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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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<GEBIET
DER ERFINDUNG>
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fluidfeder, in welcher ein Fluid
in einer Hülse und einer hohlen Kolbenstange zirkuliert,
und eine Formvorrichtung, welche die Fluidfeder aufweist.
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<STAND
DER TECHNIK>
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Allgemein
wird ein Seitenblech, welches ein konstruktionelles Element einer
Fahrzeugkarosserie ist, durch Pressformen hergestellt. Gewöhnlich
ist solch ein Seitenblech ein pressgeformter Gegenstand von einer
komplexen Form, von welchem ein Teil einer relativ einfachen Formung
unterzogen wird, und von welchem ein Teil einer relativ komplizierten Formung
unterzogen wird. Die relativ einfache Formung ist zum Beispiel das
Formen eines gekrümmten Abschnitts, welcher einen großen
Krümmungsradius aufweist. Die relativ komplizierte Formung
ist zum Beispiel das Formen eines gekrümmten Abschnitts,
welcher einen kleinen Krümmungsradius oder einen tiefgezogenen
Abschnitt aufweist, welcher eine große Tiefe aufweist.
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Inzwischen
ist es schwierig, gleichzeitig einen gekrümmten Abschnitt,
welcher einen großen Krümmungsradius aufweist,
und einen gekrümmten Abschnitt, welcher einen kleinen Krümmungsradius aufweist,
in einem einzigen Verfahrensschritt zu formen. Somit wird in solch
einem Fall ein gekrümmter Abschnitt, welcher einen großen
Krümmungsradius aufweist, zuerst geformt. Als Nächstes
wird ein gekrümmter Abschnitt, welcher einen kleinen Krümmungsradius
aufweist, geformt. Im Übrigen ist eine Formvorrichtung,
welche sukzessive eine solche Formverarbeitung durchführt,
zum Beispiel in
JP-A-2001-001064 beschrieben.
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Das
heißt, zuerst wird ein Seitenblech durch Klemmen eines
Endabschnitts davon gelagert. In diesem Zustand wird zum Beispiel
ein zentraler Abschnitt in dem Seitenblech durch ein unteres Werkzeug
und ein bewegbares Werkzeug gedrückt. Als Nächstes
wird ein Teil zwischen dem zentralen Abschnitt und dem Endabschnitt
durch das untere Werkzeug und ein oberes Werkzeug gedrückt.
Somit wird das Seitenblech geformt. Im Übrigen wird das bewegbare
Werkzeug in dem oberen Werkzeug gehalten. Mit der Verschiebung des
oberen Werkzeugs entlang einer vertikalen Richtung bewegt sich das
bewegbare Werkzeug dichter zu oder weg von dem unteren Werkzeug.
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Noch
genauer stößt beim Formen eines Seitenblechs ein
Klemmmechanismus zum Klemmen eines Endabschnitts des Seitenblechs
gegen das Seitenblech an. Danach fährt das obere Werkzeug
in Richtung zu dem unteren Werkzeug unter der Wirkung eines Drückmechanismus
hinunter. Zu diesem Zeitpunkt sollte dementsprechend eine antreibende Kraft
des antreibenden Mechanismus größer als eine klemmende
Kraft des Klemmmechanismus sein. Dies ist aufgrund der Tatsache,
dass, wenn die Klemmkraft des Klemmmechanismus größer
als die antreibende Kraft des antreibenden Mechanismus ist, es schwierig
ist, zu verursachen, dass das obere Werkzeug herunterfährt.
Somit ist es schwierig, das Seitenblech zu formen.
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Andererseits,
auf eine Beendigung des Formens des Seitenblechs hin, fahren das
obere Werkzeug und das bewegbare Werkzeug zuerst hinauf, um das
Seitenblech zu exponieren. Als Nächstes wird der Endabschnitt
des Seitenblechs aus dem Klemmmechanismus freigegeben. Dementsprechend
ist es zu dieser Zeit notwendig, die Klemmkraft einzustellen, sodass
sie größer als die antreibende Kraft des antreibenden
Mechanismus ist. Dies ist darum, da, wenn das Gegenteil der Fall
wäre, es schwierig sein würde, zu bewirken, dass
das obere Werkzeug und das bewegbare Werkzeug hinauffahren.
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Wie
aus der vorhergehenden Beschreibung verstanden wird, erfordert eine
solche Formvorrichtung, dass die Beziehung in einer Magnitude zwischen
der Kraft des Klemmmechanismus und derjenigen des antreibenden Mechanismus
vor dem Formen des Seitenblechs nach dem Formen umgekehrt wird.
In dieser Hinsicht wird bei der Formvorrichtung, welche in
JP-A-2001-001064 beschrieben
wird, der Innendruck eines Kolbens des Klemmmechanismus eingestellt
durch Einführen und Entfernen eines Betriebsöls
in und aus einer Ölkammer des Kolbens. Demzufolge wird
die Klemmkraft gesteuert.
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In
einem Fall, wo die Formvorrichtung derartig konstruiert ist, so
dass ein Betriebsöl eingeführt werden kann in
und entfernt werden kann aus der Ölkammer des Kolbens,
erfordert die Formvorrichtung zwangsläufig einen Tank zum
Speichern von Öl, eine Druckquelle (zum Beispiel komprimierte
Luft), welche Betriebsöl einführt in und entfernt
aus einer Ölkammer, und Leitungen zum Überbrücken
zwischen dem Tank, der Druckwelle und dem Kolben. Dies verursacht
Probleme darin, dass die Größe der Formvorrichtung
erhöht wird, dass die Struktur der Formvorrichtung kompliziert
ist, und dass ein scharfer Anstieg der Ausstattungsinvestitionen
auftritt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine
oder mehrere Ausführungsformen der Erfindung sehen eine
Fluidfeder und eine Formvorrichtung vor, welche eine Fluidfeder
aufweist, welche einfach konfiguriert sein kann und eine Ausstattungsinvestition
reduzieren kann.
