SE537946C2 - Slagenhet och metod vid materialbearbetning med utnyttjandeav hög kinetisk energi - Google Patents

Abstract

SAMMANDRAG Foreliggande uppfinning avser en metod vid materialbearbetning med utnyttjande av hog kinetisk energi, omfattande en kolv (2) som drivs fran en startposition av ett hydrauliskt systemtryck (pS) medelst en drivkammare (11), i syfte att medelst ett enda slag overfora hog kinetisk energi till ett amne/verktyg (4) som ska bearbetas, varefter en aterstuds av kolven (2) riskerar uppsfa, och metoden innefattar att en &Ord vidtages i anslutning till namnda genomforda slag, vilken afgard fOrhindrar att namnda kolv (2) utfor en aterstuds med vasentligt innehall av kinetisk energi, i syfte att undvika negativa effekter till foljd av aterstuds, varefter kolven (2) aterfors till namnda startposition 11:1 medelst en andra kammare (10) varvid namnda afgard omfattar att ett ventilorgan (5) stanger av den drivande forbindelsen mellan systemtrycket (pS) och kolven (2), varvid namnda atgard omfattar att namnda ventilorgan (5) styrs av en hela slagforloppet styrande pilotventil (7) och att namnda andra kammare (10) under hela slagforloppet trycksatts med systemtrycket (pS).

Description

SLAGENHET OCH METOD VID MATERIALBEARBETNING MED UTNYTTJANDE AV HOG KINETISK ENERGI TEKNISKT OMRADE FOreliggande uppfinning avser en slagenhet far metod vid materialbearbetning med utnyttjande av hog kinetisk energi innefattande en kolv for overforing av hog kinetisk energi till ett amne/verktyg som skall bearbetas, en drivkammare kopplad till ett systemtryck anordnade att driva namnda kolv, ett ventilarrangemang anordnat att styra flodet till namnda drivkammare samt ett styrsystem for reglering av namnda ventilarrangemang, varvid namnda styrsystem, direkt eller indirekt, är anslutet till en sensor medelst vilken namnda ventilarrangemang styrs i anslutning till ett fOrsta slag av namnda kolv sà att kraften pa kolven reduceras eller frankopplas varigenom ett ytterligare efterfoljande slag med vasentligt innehall av kinetisk energi forhindras samt en metod dar en atgard vidtages i anslutning till namnda genomforda slag, vilken kgard forhindrar att namnda kolv utfor en aterstuds med vasentligt innehall av kinetisk energi, i syfte att undvika negativa effekter till foljd av aterstuds.

TEKNIKENS STANDPUNKT Vid hoghastighetsbearbetning utnyttjas hog kinetisk energi for formning ochleller bearbetning av en materialkropp. I samband med hoghastighetsbearbetning anvands slagpressmaskiner dar presskolven har en vasentligt hogre kinetisk energi an vid konventionell bearbetning. Presskolven har ofta en hastighet som är ca 100 ganger hOgre eller mer an i konventionella pressar, for att utfOra kapning och stansning, formning av metallkomponenter, pulverkompaktering samt liknande operationer. mom hoghastighetsbearbetning finns det ett antal olika principer for att astadkomma de hoga kinetiska energier som kravs far att uppnâ de fordelar tekniken medfor. Ett stort antal olika maskiner och metoder som accelererar en slagkropp liar utvecklats, t.ex. som visas i WO 9700751. Gemensamt for alla dessa maskiner, oavsett om de for accelerationen brukat tuft, olja, fiddrar, luftbransleblandningar, sprangmedel eller elektromagnetisk, liar varit att man i princip utlost en okontrollerad process som resulterat i att slagkroppen accelererats mot ett verktyg och att man darefter pa nagot vis fort slagkroppen i retur efter en viss tid. Vidare galler att den accelererande kraften fortsatt att verka pa slagkroppen efter den forsta stoten, vilket left till att flera, efter den forsta stoten foljande stotar upptratt. Dessa ytterligare stotar, efterslag, är oonskade och oftast direkt skadliga. Aven i det fall da ett formningsverktyg anvands, t.ex. vid formning av 1 monstrade plattor, är det av yttersta vikt att formningsverktyget inte kommer i kontakt med amnet tva eller fler ganger da det riskerar att plattans toleranser inte innefattas.

