CN107073540B - 用于在金属板中同时形成多个波纹的折弯装置及该装置的使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种折弯装置(9)，该折弯装置用于在金属板(1)中形成波纹，该折弯装置包括：下框架(10)；在静止位置和折弯位置之间可竖直移动的上框架(11)；至少两个模具(15、16、17)，所述模具由下框架(10)承载，其一相对于下框架(10)固定并且另一个可滑动地安装；由上框架(11)承载的至少两个冲头(12、13、14)，其一固定并且另一个在上框架(11)上可滑动地安装；该折弯装置(9)配置成使得在操作中在上框架(11)朝向其折弯位置的移动过程中，金属板(1)向滑动的冲头(12、14)和滑动的模具(15、17)传递牵引力，该牵引力使它们从远离位置向紧靠位置移动。
Description
技术领域
本发明涉及用于在金属板中形成多个波纹的折弯装置以及该装置的使用方法。
本发明更具体地涉及用于储存和/或传输流体例如低温流体的密封且隔热的薄膜槽领域；通过根据本发明的折弯装置获得的波纹金属板尤其适用于构成这样的槽的密封膜。
背景技术
在现有技术中，已知用于形成液化天然气储槽的内衬的波纹密封膜。该密封膜由多个金属板构成，所述金属板具有一系列垂直的波纹，使其可以在槽内储存的流体产生的机械和热应力的作用下变形。
这样的波纹密封膜例如记载于文献KR100766309中。该波纹膜包括沿第一方向延伸的第一系列的平行波纹(称为高波纹)，以及沿与第一方向垂直的第二方向延伸的第二系列的平行波纹(称为低波纹)。
为了实现这样的密封膜，首先形成高波纹，然后形成低波纹以及低波纹和高波纹之间的节点区。
上述文献KR100766309提出了通过折弯装置形成高波纹，该折弯装置包括下框架以及安装成相对于下框架在静止位置和折弯位置之间可竖直移动的上框架。下框架支撑由各自具有半腔的两个模具元件构成的模具，所述模具可相对于彼此在远离位置和彼此抵靠的紧靠位置之间移动，在所述紧靠位置中两个模具元件的半腔共同限定待形成的波纹的形状相对应的腔。此外，上框架带有冲头以及两个夹具，当上框架处于其折弯位置时，该冲头用于嵌入腔的内部以形成波纹，所述两个夹具在冲头的两侧延伸并且当上框架朝向其折弯位置移动时所述两个夹具分别与各个模具元件配合，以将金属板保持抵靠模具元件，从而使金属板在其折弯过程中保持就位。
在折弯操作过程中，在冲头朝向其折弯位置移动的同时，两个模具元件彼此靠近。因此，这样的折弯装置可以保证折弯操作不改变金属板的厚度，尤其是在波纹处。因为绝对必需的是金属板在折弯后具有恒定的厚度，从而不破坏其机械性能。
然而，这样的折弯装置每次仅能形成一个波纹。因此，为了在金属板中形成多个波纹，应当为每个波纹进行一次冲压，并且要将金属板在每次冲压之间移动。因此，在同一金属板中实现多个波纹的操作耗时长并且操作复杂。
发明内容
本发明的基本思想是提出一种折弯装置，该折弯装置简单并且能够在不改变板的厚度的情况下在金属板中同时实现多个波纹。
根据一个实施例，本发明提供一种折弯装置，该折弯装置用于在金属板中同时形成至少两个平行波纹，该折弯装置包括：
-下框架；
-上框架，安装成相对于下框架在静止位置和折弯位置之间能够竖直移动；
-至少第一模具和第二模具，所述模具由下框架承载并且每个都包括腔，一个模具的腔与另一模具的腔平行并且与待形成的波纹的形状相对应；第一模具相对于下框架固定并且第二模具安装成在下框架上沿与待形成的波纹方向横向的方向相对于第一模具在远离位置和紧靠位置之间滑动；所述第二模具通过返回构件朝向其远离位置返回；
-至少第一冲头和第二冲头，所述冲头是平行的且由上框架分别承载在第一模具和第二模具的上方，第一冲头相对于上框架固定并且用于当上框架从其静止位置朝向其折弯位置移动时嵌入第一模具的腔的内部以挤压金属板，并且第二冲头安装成能够在上框架上沿与待形成的波纹方向横向的方向相对于第一冲头在远离位置和紧靠位置之间滑动，并且用于当上框架朝向其折弯位置移动时嵌入第二模具的腔的内部以挤压金属板，所述第二冲头通过返回构件朝向其远离位置返回；
-该折弯装置设计成使得在操作中，上框架朝向其折弯位置的移动能够致使金属板一方面在第一冲头和第一模具之间、另一方面在第二冲头和第二模具之间的折弯，从而所述金属板向第二冲头和第二模具传递牵引力(pulling force，拉力)，该牵引力使它们从其远离位置朝向其紧靠位置移动。
因此，这样的折弯装置允许在不改变金属板的厚度的情况下同时形成多个平行波纹。
另外，该折弯装置比较简单。
根据某些实施例，这样的折弯装置可以具有一个或多个下列特征：
-第一和第二模具各自包括两个侧面元件和一中心元件；所述侧面元件各自包括所述第一或第二模具的腔的侧面部分，并且所述中心元件包括所述第一或第二模具的腔的中心部分，所述中心元件安装成在侧面元件之间在上部位置和下部位置之间能够竖直移动并且通过返回构件朝向其上部位置返回，从而在操作中，上框架从其静止位置朝向其折弯位置的移动能够将金属板夹在每个第一和第二冲头与相应的第一或第二模具的中心元件之间并能够使中心元件从其上部位置移动至其下部位置；
-中心元件的返回构件是气弹簧或者螺旋弹簧；
-第一和第二模具的侧面元件均包括用于接纳金属板的上水平支承面，并且第一和第二冲头均具有头部，该头部包括与第一或第二模具的腔的形状互补的V形部分以及与V形部分相接的两个台肩，它们水平伸出并且均面对第一或第二模具的侧面元件之一的上水平支承面。
-该折弯装置包括：
·第一下夹具，安装在下框架上且位于第一和第二模具之间并且具有用于接纳金属板的支承面；第一下夹具安装成能够在下框架上沿与待形成的波纹方向横向的方向相对于第一模具在远离位置和紧靠位置之间滑动，第一下夹具通过返回构件朝向其远离位置返回；
