CN110405028A - 一种用于在金属板中形成波纹的折叠装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在金属板中形成波纹的折叠装置(9)，该金属板用于构造流体储罐的密封膜，所述折叠装置包括：‑一上框架(10)，‑一下框架(11)，‑一下模，具有第一和第二模具元件(14)，第一和第二模具元件在x方向上滑动安装在下框架(11)上，‑一上冲头，‑一第一侧夹具和一第二侧夹具(20)，‑一辅助装置，其被设计用于辅助第一和第二模具元件(14)中的至少一个移动至闭合位置，与上冲头运动至折叠位置相配合，其中所述辅助装置被设计成根据在空转位置和折叠位置之间变化的速度比移动第一和第二模具元件(14)中的至少一个，该速度比为模具元件(14)在x方向上的线速度和上冲头(12)在z方向上的线速度之比。

Description

一种用于在金属板中形成波纹的折叠装置

技术领域

本发明涉及成形装置，尤其涉及用于加工薄部件的成形装置，例如使用流体储罐的密封膜的结构在金属板中形成波纹的折叠装置。

这种金属板尤其可用于储存和/或运输诸如低温流体的密封和隔热膜罐的领域。

背景技术

文献WO2015170054公开了一种折叠机，用于在具有预成形波纹的金属板中形成垂直于所述预成形波纹的波纹。折叠机具有下模，该下模包括第一模具元件和第二模具元件，每个模具元件具有金属板的接收表面和凹形半凹痕，第一模具元件和第二模具元件各自沿x方向滑动地安装在下框架上，该x方向与待成形的波纹的方向垂直，以使得其可以在打开位置和闭合位置之间滑动。在上述闭合位置，第一模具元件和第二模具元件的半凹痕共同限定了与要待成形的波纹的形状相对应的凹痕。折叠机还包括上冲头，该上冲头可相对于下框架移动并且成形为与凹痕的形状相匹配。此外，布置在上冲头两侧上，且分别与第一模具元件和第二模具元件相对的第一侧夹具和第二侧夹具沿x方向滑动地安装在打开位置和闭合位置之间。

在操作中，当金属板夹在侧夹具和模具元件之间时，上冲头从空转位置运动到其折叠位置引起金属板的折叠，在此期间金属板在x方向上将牵引力传递到模具元件和侧夹具，从而将其移动到其闭合位置。

在上述文献的图16所示的实施例中，折叠机包括用于将模具元件和侧夹具移动到其闭合位置的辅助装置。这种辅助装置是特别有利的，因为它们尤其保证在冲头运动到其折叠位置期间，模具元件和侧夹具在其整个行程上移动，即移动直到其闭合的最终位置。辅助装置具有凸轮从动件，该凸轮从动件装配每个模具元件并设计成当所述框架从空转位置向下移动到其折叠位置时与上框架承载的凸轮表面配合。凸轮表面也定向成使得当上冲头从其空转位置运动到其折叠位置时，凸轮表面抵靠在凸轮从动件上，以倾向于使模具元件朝向其闭合位置移动。然而，这种辅助装置并不完全令人满意。

实际上，已经注意到，在现有技术中的装置的上冲头的行程终点位置处，作为辊的凸轮从动件由于凸轮表面施加在辊的近切向切面上的力而承受了非常大的应力。辊上的这些力减少了辊的使用寿命，特别使其出现了裂缝。

此外，尽管现有技术的折叠机具有辅助下模移动的辅助装置，但是在波纹形成期间，在所述力达到最大的情况下，这种折叠机尤其在上冲头的行程终点位置处会拉伸金属板。这种拉伸减小了折叠处的板的厚度并且有损坏板的风险。因此，希望在折叠时避免拉伸或弄碎板。

发明内容

本发明的一些实施例的核心思想是提供一种改进的辅助装置，这种辅助装置在成形期间例如通过折叠和/或冲压来控制材料的拉伸程度。

本发明的一些实施例的核心思想是提供一种折叠装置，其能够折叠金属板但基本上不拉伸金属板。

本发明的一些实施例的另一个核心思想是提供一种折叠装置，其限制施加到辅助装置的力。

根据一个实施例，本发明提供了一种例如通过折叠和/或冲压来加工薄部件的成形装置，该成形装置包括：

-一第一加工构件，其可在x方向上移动，例如x方向基本上与待加工的薄部件的深度方向垂直，

-一第二加工构件，其可在垂直于x方向的z方向上移动，例如z方向基本上与待加工的薄部件的深度方向平行，和

-一辅助装置，其设计用于辅助第一加工构件在x方向上的移动，与第二加工构件在z方向上的移动协调，辅助装置设计成以在移动期间变化的速度比移动第一加工构件，所述速度比为第一加工构件在x方向上的线速度和第二加工构件在z方向上的线速度之比。

这些特征使得成形装置能够通过相对于第二加工构件的速度增加或减小第一加工构件的速度来控制，增加，减少或防止薄部件的拉伸。

所述成形装置可以是用于薄部件的折叠装置和/或冲压装置，即其中厚度相对于部件的其他尺寸较小。

根据一个实施例，所述成形装置是用于在金属板中形成波纹的折叠装置，其例如被设计用于构造流体储罐的密封膜，该折叠装置包括：

-一上框架；

-一下框架；

-一下模，包括第一模具元件和第二模具元件，每个模具元件具有接收表面和凹形半凹痕，第一模具元件和第二模具元件各自沿x方向滑动地安装在下框架上，以可在打开位置和闭合位置之间滑动，第一模具元件和第二模具元件的半凹痕在第一模具元件和第二模具元件在其闭合位置时共同限定了与待成形的波纹形状相对应的凹痕；