Det har saledes identifierats att det i princip undantagslost är en nackdel att utsatta det arbetsstycke man avser att bearbeta i en hoghastighetsprocess for mer an en stot. Detta oavsett om det ror sig om kapning, stansning, homogenformning eller pulverkompaktering. När det galler kapning kan den eller de extra, onodiga stotarna resultera i overdrivet verktygsslitage och oonskade grader. Vid stansning kan smetning, svetsning, grader och verktygsslitage uppkomma. Vid homogenformning firms risken att oonskade materialforandringar uppstar, stansar kan spricka och amnet klams fast onodigt hart i matrisen vilket resulterar i att utpressningskraften akar med matrisslitage som foljd. Vid pulverkompaktering med sproda material sasom keramer, hardmetaller eller dylikt kan en andra stot sla sander den sammanhangande kropp man lyckats skapa i forsta stoten. Vid pulverkompaktering av mjuka pulver som exempelvis koppar eller jam fortsatter visserligen densiteten att Oka om man slar fler ganger, men amnet pressas allt hardare fast i matrisen med okat antal stotar, vilket resulterar i oonskat slitage. En trolig anledning till att detta problem tidigare inte fokuserat torde vara att dessa forlopp är mycket snabba och i manga fall heft enkelt inte kunnat observeras, varfor de skadliga verkningarna av efterslaget framstatt som oforklarliga. Darutover gäller att de enormt korta svarstider som kravs for att Ora det majligt att avbryta accelerationen av slagkroppen efter den forsta stoten, innebar en komplikation i sig. Om man accelererar slagkroppen med nagon gas har det varit i princip tekniskt omojligt att sanka trycket i drivkammaren under den korta tid som forloper mellan den forsta och den andra stoten (typiskt mellan tva och femtio millisekunder). Med hydraulik är det tekniskt mojligt, men de allra fiesta ventiler som finns pa marknaden har for lang omstallningstid for att kunna nyttjas vid de korta omstallningstider som kan kravas, ofta en omstallning inom tjugo millisekunder. När det gaffer fjadermaskiner är det ganska uppenbart att det är lite besvarligt att utforma en mekanisk anordning som slackar pa fjaderforspanningen inom ett fatal millisekunder. Som indikeras ovan har de fiesta kanda hydrauliska hoghastighetsmaskinema varit utrustade med ventilmekanismer som inte later sig stallas om tillrackligt fort for att hejda den framrusande oljan och darmed tryckuppbyggnaden i kolvens drivkammare. Anledningen till detta är att hydraulventiler for hoga floden (3001000 liter per minut) normalt kraver relativt langa omstallningstider. Detta beror i sin tur pa att ventilkroppen heft enkelt maste rora sig en relativt lang stracka for att en tillräckligt stor oppningsarea ska bildas for att oljan ska kunna passera igenom den utan alltfor stora tryckfall. 2 KURT BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN Det är ett andamal med foreliggande uppfinning att eliminera eller atminstone minimera ovan namnda problem, vilket astadkommes genom metod och slagenhet enligt patentkrav 1, 5 och 12.

Tack vare uppfinningen erbjuds en metod samt anordning vilka vid hoghastighetsberbetning kan utforas pa ett vis som ger hogre kvalite an vad som tidigare varit kant.

Enligt en aspekt for uppfinningen är det en stor fordel att sa fort som mojligt kunna andra flOdet och darmed trycket i drivkammaren for att kunna reglera kolven till utgangslage for nasta slag. Basta losning erhalls med korta vagar och Mgt flode. Optimerad dimensionering av tankledningssystem och tankackumulatorer ger snabb och effektiv trycksankning och retur av kolv dvs kolven kan "fangas" utan att dubbelslag/dubbelstuds erhalls.

Enligt en annan aspekt for uppfinningen nyttjas en eller flera on-off ventiler, foretradesvis fungerande enligt principen for cartridgeventiler for att styra slagforloppet vilket kan ge fordelen att det ger en lag kostnad jamfort med andra alternativ och alien fordelen att den tinker snabb omstallningstid vid stora Widen.

Enligt annu en aspekt for uppfinningen nyttjas en eller flera returventiler vilket ger ffirdelar som att drivkammare tams fortare och avlastar Ovriga ventiler.

Enligt ytterligare en aspekt for uppfinningen sâ nyttjas atminstone en ackumulator, foretradesvis sk. high flow ackumulator, som är anordnad vid returventilen eller returventilerna, kopplad till en tank vilket ger fordelar som minskade tryckspikar i systemet och snabbare tomning av drivkammare.

Enligt annu en aspekt for uppfinningen är ett pilottryck, som lampligen är hogre an ett systemtryck, kopplat till pilotventilen vilket ger en snabbare stangning av onoff/cartridgeventilen som medfor en snabbare tomning av drivkammaren och som aven sakerstaller att on-off/cartridgeventilen halls stangd forutom vid slag. 3 Enligt en aspekt for uppfinningen sâ vidtages en &Ord i samband med slag vid formning av monstrade plattor, vilken atgard forhindrar att formningsverktyget kommer i kontakt med amnet som ska formas mer an en gang.