·第一上夹具，安装在上框架上、位于第一和第二冲头之间且位于第一下夹具的上方，从而在上框架从其静止位置朝向其折弯位置移动的过程中，允许将金属板夹在第一上夹具和第一下夹具之间，第一上夹具安装成能够在上框架上沿与待形成的波纹方向横向的方向相对于第一冲头在远离位置和紧靠位置之间滑动，并且通过返回构件朝向其远离位置返回；
·该折弯装置设计成使得在操作中，上框架从其静止位置朝向其折弯位置的移动能够致使金属板在第一冲头和第一模具之间折弯，从而所述金属板向第一上夹具和第一下夹具传递牵引力，该牵引力使它们从其远离位置朝向其紧靠位置移动；
-第一上夹具安装成能够在支撑件上竖直地移动，该支撑件安装成能够在上框架上沿与待形成的波纹方向横向的方向滑动，并且第一上夹具通过一系列返回构件返回至距所述支撑件一距离处；
-第一上夹具安装成能够通过引导管在相关联的支撑件上竖直滑动，所述引导管由第一上夹具承载并且在形成于支撑件中的镗孔中滑动；
-将第一上夹具返回至远离所述支撑件的返回构件是气弹簧或者螺旋弹簧。
-该折弯装置还包括：
·第三模具，所述第三模具包括与待形成的波纹的形状相对应并且与第一和第二模具的腔平行的腔；第一模具布置在第二和第三模具之间，第三模具安装成能够在下框架上沿与待形成的波纹方向横向的方向相对于第一模具在远离位置和紧靠位置之间滑动，所述第三模具通过返回构件返回至其远离位置；以及
·与第一和第二冲头平行的第三冲头，所述第三冲头由上框架承载在第三模具的上方；第三冲头用于当上框架从其静止位置移动至其折弯位置时嵌入第三模具的内部，并且安装成能够在上框架上沿与待形成的波纹方向横向的方向相对于第一冲头在远离位置和紧靠位置之间滑动，所述第三冲头通过返回构件返回至其远离位置；
-该折弯装置还包括：
·第二下夹具，安装在下框架上且位于第一和第三模具之间并且具有用于接纳金属板的支承面；第二下夹具安装成能够在下框架上沿与待形成的波纹方向横向的方向相对于第一模具在远离位置和紧靠位置之间滑动，第二下夹具通过返回构件朝向其远离位置返回；
·第二上夹具，安装在上框架上、位于第一和第三冲头之间且位于第二下夹具的上方，从而在上框架从其静止位置朝向其折弯位置移动的过程中将金属板夹在第二上夹具和第二下夹具之间，第二上夹具安装成能够在上框架上沿与待形成的波纹方向横向的方向相对于第一冲头在远离位置和紧靠位置之间滑动，并且通过返回构件朝向其远离位置返回；
·该折弯装置设计成使得在操作中上框架从其静止位置朝向其折弯位置的移动能够致使金属板在第一冲头和第一模具之间折弯，从而所述金属板向第二上夹具和第二下夹具传递牵引力，该牵引力将它们从其远离位置朝向其紧靠位置移动；
-根据一个实施例，该折弯装置还包括辅助第二模具和第二冲头朝向其紧靠位置的移动的辅助装置。根据另一实施例，该折弯装置不需要用于使第二冲头和第二模具移动的专用驱动装置；
-根据一个实施例，该辅助装置包括一个驱动缸，该驱动缸与第二模具或者第二冲头配合并设计成用于当上框架从其静止位置朝向其折弯位置移动时辅助第二模具和第二冲头朝向其紧靠位置的移动；
-根据另一个实施例，该辅助装置包括凸轮随动件和凸轮，凸轮随动件和凸轮中的一个由第二模具或者第二冲头承载并且另一个由上框架或者下框架承载，使得在上框架从其静止位置朝向其折弯位置移动时凸轮随动件与凸轮配合以辅助第二模具和第二冲头朝向其紧靠位置的移动；
-第一和第二冲头中的每一个均包括头部，该头部包括具有V形横截面的第一和第二部分，该第一和第二部分沿待形成的波纹的纵向相继地交替布置，第一和第二部分中的每一个均包括两个侧壁，所述两个侧壁在峰脊区域处会合从而限定V形的横截面；第一部分的侧面弯曲成具有面向第一或第二模具的凸面，而第二部分的侧面是平的。所述第一和第二部分可以直接相继地布置或者由纵向过渡部分分隔；
-头部的第二部分的峰脊区域向下突出到头部的第一部分的峰脊区域之外；
-头部在其两个纵向端部的每一个上包括一个第一部分；
-头部的第一部分基本上为半椭圆形；
-头部的第二部分为三角形；
-根据一个实施例，头部的每个第二部分通过纵向过渡部分与相邻的第一部分分隔。这样的纵向过渡部分使得可以避免波纹形状的突然变化，这样的突然变化会使金属板变脆弱；
-根据一个实施例，每个纵向过渡部分由一个纵向未占空间(即空缺区)构成，头部在该空缺区中不具有在折弯操作过程中可与金属板发生接触的表面；
-根据另一个实施例，每个纵向过渡部分包括V形横截面并且包括在峰脊区域处会合的两个侧面，所述侧面和峰脊区域相对于纵向倾斜并且将相邻的第一部分和第二部分的峰脊区域和侧面接合。因此，纵向过渡部分保证第一部分和第二部分之间的逐渐过渡；
-第一模具包括V形的第一和第二部分，所述第一和第二部分相继地交替布置并分别具有与第一冲头的第一和第二部分的形状互补的形状；第一冲头的第一部分用于嵌入第一模具的第一部分的内部并且第一冲头的第二部分用于嵌入第一模具的第二部分的内部。第一模具的第一和第二部分可以直接相继地布置或者由纵向过渡部分分隔；
-当第一模具配备有纵向过渡部分时，其长度基本上等于第一冲头的头部的纵向部分的长度。
根据一个实施例，本发明还提供上述折弯装置的使用方法，它包括：
-将金属板抵靠第一和第二模具放置；以及
-将上框架从其静止位置朝向其折弯位置移动；
该折弯装置的这种使用方法尤其可以用于在金属板中同时形成至少两个平行的波纹。
根据另一个实施例，本发明涉及用于在金属板中形成波纹的折弯装置，该折弯装置包括：
-下框架；
-上框架，安装成能够相对于下框架在静止位置和折弯位置之间竖直地移动；
-模具，该模具由下框架承载并包括与待形成的波纹的形状对应的腔；
-冲头，在模具上方由上框架承载，该冲头用于当上框架从其静止位置朝向其折弯位置移动时嵌入模具的腔的内部以挤压金属板；