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In Übereinstimmung
mit einer oder mehrerer Ausführungsformen der Erfindung
wird eine Fluidfeder 20 vorgesehen mit: einer Hülse 50;
einer ersten Kammer 58, welche konfiguriert ist, um ein
Fluid aufzunehmen und in der Hülse 50 gebildet
ist; eine hohle Kolbenstange 52, wobei ein Teil der hohlen
Kolbenstange 52 verschiebbar in der ersten Kammer 58 aufgenommen
ist; eine zweite Kammer 72, welche konfiguriert ist, um
das Fluid aufzunehmen und in der hohlen Kolbenstange 52 gebildet
ist; und einen Verbindungsdurchgang 78, welcher konfiguriert
ist, um die erste Kammer 58 und die zweite Kammer 72 miteinander
zu verbinden, und in einem Endabschnitt der hohlen Kolbenstange 52 gebildet
ist, wobei der Verbindungsdurchgang 78 es nur dem Fluid
erlaubt, in einer Richtung von der ersten Kammer 58 zu
der zweiten Kammer 72 zu fließen.
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In
der obigen Konfiguration schaltet die Fluidfeder zwischen einem
gestoppten Zirkulationszustand, in welchem das Fluid in der ersten
Kammer und der zweiten Kammer bleibt, und einem fließenden
Zirkulationszustand um, in welchem das Fluid in der ersten Kammer
und der zweiten Kammer zirkuliert, basierend auf dem drückenden
Druck, welcher auf der hohlen Kolbenstange aufgebracht wird. Durch
dieses Stoppen und Starten der Zirkulation kann ein Innendruck der
Fluidfeder geeignet eingestellt werden.
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Zusätzlich,
da das Fluid in der Fluidfeder zirkuliert wird, besteht keine Notwendigkeit
zum zusätzlichen Vorsehen eines Tanks und Leitungen. Demzufolge
kann die Konfiguration der Fluidfeder vereinfacht werden. Zusätzlich
kann die Ausstattungsinvestition reduziert werden.
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Die
obige Fluidfeder 20 kann weiterhin versehen sein mit: einer
verschiebenden Kolbenstange 54, welche an einem Endabschnitt
der hohlen Kolbenstange 52 vorgesehen ist, und welche enthält:
einen verschiebenden Abschnitt 94, welcher gleitet, während
ein Kontakt mit einer inneren Wand der hohlen Kolbenstange 52 aufrechterhalten
wird; und ein exponierender Abschnitt 92, welcher mit dem
verschiebenden Abschnitt 94 verbunden ist, um so von der
hohlen Kolbenstange 52 exponiert zu werden, und ein zusätzlicher
Durchgang 76, welcher konfiguriert ist, um die erste Kammer 58 und
die zweite Kammer 72 miteinander zu verbinden, und zwischen
einer inneren Umfangswand und einer äußeren Umfangswand
der hohlen Kolbenstange 52 gebildet ist, wobei der zusätzliche
Durchgang 76 geschlossen ist, wenn der verschiebende Abschnitt 94 in
seinem oberen Totpunkt positioniert ist. Durch diese Konfiguration kann
das Umschalten zwischen dem gestoppten Zirkulationszustand/fließenden
Zirkulationszustand vereinfacht werden.
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Darüber
hinaus ist in Übereinstimmung mit einer oder mehrerer Ausführungsformen
der Erfindung eine Formvorrichtung 10 versehen mit: einem unteren
Werkzeug 12; einem oberen Werkzeug 14, welches
bewegbar ist dichter zu und weg von dem unteren Werkzeug 12;
ein bewegbares Werkzeug 16, welches durch das obere Werkzeug 14 gehalten
wird und hinsichtlich des oberen Werkzeugs 14 bewegbar ist;
einem Verschiebungsmechanismus 18 des bewegbaren Werkzeugs,
welcher in dem bewegbaren Werkzeug 16 vorgesehen ist, um
das bewegbare Werkzeug 16 in einer Richtung weg von dem
unteren Werkzeug 12 zu drängen; und eine Fluidfeder 20, welche
in dem oberen Werkzeug 14 vorgesehen ist, um das bewegbare
Werkzeug 16 in einer Richtung weg von dem oberen Werkzeug 14 zu
drängen. In der Formvorrichtung ist die Fluidfeder 20 versehen mit:
einer Hülse 50; einer ersten Kammer 58,
welche konfiguriert ist, um eine Fluid aufzunehmen und in der Hülse 50 gebildet
ist; eine hohle Kolbenstange 52, wobei ein Teil der hohlen
Kolbenstange 52 verschiebbar in der ersten Kammer 58 aufgenommen ist;
eine zweite Kammer 72, welche konfiguriert ist, um das
Fluid aufzunehmen und in der hohlen Kolbenstange 52 gebildet
ist; und ein Verbindungsdurchgang 78, welcher konfiguriert
ist, um die erste Kammer 58 und die zweite Kammer 72 in
kommunizierende Verbindung miteinander zu bringen und in einem Endabschnitt
der hohlen Kolbenstange 52 gebildet ist, wobei der Verbindungsdurchgang 78 dem
Fluid nur erlaubt, in einer Richtung von der ersten Kammer 58 zu
der zweiten Kammer 72 zu fließen.
