the tool sections. The closing force is applied to the tool on the one hand by inclined contact areas on upper and lower, outer surfaces of the tool areas, and on the other hand to inner facing surfaces of Schließkraftbetätigungseinheiten. This substantially reduces the closing force requirement because the material of the closing force actuation units receives part of the separation forces generated in the forming process.
In
einer Ausführungsform
des Verfahrens wird die Schließkraft
in Abhängigkeit
von der tatsächlich
erzeugten Werkzeugtrennkraft kontrolliert.In
an embodiment
the process becomes the closing force
dependent on
from the actual
produced tool separation force controlled.
Diese
und weitere Ziele der Erfindung werden durch die in den beigefügten Patentansprüchen definierte
Erfindung erfüllt.These
and further objects of the invention are defined by the appended claims
Invention satisfied.
Zusammenfassend
bietet die vorliegende Erfindung die folgenden Vorteile gegenüber den
Stand der Technik:In summary
The present invention offers the following advantages over the
State of the art:
-
– Die
Kraft, die benötigt
wird, um dem internen Druck von dem Formungsprozess innerhalb des Werkzeugs
entgegenzuwirken, d.h. die Kraft, die zum Schließen des Werkzeugs während des Formzyklus
benötigt
wird, wird wesentlich reduziert.- The
Power that needed
to the internal pressure of the molding process within the tool
counteract, i. the force required to close the tool during the molding cycle
needed
will be significantly reduced.
-
– Sie
bietet einen sicheren und präzisen
Verschluss oder Zusammenhalt der Werkzeugabschnitte, selbst bei
Anwendungen mit extremen inneren Drücken.- She
provides a safe and accurate
Closure or cohesion of the tool sections, even at
Applications with extreme internal pressures.
-
– Als
Ergebnis der reduzierten Schließkraftanforderung
können
Größe, Komplexität und Kosten der
Schließkraftstellglieder
bedeutend reduziert werden.- When
Result of the reduced closing force requirement
can
Size, complexity and cost of
Closing force actuators
be significantly reduced.
-
– Es
wird möglich,
jegliche Tendenz der Werkzeugklemmen zum Aufweiten durch die Werkzeugtrennkräfte zu eliminieren.- It
becomes possible
eliminate any tendency of the tool clamps to widen due to tool separation forces.
-
– Die
Zykluszeiten werden wesentlich reduziert als Ergebnis der reduzierten
Schließkraftanforderung
und der gleichzeitig reduzierten Stellgliedgröße.- The
Cycle times are significantly reduced as a result of the reduced
Closing force requirement
and the simultaneously reduced actuator size.
-
– Das
Werkzeug wird einfach zugänglich
sein, um Zuschnitte in der Form zu positionieren und um fertig gestellte
Werkstücke
aus der Form zu entnehmen, sowie zum Austausch der Form und für Wartungsarbeit.- The
Tool becomes easily accessible
be to position blanks in the mold and finished
workpieces
to be removed from the mold, as well as for the exchange of the mold and for maintenance work.
Weitere
durch die vorliegende Erfindung gebotene Vorteile werden nach der
Lektüre
der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen
der Erfindung leicht zu schätzen
sein.Further
Advantages offered by the present invention will be apparent from the
reading
the following detailed description of embodiments
of the invention easily appreciated
be.
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGENSHORT DESCRIPTION
THE DRAWINGS
Die
Erfindung, zusammen mit weiteren Zielen und Vorteilen dieser, kann
am Besten verstanden werden durch Bezugnahme auf die folgende Beschreibung
zusammen mit den beigefügten
Zeichnungen, in denen:The
Invention, together with other objects and advantages of this, can
will be best understood by reference to the following description
together with the attached
Drawings in which:
1A eine
teilweise Seitenansicht ist, die eine erste Ausführungsform der Werkzeuganordnung
gemäß der Erfindung
schematisch darstellt, angewendet auf eine Hydroformvorrichtung
mit Schließkraftstellgliedern
in einer ausgefahrenen Position in Eingriff mit dem Formwerkzeug; 1A Fig. 2 is a partial side view schematically illustrating a first embodiment of the tool assembly according to the invention applied to a hydroforming device with closing force actuators in an extended position in engagement with the forming tool;
1B eine
teilweise Seitenansicht der ersten Ausführungsform der Werkzeuganordnung
ist, mit den Schließkraftstellgliedern
in einer eingefahrenen Position; 1B a partial side view of the first embodiment of the tool assembly, with the Schließkraftstellgliedern in a retracted position;
1C eine
teilweise Draufsicht auf die Ausführungsform gem. 1A und 1B ist; 1C a partial plan view of the embodiment according to. 1A and 1B is;
2 eine
perspektivische Ansicht einer geeigneten Konfiguration einer Schließkraftbetätigungseinheit
entsprechend der in 1A – C gezeigten
ersten Ausführungsform
der Erfindung ist; 2 a perspective view of a suitable configuration of a closing force operation unit according to the in 1A - C shown first embodiment of the invention;
3 eine
vergrößerte Schnittdarstellung entlang
der Linie A-A in 1C ist, durch ein geschlossenes
Hydroformwerkzeug der in den 1A – C gezeigten
Ausführungsform; 3 an enlarged sectional view taken along the line AA in 1C is, by a closed hydroforming tool in the 1A - C embodiment shown;
4 eine
vergrößerte Schnittdarstellung entlang
der Linie A-A in 1C ist, durch eine geöffnetes
Hydroformwerkzeug der in 1A – C dargestellten
Ausführungsform; 4 an enlarged sectional view taken along the line AA in 1C is through an open hydroforming die in 1A - C illustrated embodiment;
5A ein
vergrößertes und
teilweise geschnittenes Detail einer alternativen Ausführungsform
eines Werkzeugs und einer zugehörigen
Werkzeugklemme einer Schließkraftbetätigungseinheit zeigt; 5A an enlarged and partially sectioned detail of an alternative embodiment of a tool and an associated tool clamp of a closing force actuation unit shows;
5B ein
weiteres vergrößertes Detail
einer Werkzeugklemme gemäß 5A zeigt; 5B another enlarged detail of a tool clamp according to 5A shows;
6 eine
obere Hälfte
einer Werkzeugklemme gemäß der alternativen
Ausführungsform nach 5A zeigt,
wobei unterschiedliche bevorzugte Bereiche zur Anwendung der Schließkraft auf
die Klemme gekennzeichnet sind; 6 an upper half of a tool clamp according to the alternative embodiment according to 5A showing different preferred ranges for applying the closing force to the clamp;
7 eine Öffnungssequenz
für eine
Ausführungsform
eines die Prinzipien der vorliegenden Erfindung anwendenden Hydroformwerkzeugs
zeigt; 7 an opening sequence for one embodiment of a hydroforming die applying the principles of the present invention;
8 einen
modularen Aufbau einer die Prinzipien der vorliegenden Erfindung
anwendenden Hydroformvorrichtung in einer teilweisen Draufsicht von
oben zeigt; 8th shows a modular construction of a hydroforming device applying the principles of the present invention in a partial plan view from above;
9 eine
Seitenansicht der modularen Anordnung nach 8 ist, wobei
die Werkzeugklemmenstellglieder der Übersichtlichkeit wegen entfernt sind; 9 a side view of the modular arrangement according to 8th with the tool clamp actuators removed for clarity;
10 im
Querschnitt eine weitere alternative Ausführungsform eines die Prinzipien
der vorliegenden Erfindung anwendenden Formwerkzeugs zeigt, das
zur Benutzung in einem Biegeformverfahren gedacht ist; 10 Figure 3 shows in cross-section another alternative embodiment of a mold applying the principles of the present invention intended for use in a bending forming process;
11 eine
perspektivische Ansicht einer alternativen Ausführungsform einer Werkzeugklemmeist;
und 11 a perspective view of an alternative embodiment of a tool clamp is; and
12 eine
teilweise Seitenansicht entsprechend 1B von
einer modifizierten Schließkraftbestätigungseinheit
gemäß der Erfindung
ist. 12 a partial side view accordingly 1B of a modified closing force confirmation unit according to the invention.
DETAILLIERTE
BESCHREIBUNGDETAILED
DESCRIPTION
In
der folgenden Beschreibung werden nur Elemente beschrieben, die
zur Erläuterung
der Grundprinzipien der vorliegenden Erfindung notwendig sind. Andere
Elemente, die üblicherweise
in einer praktischen Ausführung
verwendet werden oder die sich auf den eigentlichen Formungsprozess
beziehen, entweder ein Hydroformprozess oder ein anderer Prozess,
wie beispielsweise Druckübersetzer,
Hydroformstempel und End-Zuführzylinder,
wurden ausgelassen oder sehr schematisch dargestellt.In
The following description describes only elements that
In order to explain
the basic principles of the present invention are necessary. Other
Elements that are usually
in a practical version
can be used or are based on the actual molding process
either a hydroforming process or another process,
such as pressure intensifiers,
Hydroforming dies and end feed cylinders,
were omitted or shown very schematically.