-其中该模具包括两个侧面元件和一个中心元件；所述侧面元件均包括所述模具的腔的侧面部分，并且所述中心元件包括所述模具的腔的中心部分，所述中心元件安装成能够在侧面元件之间在上部位置和下部位置之间竖直地移动并且通过返回构件朝向其上部位置返回，从而在操作中，上框架从其静止位置朝向其折弯位置的移动能够将金属板夹持在冲头和模具的中心元件之间并使中心元件从其上部位置朝向其下部位置移动。
根据另一个实施例，本发明涉及用于在金属板中形成至少一个波纹的折弯装置，该折弯装置包括：
-下框架；
-上框架，安装成相对于下框架在静止位置和折弯位置之间竖直地移动；
-至少一个第一模具，该第一模具由下框架承载并包括与待形成的波纹的形状对应的腔；
-在第一模具上方由上框架承载的至少一个第一冲头，该第一冲头用于当上框架从其静止位置朝向其折弯位置移动时嵌入第一模具的腔的内部以挤压金属板；第一冲头包括头部，该头部包括具有V形横截面的第一和第二部分，该第一和第二部分沿待形成的波纹的纵向相继地交替布置，第一和第二部分中的每一个均包括两个侧壁，所述两个侧壁在峰脊区域处会合从而限定V形的横截面；第一部分的侧面弯曲成具有面向第一模具的凸面，而第二部分的侧面是平的。
附图说明
通过下面对本发明的多个具体实施例的说明，将会更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特征和优点将更清楚地呈现，所述说明仅仅是示例性的而非限制性的，并且参照了附图。
图1是波纹金属板的视图，该金属板用于构成液化天然气储槽的密封膜。
图2是折弯装置的立体视图，该折弯装置用于在金属板中形成三个平行的波纹。
图3是折弯装置的前视图，该折弯装置处于上部的静止位置。
图4是上夹具及其支撑件的视图，是沿着图3中所示的面IV-IV的剖视图。
图5是上夹具及其支撑件的视图，是沿着图3中所示的面V-V的剖视图。
图6是沿着图2的装置的面VI-VI的部分剖视图，示出了用于下夹具的返回构件。
图7是沿着图2的装置的面VII-VII的部分剖视图，示出了用于侧面模具的返回构件。
图8是折弯装置的前视图，该折弯装置处于与金属板接触的中间位置。
图9是折弯装置的前视图，该折弯装置处于行程终点处的折弯金属板的位置。
图10是根据替代实施例的冲头的立体视图。
图11示意性地示出了图10的XI区域中的冲头剖面。
图12示意性地示出了图10的XII区域中的冲头剖面。
图13是波纹金属板在高波纹和低波纹之间的交叉处的详细视图。
图14是根据第二实施例的折弯装置的前视图。
图15是根据第三实施例的折弯装置的前视图。
具体实施方式
图1示出一种波纹金属板1，它用于形成储存低温流体(例如液化天然气)的储槽的密封膜。
金属板1包括沿着y方向延伸的第一系列的平行波纹2(即低波纹)，以及沿着x方向延伸的第二系列的平行波纹3(即高波纹)。这些波纹系列的方向x和y是垂直的。波纹2、3从金属板1的内面的那一侧上突出，该内面将与槽中容纳的流体接触。金属板1的边缘在这里平行于波纹2、3。要注意的是术语“高”和“低”具有相对含义并且意味着称作低波纹的波纹2具有比称作高波纹的波纹3小的高度。
金属板1在波纹2、3之间包括多个平坦表面4。在低波纹2和高波纹3之间的每个交叉处，金属板1包括节点区5。节点区5包括中心部分6，该中心部分具有朝向槽的内部突出的峰。此外，中心部分6一方面与形成于高波纹3的峰脊中的一对凹波纹7相邻，另一方面与低波纹2所穿入的一对凹陷8相邻。
金属板1的波纹2、3使密封膜可以具有柔性以使得其能够在槽内储存的液化天然气产生的机械和热应力的作用下变形。
金属板1尤其可以由不锈钢、铝、(即铁和镍的合金，其膨胀系数通常为1.2×10-6至2×10-6K-1)制成，或者由锰含量高的铁合金(其膨胀系数通常为7×10-6K-1量级)制成。然而，通常可以考虑使用其它金属或合金。
举例来说，金属板1具有约1.2mm的厚度。也可以考虑其它厚度，但已知金属板1的加厚导致其成本的升高并且通常提高波纹2、3的刚性。
图2至9示出了一种折弯装置9，它允许在形成低波纹2之前在这样的金属板1中同时形成多个高波纹3。习惯上，折弯装置9的“纵”向平行于待形成的波纹3的纵向，并且“横”向与待形成的波纹3的纵向横切。
折弯装置9包括下框架10和上框架11，所述上框架安装成能够相对于下框架10竖直地移动。上框架11能够相对于下框架10在上部的静止位置和金属板1的折弯位置之间移动，在所述折弯位置中金属板发生变形以形成波纹3。上框架11因此能够在金属板1上施加压力，该压力使金属板能够折弯并形成波纹3。在图3中示出了上框架11处于静止位置，并在图9中示出其处于行程终点处的折弯位置。还在图8中示出了上框架11处于中间位置，即将开始形成波纹3。
关于图3、8和9，可以看到折弯装置9包括三个冲头12、13、14，它们彼此平行地延伸并由上框架11承载。每个冲头12、13、14布置在由下框架10承载的各个模具15、16、17上方。每个冲头12、13、14用于当上框架11从其静止位置朝向其折弯位置移动时嵌入其各自的模具15、16、17的腔的内部，以在冲头12、13、14和其各自的模具15、16、17之间挤压金属板1并从而在金属板1中形成波纹3。
每个冲头12、13、14在其下端包括头部18，该头部具有与待加工的波纹的形状相对应的形状。头部18包括具有V形截面的部分。此外，头部18还包括两个侧台肩19、20，所述侧台肩与V形截面相接并且水平地伸出。头部18的延伸长度基本上等于待折弯的金属板1的纵向尺寸。