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Das
heißt, die Formvorrichtung ist mit der oberen Fluidfeder
versehen. Wie oben beschrieben, wird der Innendruck dieser Druckfeder
geeignet eingestellt durch Umschalten zwischen dem gestoppten Zirkulationszustand
und dem fließenden Zirkulationszustand eines Fluids. Dementsprechend
wird die Vorrichtung derartig gesteuert, dass zum Beispiel, wenn
das Werkzeug geschlossen ist (beim Formen), die Fluidfeder einen
drückenden Druck erzeugt, welcher größer
ist als der drückende Druck des Klemmmechanismus, und wenn
das Werkzeug geöffnet ist, die Fluidfeder eine drückende
Kraft erzeugt, welche kleiner als die drückende Kraft des
Klemmmechanismus ist. Somit, wenn das Werkzeug geschlossen ist, kann
ein relativ schwieriges Formen zuvor mit dem bewegbaren Werkzeug
durchgeführt werden. Zusätzlich können
beim Werkzeugöffnen das obere Werkzeug 14 und
das bewegbare Werkzeug 16 gleichzeitig angehoben werden,
während das bewegbare Werkzeug 16 angehoben wird.
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Somit
kann gemäß den Ausführungsformen der
Erfindung das bewegbare Werkzeug der Formvorrichtung mit einer vorbestimmten
Zeitgabe abgesenkt oder angehoben werden.
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In
der Vorrichtung kann die Fluidfeder weiterhin versehen sein mit:
einer verschiebenden Kolbenstange 54, welche an einem Endabschnitt
der hohlen Kolbenstange 52 vorgesehen ist und enthält:
einen verschiebenden Abschnitt 94, welcher gleitet, während
ein Kontakt mit einer inneren Wand der hohlen Kolbenstange 52 aufrechterhalten
wird; und ein exponierender Abschnitt 92, welcher mit dem
verschiebenden Abschnitt 94 verbunden ist, um so von der hohlen
Kolbenstange 52 exponiert zu werden; und ein zusätzlicher
Durchgang 76, welcher konfiguriert ist, um die erste Kammer 58 und
die zweite Kammer 72 in eine kommunizierende Verbindung
miteinander zu bringen, und zwischen einer inneren Umfangswand und
einer äußeren Umfangswand der hohlen Kolbenstange 52 gebildet
ist. Der zusätzliche Durchgang 76 kann geschlossen
werden, wenn der verschiebende Abschnitt 94 in seinem oberen
Totpunkt positioniert ist. Durch diese Konfiguration wird das zuvor
erwähnte Umschalten zwischen Zirkulationsstoppen und Zirkulationsfließen
erleichtert.
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Weiterhin
ist das Fluid vorzugsweise Gas. Gas ist kompressibel. Somit kann
der zuvor genannte Innendruck leicht verändert werden.
Zusätzlich weist Gas den Vorteil in einer Leichtigkeit
im Umgang davon und in den Kosten auf.
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Gemäß den
Ausführungsformen ist eine Fluidfeder konstruiert, so dass
ein Umschalten zwischen einem Stoppen und Fließen der Zirkulation
eines Fluids im Inneren der Fluidfeder ermöglicht wird.
Der Innendruck dieser Fluidfeder wird durch Stoppen und Starten
der Fluidzirkulation eingestellt. Das heißt, die Differenz
zwischen der erweiternden Kraft zu der Zeit der Kontraktion und
der erweiternden Kraft zu der Zeit der Extension kann derartig hergestellt
werden, so dass die erweiternde Kraft zu der Zeit der Kontraktion
zunimmt und die erweiternde Kraft zu der Kraft der Extension, nachdem
die Fluidfeder kontrahiert worden ist, reduziert wird.
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Dementsprechend
kann das bewegbare Werkzeug der Formvorrichtung in einer vorbestimmten
Zeitgabe durch Inkorporieren dieser Fluidfeder in der Formvorrichtung
abgesenkt oder angehoben werden.
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Zusätzlich
ist die Fluidfeder gemäß der Ausführungsform
derartig konstruiert, dass die Zirkulation eines Fluids in der Fluidfeder
gestartet oder gestoppt wird. Dementsprechend wird die Konfiguration der
Ausstattung, welche in der Vorrichtung vorgesehen ist, vereinfacht.
Zusätzlich kann die vorliegende Ausführungsform
den Vorteil des Reduzierens der Ausstattungsinvestitionen erlangen.
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Andere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung,
den Zeichnungen und den Ansprüchen offensichtlich werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine longitudinale Querschnittsansicht, welche ein primäres
Teil einer Formvorrichtung gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung darstellt.
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2 ist
eine schematische longitudinale Querschnittsansicht, welche die
gesamte Fluidfeder der Formvorrichtung, welche in 1 dargestellt
ist, darstellt.
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3 ist
eine longitudinale Querschnittsansicht, welche einen Zustand darstellt,
in welchem Endabschnitte eines Seitenblechs durch die Formvorrichtung
geklemmt sind.
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4 ist
eine longitudinale Querschnittsansicht, welche einen Zustand darstellt,
in welchem das obere Werkzeug der Formvorrichtung, welche in 1 dargestellt
ist, weiter abgesenkt wird.
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5 ist
eine schematische longitudinale Querschnittsansicht, welche die
gesamte Fluidfeder entsprechend dem Zustand, welcher in 4 dargestellt
ist, darstellt.
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6 ist
eine schematische longitudinale Querschnittsansicht, welche die
gesamte Fluidfeder verschoben darstellt, so dass eine Verschiebungskolbenstange
weiter in einer hohlen Kolbenstange aufgenommen ist.
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7 ist
eine longitudinale Querschnittsansicht, welche einen Zustand darstellt,
in welchem das obere Werkzeug der Formvorrichtung, welche in 1 dargestellt
ist, den unteren Totpunkt erreicht.