Unter
besonderer Bezugnahme auf 1A – C soll
nun in einer Anwendung, die für
eine Hydroformvorrichtung gedacht ist, eine exemplarische Ausführungsform
der Werkzeuganordnung 1 gemäß der Erfindung beschrieben
werden. Bei dieser Ausführungsform
umfasst die Hydroformvorrichtung eine Werkzeuganordnung 1 bestehend
aus einem Formwerkzeug 2 mit einem unteren Werkzeugabschnitt 4 und
einem oberen Werkzeugabschnitt 3. Bezug nehmend auf die 3 und 4 haben
die Werkzeugabschnitte 3, 4 zusammenpassende innere
Flächen 6 bzw. 5,
die eine Trennebene P der Werkzeuganordnung bilden. An einer äußeren Fläche 8 ist
der untere Werkzeugabschnitt 4 auf einer Stützfläche 9 durch
eine schematisch dargestellte Grundplatte 10 abgestützt. Der
untere Werkzeugabschnitt 4 kann auf der Grundplatte 10 fest
angebracht oder beweglich gestützt
sein (siehe weitere unten). Die Grundplatte kann jedes herkömmlichen
Typs sein, wie beispielsweise ein Rahmen oder eine solide Grundplatte.
Der obere Werkzeugabschnitt 3 ist derart abgestützt, um relativ
zu dem unteren Werkzeugabschnitt 4 beweglich zu sein. Bei
der dargestellten Aus führungsform ist
der obere Werkzeugabschnitt hauptsächlich in einer vertikalen
Richtung mittels eines Hebezylinders 11 (dargestellt in 1A)
bewegbar, der mit einer äußeren Fläche 7 dieses
verbunden ist.With particular reference to 1A - C Now, in an application intended for a hydroforming device, an exemplary embodiment of the tool assembly will be described 1 be described according to the invention. In this embodiment, the hydroforming device comprises a tool assembly 1 consisting of a mold 2 with a lower tool section 4 and an upper tool section 3 , Referring to the 3 and 4 have the tool sections 3 . 4 matching inner surfaces 6 respectively. 5 that form a parting plane P of the tool assembly. On an outer surface 8th is the lower tool section 4 on a support surface 9 by a schematically illustrated base plate 10 supported. The lower tool section 4 can on the base plate 10 be firmly attached or movably supported (see further below). The base plate may be of any conventional type, such as a frame or a solid base plate. The upper tool section 3 is supported so as to be relative to the lower tool portion 4 to be mobile. In the illustrated embodiment, the upper tool portion is mainly in a vertical direction by means of a lifting cylinder 11 (shown in 1A ) movable with an outer surface 7 this is connected.
1B und 1C zeigen,
dass in einer modifizierten Variante der untere Werkzeugabschnitt 4 auf
Rädern 10a beweglich
abgestützt
ist, die auf an der Grundplatte 10 befestigten Schienen 10b fahren, so
dass dieser von unterhalb des oberen Werkzeugabschnitts herausgerollt
wird, sobald die Anfangsöffnung
des Werkzeugs 2 ausgeführt
wurde. Diese Funktionen können
ausgeführt
werden unter Verwendung herkömmlicher
Stützmittel
und Stellglieder, wie beispielsweise Schienen und Hydraulikzylinder,
da diese lediglich das Gewicht des einzelnen Werkzeugabschnitts
zu tragen haben. In der geschlossenen Position werden während des
Hydroformprozesses auf solche Stützmittel
keine zusätzlichen
Kräfte
angewendet, da die später
beschriebenen Werkzeugklemmen oder Schließkraftbetätigungsklemmen 31A, 31B und
Stellglieder 40 gemäß der Erfindung
alle sich auf den Hydroformprozess beziehenden Kräfte aufnehmen.
Mit dieser alternativen Konfiguration kann das Beladen und Entladen
von Werkstücken
mit vollständigem,
uneingeschränktem Zugriff
auf den unteren Werkzeugabschnitt 4 ausgeführt werden
und ist daher sehr geeignet für
eine Roboteranwendung. 1B and 1C show that in a modified variant of the lower tool section 4 on wheels 10a movably supported on the base plate 10 fastened rails 10b drive so that it is rolled out from below the upper tool section as soon as the initial opening of the tool 2 was executed. These functions can be performed using conventional support means and actuators, such as rails and hydraulic cylinders, since these only have to bear the weight of the individual tool section. In the closed position, no additional forces are applied to such support means during the hydroforming process as the tool clamps or clamping force actuation clamps described later 31A . 31B and actuators 40 according to the invention absorb all related to the hydroforming forces. With this alternative configuration, the loading and unloading of workpieces with complete, unrestricted access to the lower tool section 4 be executed and is therefore very suitable for a robot application.
Bei
einer nicht gesondert dargestellten Alternative wird der obere Werkzeugabschnitt 3 in
einem Rahmen getragen und das Werkzeug 2 wird durch leichte
Absenkung des unteren Werkzeugabschnitts 4 in eine Trägerhalterung,
die auf den Schienen 10a bewegbar ist, geöffnet. Eine
weitere alternative Ausführungsform
der beweglichen Unterstützung
des oberen Werkzeugabschnitts 3 ist in 7 dargestellt und
wird weiter unten beschrieben.In an alternative not shown separately, the upper tool section 3 carried in a frame and the tool 2 is due to slight lowering of the lower tool section 4 in a carrier mount on the rails 10a is movable, opened. Another alternative embodiment of the movable support of the upper tool section 3 is in 7 and will be described below.
In
der dargestellten Ausführungsform
ist die Anordnung 1 für
einen inneren Hydroformprozess konstruiert, bei dem röhrenförmige Werkstücke geformt
werden mittels unter Druck stehendem Fluid, welches auf eine innere
Kavität
eines Zuschnitts B (siehe 1C) aufgebracht
wird. Für
diese Art von Prozess sind die oberen und unteren Werkzeugabschnitte 3 bzw. 4 jeweils
in ihren inneren, zusammengehörigen
Flächen 5, 6 mit
einer Vertiefung 12 und 13 versehen (siehe 3 und 4).
Die Vertiefungen 12, 13 erstrecken sich über die
volle Länge
der Werkzeugabschnitte 3, 4 und nehmen jeweils
obere und untere Formwerkzeugabschnitte 14 und 15 auf.
Die Formwerkzeugabschnitte 14, 15 ihrerseits sowie
ihre Verbindung zu den Werkzeugabschnitten 3, 4 bilden keinen
Teil der vorliegenden Erfindung und sind daher nur sehr schematisch
dargestellt und werden nicht im Detail beschrieben. Es sollte klar
sein, dass die Erfindung in Verbindung mit und modifiziert für jegliche
anwendbare Art von herkömmlichen
Formwerkzeugen verwendet werden kann. In der konventionellen Art
und Weise bilden die Formwerkzeugabschnitte 14, 15 zusammen
einen Formhohlraum C (siehe 3 und 4),
wenn sich das Werkzeug 2 in geschlossener Position befindet.
Der Formhohlraum C nimmt einen in der Vorrichtung 1 zu
bearbeitenden Rohling B auf, und in der herkömmlichen Art und Weise ragt
der Rohling B aus dem Werkzeug 2 mit seinen beiden Enden
heraus (siehe 1C).In the illustrated embodiment, the arrangement 1 designed for an internal hydroforming process in which tubular workpieces are formed by means of pressurized fluid which is applied to an inner cavity of a blank B (see FIG 1C ) is applied. For this type of process are the top and bottom tool sections 3 respectively. 4 each in their inner, related areas 5 . 6 with a depression 12 and 13 provided (see 3 and 4 ). The wells 12 . 13 extend over the full length of the tool sections 3 . 4 and take upper and lower mold sections, respectively 14 and 15 on. The mold sections 14 . 15 in turn, as well as their connection to the tool sections 3 . 4 form no part of the present invention and are therefore only shown very schematically and will not be described in detail. It should be understood that the invention is in conjunction with and modified for any applicable type of conventional form tools can be used. In the conventional manner, the mold sections form 14 . 15 together a mold cavity C (see 3 and 4 ) when the tool 2 in closed position. The mold cavity C takes a in the device 1 blank to be machined B, and in the conventional manner, the blank B protrudes from the tool 2 with both its ends out (see 1C ).
1C zeigt
ebenfalls schematisch die herkömmlich
verwendeten End-Zuführzylinder 16, 17, durch
welche das unter Druck stehende Fluid in die innere Kavität des Rohlings
B eingeführt
wird, und mittels welcher das Blindmaterial dem Formhohlraum zugeführt wird,
um die Expansion des Rohlings B gegen die Hohlraumwände auszugleichen.