中心冲头13相对于上框架11固定。在所述中心冲头13的每侧上布置一个侧面冲头12、14，所述侧面冲头本身安装成能够在上框架11上沿横向水平方向滑动。侧面冲头12、14安装成能够在上框架11上相对于中心冲头13在远离位置和紧靠位置之间移动。为此，侧面冲头12、14均配备有一个或多个移动架21，每个所述移动架均安装在由上框架11承载的相关联的导轨22上。移动架21有利地为滚动架，该滚动架包括多个滚动体，该滚动体能够与相关联的导轨22所承载的滚动轨道配合。
未示出的返回构件保证侧面冲头12、14朝向其与中心冲头13分开的远离位置返回。此外，上框架11配备有止挡件23，该止挡件使得可以限制侧面冲头12、14相对于中心冲头13的行程并因此限定侧面冲头12、14相对于上框架11的远离位置。下面将更详细地说明止挡件23。
此外，下框架所承载的三个模具15、16、17均能够限定腔，所述腔具有与其各个冲头12、13、14互补的形状。模具之一(中心模具16)相对于下框架10固定。在中心模具16的每侧上布置一个侧面模具15、17，所述侧面模具本身安装成能够在下框架10上沿横向水平方向滑动。侧面模具15、17因此安装成能够在下框架10上相对于中心模具16在远离位置和紧靠位置之间滑动。为此，侧面模具15、17配备有一个或多个移动架24，每个所述移动架均安装在由下框架10承载的相关联的导轨25上。移动架24有利地为滚动架，例如以上所述的。每个侧面模具15、17将与下面将详细说明的返回构件26配合，该返回构件可以使侧面模具15、17返回至其远离位置。另外，下框架配备有止挡件27，该止挡件使得可以限制侧面模具15、17相对于中心模具16的行程并因此可限定其相对于下框架10的远离位置。
每个模具15、16、17均包括两个侧面元件28、29和中心元件30，该中心元件安装成能够在侧面元件28、29之间在上部位置(如图3中所示的)与下部位置(如图9中所示的)之间滑动。侧面元件28、29均限定腔的侧面部分。侧面元件28、29还包括位于腔侧面的上水平支承面31、32，该支承面设计成面对与之面对的冲头12、13、14的头部18的侧台肩19、20。中心元件30带有腔的中心部分。中心元件30通过返回构件朝向其上部位置返回。该返回构件是例如安置在侧面元件28、29之间的驱动缸或者气弹簧33，或者螺旋弹簧。
当中心元件30处于其上部位置(如图3和8所示)时，其上端与侧面元件28、29的上水平支承面31、32平齐。当中心元件30处于其下部位置(如图9所示)时，侧面元件28、29和中心元件30共同限定腔，该腔具有与相应的冲头12、13、14的头部18互补的形状。而且，在折弯过程中，每个冲头12、13、14的头部18也嵌入与之面对的模具15、16、17的侧面元件28、29之间，并将金属板1按压抵靠在所述模具15、16、17的中心元件30上，从而在上框架11朝向其折弯位置移动时使其中心元件30移动至其下部位置。
此外，折弯装置9配备有夹具34、35、36、37，所述夹具使得金属板1可以被保持以便保证在其折弯过程中金属板保持就位。折弯装置9包括安装在下框架10上的两个下夹具36、37和安装在上框架11上的两个上夹具34、35。两个下夹具36、37每个布置在中心模具16的一侧，并且分别位于所述中心模具16和两个侧面模具15、17之一之间。
两个上夹具34、35分别布置在每个下夹具36、37上方。因此两个上夹具每个在中心冲头13的一侧延伸，并且各自位于中心冲头13与侧面冲头12、14之一之间。下夹具36、37包括用于接纳金属板1的平坦支承面。上夹具34、35各自包括平坦夹紧面，该夹紧面设计成当上框架11朝向其折弯位置移动时，金属板1被夹在下夹具36、37的平坦支承面和上夹具34、35的夹紧面之间，以将金属板1保持就位。
上夹具34、35安装成能够在上框架11上沿横向水平方向相对于中心冲头13在远离位置和紧靠位置之间滑动。类似地，下夹具36、37安装成能够在下框架10上沿横向水平方向相对于中心模具16在远离位置和紧靠位置之间滑动。为此，将夹具34、35、36、37安装成能够借助于一个或多个移动架38、39滑动，所述移动架安装成能够在相关联的导轨22、25上滑动。上夹具34、35的导轨固定至上框架11，而下夹具36、37的导轨25固定至下框架10。在所示的实施例中，为了限制导轨的数目，共用的导轨22、25同时引导侧面冲头12、14或者侧面模具15、17以及上夹具34、35或者下夹具36、37。
折弯装置9配备有允许下夹具36、37朝向其远离位置返回的返回构件45，以及允许上夹具34、35返回至其远离位置的未示出的返回构件。
上夹具34、35均安装成能够通过支撑件40在上框架11上滑动，该支撑件配备有一个或多个移动架38，该移动架安装成能够在由上框架11承载的一个或多个导轨22上滑动。
如图4所示，每个上夹具34、35安装成能够通过引导装置在支撑件40上竖直地滑动，所述引导装置包括多个引导管41，所述引导管固定于上夹具35并安装成能够在形成于支撑件40中的镗孔中滑动。引导管41包括固定于上夹具35的第一端以及固定于挡板43的第二端，该挡板具有的尺寸比形成于支撑件40中的镗孔42的直径大，从而相对于其支撑件40保持上夹具35。
此外，一个或多个返回构件在每个上夹具34、35和相关联的支撑件40之间施加弹性力，力图将上夹具34、35推向下框架10。在图4和5中，返回构件是气驱动缸44，也称为气弹簧，它一方面固定于支撑件40并且另一方面固定于上夹具34、35。在一种替代性实施例中，气驱动缸44可以用螺旋弹簧代替。
上夹具34、35在其各自的支撑件40上的竖直移动性连同上述返回构件44的存在，允许所述上夹具34、35在如图8所示的上框架11的中间位置将金属板1压靠于下夹具36、37，然后补偿上框架11在其中间位置和图9所示的其折弯位置之间的下降。此外，在上框架11通过返回构件44在其中间接触位置和其折弯位置之间的行程过程中，夹紧上夹具34、35和下夹具36、37的夹紧力受到控制。