-一上冲头，设置在下模上方并且刚性连接到上框架，具有设有头部的下端，所述头部的形状基本上与所述凹痕的形成匹配，所述上冲头可在与x方向垂直的方向上相对下框架在空转位置和折叠位置之间移动，其中所述上冲头的头部接合在下模的凹痕内，以便压在金属板上；

-第一侧夹具和第二侧夹具，布置在上冲头的两侧上，在下模上方，分别与第一模具元件和第二模具元件相对，所述第一侧夹具和第二侧夹具在x方向上滑动地安装在闭合位置和打开位置之间；第一侧夹具和第二侧夹具可相对于下框架在释放位置和夹紧位置之间垂直移动，其中第一侧夹具和第二侧夹具分别朝向第一模具元件和第二模具元件的接收表面移动，例如将金属板夹紧在第一模具元件和第二模具元件的接收表面上；

其中第一加工构件是第一模具元件和/或第二模具元件，且所述第二加工构件是上冲头。

这些特征使得折叠装置能够通过相对于上冲头的下降速度增加或减小一个或多个模具元件的上升速度，特别在上冲头的行程起点或终点位置处控制，增加，减小或防止金属板的拉伸。

根据一个实施例，速度比在空转位置和折叠位置之间增加。

实际上，数字建模已经揭示，为了在折叠期间基本上消除对金属板的拉伸，模具的移动速度与冲头的速度的比率必须是递增函数，其中可以通过沿着x方向插入凹痕中的金属板所形成的角度的正弦来粗略估计所述近似函数。由于在折叠运动期间角度从0度增加到90度，因此正弦函数是递增函数。因此，一旦金属板的角度增加，下模的速度相对于冲头的速度增加是有利的。

速度比可以根据不同的变化规则而改变。根据一个实施例，速度比在空转位置和折叠位置之间连续采用n个值，n是等于或大于2的整数。

根据一个实施例，辅助装置被设计用于根据空转位置和中间位置之间的速度比的第一值和根据中间位置和折叠位置之间的速度比的第二值移动第一加工构件，例如第一模具元件和第二模具元件中的至少一个。

根据一个实施例，所述速度比的第二值大于速度比的第一值。

根据一个实施例，所述成形装置包括多个辅助装置。

根据一个实施例，所述辅助装置被设计成辅助第一模具元件和第二模具元件朝向闭合位置移动，以与上冲头朝向折叠位置的移动相协调，并且被设计用于根据空转位置和折叠位置之间变化的速度比移动第一模具元件和第二模具元件。

因此，所述第一模具元件和第二模具元件朝向彼此同步移动，以形成对称波。

根据一个实施例，所述第一加工构件，例如模具元件在x方向上的线速度与第二加工构件，例如上冲头在z方向上的线速度之间的速度比整体上是正弦函数弧。

根据一个实施例，所述辅助装置具有第一臂和/或第二臂，所述第一臂和/或第二臂绕旋转轴枢转地安装在下框架上，所述旋转轴在与x和z方向正交的y方向上定向，所述臂或一个臂具有一第一端，所述第一端被设计成在第二加工构件，例如上冲头从其空转位置运动到其折叠位置时由刚性连接到上框架的支承表面所移动，所述臂的第一端的运动通过绕旋转轴旋转使所述臂的第二端产生运动，

所述第二端配备有凸轮从动件，并且凸轮从动件设计成与由第一加工构件(例如第一模具元件和第二模具元件)承载的凸轮轮廓配合，所述凸轮从动件和凸轮轮廓被设计成使得在由第二加工构件(例如所述上冲头)从其空转位置运动到其折叠位置所引起的旋转期间，所述凸轮从动件对凸轮轮廓施加一个力，所述力使得所述第一加工构件，例如第一模具元件或第二模具元件在x方向上朝向其闭合位置移动。

因此，所述辅助装置的臂使得可以将z方向上的平移运动转化成旋转运动，同时将所述旋转运动转化成x反向上的平移运动。实际上，臂在z方向上受到力，使得所述臂绕y方向转动以将x方向上的力传递到凸轮轮廓，使得第一加工构件，例如模具元件，能够在x方向上移动。因此，所述臂能够使第二加工构件，例如上冲头，在z方向上的平移运动转换成第一加工构件，例如模具元件，在x方向上的平移运动。