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8 ist
eine longitudinale Querschnittsansicht, welche einen Zustand darstellt,
in welchem die Verschiebungsstange der Formvorrichtung, welche in 1 dargestellt, eine
Extension startet.
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9 ist
eine schematische longitudinale Querschnittsansicht, welche die
gesamte Fluidfeder in einem Zustand darstellt, in welchem ein Rückschlagventil
in der hohlen Kolbenstange geöffnet ist.
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10 ist
eine schematische longitudinale Querschnittsansicht, welche die
gesamte Fluidfeder in einem Zustand darstellt, in welchem die hohle
Kolbenstange einen oberen Totpunkt erreicht.
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11 ist
eine schematische longitudinale Querschnittsansicht, welche die
gesamte Fluidfeder in einem Zustand darstellt, in welchem eine Hülse
der Fluidfeder leicht angehoben ist.
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12 ist
eine schematische longitudinale Querschnittsansicht, welche einen
primären Teil der Fluidfeder in einem Zustand darstellt,
in welchem das obere Werkzeug und das bewegbare Werkzeug der Formvorrichtung,
welche in 1 dargestellt ist, angehoben
werden.
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13 ist
eine schematische longitudinale Querschnittsansicht, welche einen
primären Teil der Fluidfeder in einem Zustand darstellt,
in welchem das obere Werkzeug und das bewegbare Werkzeug weiter
angehoben werden.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
exemplarische Ausführungsform einer Fluidfeder gemäß der
Erfindung wird im Detail in Verbindung mit einer Formvorrichtung
beschrieben, welche die Fluidfeder aufweist, durch Bezugnahme auf die
begleitenden Zeichnungen.
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1 ist
eine longitudinale Querschnittsansicht, welche einen primären
Teil der Formvorrichtung 10 gemäß der
exemplarischen Ausführungsform der Erfindung darstellt.
Diese Formvorrichtung 10 wird verwendet, um ein Pressformen
durchzuführen. Die Formvorrichtung 10 enthält
ein unteres Werkzeug 12, ein oberes Werkzeug 14,
welches vertikal verschoben wird, um sich dichter zu und weg von
dem unteren Werkzeug 12 zu bewegen, ein bewegbares Werkzeug 16,
welches verschiebbar durch das obere Werkzeug 14 gehalten
wird, zwei das bewegbare Werkzeug verschiebende Zylinder 18 (Verschiebungsmechanismus
des bewegbaren Werkzeugs), welche auf dem bewegbaren Werkzeug 16 vorgesehen
sind, und vier Fluidfedern 20, welche an dem oberen Werkzeug 14 angebracht
sind. Im Übrigen kennzeichnet in 1 Bezugszeichen
SP ein Seitenblech, welches ein Werkstück ist.
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Zwei
zylindrische Elemente 22, 22 sind verschiebbar
in das untere Werkzeug 12 eingeführt. Weiterhin
sind im Querschnitt U-förmige Werkträgerelemente 24, 24 jeweils
auf Endabschnitten der zylindrischen Elemente 2, 22 vorgesehen.
Endabschnitte des Seitenblechs SP sind jeweilig auf den Werkträgerelementen 24, 24 angeordnet.
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Das
untere Werkzeug 12 weist einen Formabschnitt 28 auf,
welcher sich von einem Basisabschnitt 26 aufwölbt.
Der Formabschnitt 28 ist derartig gekrümmt, dass
ein longitudinaler Querschnitt ungefähr halbelliptisch
geformt ist. Das Seitenblech SP ist weiterhin durch diesen Formabschnitt 28 gekrümmt.
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Das
obere Werkzeug 14 wird durch ein Polster (nicht gezeigt)
gelagert, welches entlang einer Auf-Ab-Richtung verschiebbar ist,
in 1 gesehen, unter der Wirkung eines Antriebsmechanismus
(nicht gezeigt). Das heißt, das obere Werkzeug 14 bewegt sich
dichter zu oder weg von dem unteren Werkzeug 12 zusammen
mit dem Polster.
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Das
obere Werkzeug 14 enthält zwei hängende
Abschnitte 32, 32, welche von einem Basisabschnitt 30,
welcher sich horizontal erstreckt, und horizontalen Abschnitten 34, 34,
welche jeweils von den hängenden Abschnitten 32, 32 gebogen
sind, und sich horizontal erstrecken, schwebend gehalten werden.
Die hängenden Abschnitte 32, 32 liegen
einander gegenüber. Das bewegbare Werkzeug 16 ist
zwischen den hängenden Abschnitten 32 und 32 eingefügt.
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Ein
Durchgangsloch (nicht gezeigt) ist in jedem der hängenden
Abschnitte 32, 32 gebildet, um sich entlang der
Richtung zu erstrecken, in welcher sich jeder hängende
Abschnitt 32 erstreckt, das heißt einer vertikalen
Richtung. Andererseits sind Durchgangslöcher 36, 36 jeweils
in den horizontalen Abschnitten 34, 34 gebildet.
Eine verschiebende Stange 38, welche teilweise eine Komponente
des das bewegbare Werkzeug verschiebenden Zylinders 18 ist, ist
in jedes Durchgangsloch 36 eingeführt.
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Zwei
Formabschnitte 39, 39 sind dadurch gebildet, dass
sie gekrümmt von Abschnitten des oberen Werkzeugs ausgeschnitten
sind, welche sich von der Endoberfläche der horizontalen
Abschnitte 34, 34 erstrecken, welche dem unteren
Werkzeug 12 gegenüberliegen, zu den Seiten der
hängenden Abschnitte 32, 32, welche dem
bewegbaren Werkzeug 16 gegenüberliegen. Die Formabschnitte 39, 39 liegen
den jeweiligen Endabschnitten des Formabschnitts 28 des
unteren Werkzeugs 12 gegenüber.