Enligt en annan aspekt for uppfinningen sâ omfattar dtgarden att en vdldefinierad hallkraft pressar ett Ovre verktygselementet mot amnet som ska formas, innan slag sker, med en sadan kraft att det ovre verktygselementet inte tillâts studsa upp efter slag vilket forhindrar skadliga aterstudsar pa amnet.

Enligt annu en aspekt for uppfinningen sâ omfattar dtgarden att luft biases in mellan det ovre verktygselementet och amnet efter slag, vilken luft bildar en luftkudde som gOr att det Ovre verktygselementet inte ndr amnet vid en aterstuds och darmed forhindrar att skador uppstar pa amnet.

Enligt ytterligare en aspekt for uppfinningen sA omfattar dtgarden att dampande/fiddrande element är anordnade i anslutning till det Ovre verktygselementet samt att elementen utovar en fidderkraft, upp mot det ovre verktygselementet, som är tillrackiigt stor for att forhindra att det ovre verktygselementet nar amnet vid aterstuds.

KURT FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer i det faljande att beskrivas i mer detalj med hanvisning till de bifogade ritningsfigurema, i vilka: Fig. 1visar principema for en slagenhet enligt uppfinningen, Fig. 2-visar slagenhetens fyra olika arbetscykler, Fig. 6visar en verktygslosning enligt uppfinningen, Fig. 7visar en altemativ verktygslosning enligt uppfinningen, Fig. 8visar annu en alternativ verktygslosning enligt uppfinningen, Fig. 9visar ett diagram Over slagforloppet, och Fig. visar ett diagram Over slagforloppet far ett verkligt slag.

DETALJERAD FIGURBESKRIVNING I Fig. 1 visas eft principiellt hydraulschema for en slagenhet S i eft foredraget utforande enligt uppfinningen, ddr korsande ledningar utan punkt ej är i kommunikation. I figuren ses en slagenhet S innefattande ett cylinderhus 1 som inrymmer en genomgdende arbetskolv 2. Kolven 2 är foretradesvis lagrad i sina bada andar med en forsta lagring 20 och en andra lagring 21. Det finns dven en tredje lagring 22 pd kolvens 2 mitt vilken 4 medfor att det bildas tva kamrar, en drivkammare 11 och en andra kammare 10. Kolven 2 är amnad att overfora hog kinetisk energi till ett amne/verktyg 4 for hOghastighetsbearbetning. Drivkammaren 11 är ansluten till ett ventilorgan 5, en tryckstyrd on/off-ventil, foretradesvis en cartridgeventil, via en forsta ledning Ll.

Cartridgeventilen 5 är via en ledning L3 ansluten till ett pilottryck pP, via en ventil, foretradesvis via en pilotventil 7. Med pilotventil skall forstas flagon form av ventil som uppfyller funktionaliteten att styra on-off/cartridgeventilen 5, vilket foretradesvis innefattar en flervagsventil som medelst ett relativt litet hydraulflode snabbt kan styra om en on/off ventil for ett stone Wide. Cartridgeventilen 5 är vidare via en ledning L2 ansluten till ett systemtryck pS. Cartridgeventilen 5 är aven kopplad till en tryckackumulator 5' for att uppna snabb tryckokning i drivkammaren 11 vid acceleration. Aven pilotventilen 7 är kopplad till en tryckackumulator 7' som medverkar till snabbare tomning av drivkammaren 11. Den andra kammaren 10 är ansluten till ett systemtryck pS via en ledning L2. Schemat innefattar aven ett styrsystem 9, en sensor 6, en servoventil 90 och en returventil 91. Returventilen 91 är kopplad till en tankackumulator 91' for att bidra till snabbare tomning vid trycksankning De tre ovan namnda lagringarna 20, 21, 22 har foretradesvis inbordes olika diametrar vilket medfor att kolvens 2 effektiva areor i drivkammaren 11 respektive andra kammaren 10 skiljer sig at. Kolvens 2 effektiva area Akolvo i drivkammaren 11 som oljan verkar pa är stone an kolvens 2 effektiva area Akolvu i den andra kammaren 10. I den andra kammaren 10 finns det foretradesvis alltid ett systemtryck pS. Drivkammarens 11 tryck pA kan vara betydligt lagre an systemtrycket pS for att hâlla kolven 2 i jamvikt. FOljande samband galler for att halla kolven 2 i jamvikt, dar Mkolv är kolvens 2 massa och g är tyngdaccelerationen: pAx Akolvo MkolvXg — pS >< Akolvu For att sakert och snabbt kunna manovrera cartridgeventilen 5 anvands forertradesvis ett pilottryck pP som är stone an systemtrycket pS.