根据一个实施例，所述辅助装置的第一臂和第二臂共用同一旋转轴。

根据一个实施例，所述第一臂的旋转轴在x方向上偏离第二臂的旋转轴。

根据一个实施例，一个或多个臂是肘形的。

根据一个实施例，所述臂或每个臂在其第一端和中间部分之间具有一加强件。

根据一个实施例，所述第一臂和第二臂中的每一个或其中一个的第一端具有第一空转辊，与上框架刚性连接的支承表面抵靠所述第一空转辊。

根据一个实施例，所述凸轮从动件具有第二空转辊。

所述凸轮轮廓可以具有不同的形状。

根据一个实施例，所述凸轮轮廓是垂直于x方向的平坦表面。凸轮轮廓也可以是相对于平面yz以非零角度倾斜的平面。

根据一个实施例，所述装置包括第一返回构件，该第一返回构件被设计用于将所述第一模具元件和第二模具元件返回到打开位置。

根据一个实施例，所述装置包括第二返回构件，该第二返回构件被设计用于将所述第一侧夹具和第二侧夹具返回到打开位置。

根据一个实施例，刚性连接到上框架的支承表面是第一支承表面，该装置具有刚性连接到上框架的第二支承表面，第二支承表面在z方向上偏离第一支承表面，臂具有位于第一端和第二端之间的中间部分，中间部分具有至少一个中间座和至少一个位于至少一个中间座中的第三空转辊，并且其中第二轴承表面设计成抵靠中间部分上的至少一个第三空转辊。

因此，所述臂具有一个或多个第三空转辊，这取决于所需的不同速度比值的数量。例如，如果需要三个速度比值，则在臂上布置两个第三辊。

根据一个实施例，所述辅助装置在每个中间座中包括一空转辊。

根据一个实施例，所述至少一个中间座位于旋转轴和第一端之间。

因此，当第一辊或第三辊在z方向上受到趋于使所述辊在该方向上移动的力时，凸轮从动件随后绕旋转轴旋转，从而沿着x方向对凸轮轮廓上施加力。随着在z方向上受到力的辊接近旋转轴，臂的旋转速度也随之增加，这增加了第一锚定构件在x方向上的线速度。

根据一个实施例，所述臂的旋转轴和第一辊之间的距离与臂的旋转轴和第二辊之间的距离相同。距离也可以不同。

根据一个实施例，所述臂的旋转轴和第三辊之间的距离严格小于臂的旋转轴和第一辊之间的距离。

根据一个实施例，所述第一速度比值通过第一轴承表面抵靠第一端的第一辊获得。

根据一个实施例，所述第二速度比值通过第二轴承表面抵靠中间部分的第三辊获得。

根据一个实施例，所述第二加工构件(例如上冲头)的中间位置通过第一支承表面与第一辊接触以及第二支承表面与第三辊接触而确定。

根据一个实施例，所述折叠装置包括一同步杆，所述同步杆附接到第一加工构件，例如每个模具元件的一个侧面，所述同步杆沿y方向延伸并且附接到凸轮轮廓，并且其中所述同步杆设计成将沿y方向施加到凸轮轮廓的力均匀地传递到第一加工构件，例如模具元件。

根据一个实施例，所述辅助装置沿y方向定位在下模的任一侧上。

根据一个实施例，所述辅助装置或所述辅助装置中的其中一个抵靠第一加工构件(例如所述模具元件中的其中一个)的外边缘。优选地，所有辅助装置抵靠第一加工构件(例如所述模具元件中的其中一个)的外边缘。

根据一个实施例，所述第一侧夹具和第二侧夹具刚性地连接到滑架，滑架在x方向上滑动地安装在由上框架承载的导轨上。

根据一个实施例，所述第一模具元件和第二模具元件刚性地连接到滑架，滑架在x方向上滑动地安装在由下框架承载的导轨上。

根据一个实施例，所述折叠装置被设计成形成与金属板中的预成形波纹垂直的波纹，并且折叠装置具有一个或多个刀具，所述刀具被设计成使预成形波纹在预成形波纹和待成形波纹之间的交叉区域的任一侧上变形，两个刀具可移动地安装在下框架上，位于预成形波纹的低位置和高折叠位置之间。

根据一个实施例，所述折叠机被设计成在金属板中形成波纹，该金属板具有在垂直于待形成的波纹的方向上延伸的预成形波纹，第一模具元件和第二模具元件各自具有V形槽，该V形槽被设计用于接收所述预成形波纹。

根据一个实施例，每个侧夹具有一凸形元件，该凸形元件朝向下框架突出，并且具有V形形状，当侧夹具处于其夹紧位置时，该V形形状设计成插入模具元件中的凹槽中。

根据一个实施例，所述折叠装置包括将侧夹具连接到上冲头的支撑板，并且具有返回构件，该返回构件在每个侧夹具和相应的支撑板之间施加回弹力。返回构件是弹簧、气缸、液压缸或气动缸。