An dem freien Ende ihrer Stange tragen die End-Zuführzylinder 16, 17 einen
Kegel, der zwangsläufig
in die innere Kavität
des Rohlings eingeführt
wird, um die Enden des Rohlings zu expandieren und eine Abdichtung gegen
die eingeführte
Flüssigkeit
bereitzustellen und um die oben erwähnte Zuführung von Blindmaterial auszuführen, wie
dies bei dieser Technik wohl bekannt ist. 1C also shows schematically the end feed cylinders conventionally used 16 . 17 through which the pressurized fluid is introduced into the inner cavity of the blank B, and by means of which the blank material is supplied to the mold cavity to compensate for the expansion of the blank B against the cavity walls. At the free end of its rod carry the end feed cylinders 16 . 17 a cone which is inevitably inserted into the inner cavity of the blank to expand the ends of the blank and provide a seal against the introduced liquid and to carry out the above-mentioned supply of blank material, as is well known in this art.
An
ihren äußeren Flächen 7, 8 sind
die Werkzeugabschnitte 3, 4 versehen mit geneigten
Klemmenkontaktflächen
oder Schließkraftbetätigungsflächen 20, 21, 22, 23,
wobei eine entlang jeder von jeweils zwei gegenüberliegenden Seiten 24,
25, 26 und 27 der Werkzeugabschnitte 3, 4 vorgesehen
ist (3 und 4). Jede der Schließkraftbetätigungsflächen 20, 21, 22, 23 ist
geneigt, um auswärts in
Richtung der zugehörigen
Seiten des jeweiligen Werkzeugabschnitts abgeschrägt zu sein
und sie sind alle mit dem selben spitzen Winkel α relativ zu der inneren Fläche des
zugehörigen
Werkzeugabschnitts und somit zu der Trennebene P geneigt. Die beschriebenen
Schließkraftbetätigungsflächen 20, 21, 22, 23 können sich
jeweils entlang der gesamten zugehörigen Werkzeugabschnittseiten 24, 25, 26 bzw. 27 erstrecken,
wie dies in 1C dargestellt ist, jedoch können sie
sich ebenfalls nur entlang eines Bereichs oder Bereichen der Seiten
erstrecken, entsprechend der Erstreckung der zugehörigen, unten beschriebenen
Werkzeugkontaktflächen 32, 33 einer Schließkraftbetätigungseinheit 30.On their outer surfaces 7 . 8th are the tool sections 3 . 4 provided with inclined terminal contact surfaces or Schließkraftbetätigungsflächen 20 . 21 . 22 . 23 one being along each of two opposite sides 24, 25, 26 and 27 the tool sections 3 . 4 is provided ( 3 and 4 ). Each of the closing force actuating surfaces 20 . 21 . 22 . 23 is inclined to be chamfered outwardly towards the associated sides of the respective tool portion and they are all inclined at the same acute angle α relative to the inner surface of the associated tool portion and thus to the parting plane P. The described closing force actuating surfaces 20 . 21 . 22 . 23 can each along the entire associated tool section pages 24 . 25 . 26 respectively. 27 extend, as in 1C however, they may also extend only along a region or regions of the sides corresponding to the extent of the associated tool contact surfaces described below 32 . 33 a closing force operation unit 30 ,
Das
Werkzeug 2 ist aus einem Material hergestellt, welches
geeignet ist, den nachfolgend beschriebenen während des Hydroformprozesses
auf es angewendeten Kräften
zu widerstehen, vorzugsweise aus Stahl oder Gusseisen. Abhängig von
dem gewählten
Material für
das Werkzeug 2 und/oder von dessen Abmessungen können eine
oder mehrere Verstärkungen
vorgesehen sein, wie dies in den 1A, 1B und 1C beispielhaft
erläutert wird,
wobei drei Stahlverstärkungsstäbe 18 auf
der oberen Fläche 7 des
oberen Werkzeugabschnitts 3 vorgesehen sind.The tool 2 is made of a material capable of withstanding the forces applied thereto during the hydroforming process, preferably of steel or cast iron, described below. Depending on the material selected for the tool 2 and / or of its dimensions may be provided one or more reinforcements, as shown in the 1A . 1B and 1C exemplified, wherein three steel reinforcing rods 18 on the upper surface 7 of the upper tool section 3 are provided.
Das
dargestellte Werkzeug 2, das besonders für das interne
Hydroformen ausgebildet ist, wird nur verwendet, um die Erfindung
beispielhaft zu erläutern und
die Werkzeuganordnung 1 gemäß der Erfindung kann in anderen
Anwendungen zur Ausführung
anderer Formungsprozesse, die mit hohen internen Drücken arbeiten,
verwendet werden, wie beispielsweise Spritzgießen, oder zur Durchführung anderer Hydroformprozesse,
wie beispielsweise Biegeformen. 10 zeigt
eine Werkzeuganordnung, die für einen
solchen alternativen Hydroformprozess bestimmt ist, wie dieser nachfolgend
genauer beschrieben werden wird.The illustrated tool 2 , which is specially designed for internal hydroforming, is only used to exemplify the invention and the tooling arrangement 1 according to the invention may be used in other applications for carrying out other molding processes which operate with high internal pressures, such as injection molding, or for carrying out other hydroforming processes, such as bending molding. 10 shows a tool assembly intended for such an alternative hydroforming process, as will be described in more detail below.
Die
Werkzeuganordnung 1 umfasst des Weiteren Schließkraftbetätigungseinheiten 30,
umfassend Stellglieder 40 zur Aufbringung der Schließkraft auf
das Werkzeug 2 durch Werkzeugklemmen 31A, 31B.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
sind die Stellglieder schematisch dargestellt als mit den Werkzeugklemmen
verbundene Hydraulikzylinder. Es sollte jedoch betont werden, dass
andere konventionelle, lineare Stellglieder innerhalb des Geltungsbereichs
der Erfindung angewendet werden könnten, insbesondere bei Anwendungen,
die relativ niedrige Flüssigkeitsdrücke für den Formungsprozess
verwenden.The tool arrangement 1 further comprises closing force actuation units 30 comprising actuators 40 for applying the closing force to the tool 2 through tool clamps 31A . 31B , In the present embodiment, the actuators are shown schematically as connected to the tool clamps hydraulic cylinder. However, it should be emphasized that other conventional linear actuators could be used within the scope of the invention, particularly in applications that use relatively low fluid pressures for the molding process.
Die
Werkzeugklemmen 31A, 31B sind im Allgemeinen C-förmig mit
zwei festen Backen 35 und 36, die sich nach außen von
dem festen Grundabschnitt 34 erstrecken, wie in 1B und
detaillierter in 6 dargestellt. Die Werkzeugklemmen 31A, 31B befinden
sich neben jeder der beiden gegenüberliegenden Seiten 24,
25 (1C) des Werkzeugs 2,
wo bei die offene C-Form Werkzeug 2-seitig ist. Die Backen 35 und 36 sind
entsprechend beabstandet, um zu ermöglichen, dass das geschlossene Werkzeug 2 zwischen
die Backen eingeführt
werden kann, wenn die Stellglieder 40 aktiviert sind. Um
zu ermöglichen,
dass die Klemmbacken 35, 36 ein Werkzeug 2 von
außen
genau fassen, sind die inneren, im Allgemeinen zugewandten Kontaktflächen 32, 33 der
Backen 35 bzw. 36 in einem Winkel α relativ
zu der Arbeitsrichtung CF-RF der Stellglieder geneigt, d.h. der
Richtung, in der das Stellglied 40 die Schließkraft CF
auf das Werkzeug 2 aufbringt und die Rückkraft RF, um die Klemme 31A, 31B von
dem Werkzeug 2 einzufahren. Diese Richtung CF-RF, in welcher
das Stellglied 40 seine Kraft aufbringt, ist im Wesentlichen
parallel zu der Trennebene P des Werkzeugs 2 und der Neigungswinkel α der Klemmenflächen 32, 33 entspricht
dem der Schließkraftbetätigungsflächen 20, 21, 22, 23 an
den Werkzeugabschnitten 3, 4. In dem geklemmten
Zustand wird ein beträchtlicher
Teil der Klemmbacken 35, 36 die Werkzeuganordnung
von außen
greifen und den von dem Fluiddruck erzeugten Trennkräften entgegenwirken
und gegen die Werkzeugabschnitte wirken, wie dies beschrieben wird.The tool clamps 31A . 31B are generally C-shaped with two fixed jaws 35 and 36 extending outward from the fixed base 34 extend as in 1B and more detailed in 6 shown. The tool clamps 31A . 31B are located next to each of the two opposite sides 24, 25 ( 1C ) of the tool 2 where the open C-shape tool is 2-sided. The cheeks 35 and 36 are spaced appropriately to allow the closed tool 2 between the jaws can be inserted when the actuators 40 are activated. To allow the jaws 35 . 36 a tool 2 from the outside, are the inner, generally facing contact surfaces 32 . 33 the baking 35 respectively. 36 inclined at an angle α relative to the working direction CF-RF of the actuators, ie the direction in which the actuator 40 the closing force CF on the tool 2 Apply and return the RF to the clamp 31A . 31B from the tool 2 retract. This direction CF-RF, in which the actuator 40 its force is substantially parallel to the parting plane P of the tool 2 and the inclination angle α of the clamping surfaces 32 . 33 corresponds to the Schließkraftbetätigungsflächen 20 . 21 . 22 . 23 at the tool sections 3 . 4 , In the clamped state, a significant portion of the jaws become 35 . 36 grip the tool assembly from the outside and entge the separation forces generated by the fluid pressure act and act against the tool sections, as will be described.