关于图6和7，可以看到返回构件26、45，所述返回构件允许侧面模具之一15和下夹具之一36朝向它们的远离位置返回。
图6示出了返回构件26，该返回构件允许侧面模具15朝向其远离中间模具16的位置返回。返回构件在这里是螺旋弹簧，该螺旋弹簧在这里包括支承于支承元件46(该支承元件固定于下框架10)的第一端以及支承于侧面模具15的第二端。支承元件46和侧面模具15各自包括盲孔47、48，所述盲孔能够容纳弹簧的端部。根据本发明的一个实施例，每个侧面模具15通过多个如此设计的返回构件朝向其远离位置返回。此外，每个侧面模具15与沿着下框架10的侧边缘布置的一个或多个止挡件27配合，以限制侧面模具15相对于下框架10的行程。
图7示出了返回构件45，该返回构件允许下夹具朝向其与中心模具16远离的位置返回。该返回构件45是螺旋弹簧，该螺旋弹簧包括支承于相对于下框架10固定的元件(在这里为中心模具16的下部)的第一端以及支承于下夹具36的第二端。该螺旋弹簧部分地容纳在下夹具36中形成的盲孔49中。根据一个实施例，每个下夹具36通过多个如此设计的返回构件朝向其远离位置返回。
此外，下夹具36包括多个侧爪50，所述侧爪在侧面朝向下框架10的外部突出并在下框架10和相邻的侧面模具15之间穿过，从而当下夹具36处于其远离位置时允许所述侧爪50抵靠于沿着下框架10的侧边缘布置的止挡件51。
有利的是，能够限制侧面模具15和下夹具36的行程的止挡件23、51的位置是可调的，以便可以调整待形成的波纹之间的横向距离。另外，在图6和7中所示的实施方案中，每个止挡件27、51包括固定在下框架10上的配备有螺纹孔的侧翼52以及与螺纹孔配合的螺钉52，所述螺钉的端部53构成止挡面。
要指出的是，用于侧面冲头12、14和上夹具34、35的未示出的返回构件以与图6和7中所示的返回构件26、45基本相同的方式设计。同样，能够限制侧面冲头12、14和上夹具34、35的行程的止挡件23具有与止挡件27、51相同的结构。
还要指出的是，根据一未示出的替代性实施例，侧面模具15、17、夹具34、35、36、37和/或侧面冲头12、14的返回构件26、45是气驱动缸。
下面将说明折弯装置的操作。
首先，如图3所示，使金属板1就位，而上框架11处于其静止位置。金属板1抵靠以下部分搁置：下夹具36、37的支承面；模具15、16、17的侧面元件28、29的上水平支承面31、32；以及模具15、16、17的中心元件30的上端。侧面冲头12、14、侧面模具15、17以及上夹具34、35和下夹具36、37位于其远离位置。
然后使上框架11朝向其折弯位置移动，直到图8中所示的中间位置，在该中间位置中，上夹具34、35将金属板1压靠于下夹具36、37的支承面。冲头12、13、14同样与金属板1发生接触。
在上框架11从其中间位置到其折弯位置的移动过程中，将金属板1夹持在每个冲头12、13、14和面对的模具15、16、17的中心元件30之间。结果，当冲头12、13、14对金属板1上施加成形力时，模具15、16、17的中心元件30在其各自的模具的两个侧面元件28、29之间在其下部位置的方向上向下滑动。
此外，在冲头12、13、14的作用下变形的金属板1对夹具34、35、36、37、对侧面冲头12、14以及对侧面模具15、17施加牵引力，使得它们朝向其紧靠位置移动。
当上框架11在行程终点处于图9所示的其折弯位置时，侧面模具15、17、侧面冲头12、14以及夹具34、35、36、37处于其紧靠位置并且模具15、16、17的中心元件30处于其下部位置。
然后，使上框架11再次朝向其静止位置升高起以释放波纹金属板1。结果，侧面模具15、17、侧面冲头12、14和夹具34、35、36、37在返回构件26、45的作用下直接返回至其远离位置并且模具15、16、17的中心元件30在返回构件33的作用下返回至其上部位置。
因此，这样的折弯装置9使得可以在单次冲压中在金属板中同时形成多个波纹，并且这样做不会改变金属板1的厚度。
关于图10，可以看到根据一个替代形式实施例的冲头54。如上所述用于同时形成多个波纹的折弯装置9可以配备这样的冲头54。然而，这样的冲头54同样可以装配于其它折弯装置，尤其是一次仅形成一个波纹的折弯装置。
冲头54具有头部57，该头部包括交替的第一部分55和第二部分56。第一部分55和第二部分56沿待形成的波纹的纵向排齐，并且沿所述纵向交替布置。头部57的两个纵向端部由第一部分55形成。
图11和12分别示出了第一部分55的横截面和第二部分56的横截面。在该示例中第一部分和第二部分的横截面为V形，所述V形由在峰脊区域55c、56c处会合的两个侧面55a、55b；56a、56b限定。和以上实施方案中一样，头部同样包括两个侧台肩19、20，所述侧台肩与V形截面相接并且水平延伸出。
第一部分55具有基本上半椭圆形的截面。两个侧面部分55a、55b因此是弧形的。第一部分的该形状对应于希望赋予区域A中的高波纹3的最终形状，该区域A将两个连续的节点区分隔(见图13)。这样的形状可以赋予膜1出色的机械强度特征。
第二部分56基本上为三角形的。换言之，它们的横截面由两个基本上平坦的、在峰脊56c区域处会合的侧面56a、56b限定。峰脊56c区域具有圆角。第二部分56的横截面的横向尺寸基本上与第一部分55的相等。如图10中所示，第二部分56的峰脊56c区域向下延伸到第一部分55的峰脊55c区域以外。
第一部分的几何形状使得可以在B区域中形成高波纹3，该B区域用于当随后形成低波纹2时在低波纹2和高波纹3之间的每个交叉处构成节点区5。第二部分56的几何形状特别适合用于赋予高波纹3这样的几何形状：该几何形状使高波纹随后能够沿与其纵向垂直的方向折弯并因此能够形成低波纹和节点区5，该节点区包括凹的波纹7和凹陷8。