Slagenhetens S arbetscykel kan delas in i fyra delar: Positionering, Acceleration, Traff och Returrorelse. For att symbolisera vilka tryck som ar i olika ledningar i figur 2,3 och 5 i de olika fallen sâ symboliseras trycken enligt foljande: pP=----, pS=, pregier=xxxxx, och ptank=++++++, varvid foretradesvis galler att pP > pS > Pregler> I figur 2 visas steget positionering dar styrsystemet 9 hailer kolven 2 i ett pa forhand valt avstand fran amnet/verktyget 4 med hjalp av servoventilen 90. Kolvens 2 aktuella position mats med hjalp av sensorn 6 och med hjalp av en reglerfunktion reglerar styrsystemet 9 kolven 2 till den valda positionen med hjalp av servoventilen 90, genom att justera trycket moo.- i ledningen Ll. Om kolven 2 är for langt fran amnet/verktyget 4 sa. 'Ras trycket Pregler och armed flyttas kolven 2 narmare verktyget. Om kolven 2 är for nara amnet/verktyget 4 sà minskas trycket Pregler och damned okas avstandet till verktyget. Nar kolven 2 är i det pa forhand valda avstandet halls den i jamvikt enligt jamnviktsvillkoret ovan. Trycket pX är det tryck som rader i ledning L3 och som verkar 10 pa cartridgekaglans manoverarea Ax. Pilotventilen 7 är stand max negativt oppen (P 4 B) sâ att pX=pP och darmed halls cartridgeventilen 5 stangd. Detta sakrar att det inte kommer in systemtryck pS till drivkammaren 11. Returventilen 91 är stangd och stand i mittlage under positioneringen.

I figur 3 visas steget acceleration dar reglerfunktionen inaktiveras, varvid servoventilen 90 stalls i mittlage samtidigt som pilotventilen 7 oppnar (nagot) positivt (BT) sâ att cartridgekaglans manoverarea Ax kopplas samman med tank 8. Da kommer trycket pX att falla och cartridgeventilen 5 Oppnas, eftersom trycket pa andra sidan av kaglan är stone, vilket medfor att en momentan anslutning till systemtrycket pS i drivkammaren 11 erhalls. Med systemtryck pS alien i drivkammaren 11 erhalls en resulterande nedatriktad kraft da: pS x Akoho + mkoh, xg > pS x Akoiv. vilket medfor att kolven 2 snabbt accelererar neddt, oftast med en resulterande hastighet av val over 10 m/s, inte sallan over 12 m/s. Cartridegventilen 5 kopplar alltsa samman systemtrycket pS med den forsta ledningen Li sâ att drivkammaren 11 trycksatts. Tack vare att cartridgeventilen 5 är ansluten till tryckackumulatorn 5' uppnas en snabb tryckokning i drivkammaren 11.

Returventilen 91 är stangd och stand i mittlage under accelerationen.

Figur 4 visar steget träff. Kolven 2 traffar amnet/verktyget 4 som ska bearbetas och far genom sin egen och amnets/verktygets elasticitet en viss returrorelse/studs. Da kolven 2 har en approximativt konstant acceleration, tills den traffar amnet/verktyget 4, beror traffhastigheten pa avstandet till amnet/verktyget 4 vid positioneringen innan accelerationsfasen. 6 I figur 5 visas steget for returriirelsen. Efter traffen ska trycket pA i drivammaren 11 sankas snabbt sa att kolven 2 inte tvingas ned igen och riskerar att Ora en andra traff. Pilotventilen 7 stalls till negativt Oppen sa att cartridgekaglans manOverarea Ax erhaller trycket pP och ror sig mot stangt ldge. Returventilen 91 stalls till positivt max sa att drivkammaren 11 kopplas samman med tanken 8, varvid systemtrycket pS i andra kammaren 10 driver kolven 2 bort fran amnet/verktyget 4. (Kan i detta fall istallet oppna till negativt max, som ger samma funktion eftersom portarna P och T är sammankopplade och portarna A och B är sammankopplade). Reglerfunktionen aktiveras vilket medfOr att servoventilen 90 oppnas negativt (A T) for att minska trycket i drivkammaren 11 och styra kolven 2 till den bestamda startpositionen enligt steget positionering. Startpositionen behover inte vara densamma fran slag till slag utan kan variera. Med hjalp av sensorn 6 som är i kommunikation med styrsystemet 9 kan kolvens 2 position avkannas och efter viss tid eller forutbestdmt lage hos kolven 2 ges signal till styrsystemet 9 som paverkar de olika ventilerna som beskrivs ovan. Bade pilotventilen 7 och returventilen 91 är alltsa anslutna till ackumulatorer 7', 91' vilka medverkar till en snabbare tomning av drivkammaren 11.