Dank
der kooperierenden keilförmigen
Flächen 20 – 23 und 32,
33 an den Werkzeugabschnitten 3, 4 und den
Klemmbacken 35, 36 kann einer Trennung der Werkzeugabschnitte
effektiv entgegengewirkt werden mittels angemessener Regulierung der
durch das Stellglied 40 aufgebrachten Schließkraft CF,
um sicherzustellen, dass die aufgebrachte Schließkraft immer den Teil der Werkzeugtrennkraft übersteigt,
der nicht von dem Klemmmaterial aufgenommen wird. Mit anderen Worten
werden die Stellglieder in dem bevorzugten Ausführungsbeispiel aktiviert, um
die Schließkraft
CF auf das Werkzeug während
des gesamten Formungsprozesses aufzubringen.Thanks to the cooperating wedge-shaped surfaces 20 - 23 and 32, 33 at the tool sections 3 . 4 and the jaws 35 . 36 a separation of the tool sections can be effectively counteracted by means of appropriate regulation by the actuator 40 applied closing force CF, to ensure that the applied closing force always exceeds the part of the tool cutting force that is not absorbed by the clamping material. In other words, in the preferred embodiment, the actuators are activated to apply the closing force CF to the tool throughout the molding process.
In
der dargestellten Ausführungsform
sind für
jedes Werkzeug 2 zwei Paare von Werkzeugklemmen 31A, 31B vorgesehen,
wobei jedes dieser Paare zwei gegenüberliegende Klemmen 31A, 31B umfasst,
die an den jeweiligen Seiten 24, 26 bzw. 25, 27 an
dem Werkzeug 2 vorgesehen sind. In der dargestellten Ausführungsform
bearbeiten zwei Stellglieder 40 jedes Paar von Werkzeugklemmen.
Die Stellglieder 40 sind mit den Klemmen 31A, 31B verbunden
und insbesondere derart, dass die Schließkraft im Bereich der äußeren freien
Enden der Backen 35, 36 aufgebracht wird. Insbesondere
sind in der dargestellten Ausführungsform
die Stangenenden der hydraulischen Zylinder 40 an ersten
Klemmenbe festigungen 42A, 43A befestigt, die an
der nach außen
zugewandten Seite der jeweiligen Klemmbacke 35, 36 einer
ersten Klemme 31A gesichert sind. Die Kolbenstangen 41 der
Stellglieder 40 erstrecken sich über das Werkzeug 2 und
deren freie äußere Enden 41A sind
im Gegenzug mit zweiten Klemmenbefestigungen 42B, 43B verbunden,
die an der nach außen
zugewandten Seite der jeweiligen Klemmbacke 35, 36 einer
zweiten, gegenüberliegenden
Klemme 31B gesichert sind. Daher wird es nunmehr einleuchtend
sein, dass ein Einfahren der Kolbenstangen 41 bewirkt,
dass die gegenüberliegenden
Klemmen 31A, 31B sich aufeinander zu bewegen,
um dabei das Werkzeug 2 zu erfassen und die Schließkraft aufzubringen.
Entsprechend wird ein Ausfahren der Kolbenstangen 41 bewirken,
dass die Klemmen sich zur Auslösung
des Werkzeugs 2 auseinander bewegen.In the illustrated embodiment are for each tool 2 two pairs of tool clamps 31A . 31B provided, each of these pairs two opposing terminals 31A . 31B includes, on the respective pages 24, 26 respectively. 25, 27 on the tool 2 are provided. In the illustrated embodiment, two actuators handle 40 every pair of tool clamps. The actuators 40 are with the clamps 31A . 31B connected and in particular such that the closing force in the region of the outer free ends of the jaws 35 . 36 is applied. In particular, in the illustrated embodiment, the rod ends of the hydraulic cylinders 40 at first Klemmbe festigungen 42A . 43A attached to the outwardly facing side of the respective jaw 35 . 36 a first clamp 31A are secured. The piston rods 41 the actuators 40 extend over the tool 2 and their free outer ends 41A are in return with second clamp fasteners 42B . 43B connected to the outwardly facing side of the respective jaw 35 . 36 a second, opposite terminal 31B are secured. Therefore, it will now be evident that a retraction of the piston rods 41 causes the opposing terminals 31A . 31B to move towards each other while doing the tool 2 to capture and apply the closing force. Accordingly, an extension of the piston rods 41 cause the clamps to trip the tool 2 move apart.
1A und 1B zeigen,
dass die Klemmenbefestigungen 42A–B und 43A–B jeweils
an den äußeren Seiten
der freien Enden der Klemmbacken 35 und 36 gesichert
sind. Diese Konfiguration ist günstig,
um ein Nachaußenbiegen
der Backen, verursacht durch den inneren Druck in dem Werkzeug während eines
Formprozesses, zu eliminieren und ist in Anwendungen mit sehr hohen
internen Drücken wesentlich,
wie des Weiteren in Verbindung mit 6 beschrieben
wird. 1A and 1B show that the clamp fasteners 42A-B and 43A-B each on the outer sides of the free ends of the jaws 35 and 36 are secured. This configuration is beneficial in eliminating outward bending of the jaws caused by the internal pressure in the tool during a molding process, and is essential in very high internal pressure applications, as well as in connection with 6 is described.
1A und 1B zeigen
schematisch, dass jedes Paar von Klemmen 31A, 31B der
Schließkraftbetätigungseinheiten 30 individuell
bewegbar sind, indem diese auf eine oder mehrere Führungsschienen 45 abgestützt sind.
Die Führungsschienen 45 erstrecken
sich durch den unteren Bereich der zweiten Klemmenbefestigungen 43A, 43B jedes Klemmenpaars,
wobei sie mittels geeigneter Gleitlagerungen (nicht dargestellt)
gleitend darin aufgenommen sind. Die Enden der Gleitstangen 45 sind
in Gestellen 44A, 44B gesichert, die auf der Stützfläche 9 fixiert
sind. 1A and 1B show schematically that each pair of clamps 31A . 31B the closing force actuation units 30 are individually movable by placing them on one or more guide rails 45 are supported. The guide rails 45 extend through the lower portion of the second clamp fasteners 43A . 43B each pair of clamps, being slidably received therein by suitable slide bearings (not shown). The ends of the slide bars 45 are in racks 44A . 44B secured on the support surface 9 are fixed.
Bei
der dargestellten Ausführungsform
umfasst jede Schließkraftbetätigungseinheit 30 zwei Paare
von gegenseitig gegenüberliegenden
Klemmen 31A, 31B mit ihren jeweiligen Stellgliedern 40. Die
Paare sind mit Abstand zueinander entlang des Werkzeugs 2 angeordnet.
Es sollte hervor gehoben werden, dass die Anzahl von Klemmenpaaren
für jede
Schließkraftbetätigungseinheit 30 und/oder
die Größe der aktuellen
Klemmen und Stellglieder von der eigentlichen Anwendung abhängig ist,
wie beispielsweise das Ausmaß der Formkraft,
die Größe des Werkstücks und
des Werkzeugs 2. Dies wird offensichtlich bei Betrachtung
des in 8 und 9 dargestellten modularen Aufbaus.In the illustrated embodiment, each closing force actuating unit comprises 30 two pairs of mutually opposite terminals 31A . 31B with their respective actuators 40 , The pairs are spaced apart along the tool 2 arranged. It should be emphasized that the number of terminal pairs for each closing force actuating unit 30 and / or the size of the actual clamps and actuators depends on the actual application, such as the amount of molding force, the size of the workpiece and the tool 2 , This becomes obvious when looking at the in 8th and 9 illustrated modular structure.
2 zeigt
ein Beispiel einer praktischen Konfiguration einer Schließkraftbetätigungseinheit 30' der in 1A – C dargestellten
Ausführungsform.