此外有利的是，用于在上框架11朝向其折弯位置移动时接纳这样的冲头54的未示出的模具因此具有相适应的几何形状。换言之，这样的模具同样包括交替的第一部分和第二部分，所述第一部分具有与冲头的头部的第一部分55互补的形状，所述第二部分具有与冲头的头部的第二部分57互补的形状。
具有交替的不同形状部分的模具和冲头的这种设计意味着在同一折弯步骤过程中：
-在随后形成节点区时不会被再加工的区域中，高波纹3可成形，即，赋予其最终形状，并且
-赋予其一种形状，该形状容许在将在随后的折弯步骤过程中再次折弯的区域中随后形成节点区。
该设计因此可以限制形成具有两个垂直系列的波纹的金属板所需的折弯步骤的数目。
在未示出的一些实施例中，头部的每个第二部分56通过纵向过渡部分与相邻的第一部分55分隔。纵向过渡部分的长度通常在几毫米到2厘米之间。
根据第一个替代形式的实施例，纵向过渡部分是未占空间，即第一部分和第二部分55、56之间的空隙，在该空隙中，头部不具有在折弯操作过程中能够与金属板发生接触的表面。在这种替代形式的实施例中，用于接纳这种冲头的模具包括由其每个第二部分和相邻的第一部分之间的空缺区形成的相应的纵向部分。
根据第二个替代形式的实施例，纵向过渡部分包括V形横截面并且包括在峰脊区域处会合的两个侧面。然而在这些纵向过渡部分中，头部不具有均一的截面。实际上，具有纵向分量的峰脊区域和每个侧壁的线相对于纵向倾斜，使得第一和第二部分之间的过渡在具有轻微斜度的情况下进行。在这种替代形式中，用于接纳这种冲头的模具包括这样的纵向部分：它具有与头部在其每个第二部分和相邻的第一部分之间的纵向过渡部分相对应的形状。
在图14和15中所示的实施例中，折弯装置配备有辅助侧面冲头12、14和侧面模具15、17朝向其紧靠位置的移动的辅助装置。在其他实施例中，该折弯装置还可以包括辅助上夹具34、35和下夹具36、37朝向其紧靠位置的移动的辅助装置。这样的辅助装置特别有利，这在于它们使得尤其可以保证侧面冲头12、14和侧面模具15、17(以及可选的上夹具34、35和下夹具36、37)在上框架11朝向其折弯位置的移动过程中在其整个行程上移动，即直到其最终紧靠位置。
在图14中所示的实施方案中，辅助装置包括一个或多个驱动缸58，例如气动驱动缸，它们能够辅助侧面模具15、17从其远离位置朝向其紧靠位置的移动。
在图示的实施方案中，每个驱动缸58包括固定至侧面模具17的本体69和穿过三个模具15、16、17和下夹具36、37的杆59，杆59的一端64与安装于所述端64上的螺母64配合并且能够与另一侧面模具15配合，以在杆59相对于驱动缸的本体69移动时将该侧面模具移动至其紧靠位置。
因此每个驱动缸58能够对两个侧面模具15、17施加力，该力使它们向彼此靠近地移动。换言之，每个驱动缸58因此能够辅助侧面模具15、17从其远离位置朝向其紧靠位置的移动。
每个驱动缸58的杆59穿过所述驱动缸的本体69，使得杆的两端66、67分别在本体69的两侧延伸。因此，如图14所示，当折弯装置包括多个驱动缸时，所述多个驱动缸58的第二端67通过中间板65连接在一起，从而实现所述多个驱动缸58的移动的同步。
或者，根据未示出的另一个实施例，还可以使用第一系列的驱动缸，所述驱动缸中的每一个一方面固定至下框架10，另一方面固定至一个或另一个侧面模具15、17，并因此可以施加辅助力，该辅助力通过支承下框架10将侧面模具15、17朝向其紧靠位置移动。
此外，根据其他实施方案，作为上述驱动缸的替代或者补充，辅助装置包括未示出的一个或多个气动驱动缸，它们与两个侧面冲头12、14中的每一个配合以辅助其从其远离位置朝向其紧靠位置的移动。
根据其他实施方案，作为上述驱动缸的补充，折弯装置还包括未示出的一个或多个附加驱动缸，所述附加驱动缸分别与两个下夹具36、37中的每一个或者与上夹具34、35中的每一个配合。
在图15中所示的实施例中，辅助装置包括两个凸轮60、61，每个所述凸轮均与凸轮随动件62、63配合。每个侧面模具15、17配备有凸轮随动件62、63，所述凸轮随动件设计为当上框架11从其静止位置朝向其折弯位置向下移动时与上框架所承载的各个凸轮60、61的表面配合。凸轮随动件62、63有利地为围绕水平轴线随意转动地安装的滑轮，所述水平轴线平行于待形成的波纹的方向。凸轮60、61的表面取向成使得当上框架11从其静止位置朝向其折弯位置移动时，凸轮60、61的表面对凸轮随动件62、63施加压力，该压力将使得侧面模具15、17朝向其紧靠位置移动。
根据一个实施例，凸轮60、61和凸轮随动件62、63设计成使得在冲头12、13、14刚开始与金属板的待折弯部分发生接触时它们不起作用，而是随后在冲头12、13、14朝向其最终折弯位置移动时起作用。凸轮60、61也可以设计成只有在所述侧面模具15、17的速度相对于期望的速度略慢的推测下，凸轮随动件才与凸轮60、61发生接触以辅助侧面模具15、17的移动。
根据一种未示出的替代性实施例，凸轮60、61和凸轮随动件62、63在下框架10和侧面冲头12、14之间起作用。因此，每个侧面冲头12、14配备有凸轮随动件(或者凸轮)，所述凸轮随动件(或者凸轮)适用于当上框架11朝向其折弯位置向下移动时与下框架10所承载的凸轮(或者凸轮随动件)配合。
此外，根据其他实施例，除了上述凸轮和凸轮随动件，折弯装置还包括可以辅助两个下夹具36、37和两个上夹具34、35朝向其紧靠位置移动的凸轮和凸轮随动件辅助装置。为此，每个上夹具34、35或每个下夹具36、37均包括与上框架11或者下框架10所承载的凸轮随动件(或者凸轮)配合的凸轮(或者凸轮随动件)。