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Das
bewegbare Werkzeug 16 enthält einen Formabschnitt 40,
welcher dem Formabschnitt 28 des unteren Werkzeugs 12 gegenüberliegt,
und sich horizontal erstreckende Abschnitte 42, 42,
von welchen sich der Formabschnitt 40 horizontal erstreckt, welche
durch Extrusion von dem Formabschnitt 40 gebildet sind.
Unter diesen Abschnitten ist der Formabschnitt 40 mit einem
konkaven Abschnitt versehen, welcher entsprechend der Krümmung
des Formabschnitts 28 des unteren Werkzeugs 12 gekrümmt
ist. Die sich horizontal erstreckenden Abschnitte 42, 42 stehen
jeweils von den Durchgangslöchern hervor, welche in den
hängenden Abschnitten 32, 32 des oberen
Werkzeugs 14 gebildet sind. Die das bewegbare Werkzeug
verschiebenden Zylinder 18, 18 sind jeweils positioniert
an und fixiert an Endabschnitten der hervorstehenden sich horizontal erstreckenden
Abschnitte 42, 42.
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Weiterhin
sind die Fluidfedern 20 an einem Basisabschnitt 44 des
oberen Werkzeugs 14 parallel zu den hängenden
Abschnitten 32, 32 des oberen Werkzeugs 14 angebracht.
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Bezug
nehmend nun auf 2 ist dort eine schematische
longitudinale Querschnittsansicht der gesamten Fluidfeder 20 gezeigt.
Die Fluidfeder 20 enthält eine Hülse 50,
eine hohle Kolbenstange 52, welche teilweise in der Hülse 50 aufgenommen
ist, und eine verschiebende Kolbenstange 54, welche an einem
Endabschnitt der hohlen Kolbenstange 52 vorgesehen ist.
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Die
Hülse 50 ist ein zylindrisches Element, welches
eine Öffnung aufweist, welche an einem Ende davon gebildet
ist. Ein blockierendes Element 56 ist in die Öffnung
der Hülse 50 eingeführt. Demzufolge ist
eine erste Kammer 58, welche Betriebsluft aufnimmt, welche
ein Fluid ist, in einer Hülse 50 gebildet.
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Ein
Pufferelement (Sitzelement) 60, welches aus Polyurethangummi
hergestellt ist, ist an der Deckenoberfläche der Hülse 50 fixiert.
Wie unten beschrieben werden wird, sitzt die hohle Kolbenstange 52 auf
dem Pufferelement 60.
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Ein
Einführdurchgang 62 ist in der Hülse 50 und
dem Pufferelement 60 gebildet. Betriebsluft wird in die
erste Kammer 58 über den Einführdurchgang 62 eingeführt.
Im Übrigen ist ein Zuführrohr 64 in den Einführdurchgang 62 der
Hülse 50 eingeführt. Ein Rückschlagventil 66 ist
an einem Ende des Zuführrohrs 64 vorgesehen. Das
Rückschlagventil 66 verhindert, dass Betriebsluft
in der ersten Kammer 58 aus der Fluidfeder 20 leckt.
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Die
hohle Kolbenstange 52 ist konstruiert durch Einfügen
eines Kappenelements 70 in das zylindrische Element 69,
welches einen Flanschabschnitt 68 aufweist. Als ein Ergebnis
des Einfügens des Kappenelements 70 darin hinein
wird eine zweite Kammer 72 in einer hohlen Kolbenstange 52 gebildet.
Der Flanschabschnitt 68 wird durch das blockierende Element 56 gelagert.
Demzufolge wird verhindert, dass die hohle Kolbenstange 52 aus
der Hülse 50 herausgleitet. Im Übrigen
ist ein Dichtelement 74 zwischen einer Seitenwand des Flanschabschnitts 68 und
der inneren Wand der Hülse 50 zwischengeschaltet.
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Eine
Vielzahl von ersten Verbindungsdurchgängen 76 zum
Bewirken, dass die erste Kammer 58 und die zweite Kammer 72 in
kommunizierender Verbindung miteinander stehen, sind zwischen der
inneren Wand und der äußeren Wand der hohlen Kolbenstange 52 gebildet.
Im Übrigen stellt 2 nur zwei der
Vielzahl von ersten Verbindungsdurchgängen 76 dar.
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Ein
zweiter Verbindungsdurchgang 78 zum Bewirken, dass die
erste Kammer 58 und die zweite Kammer 72 miteinander
in kommunizierender Verbindung stehen, ist in dem Kappenelement 70 gebildet,
welches einen Endabschnitt der hohlen Kolbenstange 52 aufbaut.
Ein Rückschlagventil 80 ist in dem zweiten Verbindungsdurchgang 78 vorgesehen.
Das Rückschlagventil 80 öffnet, wenn
der Innendruck der ersten Kammer 58 einen vorbestimmten
Wert erreicht, um dadurch Betriebsluft (Fluid) von der ersten Kammer 58 zu
der zweiten Kammer 72 einzuleiten. Das heißt,
in der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Verbindungsdurchgang 78 mit
dem Rückschlagventil 80 versehen, welches der
Betriebsluft nur erlaubt, in der Richtung von der ersten Kammer 58 in
Richtung zu der zweiten Kammer 72 zu fließen.
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Zwei
Stufenabschnitte 84 und 86 sind in einer Bodenwand 82 gebildet,
welche den anderen Endabschnitt der hohlen Kolbenstange 52 aufbaut,
so dass der longitudinale Querschnitt im Wesentlichen H-förmig
ist. Zusätzlich ist ein ringförmiger Sitzabschnitt 88 in
dem gestuften Abschnitt 86 gebildet. Andererseits ist ein
Einführloch 90 in der Bodenwand 82 gebildet.