根据一个实施例，本发明提供一种使用如上所述的折叠装置的方法，包括：

-定位金属板以抵靠第一模具元件和第二模具元件的接收表面，以及

-将上冲头从空转位置运动到折叠位置，与第一模具元件和第二模具元件中的至少一个或多个从打开位置到闭合位置的运动相配合，以在金属板中形成波纹。

附图说明

通过参考附图对以下仅为非限制性实施例的几个具体的实施例的详细描述，可以更好地理解本发明，并且本发明的其他目的、细节、特征和优势将会变得更加清晰。

-图1是根据第一实施例的处于空转位置的折叠装置的示意性侧视图，

-图2是根据第一实施例的处于第一中间位置的折叠装置的示意性侧视图，

-图3是根据第一实施例的处于第二中间位置的折叠装置的示意性侧视图，

-图4是根据第一实施例的处于折叠位置的折叠装置的示意性侧视图，

-图5是根据第一实施例的折叠装置的辅助装置的臂的透视图，

-图6是示出上冲头的行程与下模的运动之间的关系的曲线图，

-图7是根据第二实施例的处于空转位置的折叠装置的透视图，

-图8是根据第二实施例的处于折叠位置的折叠装置的透视图，

-图9是用于构造液化天然气储罐的密封膜的波纹金属板的视图。

具体实施方式

按照惯例，折叠装置9的“纵向”取向与轴线y平行，即平行于待形成的波纹2的方向，并且“横向”取向于轴线x平行，即与待形成的波纹2的方向垂直。

图9示出了波纹金属板1，其用于形成用于低温流体(例如液化天然气)的储罐的密封膜。

矩形金属板1具有第一系列平行波纹2，称为低波纹，低波纹沿y方向从板的一个边缘延伸到另一个边缘，以及第二系列平行波纹3，称为高波纹，高波纹沿x方向从金属板1的一个边缘延伸到另一个边缘。该系列波纹的方向x和y是垂直的。波纹2,3例如从金属板1的内表面突出，并设计成与容纳在罐中的流体接触。在这种情况下，金属板1的边缘与波纹2,3平行。应当注意，术语“高”和“低”是相对的并且意味着低波纹2比高波纹3短。在未示出的变型中，波纹2,3可以具有相同的高度。

金属板1在波纹2,3之间具有多个平坦表面4。在低波纹2和高波纹3之间的每个交叉处，金属板1具有节点区5。节点区5具有中心部6，该中心部6具有朝向罐的内部或外部突出的顶点。此外，中心部6的一侧是由在高波纹3的顶部形成的一对凹形波纹7侧接，另一侧是由一对加强件8侧接，低波纹2穿过该加强件。

金属板1中的波纹2,3使得密封膜是柔性的，从而能够使其通过储存在罐中的液化天然气产生的热应力和机械应力而变形。

金属板1尤其可以由不锈钢、铝、制成，即铁和镍的合金，其膨胀系数通常在1.2×10-6和2×10-6K-1之间，或者具有高猛含量的铁合金，其膨胀系数通常在7×10-6K-1左右。但是，也可以使用其他金属和合金。

举例来说，金属板1的厚度约为1.2mm。在知道金属板1的厚度的增加会增加其成本并且通常会增加波纹2,3的刚度的情况下，其他厚度也是可以的。举例来说，金属板宽1米，长3米。

根据有利实施例(未示出)，每个金属板1的两个垂直边缘是啮合的，即是不均匀的，使得当金属板焊接在一起时，啮合的边缘与相邻金属板的相对边缘重叠。

图1至4,7和8示出了折叠装置9，其设计用于形成低波纹2，和在所述低波纹2和先前形成的高波纹3之间的节点区5。

折叠装置9具有上框架10和下框架11。上框架10和下框架11可在图1和7所示的空转位置和和图8所述的折叠位置之间相对于彼此垂直移动。

上框架10装配有上冲头12，由此能够在金属板上施加压力以折叠所述板并形成波纹2。上冲头12在其下端具有头部13，所述头部沿纵向方向延伸。头部13具有凸起部，该凸起部具有与待形成的波纹的形状相匹配的V形截面。

此外，折叠装置9具有一下模，该下模包括第一模具元件14和第二模具元件15，第一模具元件14和第二模具元件15水平地安装在下框架11上并且在打开位置和闭合位置之间沿横向滑动。模具元件14,15具有设计成抵靠金属板1的接收表面16。每个模具元件14,15在其面向另一个模具元件14,15的边缘处还具有凹形半凹痕17,18。在两个模具元件14,15处于闭合位置时，半凹痕17,18一起形成对应于待形成的波纹形状的凹痕。此外，在其闭合位置，凹痕布置在上冲头12的头部13下方。

返回构件(未示出)使两个模具元件14,15返回到其打开位置。返回构件例如是弹簧或圆柱体，每个弹簧或圆柱体在一侧抵靠在模具元件14,15中的一个上，并且在另一侧上抵靠相对于下框架11静止的元件。根据另一实施例(如图所示)，返回构件是弹簧或圆柱体，其端部分别抵靠两个模具元件14,15中的一个或另一个。

每个模具元件14,15刚性地连接到滑架上，该滑架水平安装且在横向方向上滑动地安装在由下框架11承载的导轨上。

每个模具元件14,15在横向定向的中间部分中具有自由空间，例如V形槽19，所述V形槽在横向方向上延伸并且使得预成形的波纹能够穿过。

折叠装置还具有接触部件43，其在图7中示出并且可以在下框架11上垂直移动。每个接触部件43具有一支承表面，该支承表面位于模具凹痕内侧，即位于两个模具元件14,15之间。当上框架10处于其空转位置时，接触部件的支承表面与模具元件14,15的接收表面16齐平。在申请FR3057185中特别描述了这种接触部件43。

此外，上框架10带有两个侧夹具20,21，两个侧夹具20,21分别在上冲头12的两侧延伸。侧夹具20,21在模具元件14,15上方彼此相对地布置。侧夹具20,21是由上框架10承载并且因此可以从释放位置垂直移动到夹紧位置，其中当上框架10朝向下框架11移动时，侧夹具将金属板1压靠在模具元件14,15的接收表面16上。