In der gezeichneten Figur wurden den korrespondierenden Teilen die
selben Bezugszeichen gegeben, wie in den 1A – C jedoch
mit der Zufügung
eines formellen Exponenten. 2 shows an example of a practical configuration of a closing force operation unit 30 ' the in 1A - C illustrated embodiment. In the drawn figure, the corresponding parts have been given the same reference numerals as in the 1A - C however, with the addition of a formal exponent.
5A und 5B zeigen
eine weiterentwickelte Ausführungsform
der Werkzeugabschnitte 3, 4 und eine Klemme 31A,
wobei Abmessungen gewählt wurden,
um die Reibung zwischen deren geneigten Flächen 20 – 23 und 32, 33 und
somit die Abnutzung der Flächen
zu reduzieren. Insbesondere ist eine in der oberen Werkzeugabschnittsfläche 21 vertiefte gehärtete Stahlplatte 19 dargestellt,
so dass deren obere Fläche
auf einen Level mit der Fläche 21 liegt. Obwohl
nicht dargestellt sind ähnliche
Stahlplatten in allen geneigten Flächen der Werkzeugabschnitte
eingelassen. Zudem ist eine ähnliche
Platte 50 aus einem synthetischen Verbundmaterial in jede
der inneren , allgemein zugewandten Werkzeugkontaktflächen 32, 33 der
Klemme 31A eingelassen, obwohl dies nur für die obere
Kontaktfläche 32 in 5A und 5B dargestellt
ist. In diesem Fall ist die Fläche der
Verbundplatte 50, im Bereich von einigen wenigen Millimetern,
leicht über
die innere Fläche 32 erhöht. 5A and 5B show a further developed embodiment of the tool sections 3 . 4 and a clamp 31A , where dimensions have been chosen to reduce the friction between their inclined surfaces 20 - 23 and 32 . 33 and thus to reduce the wear of the surfaces. In particular, one is in the upper tool section area 21 recessed hardened steel plate 19 so that its top surface is level with the surface 21 lies. Although not shown, similar steel plates are embedded in all inclined surfaces of the tool sections. In addition, a similar plate 50 made of a synthetic composite material in each of the inner, generally facing tool contact surfaces 32 . 33 the clamp 31A admitted, although only for the upper contact surface 32 in 5A and 5B is shown. In this case, the area of the composite panel 50 , in the range of a few millimeters, slightly above the inner surface 32 elevated.
Schließlich zeigen
die 5A und 5B eine
Aussparung 39, die in der inneren Ecke der Klemme 31A vorgesehen
ist, wo die Backe 35 den Grundabschnitt 34 trifft.
Dies ist eine bevorzugte Art und Weise, um eine verbesserte Spannungsverteilung
in diesem kritischen Bereich des Klemmmaterials bereitzustellen,
im Hinblick auf die Kräfte,
die während
des Klemmbetriebs darauf ausgeübt
werden.Finally, the show 5A and 5B a recess 39 in the inner corner of the clamp 31A is provided where the jaw 35 the basic section 34 meets. This is a preferred way to provide an improved stress distribution in this critical region of the clamping material, in view of the forces exerted thereon during clamping operation.
Die
Arbeitsweise der Werkzeuganordnung 1 in einem Hydroformbetrieb
wird nun beschrieben. Zu Beginn des Betriebs wird der obere Werkzeugabschnitt 3 mittels
der Hebezylinder 11 angehoben. Wenn der untere Werkzeugabschnitt
offen liegt, wird ein Rohling B in dem Formhohlraum C des unteren Formwerkzeugabschnitts 15 positioniert,
oder, alternativ, falls ein neues Werkstück geformt werden soll, werden
die unteren und oberen Formwerkzeugabschnitte 14, 15 ausgetauscht.
Wenn diese Arbeit ausgeführt
ist, wird der obere Werkzeugabschnitt 3 auf den unteren
Werkzeugabschnitt 4 heruntergelassen, wobei der Rohling
von dem Hohlraum C aufgenommenen wird. Die Schließkraftbetätigungseinheiten 30,
d.h. ihre Stellglieder 40, werden dann simultan aktiviert,
um die Stangen 41 einzufahren, bis die Werkzeugklemmen 31A, 31B die
geneigten Klemmenkontaktflächen 20 – 23 auf
den Werkzeugabschnitten 3, 4 mit ihren geneigten
Werkzeugkontaktflächen 32, 33 ergreifen.
Die durch die Stellglieder 40 aufgebrachte Schließkraft CF
wird durch Regulierung des diesen zugeführten Hydraulikarbeitsfluids
eingestellt, wobei die Regelung in jeglicher herkömmlichen Art
und Weise ausgeführt
wird.The operation of the tool assembly 1 in a hydroforming operation will now be described. At the beginning of operation, the upper tool section becomes 3 by means of lifting cylinders 11 raised. When the lower die portion is exposed, a blank B becomes in the mold cavity C of the lower die portion 15 or, alternatively, if a new workpiece is to be formed, the lower and upper mold sections become 14 . 15 replaced. When this work is done, the upper tool section becomes 3 on the lower tool section 4 lowered, wherein the blank is received by the cavity C. The closing force operating units 30 ie their actuators 40 , are then activated simultaneously to the rods 41 retract until the tool clamps 31A . 31B the inclined terminal contact surfaces 20 - 23 on the tool sections 3 . 4 with their inclined tool contact surfaces 32 . 33 take. The through the actuators 40 applied closing force CF is adjusted by regulating the hydraulic working fluid supplied thereto, the control being carried out in any conventional manner.
Die
benötigte
Schließkraft
wird in erster Linie durch das Ausmaß des im Inneren des Rohlings
B aufgebrachten Hydroformdruck bestimmt, die Größe des Rohlings und des Werkzeugs 2 und
durch den Wert des Neigungswinkels α der Flächen 20 – 23 und 32, 33.
Indem der Rohling B gegen die Wände
der Formwerkzeuge 14, 15 gepresst ist erzeugt
der formende Fluiddruck eine auswärtsgerichtete Normalkraft Ftool in jeder der geneigten Werkzeugflächen 20 – 23,
der durch eine durch die von den Stellgliedern 40 gelieferten
Kraft CF erzeugte Kraft in den Klemmflächen 32, 33 entgegengewirkt
wird. Da der Winkel α spitz
ist, d.h., weniger als 90° beträgt, nimmt
das Material der Klemme 31A, 31B durch die Werkzeugkontaktflächen 32, 33 einen
Teil oder eine Komponente dieser Normalkraft auf und die mittels
der Stellglieder 40 aufgebrachte Schließkraft muss nur einem verbleibenden
Teil oder Komponente dieser entgegenwirken. Somit kann gemäß der Erfindung
die Größe und Komplexität der Stellglieder 40 reduziert
werden. Jede Expansion, d.h. Aufweitung der Klemmbacken 35, 36,
wird automatisch durch ein weiteres Einziehen der Stellgliederstangen 41 kompensiert,
so dass ein enger Kontakt immer zwischen den geneigten Flächen 20 – 23 und 32, 33 aufrechterhalten
wird. Dies wird sicherstellen, dass keine Trennung der Werkzeugabschnitte 3, 4 möglich ist.The required closing force is determined primarily by the extent of the applied inside the blank B hydroforming pressure, the size of the blank and the tool 2 and by the value of the inclination angle α of the surfaces 20 - 23 and 32 . 33 , By the blank B against the walls of the molds 14 . 15 is pressed, the forming fluid pressure generates an outward normal force F tool in each of the inclined tool surfaces 20 - 23 by one through the by the actuators 40 supplied force CF generated force in the clamping surfaces 32 . 33 counteracted. Since the angle α is acute, that is, less than 90 °, the material of the clamp decreases 31A . 31B through the tool contact surfaces 32 . 33 a part or component of this normal force and by means of the actuators 40 applied closing force must counteract only a remaining part or component of this. Thus, according to the invention, the size and complexity of the actuators 40 be reduced. Any expansion, ie widening of the jaws 35 . 36 , is automatically by further retraction of the actuator rods 41 compensated, so that a close contact always between the inclined surfaces 20 - 23 and 32 . 33 is maintained. This will ensure that there is no separation of the tool sections 3 . 4 is possible.
