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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 2001-001 064 A 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 herunterfäht. 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 2001-001 064 A 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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Die Druckschrift
US 2,994,301 A beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Aufbringen einer Niederhaltekraft auf ein Werkstück/Pressteil während des vollständigen Formprozesses in einer Metallblechpresse mittels eines wechselseitig wirkenden Hydro-Pneumatik-Motors, welcher drei Fluidkammern enthält, wobei zwei der Kammern mit einem hydraulischen Fluid gefüllt sind und eine Kammer mit einem pneumatischen Fluid gefüllt ist.
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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 ist weiterhin versehen 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 ist die Fluidfeder weiterhin versehen 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 Einfürloch 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 Reduzieren 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 Verwenders 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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Bezugszeichenliste
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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