侧夹具20,21也相对于上框架10可垂直移动地安装。为此，每个侧夹具20,21通过引导装置垂直滑动地安装在支撑板22上。引导装置具有多个引导件23，引导件23刚性地连接到每个侧夹具24,25并且滑动地安装在形成于支撑板22中的钻孔中。此外，气缸24，也称为气弹簧，具有一第一端，该第一端附接到支撑板22，还具有一第二端，该第二端部附接到侧夹具20,21中的一个。气缸24对侧夹具20,21施加力，该力趋于使侧夹具向下移动远离支撑板22。这种布置使得侧夹具20,21能够通过将上框架10向下朝向下框架11移动而同时发生侧夹具20,21到其夹紧位置的运动和上冲头12到其折叠位置的运动。或者，气缸例如，24可以由任何其他等效的返回装置代替，例如螺旋弹簧或气动或液压缸。

侧夹具20,21在与待成形的波纹的纵向方向垂直的横向方向上在打开位置和闭合位置之间水平和滑动地安装。为此，每个支撑板22刚性连接到滑架25，滑架25滑动地安装在由上框架10承载的导轨26上。此外，一个或多个返回构件(未示出)将侧夹具20,21返回至其打开位置。

此外，折叠装置9具有辅助装置，辅助装置设置成辅助模具元件14,15移动到其闭合位置。辅助装置保证模具元件14,15以及侧夹具20,21在上冲头12运动到其折叠位置期间在其整个行程上移动，即移动到其闭合的最终位置。

辅助装置具有特别是在图5中单独示出的用于每个模具元件14,15的至少一个臂27,28，并且在图1至4中示出安装在折叠装置上，枢转地安装在下框架11上。臂27,28在绕水平旋转轴29,30旋转时可移动，该水平旋转轴平行于纵向方向取向。

在所示的实施例中，辅助装置具有用于每个模具元件14,15的两个臂27或两个臂28。辅助单个模具元件14,15移动的两个臂27或28在下框架11的横向中间平面中彼此镜像对称，并且其旋转轴39,40对齐。设计用于辅助单个模具元件14,15移动的两个臂27或28布置在下框架的横向中间平面的任一侧上，使得施加在模具元件15,16上的辅助力能够均匀分布。

臂27,28中的每一个具有第一端31，当上冲头12从其空转位置(图1和7)运动到其折叠位置(图4和图8)时，第一端31设计成朝向下框架11移动，例如，使臂27,28枢转。臂27,28中的每一个的第一端31具有用于安放第一空转辊32的位置。

如图5中特别示出的，臂27,28中的每一个还具有与第一端31相对设置的第二端33。第二端33设计成与第一或第二模具元件14,15的一部分接触。在臂27,28绕其旋转轴29,30旋转期间，第二端33移动，这在第一或第二模具元件14,15的部分上施加力，该力趋于使第一或第二模具元件14,15在x方向上朝向闭合位置移动。

第二端33具有能够容纳凸轮从动件的座，该凸轮从动件在所提出的实施例中为第二空转辊34，第二空转辊组装在沿纵向方向定向的水平轴上。第二辊34是第二端33的元件，第二端33与第一或第二模具元件14,15的部分接触。此外，与凸轮从动件接触的第一和第二模具元件14,15的部分是凸轮轮廓37，接着装配有第二辊34的凸轮从动件在臂27,28移动期间沿着凸轮轮廓37移动。

臂27,28具有位于旋转轴29,30和第一端31之间的中间部分35。中间部分35具有设有第三辊36的座。第一辊32、第二辊34第三辊36可以是相同或不同的辊。在所示的实施例中，辊32,34,36是相同的。

上框架10在y方向上具有位于上冲头12的端部40，其设计成与下模的任一侧上的臂27,28处于相同的横向平面中，以在当上冲头12下降时，重新与臂27,28接触。端部40包括第一支承表面38和第二支承表面39。第二支承表面39在方向z上从第一支承表面38偏移。

在上冲头12运动期间，端部40朝向臂27,28移动。然后，第一支承表面38与臂27,28的第一辊32重新接触，并且在z方向上对第一辊32施加力，使得臂27,28以第一旋转速度旋转。然后，第二支承表面39也与臂27,28的第三辊36重新接触，并且在z方向上对第三辊36上施加力，使得臂27,28以第二旋转速度旋转。第二旋转速度大于第一旋转速度，因为与第一辊32相比，第三辊36更靠近臂27,28的旋转轴29,30。

臂27,28包括多个通孔，使得连接到下框架11的旋转轴29,30和辊32,34,36的轴线能够通过，使得辊32,34,36能够连接到辊32,34,36。臂27,28设计成接收辊32,34,36，而辊在组装臂时间不会在臂27,28的深度方向上突出，即不会在x方向上突出。因此，臂27,24的尺寸不会因辊32,34,36而增加。

两个臂27,28在两个不同的横向平面中延伸，从而不会相互干涉。此外，当上冲头12朝向下框架11运动时，两个臂27,28沿相反的旋转方向枢转。

在图1至4所示的实施例中，臂27,28具有相同的旋转轴29,30。相反，在图7和8所示的实施例中，第一臂27的旋转轴29在x方向上偏离第二臂28的旋转轴30。在该实施例中，臂27,28在其第一端31和其中间部分35之间具有加强件41，使得臂27,28在旋转时不抵靠另一臂28,27的旋转轴29,30。