Det är mycket fOrdelaktigt att sa fort som mOjligt tomma drivkammaren 11 fOr att kunna reglera kolven 2 till utgangsldge for nasta slag. Tack vare designen beskriven ovan fds en losning med korta A/agar och Mgt flode, en optimerad dimensionering av tankledningssystemet och tankackumulatorer, vilket ger en snabb och effektiv trycksankning och retur av kolv 2 dvs kolven 2 kan "fangas" utan att dubbelslag/dubbelstuds erhalls. En tankackumulator av typen "high flow" (vanligen utrustad med tallriksventil) är att fOredra, i syfte att kunna hantera stora/snabba flOden, foretradesvis minimum 900 Fmin, mer foredraget minimum 1000 1/min. Ldmpligen anpassas ackumulatorn (eller flera) sa att risken for att den/de gar i bott undviks, dvs. dimensioneringen bar ske sa att viss reservvolym aterstar aven vid maxbehov.

Reglering av kolvposition fore slag sker med hjdlp av en servo funktion i enlighet med vad som beskrivs ovan. Styrsystemet 9 ger en dynamisk styrning av servoventilen 90 och pilotventilen 7 vilken paverkar cartridgeventilen 5 for slag, genom att dynamiskt rdkna ut tidsstyrningen utifran slagenhetens modell, stracka-tid-funktion, vald slagldngd etc. Utdata fran berakningen ger en tid for hur rang tid det tar for kolven 2 att na en slaghatt 41 och den anvands darefter som indata for att stanga ventilerna. Val av parametrar for regleralgoritmen anpassas till respektive slagenhet S. Den kan med fordel vara adaptiv efter att utgangsparametrarna har beraknats. Det handlar om extremt snabba forlopp, vilket ger en noggrannhet i styrning pa tiondelar av en millisekund. 7 Tryckackumulatoremas funktion är alltsa framst att sakerstalla att det finns tillräckligt med olja under snabba forlopp. Utan tryckackumulatorerna hade en mycket stone pump behovts for att kunna tillgodose de stora flodena som blir under kort tid.

Tankackumulatorema avlastar systemet genom att tillfälligt kunna fyllas med olja dâ drivkammaren ska tOmmas. Det skulle aven ta mycket langre tid innan trycket minskades pga att oljan dâ maste tommas till tank 8 genom tankledningar med nackdelen att forutom den langa vagen sâ finns alltid ett visst motstand i slangar.

I figur 9 visas ett diagram over ndr de olika arbetscyklerna sker vid ett slagforlopp. Pa diagrammets X-axel visas tiden i ms och pa diagrammets Y-axel visas slagkroppens ldge i mm. Den heldragna linjen visar ett slag som genomfors enligt uppfinningen medan den streckade linjen visar hur ett konventionellt slag sker. Det framgar att de bada kurvoma foljs At under ett forsta tidsforlopp, dvs. exakt samma acceleration och rorelse astadkommes fran startposition TO till astadkommande av ett slag samt under en del av returrorelsen. Enligt konventionell metod uppstar harefter ett antal efterslag vilket kan ge oonskade konsekvenser. Enligt uppfinningen undviks detta genom att flodet snabbt andras i drivkammaren 11 och en snabb tomning kan ske. Vid TO borjar alltsâ accelerationen, vid Ti sker traff, vid T2 rangas kolven 2 och returrorelsen sker och vid T3 sker en ny positionering av kolven 2, enligt beskrivningen ovan.

I figur 10 visas ett diagram over ett verkligt slag da. kolven 2 har en massa pa 250 kg och stadets och verktygets massa är 12 ton. Pa diagrammets X-axel visas tiden i ms och pa diagrammets Y-axel visas kolvens lage i mm. Startposition är markt med To, dvs har borjar accelerationen, vid Ti sker traff vid T2 rangas kolven 2 och vid T3 sker en ny positionering av kolven 2, dvs en tid av 35 ms fran start (To) till uppfangning (T2) av kolven 2.