Wie
oben erwähnt,
wird die tatsächlich
benötigte
Schließkraft
CF teilweise bestimmt durch Wahl des Werts des Winkels α. Um jegliche
Gefahr des Schließens
der Klemmen 31A, 31B des Werkzeugs 2 zu
vermeiden, wie mit einem herkömmlichen
verjüngten
Werkzeugschaft, sollte der Winkel α so gewählt werden, dass dieser zumindest
3°, vorzugsweise
zumindest 7° beträgt. Andererseits,
um eine signifikante Reduzierung der Stellgliedgröße und Komplexität zu erreichen,
sollte der Winkel α kleiner
als 45° gewählt werden,
so dass der Hauptanteil der Trennkraft von dem Klemmenmaterial aufgenommen
wird und lediglich einem kleinen Teil durch die Schließkraft entgegengewirkt
werden muss. Zur Zeit wird angenommen, dass die besten Gesamtresultate
erreicht werden durch Wahl des Winkels α zwischen 12° und 6°, vorzugsweise 10°. Beispielsweise
ist bei einem Winkel α von
10° die
benötigte
Schließkraft
CF kleiner als etwa 20 % der Schließkraft, die in einer konventionellen
vertikal arbeitenden Presse benötigt wird.As mentioned above, the actual required closing force CF is partially determined by selecting the value of the angle α. To avoid any danger of closing the terminals 31A . 31B of the tool 2 to avoid, as with a conventional tapered tool shank, the angle α should be chosen so that it is at least 3 °, preferably at least 7 °. On the other hand, to achieve a significant reduction in actuator size and complexity, the angle α should be less than 45 °, so that the majority of the separation force is absorbed by the clamp material and only a small portion must be counteracted by the clamp force. At present it is believed that the best overall results are achieved by choosing the angle α between 12 ° and 6 °, preferably 10 °. For example, at an angle α of 10 °, the required closing force CF is less than about 20% of the closing force required in a conventional vertical press.
Mit
dem in der beschriebenen Art und Weise geklemmten Werkzeug 2 wird
das Hydroformdruckfluid in den Rohling B durch die endseitigen Zuführzylinder 17 in
herkömmlicher
Art und Weise eingeleitet. Der Rohling B wird normalerweise bei
einem relativ niedrigen Druck vorgeformt, bevor der vollständige Fludidruck
aufgebracht wird, um den Rohling B auszudehnen, so dass dieser die
Form der inneren Formwerkzeugwände
erhält.
All diese Schritte sind innerhalb der Hydroformtechnik herkömmlich und werden
nicht näher
beschrieben. Sobald der Formgebungsbetrieb abgeschlossen ist, werden
die Stellglieder 40 in entgegengesetzter Richtung aktiviert, um
ihre Stangen 41 auszustrecken und die Klemmen 31A, 31B von
dem Werkzeug 2 zu entfernen. Das Werkzeug kann nun geöffnet werden
für die
Entlade- und Beladearbeit, vorzugsweise nachdem der untere Werkzeugabschnitt 4 auf
den Schienen 10b auf eine Seite gerollt wurde. Schließlich wird
der untere Werkzeugabschnitt 4 zurückgerollt unter den oberen Werkzeugabschnitt 3,
das Werkzeug 2 wird geschlossen und ein neuer Formzyklus
kann beginnen.With the clamped in the manner described tool 2 The hydroforming fluid enters the blank B through the end feed cylinders 17 initiated in a conventional manner. The blank B is normally preformed at a relatively low pressure before the full fludging pressure is applied to expand the blank B to be in the shape of the inner mold walls. All of these steps are conventional within the hydroforming art and will not be described further. Once the forming operation is completed, the actuators become 40 activated in the opposite direction to their rods 41 extend and the terminals 31A . 31B from the tool 2 to remove. The tool can now be opened for unloading and loading work, preferably after the lower tool section 4 on the rails 10b was rolled to one side. Finally, the lower tool section 4 rolled back under the upper tool section 3 , the tool 2 is closed and a new molding cycle can begin.
6 zeigt
eine obere Hälfte
einer Klemme 31A mit ihrer Grundplatte 34 und
oberen Backe 35. Es wird daraus ersichtlich, dass für die Zwecke
dieser Beschreibung der Grundabschnitt 34 der Klemme 31A lediglich
den mittleren Abschnitt zwischen den Backen 35, 36 umfasst.
Somit bilden die Backen (nur der obere ist in 6 dargestellt)
den kompletten äußeren Teil
der Klemme, einschließlich
aller Flächen F1–F4 nach 6. 6 shows an upper half of a clamp 31A with its base plate 34 and upper cheek 35 , It will be seen that for the purposes of this description, the basic section 34 the clamp 31A only the middle section between the jaws 35 . 36 includes. Thus, the jaws (only the upper is in 6 shown) the complete outer part of the clamp, including all surfaces F1-F4 after 6 ,
Bei
Anwendungen, die sehr hohe interne Drücke in dem Werkzeug 2 während des
Formbetriebs anwenden, wurde als wesentlich erachtet, die Schließkraft CF
auf die Klemmen 2 im Bereich der Backen 35, 36 aufzubringen.
Dies wird getan, um der Tendenz der Backen entgegenzuwirken, unter
dem Einfluss der auswärts
gerichteten Normalkraft Ftool in jeder der
geneigten Werkzeugflächen 20 – 23 nach außen abzuweichen,
was auftreten kann, wenn die Schließkraft CF auf die Klemme 2 im
Bereich des Grundabschnitts 34 angewendet wurde. Mit anderen Worten
wird durch die Anwendung der Schließkraft CF auf die Klemme in
jedem der Bereiche F1–F4
der Backe 35 ein entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtetes
Moment M bereitgestellt – mit
Bezug auf die Darstellung in 6 – um den
Punkt PR. Solch ein Moment M wird wirksam jeder durch die Kraft
Ftool des Werkzeugs 2 verursachten
auswärts
gerichteten Ablenkung des Backens 35 entgegenwirken. Die
gewünschte
Größe dieses
entgegenwirkenden Moments M kann gewählt werden in Abhängigkeit
von dem inneren Druck des Werkzeugs und den Abmessungen genauso
wie des Materials des Werkzeugs und der Klammer, durch Aufbringen
der Schließkraft CF
auf unterschiedliche Flächen
F1–F4
der Backen. Dies ist mittels der Flächen F1–F4 sehr schematisch in 6 dargestellt,
wobei das größte Moment
M bereitgestellt wird, wobei die Schließkraft ungefähr im Bereich
F3 aufgebracht wird. Das erzeugte Moment nimmt dann graduell ab,
wenn der Angriffspunkt sich zu der Fläche F2 bewegt, dann zu F4 und
ist am geringsten in der Fläche
F1. Natürlich
wurden die Flächen
F1–F4
nur gewählt,
um das allgemeine Prinzip darzustellen. In der Realität variiert
das Moment graduell von Punkt zu Punkt in der Backe 35.For applications requiring very high internal pressures in the tool 2 during the molding operation, it was considered essential that Closing force CF on the terminals 2 in the field of baking 35 . 36 applied. This is done to counteract the tendency of the jaws under the influence of the outward normal force F tool in each of the inclined tool surfaces 20 - 23 to deviate outward, which can occur when the closing force CF on the clamp 2 in the area of the basic section 34 was applied. In other words, by applying the closing force CF to the clamp in each of the areas F1-F4 of the jaw 35 provided a counterclockwise moment M - with reference to the representation in 6 - around the point PR. Such a moment M will be effective each by the force F tool of the tool 2 caused outward distraction of baking 35 counteract. The desired magnitude of this counteracting moment M can be selected depending on the internal pressure of the tool and the dimensions as well as the material of the tool and the clamp, by applying the closing force CF to different surfaces F1-F4 of the jaws. This is by means of the surfaces F1-F4 very schematically in 6 shown, wherein the largest moment M is provided, wherein the closing force is applied approximately in the range F3. The generated momentum gradually decreases as the point of attack moves to face F2, then to F4 and is the smallest in face F1. Of course, the areas F1-F4 were chosen only to represent the general principle. In reality, the moment varies gradually from point to point in the cheek 35 ,
7 zeigt
einen alternativen Aufbau zur Bereitstellung des relativen Moments
zwischen den Werkzeugabschnitten 103, 104 eines
Werkzeugs 102. Insbesondere zeigt 7 eine Öffnungsfolge
für das
Werkzeug nach einem durchgeführten
Formungsprozess für
ein Werkstück
W. Entsprechend der ersten Ausführungsform
wird der untere Werkzeugabschnitt 104 auf einer Stützfläche 9 durch
eine stützende
Grundfläche 10 gestützt. An
der stützenden
Grundfläche 10 ist
ebenfalls ein Rahmen 172 angebracht, der drei Hydraulikzylinder 161, 162, 163 trägt, die
eingesetzt werden, um das Werkzeug 102 zu öffnen und
zu schließen.