图1至图4示出了用于在金属板1中形成波纹的折叠装置9。因此图1至图4示出了上冲头12的运动与通过臂27,28实现的模具元件14,15的运动之间的相互作用。为了使图更清楚，仅示出了臂27,28中的一个和凸轮轮廓37中的一个。未示出的臂27,28和凸轮轮廓37以同示出的臂和凸轮轮廓类似的方式作用在另一个模具元件14,15上。

一旦金属板1放置在侧夹具20,21和模具元件14,15之间，上冲头12就以恒定速度朝下框架11下降。然后侧夹具20,21与金属板1接触，并且在气缸24的辅助下，在板上施加压力，以便将板夹在模具元件14,15和侧夹具20,21之间。上冲头12的端部40也与冲头12同时移动。然后，上冲头12的头部13与金属板接触，以开始形成波纹2。为了不拉伸金属板1，需要辅助模具元件14,15在x方向上的移动，使得模具元件与上冲头12同时移动。

为此，如图1所示，端部40通过其第一支承表面38沿z方向对臂27,28的第一辊32施加力。第一辊32上的这种力导致臂27,28以第一转速绕旋转轴29,30旋转。因此，位于臂27,28的第二端33处的第二辊34也以第一旋转速度移动。然后，第二辊34在x方向上对模具元件14,15的凸轮轮廓37施加力，使得所述模具元件以第一平移速度从其打开位置移动到其闭合位置。

然后，如图2所示，上冲头12继续朝向下模下降，端部40的第二支承表面39与臂27,28的第三辊36接触。在这个阶段，第一辊32和第三辊36与端部40接触。冲头12的这个位置称为中间位置。由于第三辊36更靠近旋转轴29,30，因此沿z方向施加在其上的力导致臂27,28以第二旋转速度进行更大的旋转。

由于在冲头的平移速度保持恒定时旋转速度大于中间位置，因此如图3所示，第一辊32和第一支承表面38不再接触。在该第二旋转速度下，第二辊34也以此速度移动，然后在x方向上对模具元件14,15的凸轮轮廓37施加新的力，使得所述模具元件以第二平移速度朝向其闭合位置更快地移动。

然后，上冲头12以恒定速度到达折叠位置的行程终点，而模具元件14,15以第二平移速度到达闭合位置的行程终点，如图4所示。

折叠装置9还具有如图7和8所示的同步杆42，该同步杆42位于模具元件14,15的两侧。同步杆42沿y方向延伸并附接到两个相对的凸轮轮廓37上。同步杆42也沿其整个长度附到模具元件14,15中的其中一个。因此，当第二辊34沿x方向对凸轮轮廓37施加力时，通过同步杆42在模具元件14,15的整个长度上重新传递这个力，使模具元件14,15在x方向上在其整个长度上同步移动。

图6是示出下模在X轴上的移动和冲头在Y轴上的行程的曲线图。该曲线图示出了两条曲线：一条曲线表示折叠而没有拉伸金属板的理论曲线98，另一条曲线99表示上述折叠装置的运动。实际上，为了确保金属板1不被拉伸，期望模具的运动作为冲头12的行程的函数，而成为尽可能接近理论折叠曲线98而没有拉伸的曲线。计算表明，模具的移动速度必须是冲头速度乘以递增函数的函数，该递增函数近似等于插入凹痕中的金属板1的一部分所形成的角度的正弦值，方向为x。对中间位置之后的臂27,28的第三辊36上的推力改变了速度，这使得这条曲线尤其在上冲头12的行程终点处近似，其中在上冲头12的行程终点处，所述力最大，那么拉伸的风险也最大。因此，曲线99的倾斜使模具元件的速度和上冲头的速度之间的速度比相反。

图1至图8示出了一实施例，其中速度比根据两个不同的和非零的值变化，从而使用两个线性函数形成一个曲线。为了使速度比在两个以上的值上变化并因此具有由两个以上的线性函数形成的一个曲线，可以使根据未示出的实施例适应折叠或成形装置。

在未示出的实施例中，第一臂27和第二臂28可包括位于第一辊32和第三辊36之间的第四空转辊。折叠装置还可包括位于第一支承表面38和第二支承表面39之间的一第三支承表面。并且第二支承表面39沿z方向，第三支承表面设计成抵靠第四辊。因此，这种折叠装置使得可以获得三个不同的速度比值，从而形成包括三个线性函数的一曲线。

通过概括，可以在第一辊32和旋转轴29,30之间在臂上安装N个空转辊，其具有与臂27,28上的辊相同数量的支承表面，以便获得N个速度比的变化值，以便在不拉伸的情况下最佳地接近折叠的理论曲线98并获得包括N个线性函数的曲线。

在未示出的另一个实施例中，支承表面38,39可以是弯曲的支承表面，允许根据支承表面38,39的运动来改变臂27,28的转速，并因此改变模具元件14,15的速度。该实施例允许在不增加安装在臂27,28上的辊数量的情况下在两个以上的不同值上改变速度比。

在未示出的另一个实施例中，模具元件14,15的凸轮轮廓37可以是相对于垂直于x方向的一平坦表面的弯曲表面，因此允许模具元件14,15的速度根据第二辊34在凸轮轮廓37上的位置而改变。该实施例允许在不增加安装在臂27,28上的辊数量的情况下在两个以上的不同值上改变速度比。