Beroende pa maskinstorlek och slagparametrar kan tiden mellan att accelerationen borjar (TO) till att kolven 2 är kontrollerad av styrsystemet igen (T2) vara i intervallet 2- 500 ms. Mer foredraget är tidsintervallet enligt foljande beroende pa kolvens 2 massa: -Kolvens massa är upp till 25 kg: Foredraget tidsintervall 2-50 ms, mer foredraget under 30 ms.

- Kolvens massa är 25-250 kg: Foredraget tidsintervall 4-150 ms, mer foredraget under 80 ms. 8 - Kolvens massa är over 250 kg: Foredraget tidsintervall 8-300 ms, mer foredraget under 150 ms.

Massan pa stad och verktyg är med fordel stone an kolvens 2 massa for att kolven 2 ska studsa vid traff. Det är aven mofligt att utova uppfinningen om massan pa stad och verktyg är lika med eller nagot mindre an kolvens 2 massa men det foregaende är vanligen att foredra. I figur 6 visas tvarsnittsvy av en verktygslosning 4 for att undvika dubbelstuds, enligt uppfinningen, sedd fran sidan. I figuren ses en verktygsuppsattning innefattande ett undre verktygselement 42, ett ovre verktygselement 40 samt en ovanpa det ovre verktygselementet anordnad slaghatt 41 dar verktygselementen 40, 42 är rorliga relativt varandra. Verktygselementen 40, 42 innefattar oftast en monstrad yta mot amnet som ska bearbetas men de kan aven vara slata. Materialet 400 som ska bearbetas är anordnat mellan det undre verktygselementet 42 och det ovre verktygselementet 40. Verktygsuppsattningen är anordnad i ett icke visat verktygshus som är anordnat pa ett fast eller rorligt stad. Beroende pa hur den fardiga produkten/plattan 400 ska se ut sâ innefattar oftast atminstone ett av verktygselementen 40, 42 gravyr 40A, 42A som är kongruent med ytan hos den fardiga produkten/monstrade plattan 400. Det undre verktygselementet 42 är foretradesvis stationart och utgOr en dyna medan det ovre verktygselementet 40 utgor en stans som slas mot dynan med amnet 400 som ska formas anordnat daremellan. I det fall som illustreras i figur 6 klams slaghatten 41 mot det Ovre verktyget 40 som i sin tur trycker pa amnet 400 med en valdefinierad hallkraft F (foretradesvis frail nagra ton och uppat beroende pa presskraften/energin som atgar vid formningsarbetet). Denna kraft F är sâ stor att verktyget inte tillâts studsa upp efter slag. Formningen av plattan 400 sker genom att verktygselementen 40, 42 slas mot varandra genom att kolven 2 med mycket hog kinetisk energi slas mot namnda slaghatt 41. Verktyget 40 och slaghatt 41 är lampligen klamda med fjaderkraft mot amnet 400. Det är aven mojligt att slaghatten 41 och det ovre verktygselementet 40 är en integrerad enhet vilket skulle Ora att behovet att hAlla dessa sammankopplade dâ skulle utga. Aven vid formning av monstrade plattor 400 är det fordelaktigt om ett formningsverktyg 4 inte kommer i kontakt med amnet tvâ eller fler ganger da det riskerar att plattans 400 toleranser inte innefattas.

I figur 7 visas ett alternativt utfOrande for att forhindra aterstuds mot amnet 400 som ska formas. I figuren ses delar av verktygshuset 43 som inrymmer en verktygshiss innefattande ett undre verktygselement 42, ett ovre verktygselement 40 samt en ovanpa det ovre verktygselementet anordnad slaghatt 41, dar verktygselementen ar rorliga relativt varandra. Verktygshissen klams med en valdefinierad hallkraft mot amnets 400 9 periferi och materialet/plattan 400 som ska formas är anordnat mellan verktygselementen 40, 42. Det ovre verktygselementet 40 innefattar i sin ovre del en pa vardera sida sig utat strackande list 47. Verktygshuset 43 är utformat med ett motsvarande halrum 46 for att listen 47 ska ha utrymme att rora sig nedat vid slag av slagkolv 2 pa slaghatten 41. Vid formning av plattan 400 slas en kolv 2 med mycket hog kinetisk energi mot namnda slaghatt 41. Det ovre verktygselementet 40 studsar upp efter slag och i utrymmet 48 som dâ bildas mellan det ovre verktygselementet 40 och plattan 400 biases luft, alternativt nagon annan gas, in (se pilar 44A, 45A) via kanaler 44, 45 i verktygshuset 43. Luften som biases in i utrymmet 48 bildar en luftkudde som forhindrar att det ovre verktygselementet 40 nar plattan 400 ndr det faller ner igen.