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Die
verschiebende Kolbenstange enthält einen ersten Scheibenabschnitt
(exponierten Abschnitt) 92, welcher aus der hohlen Kolbenstange 52 heraus
exponiert ist, einen zweiten Scheibenabschnitt (verschiebenden Abschnitt) 94,
welcher in der hohlen Kolbenstange 52 aufgenommen ist,
und einen verbindenden zylindrischen Abschnitt 96, welcher
den ersten Scheibenabschnitt 92 und den zweiten Scheibenabschnitt 94 miteinander
verbindet. Unter diesen Abschnitten wird der verbindende zylindrische
Abschnitt 96 in das Einführloch 90 eingeführt. Ein
Lager 98 ist in dem Einführloch 90 montiert.
Das Lager 98 dichtet zwischen dem Einführloch 90 und dem
verbindenden zylindrischen Abschnitt 96 ab.
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Eine
Abdichtung 100 ist auf der Seitenwand des zweiten Scheibenabschnitts 94 montiert.
Wenn die verschiebende Kolbenstange 54 verschoben wird,
gleitet diese Abdichtung 100, während ein Kontakt
mit der inneren Wand der hohlen Kolbenstange 52 aufrechterhalten
wird. Wenn die verschiebende Kolbenstange 54 an dem unteren
Totpunkt angeordnet ist, wie in 2 dargestellt
ist, wird der zweite Scheibenabschnitt 94 von dem Stufenabschnitt 86 weg
getrennt, und wird auf dem Sitzabschnitt 88 gesetzt. Somit
wird eine dritte Kammer 102 zwischen dem gestuften Abschnitt 86 (das
heißt der oberen Oberfläche der unteren Wand 82)
und dem zweiten Scheibenabschnitt 94 gebildet.
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Weiterhin
ist eine Vielzahl von Durchgängen 104 gebildet,
welche sich entlang der Richtung der Höhe (das heißt
der vertikalen Richtung gesehen in 2) erstrecken.
Das heißt, dass die dritte Kammer 102, welche
zwischen dem gestuften Abschnitt 86 und dem zweiten Scheibenabschnitt 94 gebildet
ist, und die zweite Kammer 72, welche zwischen dem zweiten
Scheibenabschnitt 94 und dem Kappenelement 70 gebildet
ist, über diese Durchgänge 104 in kommunizierende
Verbindung miteinander gebracht werden. Demzufolge wird bewirkt,
dass der Innendruck der zweiten Kammer 72 immer gleich
zu demjenigen der dritten Kammer 102 ist.
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Grundsätzlich
ist die Formvorrichtung 10 gemäß der
vorliegenden Ausführungsform auf die zuvor erwähnte
Weise konstruiert. Als Nächstes werden Operationen und
Vorteile der Formvorrichtung 10 unten beschrieben werden.
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Ein
Pressformen wird unter Verwendung der Pressvorrichtung 10 auf
die folgende Weise durchgeführt.
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Als
Erstes, wie in 1 dargestellt ist, wird das
Seitenblech SP zwischen dem unteren Werkzeug 12 und dem
bewegbaren Werkzeug 16 eingeführt. Zu diesem Zeitpunkt
wird jeder Endabschnitt des Seitenblechs SP auf einem der zwei Arbeitsträgerelemente 24, 24 platziert.
Zu diesem Zeitpunkt, wie in 2 dargestellt
ist, wird ein kleiner Zwischenraum zwischen dem bewegbaren Werkzeug 16 und dem
ersten Scheibenabschnitt 92 der verschiebenden Kolbenstange 54 gebildet.
Sowohl die verschiebende Kolbenstange 54 als auch die hohle
Kolbenstange 52 werden an dem unteren Totpunkt, welcher in 2 dargestellt
ist, platziert. Natürlich sind die erste Kammer 58,
die zweite Kammer 72 und die dritte Kammer 102 vorläufig
mit Betriebsluft gefüllt. Die Innendrücke der
zweiten Kammer 72 und der dritten Kammer 102 sind
gleich zueinander.
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Als
Nächstes wird der Antriebsmechanismus (nicht gezeigt) angetrieben.
Demzufolge bewegt sich das obere Werkzeug 14 in Richtung
zu dem unteren Werkzeug 12 zusammen mit dem Polster. Auf
dem Weg dorthin stoßen die verschiedenen Stangen 38, 38 der
das bewegbare Werkzeug verschiebenden Zylinder 18, 18 jeweils
gegen die Endabschnitte des Seitenblechs SP an, wie in 3 dargestellt
ist. Demzufolge wird jeder Endabschnitt des Seitenblechs SP gelagert,
während er durch eines der Arbeitsträgerelemente 24, 24 und
eine der verschiebenden Stangen 38, 38 geklemmt
wird.
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Wenn
das Absenken des oberen Werkzeugs 14 weiter fortgesetzt
wird, fahren die zylindrischen Elemente 22, 22 hinab.
Zusätzlich kontrahieren die verschiebenden Stangen 38, 38 weiterhin
(siehe 4). Andererseits bewegen sich die Fluidfeder 20 und
das bewegbare Werkzeug 16 dichter zueinander hin. Wie in 4 und 5 dargestellt
ist, stößt der erste Scheibenabschnitt 92 der
verschiebenden Kolbenstange 54 gegen das verschiebbare
Werkzeug 16 an.