这些未示出的实施例可以彼此组合和/或包括图1至图8中示出的实施例的特征。

上文参照一个实施例描述了本发明，其中表示作为冲头12行程的函数的模具运动的曲线99是使用两个线性函数的理论曲线98的插值曲线。曲线99也可以是使用三个或更多个线性函数，或者使用两个或更多个其他函数，例如二次函数的理论曲线98的插值曲线。

尽管已经针对若干具体实施例描述了本发明，但是显然本发明绝不限于所述多个具体实施例，并且如果所描述的装置及其组合的技术等同物落在本发明的范围内，则本发明包括所描述的装置及其组合的技术等同物。

动词“包括”或“包含”的使用，包括在缀合时，除了权利要求中提到的那些元件和步骤之外，不排除存在其他元件或其他步骤。

在权利要求中，括号内的附图标记不应理解为对权利要求的限制。

Claims (21)

1.一种用于在金属板(1)中形成波纹(2)的折叠装置(9)，所述金属板(1)被设计用于构造流体储罐的密封膜，其特征在于，所述折叠装置(9)包括：

-一上框架(10)；

-一下框架(11)；

-一下模，包括第一模具元件和第二模具元件(14,15)，每个模具元件具有一接收表面(16)和一凹形半凹痕(17,18)，所述第一模具元件和第二模具元件(14,15)各自沿x方向滑动地安装在所述下框架(11)上，以便可在一打开位置和一闭合位置之间滑动，所述第一模具元件和第二模具元件(14,15)的半凹痕(17,18)在所述第一模具元件和第二模具元件(14,15)在其闭合位置时共同限定了与待成形的波纹(2)形状相对应的一凹痕；

-一上冲头(10)，设置在所述下模上方并且刚性连接到所述上框架(10)，具有一下端，下端设有一头部(13)，所述头部(13)成形为基本上与所述凹痕的形状匹配，所述上冲头(12)可在与x方向垂直的Z方向上相对所述下框架(11)在一空转位置和一折叠位置之间移动，其中所述上冲头(12)的头部(13)接合在所述下模的凹痕内，以便压在金属板(1)上；

-第一侧夹具和第二侧夹具(20,21)，布置在所述上冲头(12)的两侧上，并在所述下模上方，它们分别与所述第一模具元件和第二模具元件(14,15)相对，所述第一侧夹具和第二侧夹具(20,21)在x方向上滑动地安装在一闭合位置和一打开位置之间；所述第一侧夹具和第二侧夹具(20,21)可相对于所述下框架(11)在一释放位置和一夹紧位置之间垂直移动，其中所述第一侧夹具和第二侧夹具(20,21)分别朝向所述第一模具元件(14)和所述第二模具元件(15)的接收表面移动，以便将所述金属板(1)夹紧在所述第一模具元件和第二模具元件(14,15)的接收表面(16)上；

一辅助装置，所述辅助装置被设计用于辅助所述第一模具元件和第二模具元件(14,15)中的至少一个朝向所述闭合位置移动，以与所述上冲头(12)向折叠位置的移动相配合，所述辅助装置被设计用于以在所述空转位置和所述折叠位置之间变化的一速度比移动所述第一模具元件和第二模具元件(14,15)中的至少一个，所述速度比为所述第一模具元件和第二模具元件(14,15)中的至少一个在x方向上的线速度和所述上冲头(12)在z方向上的线速度之比；

其中所述辅助装置具有一第一臂(27)和一第二臂(28)，所述第一臂和第二臂绕旋转轴(29,30)枢转地安装在所述下框架(11)上，所述旋转轴(29,30)在与x和z方向正交的y方向上定向，所述第一臂(27)和所述第二臂(28)各自具有一第一端(31)，所述第一端(31)被设计成在所述上冲头(12)从其空转位置运动到其折叠位置时由刚性连接到所述上框架(10)的一支承表面(38)所移动，所述第一臂(27)的第一端(31)运动和所述第二臂(28)的第一端(31)的运动使得所述第一臂(27)的第二端(33)和所述第二臂(28)的第二端(33)通过围绕所述旋转轴(29,30)而产生运动，所述第一臂(27)的第二端(33)和所述第二臂(28)的第二端(33)配备有凸轮从动件，并且所述第一和第二臂(27,28)的凸轮从动件设计成与由所述第一模具元件(14)承载的凸轮轮廓(37)和由所述第二模具元件(15)承载的凸轮轮廓(37)配合，所述凸轮从动件和所述凸轮轮廓(37)被设计成使得在由所述上冲头(12)从其空转位置运动到其折叠位置所引起的旋转期间，所述凸轮从动件对所述凸轮轮廓施加一个力，使得所述第一模具元件(14)或所述第二模具元件(15)在x方向上朝向其闭合位置移动。

2.根据权利要求1所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述速度比在所述空转位置和所述折叠位置之间增大。

3.根据权利要求1或2所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述速度比在所述空转位置和所述折叠位置之间连续采用n个值，n是等于或大于2的整数。

4.根据权利要求3所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述辅助装置被设计成，根据所述空转位置和一中间位置之间的速度比的第一值，并根据所述中间位置和所述折叠位置之间的速度比的第二值，移动所述第一模具元件和第二模具元件(14,15)中的至少一个。

5.根据权利要求4所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述速度比的第二值大于所述速度比的第一值。