I figur 8 visas annu ett alternativt utforande av ett formningsverktyg 4 som är fordelaktigt att anvanda vid produktion av bockade plattor da materialet är sa tunt att om verktygslosningen 4 som beskrivs i figur 6 skulle anvandas hade materialet redan bearbetats fardigt av den palagda kraften F. I det visade exemplet är fOretradesvis ett dampande/fiddrande element anordnat i halrummet 46, mellan verktygshuset 43 och det ovre verktygselementets list 47. Elementet 49 utovar en fidderkraft uppat mot det ovre verktygselementets list 47, en fidderkraft som är tillrackligt liten fOr att formningen inte ska hindras (dock ger den motstand sa att lite mer formningsenergi kravs an om den inte funnits ddr). Vid formning av amnet 400 slas kolven 2 med mycket hog kinetisk energi mot namnda slaghatt 41. Efter formningen ndr kolven 2, slaghatten 41 och det ovre verktygselementet 40 har ldmnat amnet 400 är filderkraften tillräckligt stor for att forhindra att det ovre verktygselementet 40 nar amnet 400 igen.

Det inses att de olika utforingsformerna av verktygslosningar beskrivna i anslutning till figur 6-8 i sig kan bli foremal for avdelade ansokningar Uppfinningen begransas inte av vad som ovan beskrivits, utan kan varieras inom ramarna for de efterfoljande patentkraven. Det inses exempelvis aft det antal ventiler och ackumulatorer, samt storlek pa dessa, i de beskrivna exemplen kan variera, antal och storlek styrs av maskinens storlek. I texten beskrivs som exempel en cartridgeventil men det ska inses att awn andra snabba ventiler kan nyttjas. Fackmannen inser att uppfinningstanken awn inbegriper annan materialbearbetning an den beskriven ovan, exempelvis stansning, kapning, bockning och kompaktering av pulver, samt att slagenheten kan inverteras sa att kolven slar uppat istallet for som beskrivet nedat. Det är awn mojligt att slagenhet och stad är placerade pa fiddrande fotter, sa att stadet kan rora sig. PA sa vis kan stadet fa en motriktad rorelse mot kolvens acceleration. Fast det i figurerna är ritat en cartridgeventil utan fiader inser fackmannen aft uppfinningstanken innefattar cartridgeventiler bade med och utan Older. 11

Claims (15)

PATENTKRAV

1. Metod vid materialbearbetning med utnyttjande av hog kinetisk energi, omfattande en kolv (2) som drivs fran en startposition av ett hydrauliskt systemtryck (pS) medelst en drivkammare (11), i syfte att medelst ett enda slag Overfora hog kinetisk energi till ett dmne/verktyg (4) som ska bearbetas, varefter en aterstuds av kolven (2) riskerar uppsta, och metoden innefattar att en atgard vidtages i anslutning till namnda genomforda slag, vilken atgard forhindrar att namnda kolv (2) utfOr en aterstuds med vasentligt innehall av kinetisk energi, i syfte att undvika negativa effekter till foljd av aterstuds, varefter kolven (2) aterfors till namnda startposition medelst en andra kammare (10) varvid namnda atgard omfattar att ett ventilorgan (5) stanger av den drivande forbindelsen mellan systemtrycket (pS) och kolven (2), kannetecknad av att namnda atgard omfattar att namnda ventilorgan (5) styrs av en hela slagforloppet styrande pilotventil (7) och att namnda andra kammare (10) under hela slagforloppet trycksatts med systemtrycket (pS).

2. Metod enligt patentkrav 1, kannetecknad av att atminstone en av namnda ventilorgan (5, 7) är anslutet till en tryckackumulator (5', 7').

3. Metod enligt patentkrav 1, kannetecknad av att namnda atgard genomfOrs inom ett tidsintervall av 50 ms innan och 50 ms efter kolven (2) traffar amnet/verktyget (4).

4. Metod enligt nagot av ovanstaende krav, kannetecknad av att namnda atgard styrs av ett styrsystem (9) med hjdlp av atminstone en signal fran atminstone en sensor (6).