Ein erster Hebezylinder 161 ist an seinem hinteren Ende,
das mit 164 bezeichnet ist, fest mit dem Rahmen 172 verbunden. Das
Stangenende des ersten Zylinders 161 ist mit einer ersten
Seite des oberen Werkzeugabschnitts 103 durch ein herkömmliches
Gelenk, wie mit 165 gekennzeichnet, schwenkbar verbunden. 7 shows an alternative construction for providing the relative moment between the tool sections 103 . 104 a tool 102 , In particular shows 7 an opening sequence for the tool after a molding process for a workpiece W. According to the first embodiment, the lower tool portion 104 on a support surface 9 through a supporting base 10 supported. At the supporting base 10 is also a frame 172 attached, the three hydraulic cylinders 161 . 162 . 163 carries that are used to the tool 102 to open and close. A first lifting cylinder 161 is at its rear end, that with 164 is designated, fixed to the frame 172 connected. The rod end of the first cylinder 161 is with a first side of the upper tool section 103 by a conventional joint, such as with 165 marked, pivotally connected.
Ein
zweiter Hebezylinder 162 ist ebenfalls fest mit dem Rahmen 162 an
dessen rückseitigen Ende
verbunden, wie mit 166 bezeichnet. Das Stangenende des
zweiten Hebezylinders 162 trägt eine Hebeplatte 167 an
seinem Stangenende. Die Hebeplatte 167 berührt einen Hebeträger 168 auf
der gegenüberliegenden,
zweiten Seite des unteren Werkzeugabschnitts 103 während der
Anfangsphase der Hebebewegung, jedoch ist sie nicht damit verbunden.
Schließlich
ist ein dritter Zylinder 163 mit seinem rückseitigen
Ende gelenkig in einer Zylinderbefestigung 170 an dem Rahmen 172 abgestützt, wie
mit 169 bezeichnet. An dessen Stangenende und an einer
aufwärts
zu dem Drehgelenk 165 des ersten Zylinders 161 beabstandeten
Position ist der dritte Zylinder 163, ebenfalls durch ein
herkömmliches
Gelenk 171, gelenkig mit dem oberen Werkzeugabschnitt 103 verbunden.A second lifting cylinder 162 is also stuck to the frame 162 connected to its rear end, as with 166 designated. The rod end of the second lifting cylinder 162 carries a lifting plate 167 at the end of his pole. The lifting plate 167 touches a lift carrier 168 on the opposite, second side of the lower tool section 103 during the initial phase of the lifting movement, however, it is not associated with it. Finally, there is a third cylinder 163 with its rear end hinged in a cylinder mount 170 on the frame 172 supported, as with 169 designated. At the end of the rod and at the top of the hinge 165 of the first cylinder 161 spaced position is the third cylinder 163 , also by a conventional joint 171 , hinged to the upper tool section 103 connected.
Auf
der linken Seite in 7 ist das Werkzeug in einer
Position dargestellt, in der der obere Werkzeugabschnitt 103 auf
dem unteren Werkzeugabschnitt 104 in einer Trennebene P
aufliegt, wie nach einem Formzyklus. In dieser Position werden die
ersten und zweiten Hebezylinder 161, 162 aktiviert,
um den oberen Werkzeugabschnitt 103 gerade nach oben von
dem unteren Werkzeugabschnitt 104 anzuheben, wie dies in
der mittleren Zeichnung der 7 dargestellt
ist. Während
dieser Sequenz ist der dritte Zylinder 163 vollständig entlastet,
so dass dessen Stange wegen des Anhebens des oberen Werkzeugabschnitts 103 ausgefahren
wird. Als nächstes
wird die Stange des dritten Zylinders 163 zurückgezogen.
Dadurch wird der obere Werkzeugabschnitt 103 in einer Richtung
entgegen dem Uhrzeigersinn um ein durch den Gelenkpunkt 165 gebildetes
Gelenk geschwungen, in eine vollständig geöffnete Position, die auf der
rechten Seite der 7 dargestellt ist. Die Steuerung
des Zylinders in umgekehrter Sequenz führt die Absenkung des oberen Werkzeugabschnitts 103 hinunter
auf den unteren Werkzeugabschnitt 104 aus. Die in 7 dargestellte
Hebeanordnung bietet einen exzellenten Zugriff auf das Werkzeug 102,
da sie den Raum oberhalb des Werkzeugs vollständig frei lässt für die Beladungs-, Entladungs-
und Wartungsarbeiten an dem geöffneten
Werkzeug, dies trifft umso mehr zu, wenn sie mit den Rädern 10a und
den Schienen 10b (dargestellt in der mittleren Zeichnung
der 7) gemäß der modifizierten
Alternative der ersten Ausführungsform
kombiniert wird, so dass der untere Werkzeugabschnitt 104 aus
der Schließposition
zum Laden und Entladen herausgerollt werden kann. Die Schließkraftbetätigungseinheit
wurde in der Darstellung nach 7 ausgeschlossen.
Die Ausführungsform
des Werkzeugs 102 benötigt
jedoch eine modifizierte Variante der Schließkraftbetätigungseinheit, da die Schwingbewegung
des oberen Werkzeugabschnitts 103 die Stellgliedstangen
der ersten Ausführungsform
der Schließkraftbetätigungseinheit 30 gemäß 1A – C und 2 störend beeinflussen
würde. 12 zeigt
jedoch eine solch modifizierte Schließkraftbetätigungseinheit, wie weiter
unten beschrieben werden wird.On the left in 7 the tool is shown in a position in which the upper tool section 103 on the lower tool section 104 rests in a parting plane P, as after a molding cycle. In this position, the first and second lifting cylinders 161 . 162 activated to the upper tool section 103 straight up from the lower tool section 104 raise as in the middle drawing of the 7 is shown. During this sequence, the third cylinder is 163 completely relieved, so that its rod because of the lifting of the upper tool section 103 is extended. Next is the rod of the third cylinder 163 withdrawn. This will be the upper tool section 103 in a counterclockwise direction about one through the hinge point 165 formed joint swinging, in a fully open position, on the right side of the 7 is shown. The control of the cylinder in reverse sequence leads to the lowering of the upper tool section 103 down to the lower tool section 104 out. In the 7 illustrated lifting arrangement provides excellent access to the tool 102 since it leaves the space above the tool completely free for loading, unloading and maintenance on the opened tool, this is even more true when using the wheels 10a and the rails 10b (shown in the middle drawing of the 7 ) is combined according to the modified alternative of the first embodiment, so that the lower tool portion 104 from the closed position for loading and unloading can be rolled out. The closing force actuating unit has been shown in the illustration 7 locked out. The embodiment of the tool 102 However, requires a modified variant of the closing force actuation unit, since the oscillating movement of the upper tool section 103 the actuator rods of the first embodiment of the closing force operation unit 30 according to 1A - C and 2 disturbing. 12 however, shows such a modified closing force actuating unit, as will be described below.
8 und 9 zeigen
eine weitere Anwendung der Prinzipien der Erfindung auf eine Hydroformvorrichtung
in einer besonderen modularen Anordnung, geeignet zur Formung langer
Werkstücke W,
die eine Gestalt mit mehreren, relativ großen Biegungen in zwei Ebenen
aufweisen. Diese Ausführungsform
zeigt die Vielseitigkeit, die für
eine Hydroformanordnung erreicht werden kann, in der Werkzeuganordnungen 201 gemäß der Erfindung
verwendet werden. Werkzeuge 202A–C von verschiedener Länge werden
in einer durchgehenden Anordnungsbeziehung bereitgestellt. Die individuellen
Werkzeuge 200A–C sind
identisch mit dem in 1A, 1B und 1C dargestellten,
nur kürzer,
Werkzeuge 202B–C,
und/oder sind ausgestattet mit geneigten Stirnflächen, um die Biegungen des
Werkstücks
B in einer oder beiden der zwei Ebenen aufzunehmen. Wie in 8 dargestellt
haben die Schließkraftbetätigungseinheiten 230A, 230B zumindest
ein Paar von Klemmen 231A, 231B und zumindest
zwei Stellglieder 240A, 240B sind für jede Werkzeuganordnung 202A–C der
Anlage vorgesehen. Die Schließkraftbetätigungseinheiten,
Klammern und Stellglieder sind nur schematisch dargestellt, jedoch
wird in diesem Falls jede Klemme von nur einem Stellglied getragen, welches
mit dem Grundabschnitt der Klemme verbunden ist. Eine solche Konfiguration
ist nur geeignet für
Anwendungen mit moderaten inneren Werkzeugdrücken, wie oben beschrieben.