动词“包括”、“包含”或“具有”或者其变型的使用不排除权利要求中所提及的以外的其他元件或其他步骤的存在。用于元件或步骤的量词“一”或“一个”的使用不排除多个这种元件或步骤的存在，除非有相反的说明。
在权利要求中，所有放在括号中的附图标记不应当解释为对权利要求的限制。
Claims (24)
1.折弯装置(9)，所述折弯装置用于在金属板(1)中同时形成至少两个平行的波纹(3)，所述折弯装置(9)包括：
-下框架(10)；
-上框架(11)，安装成能够相对于下框架(10)在静止位置和折弯位置之间竖直地移动；
-至少第一模具和第二模具，所述第一模具和第二模具由下框架(10)承载并且每个均包括与另一模具的腔平行的腔，并且与待形成的一个波纹(3)的形状对应；第一模具相对于下框架(10)固定，并且第二模具安装成能够在下框架(10)上沿与待形成的波纹(3)方向横向的方向相对于第一模具在远离位置和紧靠位置之间滑动；所述第二模具通过返回构件(26)朝向其远离位置返回；
-至少第一冲头和第二冲头，所述第一冲头和第二冲头是平行的并且由上框架(11)分别承载在第一模具和第二模具的上方，第一冲头相对于上框架(11)固定并且用于当上框架(11)从其静止位置朝向其折弯位置移动时嵌入第一模具的腔的内部以挤压金属板(1)，并且第二冲头安装成能够在上框架(11)上沿与待形成的波纹(3)方向横向的方向相对于第一冲头在远离位置和紧靠位置之间滑动，并且用于当上框架(11)朝向其折弯位置移动时嵌入第二模具的腔的内部以挤压金属板(1)，所述第二冲头通过返回构件朝向其远离位置返回；
所述折弯装置(9)设计成使得在操作中，上框架(11)朝向其折弯位置的移动能够致使金属板(1)一方面在第一冲头和第一模具之间且另一方面在第二冲头和第二模具之间被折弯，从而所述金属板(1)向第二冲头和第二模具传递牵引力，该牵引力使它们从其远离位置朝向其紧靠位置移动。
2.根据权利要求1所述的折弯装置(9)，其中，第一模具和第二模具均包括两个侧面元件(28、29)和中心元件(30)；所述侧面元件(28、29)均包括所述第一模具或第二模具的腔的侧面部分，并且所述中心元件(30)包括所述第一模具或第二模具的腔的中心部分，所述中心元件(30)安装成能够在侧面元件(28、29)之间在上部位置和下部位置之间竖直移动，并且通过返回构件(33)朝向其上部位置返回，从而在操作中上框架(11)从其静止位置朝向其折弯位置的移动能够将金属板(1)夹持在第一冲头和第二冲头中的每个与相应的第一模具或第二模具的中心元件(30)之间并使中心元件(30)从其上部位置移向其下部位置。
3.根据权利要求2所述的折弯装置(9)，其中，用于中心元件(30)的返回构件是气弹簧(33)或者螺旋弹簧。
4.根据权利要求2或3所述的折弯装置(9)，其中，第一模具和第二模具的侧面元件(28、29)均包括用于接纳金属板(1)的上水平支承面(31、32)，并且其中第一冲头和第二冲头均包括头部，所述头部包括与第一模具或第二模具的腔的形状互补的V形部分以及与V形部分相接的两个台肩(19、20)，所述台肩水平伸出并且均面对第一或第二模具的侧面元件(28、29)之一的上水平支承面(31、32)。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的折弯装置(9)，还包括：
-第一下夹具，安装在下框架(10)上且位于第一和第二模具之间并且具有用于接纳金属板(1)的支承面；第一下夹具安装成能够在下框架(10)上沿与待形成的波纹(3)方向横向的方向相对于第一模具在远离位置和紧靠位置之间滑动，第一下夹具通过返回构件(45)朝向其远离位置返回；
-第一上夹具，安装在上框架(11)上、位于第一和第二冲头之间且位于第一下夹具的上方，从而在上框架(11)从其静止位置朝向其折弯位置移动时能够将金属板(1)夹在第一上夹具与第一下夹具之间，第一上夹具安装成能够在上框架(11)上沿与待形成的波纹(3)方向横向的方向相对于第一冲头在远离位置和紧靠位置之间滑动，并且通过返回构件朝向其远离位置返回；
-所述折弯装置设计成使得在操作中，上框架(11)从其静止位置朝向其折弯位置的移动能够致使金属板(1)在第一冲头和第一模具之间折弯，从而所述金属板(1)向第一上夹具和第一下夹具传递牵引力，该牵引力使它们从其远离位置朝向其紧靠位置移动。
6.根据权利要求5所述的折弯装置(9)，其中第一上夹具安装成能够在支撑件(40)上竖直地移动，所述支撑件安装成能够在上框架(11)上沿与待形成的波纹(3)方向横向的方向滑动，并且其中第一上夹具通过一系列返回构件返回至距所述支撑件(40)一距离处。
7.根据权利要求6所述的折弯装置，其中第一上夹具安装成能够在相关联的支撑件(40)上通过引导管(41)竖直地滑动，所述引导管由第一上夹具承载并且在形成于支撑件(40)中的镗孔(42)中滑动。
8.根据权利要求6或7所述的折弯装置(9)，其中，将第一上夹具返回至所述支撑件(40)一距离处的返回构件(44)是气弹簧或者螺旋弹簧。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的折弯装置(9)，还包括：
-第三模具，所述第三模具包括与待形成的一个波纹(3)的形状相对应并且与第一模具和第二模具的腔平行的腔；第一模具布置在第二模具和第三模具之间，第三模具安装成能够在下框架(10)上沿与待形成的波纹(3)方向横向的方向相对于第一模具在远离位置和紧靠位置之间滑动，所述第三模具通过返回构件(26)朝向其远离位置返回；以及