6.根据前述权利要求中任一项所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述辅助装置被设计成，辅助所述第一模具元件和第二模具元件(14,15)朝向所述闭合位置移动，以与所述上冲头(12)朝向所述折叠位置的移动相协调，并且被设计成，根据所述空转位置和所述折叠位置之间变化的速度比移动所述第一模具元件和第二模具元件(14,15)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述辅助装置的第一臂和第二臂共用同一旋转轴。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述第一臂(27)的旋转轴(29)在x方向上偏离所述第二臂(28)的旋转轴(30)。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述第一臂和第二臂(27,28)中的每一个的第一端(31)具有一第一空转辊(32)，与所述上框架(10)刚性连接的支承表面(38)抵靠所述第一空转辊。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述凸轮从动件具有一第二空转辊(34)。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述凸轮轮廓(37)是垂直于x方向的平坦表面。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的折叠装置(9)，其特征在于，刚性连接到所述上框架(10)的支承表面是一第一支承表面(38)，所述折叠装置具有刚性连接到所述上框架(10)的一第二支承表面(39)，所述第二支承表面(39)在z方向上偏离所述第一支承表面(38)，所述臂(27,28)具有位于所述第一端(31)和所述第二端(33)之间的一中间部分(35)，所述中间部分(35)包括一第三空转辊(36)，并且其中所述第二支承表面(39)设计成抵靠所述中间部分(35)的所述第三空转辊(36)。

13.根据权利要求9和12所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述臂(27,28)的旋转轴(29,30)和所述第三辊(36)之间的距离严格小于所述臂(27,28)的旋转轴(29,30)和所述第一辊(32)之间的距离。

14.根据权利要求9和12所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述第一速度比值通过所述第一轴承表面(38)抵靠所述第一端(31)的第一辊(32)获得。

15.根据权利要求12至14中任一项所述的折叠装置，其特征在于，所述第二速度比值通过所述第二轴承表面(39)抵靠所述中间部分(35)的第三辊(36)获得。

16.根据权利要求9和12所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述上冲头(12)的中间位置通过所述第一支承表面(38)与所述第一辊(32)接触以及所述第二支承表面(39)与所述第三辊(36)接触而确定。

17.根据权利要求1至16中任一项所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述折叠装置(9)包括一同步杆(42)，所述同步杆(42)附接到每个模具元件(14,15)的一个侧面，所述同步杆(42)沿y方向延伸并且附接到所述凸轮轮廓(37)，并且其中所述同步杆(42)设计成将沿y方向施加到所述凸轮轮廓(37)的力均匀地传递到所述模具元件(14,15)。

18.根据前述权利要求中任一项所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述辅助装置沿y方向定位在所述下模的任一侧上。

19.根据前述权利要求中任一项所述的折叠装置(9)，其特征在于，所述模具元件(14,15)在x方向上的线速度与所述上冲头(12)在z方向上的线速度之间的速度比整体上是正弦函数弧。

20.一种使用根据权利要求1至19中任一项所述的折叠装置的方法，其特征在于，所述方法包括：

-定位金属板(1)以抵靠所述第一模具元件和第二模具元件(14,15)的接收表面，以及

-将所述上冲头(12)从所述空转位置运动到所述折叠位置，与所述第一模具元件和第二模具元件(14,15)中的至少一个从所述打开位置到所述闭合位置的运动相配合，以便在所述金属板(1)中形成波纹(2)。

21.一种例如通过折叠和/或冲压来加工薄部件的成形装置，其特征在于，所述成形装置包括：

-一第一加工构件(14,15)，其可在x方向上移动，所述第一加工构件包括一第一模具元件(14)和一第二模具元件(15)，所述第一和第二模具元件(14,15)各自在x方向上滑动安装，以在一打开位置和一闭合位置之间滑动，

-一第二加工构件(12)，其可在垂直于x方向的z方向上移动，和

-一辅助装置，所述辅助装置被设计用于辅助所述第一加工构件(14,15)在x方向上的运动，该运动与所述第二加工构件(12)在z方向上的运动相配合，

所述辅助装置被设计用于以在运动期间变化的一速度比移动所述第一加工构件(14,15)，所述速度比为所述第一加工构件(14,15)在x方向上的线速度和所述第二加工构件(12)在z方向上的线速度之比；

其中所述辅助装置具有一第一臂(27)和一第二臂(28)，所述第一臂和第二臂绕旋转轴(29,30)枢转地安装并在与x和z方向正交的y方向上定向，所述第一臂(27)和所述第二臂(28)各自具有一第一端(31)，所述第一端(31)被设计成在所述第二加工构件(12)的运动期间由一支承表面(38)所移动，所述第一臂(27)的第一端(31)的运动和所述第二臂(28)的第一端(31)的运动使得所述第一臂(27)的第二端(33)和所述第二臂(28)的第二端(33)通过绕所述旋转轴(29,30)而产生运动，所述第一臂(27)的第二端(33)和所述第二臂(28)的第二端(33)配备有一凸轮从动件，并且所述第一和第二臂(27,28)的凸轮从动件设计成与由所述第一模具元件(14)承载的凸轮轮廓(37)和由所述第二模具元件(15)承载的凸轮轮廓(37)配合，所述凸轮从动件和所述凸轮轮廓(37)被设计成使得在由所述第二加工构件(12)的运动所引起的旋转期间，所述凸轮从动件对所述凸轮轮廓(37)施加一个力，使得所述第一模具元件(14)或所述第二模具元件(15)在x方向上朝向其闭合位置移动。