In anderen Anwendungen können
die Schließkraftbetätigungseinheiten und
Stellglieder vorzugsweise mit denen der ersten Ausführungsform übereinstimmen,
mit der Ausnahme, dass Schließkraftbetätigungseinheiten 230B und Stellglieder 240B geringerer
Größe bereitgestellt werden
für die
kürzere
Werkzeuganordnungen 202B–C. 8 ist
eine schematische Draufsicht der Hydroformvorrichtung, wobei 9 eine
entsprechende Seitenansicht zeigt, jedoch mit entfernten Stellgliedern,
um die Biegungen in der zweiten Ebene darzustellen. 8th and 9 show a further application of the principles of the invention to a hydro molding device in a special modular arrangement, suitable for forming long workpieces W, which have a shape with a plurality of relatively large bends in two planes. This embodiment demonstrates the versatility that can be achieved for a hydroforming assembly in the tooling assemblies 201 be used according to the invention. Tools 202A-C of various lengths are provided in a continuous arrangement relationship. The individual tools 200A-C are identical to the one in 1A . 1B and 1C shown, only shorter, tools 202B-C , and / or are provided with inclined faces to receive the bends of the workpiece B in one or both of the two planes. As in 8th have shown the closing force actuation units 230A . 230B at least a pair of clamps 231A . 231B and at least two actuators 240A . 240B are for every tool arrangement 202A-C the plant provided. The closing force actuators, clamps and actuators are shown only schematically, but in this case each clamp is carried by only one actuator which is connected to the base portion of the clamp. Such a configuration is only suitable for moderate internal tool pressure applications as described above. In other applications, the closing force actuation units and actuators may preferably be the same as those of the first embodiment, except that the closing force actuation units 230B and actuators 240B lesser size are provided for the shorter tooling arrangements 202B-C , 8th is a schematic plan view of the hydroforming device, wherein 9 shows a corresponding side view, but with remote actuators to represent the bends in the second plane.
10 zeigt
eine weitere Ausführungsform eines
als ein Biegeformgebungswerkzeug entworfenes Werkzeugs 302 zur
Verwendung mit der Erfindung. In einem Biegeformgebungswerkzeug 302 nimmt
der untere Werkzeugabschnitt 304 ein Formwerkzeug 315 auf,
dessen innere Wände
der Form des fertig gestellten Werkstücks entsprechen und den Hohlraum
C bilden. Der obere Werkzeugabschnitt 303 hat einen durch
eine Gummimembran 300 nach unten verschlossen Druckflüssigkeitshohlraum 314,
wobei die Membran im Wesentlichen in der Trennebene P des geschlossenen
Werkzeugs 302 liegt. Ein Rohling B in Form einer Metallplatte wird
auf den unteren Werkzeugabschnitt 304 platziert, der obere
Werkzeugabschnitt 303 mit der Membran 300 wird
nach untern auf den unteren Werkzeugabschnitt 304 abgesenkt
und Stellglieder (nicht dargestellt) werden aktiviert, um ihre zugehörigen Verschlussklemmen 31A in
die Verschlussposition zu bewegen. Entsprechend der vorhergehenden
Ausführungsform
werden die Werkzeugklemmflächen 32 und 33 mit
korrespondieren Flächen 321 und 323 auf den
oberen und unteren Werkzeugabschnitte 303, 304 in
Eingriff gebracht. Dann wird mit Druck beaufschlagtes Fluid in einer
Art und Weise in den Druckflüssigkeitshohlraum 314 eingeleitet,
die nicht gesondert dargestellt ist, die jedoch im Stand der Technik wohl
bekannt ist. Durch die Gummimembran 300 zwingt das unter
Druck stehende Fluid den Rohling B in das Formwerkzeug 315,
um seine endgültige
Form anzunehmen, wie dies üblich
ist. 10 shows another embodiment of a designed as a bending forming tool tool 302 for use with the invention. In a bending forming tool 302 takes the lower tool section 304 a mold 315 whose inner walls correspond to the shape of the finished workpiece and form the cavity C. The upper tool section 303 has a through a rubber membrane 300 closed down pressure fluid cavity 314 , wherein the membrane substantially in the parting plane P of the closed tool 302 lies. A blank B in the form of a metal plate is placed on the lower tool section 304 placed, the upper tool section 303 with the membrane 300 is down on the lower tool section 304 lowered and actuators (not shown) are activated to their associated closure clips 31A to move into the closed position. According to the previous embodiment, the tool clamping surfaces 32 and 33 with corresponding surfaces 321 and 323 on the upper and lower tool sections 303 . 304 engaged. Then, pressurized fluid is introduced into the pressure fluid cavity in a manner 314 which is not shown separately, but which is well known in the art. Through the rubber membrane 300 forces the pressurized fluid blank B into the mold 315 to take on its final form, as is usual.
11 zeigt
eine weiterentwickelte Ausführungsform
einer Stellgliedwerkzeugklemme 531A. In dieser Ausführungsform
besteht die Werkzeugklemme aus einer Vielzahl, in deren dargestellten
Ausführungsform 5,
von parallelen Platten 551, die aneinander befestigt sind,
in einer Anordnung Seite an Seite. Dies resultiert in einer sehr
starke und abnutzungsresistente Klemme 531A, insbesondere
in Kombination mit den in 5 und 6 dargestellten
Einlagen. In der gezeichneten Fig. ist ebenfalls schematisch dargestellt,
wie die Klemmenbefestigungen 542A, 543A an der
eigentlichen Klemme 531A gesichert sind. Zwei Ausschnitte 537 sind
in jeder der oberen und unteren, äußeren Flächen der Klemme eingeformt und
mit Abstand zueinander angeordnet, so dass ein erhöhter Abschnitt 538 dazwischen
verbleibt. Die Halterungen 542A, 542B werden in
komplementärer Form
bereitgestellt und an der Klemme befestigt mittels Bolzen (nicht
dargestellt), eingefügt
in in den Halterungen und in der Klemme schematisch dargestellte
Bohrungen 538A. 11 shows a further developed embodiment of an actuator tool clamp 531A , In this embodiment, the tool clamp consists of a plurality, in its illustrated embodiment 5 , from parallel plates 551 , which are attached to each other, in an arrangement side by side. This results in a very strong and wear-resistant clamp 531A , especially in combination with the in 5 and 6 illustrated deposits. In the drawn Fig. Is also shown schematically how the clamp fasteners 542A . 543A at the actual terminal 531A are secured. Two sections 537 are formed in each of the upper and lower outer surfaces of the clamp and spaced from each other so that a raised portion 538 remains in between. The brackets 542A . 542B are provided in complementary form and secured to the clamp by means of bolts (not shown) inserted in holes shown schematically in the brackets and in the clamp 538A ,
Schließlich zeigt 12 eine
weitere Ausführungsform
einer Werkzeuganordnung 401 der Erfindung, insbesondere
geeignet für
Anwendungen, in denen ein freier Raum oberhalb und unterhalb des Werkzeugs 2 bereitgestellt
werden muss, wie beispielsweise bei dem in 7 dargestellten
Werkzeughebeequipment. In diesem Fall umfasst die Schließkraftbetätigungseinheit 430 vier
Stellglieder 440 für
das Klemmenpaar 431A, 431B. Mit anderen Worten
wird die Schließkraft
CF mittels zweier Stellglieder 440 separat auf jede Klemme 431A oder 431B eines
Paares aufgebracht. Bei dieser Ausführungsform werden die Stellglieder 440 getrennt
von den Klemmen gestützt
und tragen die Klemmen an den freien Enden ihrer Kolbenstangen 441 durch
die Klemmenbefestigungen 442A–B, 443A–B.Finally shows 12 another embodiment of a tool assembly 401 of the invention, in particular suitable for applications in which a free space above and below the tool 2 must be provided, such as in the 7 illustrated tool lifting equipment. In this case, the closing force operation unit includes 430 four actuators 440 for the terminal pair 431A . 431B , In other words, the closing force CF by means of two actuators 440 separately on each clamp 431A or 431B a couple applied. In this embodiment, the actuators 440 are supported separately from the clamps and carry the clamps at the free ends of their piston rods 441 through the clamp fasteners 442A-B . 443A-B ,
Obwohl
die Erfindung hier mit besonderem Bezug zu Hydroformanwendungen
beschrieben wurde, soll hervorgehoben werden, dass die Erfindung
in ihrem Grundumfang jede Anwendung einschließt, bei der ein hoher innerer
Druck zwischen Formwerkzeughälften
angewendet wird, wie beispielsweise beim Spritzgießen, wo
Werkzeugformabschnitte in zumindest einem Werkzeugabschnitt zur
Aufnahme unter Druck stehenden Materials, welches zu einem Gegenstand
geformt werden soll, vorgesehen sind.Even though
the invention here with particular reference to hydroforming applications
should be emphasized that the invention
in its basic scope includes every application in which a high internal
Pressure between mold halves
is applied, such as in injection molding, where
Tool mold sections in at least one tool section for
Recording pressurized material, which becomes an object
are to be formed, are provided.
Fachleute
werden verstehen, dass verschiedene andere Modifikationen und Änderungen
an der vorliegenden Erfindung gemacht werden können, ohne den Bereich dieser
zu verlassen, der durch die angefügten Ansprüche definiert ist.professionals
will understand that various other modifications and changes
can be made to the present invention, without the scope of this
to leave, which is defined by the appended claims.