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Demzufolge
wird der erste Scheibenabschnitt 92 durch das bewegbare
Werkzeug 16 gedrückt. Demzufolge wird die verschiebende
Stange 54 verschoben, um so weiter in der hohlen Kolbenstange 52 aufgenommen
zu sein. Schließlich erreicht die Kolbenstange 54 einen
oberen Totpunkt, welcher in 6 dargestellt
ist. Zu diesem Zeitpunkt sitzt der erste Scheibenabschnitt 92 auf
der unteren Wand 82. Zusätzlich blockiert die
Abdichtung 100, welche auf der Seitenwand des zweiten Scheibenabschnitts 94 montiert
ist, den ersten Verbindungsdurchgang 76.
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Das
Absenken des oberen Werkzeugs 14 wird weiter fortgesetzt.
Zu dieser Zeit senkt sich das bewegbare Werkzeug 16 weiter
ab, während es durch die Fluidfeder 20 gedrückt
wird. Gleichzeitig kontrahiert die verschiebende Stange 38 weiter
(siehe 7). Aus diesem kann verstanden werden, dass die
drückende Kraft der Fluidfeder 20 zu dieser Zeit
größer ist als diejenige der Zylinder des bewegbaren
Werkzeugs 18, 18.
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Wie
in 7 dargestellt ist, wenn das obere Werkzeug 14 eine
vorbestimmte Position erreicht, und das bewegbare Werkzeug 16 den
unteren Totpunkt erreicht, wird in dem Seitenblech SP ein zentraler
Abschnitt (schwer zu formender Abschnitt), dessen geformte Menge
relativ groß ist, zwischen dem Formabschnitt 28 des
unteren Werkzeugs 12 in dem Formabschnitt 40 des
oberen Werkzeugs 16 geklemmt. Der schwer zu formende Abschnitt
wird gemäß den Formen der Formabschnitte 28 und 40 geformt.
Es ist ersichtlich, dass zu dieser Zeit eine Menge der Kontraktion
der verschiebenden Stange 38 von jedem der das bewegbare
Werkzeug verschiebenden Zylinder 18, 18 maximiert
ist.
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Als
Nächstes, wie in 8 dargestellt
ist, kontrahiert die Fluidfeder 20 und die zylindrischen Elemente 22, 22 werden
abgesenkt. Zusammen mit diesem senkt sich das obere Werkzeug 14 zu
dem unteren Totpunkt ab. In dem Seitenblech SP wird ein Teil zwischen
dem schwer zu formenden Abschnitt und dem Endabschnitt davon geformt
durch Geklemmtsein zwischen dem Formabschnitt 39 des oberen
Werkzeugs 14 und dem Kantenabschnitt des Formabschnitts 28 des
unteren Werkzeugs 12. Während dieser Zeitdauer
werden beide der verschiebenden Stangen 38 und 38 erweitert,
so dass der Anschlag davon gegen das Seitenblech S aufrechterhalten
wird.
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Wie
in 9 dargestellt ist, wird zu dieser Zeit die hohle
Kolbenstange 52 in Richtung zu dem Pufferelement 60 verschoben.
Das heißt, die Fluidfeder 20 kontrahiert. Zu dieser
Zeit, da der erste Verbindungsdurchgang 76 blockiert ist,
wird das Rückschlagventil 80 geöffnet.
Demzufolge wird der zweite Verbindungsdurchgang 78 geöffnet.
Dann beginnt Betriebsluft, in die zweite Kammer 72 eingeführt
zu werden.
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Im Übrigen
nimmt die Gesamtkapazität der ersten Kammer 58 und
der zweiten Kammer 72 mit einer Kontraktion der Fluidfeder 20 ab.
Dementsprechend steigt sowohl der Innendruck der ersten Kammer 58 und
derjenige der zweiten Kammer 72 an. Andererseits, da der
zweite Verbindungsdurchgang 78 freigegeben wird, wird ein
Zustand, in welchem der Innendruck der ersten Kammer 58 und
derjenige der zweiten Kammer 72 gleich zueinander sind,
aufrechterhalten.
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Schließlich,
wie in 10 dargestellt ist, erreicht
die hohle Kolbenstange 52 den oberen Totpunkt. Somit sitzen
der Flanschabschnitt 68 und das Kappenelement 70 auf
dem Pufferelement 60. Das heißt, die Kapazität
der ersten Kammer 58 wird im Wesentlichen null. Zu dieser
Zeit wird der Innendruck der ersten Kammer 58 und der zweiten
Kammer 72 und auch des Einführdurchgangs 62 maximiert.
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In
diesem Zustand werden das Polster und das obere Werkzeug 14 angetrieben,
um so nach oben aufgrund der Wirkung des Antriebsmechanismus verschoben
zu werden. Wenn sich das bewegbare Werkzeug 16 leicht von
dem unteren Totpunkt auf dem Weg nach oben anhebt, wird die Hülse 50 leicht
angehoben, wie in 11 dargestellt ist.
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Zusammen
mit diesem nimmt die Kapazität der ersten Kammer deutlich
von im Wesentlichen null zu, so dass der Innendruck der ersten Kammer 58 stark
reduziert wird. Demzufolge wird die drückende Kraft der
Fluidfeder 20 kleiner als diejenige des das bewegbare Werkzeug
verschiebenden Zylinders 18.
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Auf
diese Weise wird der Innendruck der Fluidfeder 20 zusammen
mit der drückenden Kraft eingestellt. Wie in 12 dargestellt
ist, können das obere Werkzeug 14, das bewegbare
Werkzeug 16 und das Arbeitsträgerelement 24 alle
durch den Anstieg des oberen Werkzeugs 14 und die Erweiterung der
verschiebenden Stange 38 angehoben werden. Somit wird das
geformte Seitenblech SP exponiert. Demzufolge können Probleme,
wie beispielsweise ein Formfehler, welcher durch einen Fall verursacht werden
könnte, wo das bewegbare Werkzeug 16 nicht angehoben
wird, vor dem Auftreten verhindert werden.