5. Slagenhet for metod vid materialbearbetning med utnyttjande av hog kinetisk energi innefattande en kolv (2) for overforing av hog kinetisk energi till ett amneIverktyg (4) som skall bearbetas, en drivkammare (11) kopplad till ett systemtryck (pS) anordnade att driva namnda kolv (2) och en andra kammare (10) anordnad att aterfcira namnda kolv (2), ett ventilarrangemang (5, 7) anordnat att styra flodet till namnda drivkammare (11) samt ett styrsystem (9) for reglering av namnda ventilarrangemang (5, 7), varvid ndmnda styrsystem (9), direkt eller indirekt, är anslutet till en sensor (6) medelst vilken namnda ventilarrangemang (5, 7) styrs i anslutning till ett forsta slag av namnda kolv (2) 12 sâ att kraften pd kolven (2) reduceras eller frdnkopplas varigenom ett ytterligare efterfoljande slag med vdsentligt innehall av kinetisk energi forhindras, kannetecknad av att namnda ventilarrangemang (5, 7) innefattar en tryckstyrd avstangningsventil (5) vars aktivering respektive deaktivering är anordnad att under hela slagforloppet styra anslutning av namnda drivkammare (11) till systemtryck (pS) och att namnda andra kammare (10) under hela slagforloppet är ansluten till systemtrycket (pS).

6. Slagenhet enligt patentkrav 5, kannetecknad av att aktivering av namnda tryckstyrda avstangningsventil (5) sker medelst ett pilottryck (pP) som foretradesvis är ett annat an namnda systemtryck (pS), och mer foredraget är hogre an namnda systemtryck (pS).

7. Slagenhet enligt patentkrav 5 eller 6, kannetecknad av att aktivering av namnda tryckstyrda avstangningsventil (5) styrs via en pilotventil (7).

8. Slagenhet enligt patentkrav 5, 6 eller 7, kannetecknad av att namnda tryckstyrda avstangningsventil (5) är ansluten till tryckackumulator (5') som vid aktivering av den tryckstyrda avstangningsventilen (5) ansluts till systemtrycket (pS), varvid foretradesvis awn namnda pilotventil (7) är ansluten till en tryckackumulator (7').

9. Slagenhet enligt nagot av patentkraven 5-8, kannetecknad av att namnda drivkammare (11) motarbetande andra kammare (10) är standigt trycksatt med systemtryck (pS) och att en servoventil (90) finns anordnad att balansera trycket for positionering av kolven (2).

10. Slagenhet enligt nagot av patentkraven 5-9, kannetecknad av att den vidare innefattar en returventil (91) och att bade pilotventilen (7) och returventilen (91) är anslutna till ackumulatorer (7', 91') vilka medverkar till en snabbare tomning av drivkammaren (11).

11. Slagenhet enligt patentkrav 5, kannetecknad av att namnda kolv (2) utstrdeker sig genom en drivkammare (11) och en andra kammare (10) och att kolvens effektiva area (Akoivo) i drivkammaren (11) dr storre an kolvens effektiva area (Akoivu) i den andra kammaren (10). 13

12. Metod i enlighet med nagot av kraven 1-4 vid formning av monstrade plattor dar amnet (400) som ska formas anordnas i en verktygsuppsattning mellan tva, relativt varandra rOrliga, verktygselement (40, 42), anordnade i en slagenhet enligt nagot av patentkraven 5-11 och dar verktygsuppsattningen innefattar, ett ovre verktygselement (40), ett undre verktygselement (42) samt en slaghatt (41) anordnad ovanpâ det byre verktygselementet (40), att verktygselementen (40, 42) slas mot varandra vid formning genom att namnda kolv (2) med mycket hog kinetisk energi slas mot namnda slaghatt (41).

13. Metod enligt patentkrav 12, kannetecknad av att namnda atgard omfattar att slaghatten (41) klams mot det ovre verktygselementet (40), som i sin tur trycker mot amnet (400), med en valdefinierad hallkraft (F) innan slaget sker och att namnda hallkraft (F) är sâ stor att det ovre verktygselementet (40) inte finks studsa efter slag.

14. Metod enligt patentkrav 12, kannetecknad av att namnda atgard omfattar att dâ det ovre verktygselementet (40) studsar upp efter slag biases tuft in i ett utrymme (48) mellan det Ovre verktygselementet (40) och amnet (400), via kanaler (44, 45), dar luften bildar en luftkudde vilken luftkudde forhindrar det ovre verktygselementet (40) att na amnet (400) nar det faller ner igen.

15. Metod enligt patentkrav 12, kannetecknad av att namnda atgard omfattar att dampande/fjadrande element (49) är anordnade i anslutning till det ovre verktygselementet (40), vilka dampande/fjadrande element (49) har en fjaderkraft som är tillrackligt stor for att forhindra att det ovre verktyget (40) nar amnet (400) igen efter slag. 14 91' pS P 90 pX A \ 91 6 11 -A KO LVO 22 KOLVU -21 Ax -- L2