-与第一冲头和第二冲头平行的第三冲头，所述第三冲头由上框架(11)承载在第三模具的上方；第三冲头用于当上框架(11)从其静止位置移动至其折弯位置时嵌入第三模具的内部，并且安装成能够在上框架(11)上横向于待形成的波纹(3)方向相对于第一冲头在远离位置和紧靠位置之间滑动，所述第三冲头通过返回构件返回至其远离位置。
10.根据权利要求9所述的折弯装置，还包括：
-第二下夹具，安装在下框架(10)上且位于第一和第三模具之间，并且具有用于接纳金属板(1)的支承面；第二下夹具安装成能够在下框架(10)上沿与待形成的波纹(3)方向横向的方向相对于第一模具在远离位置和紧靠位置之间滑动，第二下夹具通过返回构件(45)朝向其远离位置返回；
-第二上夹具，安装在上框架(11)上、位于第一和第三冲头之间且位于第二下夹具的上方，从而在上框架(11)从其静止位置朝向其折弯位置移动的过程中将金属板(1)夹在第二上夹具和第二下夹具之间，第二上夹具安装成能够在上框架(11)上沿与待形成的波纹(3)方向横向的方向相对于第一冲头在远离位置和紧靠位置之间滑动，并且通过返回构件朝向其远离位置返回；
-该折弯装置(9)设计成使得在操作中，上框架(11)从其静止位置朝向其折弯位置的移动能够致使金属板(1)在第一冲头和第一模具之间折弯，从而所述金属板(1)向第二上夹具和第二下夹具传递牵引力，该牵引力使它们从其远离位置朝向其紧靠位置移动。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的折弯装置，还包括辅助装置，所述辅助装置辅助第二模具和第二冲头朝向其紧靠位置的移动。
12.根据权利要求11所述的折弯装置，其中，所述辅助装置包括驱动缸(58)，所述驱动缸与第二模具或者第二冲头配合并被设计成用于当上框架(11)从其静止位置朝向其折弯位置移动时辅助第二模具和第二冲头朝向其紧靠位置的移动。
13.根据权利要求12所述的折弯装置，其中，所述辅助装置包括凸轮随动件(62、63)和凸轮(60、61)，凸轮随动件(62、63)和凸轮(60、61)中的一个由第二模具或者第二冲头承载并且另一个由上框架(11)或者下框架(10)承载，使得当上框架(11)从其静止位置朝向其折弯位置移动时凸轮随动件(62、63)与凸轮(60、61)配合以辅助第二模具和第二冲头朝向其紧靠位置的移动。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的折弯装置，其中，第一冲头和第二冲头中的每一个均包括头部，所述头部包括具有V形横截面的第一部分和第二部分(55、56)，所述第一部分和第二部分沿待形成的波纹的纵向相继地交替布置，第一部分和第二部分(55、56)中的每一个均包括两个侧壁(55a、55b、56a、56b)，所述两个侧壁在峰脊(55c、56c)区域处会合以限定V形的横截面；第一部分(55)的侧面(55a、55b)弯曲成具有朝向第一或第二模具的凸面，而第二部分(56)的侧面(56a、56b)是平坦的。
15.用于在金属板中形成至少一个波纹的折弯装置，所述折弯装置包括：
-下框架(10)；
-上框架(11)，安装成能够相对于下框架(10)在静止位置和折弯位置之间竖直地移动；
-至少一个第一模具，由下框架(10)承载并包括与待形成的波纹(3)的形状对应的腔；
-至少一个第一冲头，由上框架(11)承载在第一模具的上方，所述第一冲头用于当上框架(11)从其静止位置朝向其折弯位置移动时嵌入第一模具的腔的内部以挤压金属板(1)；第一冲头包括头部，所述头部包括具有V形横截面的第一部分和第二部分(55、56)，所述第一部分和第二部分(55、56)沿待形成的波纹的纵向相继地交替布置，第一部分和第二部分(55、56)中的每一个均包括两个侧壁(55a、55b、56a、56b)，所述两个侧壁在峰脊(55c、56c)区域处会合以限定V形的横截面；第一部分的侧面弯曲成具有朝向第一模具的凸面，而第二部分的侧面是平坦的。
16.根据权利要求15所述的折弯装置，其中，第一模具包括V形的第一部分和第二部分，所述第一部分和第二部分相继地交替布置并分别具有与第一冲头的第一部分和第二部分(55、56)的形状互补的形状；第一冲头的第一部分(55)用于嵌入第一模具的第一部分的内部并且第一冲头的第二部分(56)用于嵌入第一模具的第二部分的内部。
17.根据权利要求15至16中任一项所述的折弯装置，其中，头部的第二部分(56)的峰脊(56c)区域向下突伸到头部的第一部分(55)的峰脊(55c)区域之外。
18.根据权利要求15至16中任一项所述的折弯装置，其中，头部在其两个纵向端部中的每一个上均包括第一部分(55)。
19.根据权利要求15至16中任一项所述的折弯装置，其中，头部的第一部分(55)为半椭圆形的。
20.根据权利要求15至16中任一项所述的折弯装置，其中，头部的第二部分(56)为三角形的。
21.根据权利要求15至16中任一项所述的折弯装置，其中，头部的每个第二部分(56)通过纵向过渡部分与相邻的第一部分(55)分隔。
22.根据权利要求21所述的折弯装置，其中，每个纵向过渡部分由一个未占空间构成。
23.根据权利要求18所述的折弯装置，其中，每个纵向过渡部分均包括V形横截面并且包括在峰脊区域处会合的两个侧面，所述侧面和峰脊区域相对于纵向倾斜并且接合相邻的第一部分(55)和第二部分(56)的峰脊(55c、56c)区域和侧面(55a、56a、55b、56b)。
24.折弯装置的使用方法，所述折弯装置是根据权利要求1至23中任一项所述的折弯装置，所述使用方法包括：
-将金属板(1)抵靠第一和第二模具放置；以及
-使上框架(11)从其静止位置朝向其折弯位置移动。
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