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Nachdem
die verschiebende Stange 38 auf das Maximum erweitert worden
ist und der erste Scheibenabschnitt 92 der verschiebenden
Kolbenstange 54 von dem bewegbaren Werkzeug 16 getrennt
wird, wie in 13 dargestellt ist, wird der zweite
Scheibenabschnitt 94 auf den Sitzabschnitt 88,
wie in 1 dargestellt ist, gesetzt. Somit kehrt die Vorrichtung
zu dem Ursprungszustand zurück. In folgenden Formverfahren
von Seitenblechen wird der gleiche Prozess wiederholt.
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Somit
kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform
das Drücken der hohlen Kolbenstange 52 durch den
Innendruck der Fluidfeder 20 verändert werden,
das heißt, die erweiternde Kraft zu der Zeit der Kontraktion
der Fluidfeder 20 kann abweichend zu derjenigen zu der
Zeit der Erweiterung der Fluidfeder 20 gemacht werden.
Das heißt, die Fluidfeder kann hergestellt werden, so dass
während die erweiternde Kraft zu der Zeit der Kontraktion
der Fluidfeder erhöht wird, die erweiternde Kraft zu der
Zeit der Erweiterung nachdem die Fluidfeder 20 kontrahiert worden
ist, reduziert wird.
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Dementsprechend
erzeugt in einem Fall, wo die Fluidfeder 20 in die Formvorrichtung 10 inkoperiert
ist, ähnlich zu der vorliegenden Ausführungsform,
wenn das Werkzeug geschlossen ist (beim Formen) die Fluidfeder 20 eine
drückende Kraft, die größer ist als eine
drückende Kraft des das bewegbare Werkzeug verschiebenden
Zylinders 18. Andererseits, wenn das Werkzeug geöffnet
wird, erzeugt die Fluidfeder 20 eine drückende
Kraft, die kleiner ist als die drückende Kraft des das
bewegbare Werkzeug verschiebenden Zylinders 18. Dementsprechend, wenn
das Werkzeug geschlossen wird, kann der schwer zu formende Abschnitt
unter Verwendung des bewegbaren Werkzeugs 16 früher
als die anderen Abschnitte des Werkstücks geformt werden.
Zusätzlich, wenn das Werkzeug geöffnet wird, können das
obere Werkzeug 14, das bewegbare Werkzeug 16 und
das Arbeitsträgerelement 24 gleichzeitig angehoben
werden, während das bewegbare Werkzeug 16 durch
eine Wirkung des das bewegbare Werkzeug verschiedenen Zylinders 18 angehoben wird.
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Zusätzlich
wird gemäß der vorliegenden Ausführungsform
Luft durch Zirkuliertwerden als ein Betriebsfluid der Fluidfeder 20 verwendet.
Somit benötigt die vorliegende Ausführungsform
kein zusätzliches Vorsehen eines Tanks oder von Leitungen,
welche in dem Fall des Verwendens eines Betriebsöls als
das Betriebsfluid erforderlich sind. Dementsprechend wird die Konfiguration
der Ausstattung, welche in der Vorrichtung vorgesehen ist, vereinfacht.
Zusätzlich kann die vorliegende Ausführungsform
den Vorteil des Reduzierens der Ausstattungsinvestitionen erlangen.
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Im Übrigen,
obwohl die obige Ausführungsform Luft als ein Betriebsfluid
auswählt, kann ein anderes Gas, wie beispielsweise Stickstoffgas,
als das Betriebsfluid ausgewählt werden. Alternativ kann Öl als
das Betriebsfluid ausgewählt werden. Jedoch wird in dem
Fall des Verwenden von Öl Reibungswärme aufgrund
der Viskosität davon erzeugt. Zusätzlich wird
die Einfließgeschwindigkeit davon leicht beschränkt.
Daher ist Luft als das Betriebsfluid bevorzugter als Öl.
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Weiterhin
ist das Werkstück nicht auf ein Seitenblech SP einer Fahrzeugkarosserie
beschränkt. Offensichtlich können andere Dinge
als das Werkstück verwendet werden.
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Während
eine Beschreibung in Verbindung mit spezifischen exemplarischen
Ausführungsformen der Erfindung abgegeben worden ist, wird
es den Fachleuten offensichtlich sein, dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen daran vorgenommen werden können, ohne
von der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Es wird daher darauf
abgezielt, in den angehängten Ansprüchen alle
derartige Änderungen und Modifikationen abzudecken, welche in
den wahren Geist und Umfang der vorliegenden Erfindung fallen.
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- 10
- Formvorrichtung
- 12
- unteres
Werkzeug
- 14
- oberes
Werkzeug
- 16
- bewegbares
Werkzeug
- 18
- werkzeugverschiebender
Zylinder
- 20
- Fluidfeder
- 24
- Arbeitsträgerelement
- 28,
39, 40
- Formabschnitte
- 38
- verschiebende
Stange
- 50
- Hülse
- 52
- hohle
Kolbenstange
- 54
- Verschiebungskolbenstange
- 58
- erste
Kammer
- 60
- Pufferelement
- 62
- Einführdurchgang
- 64
- Zuführrohr
- 72
- zweite
Kammer
- 76
- erster
Verbindungsdurchgang
- 78
- zweiter
Verbindungsdurchgang
- 80
- Rückschlagventil
- 92
- erster
Scheibenabschnitt
- 94
- zweiter
Scheibenabschnitt
- 96
- verbindender
Zylinder
- SP
- Seitenblech
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2001-001064
A [0003, 0007]