DE1452929A1 - Vorrichtung zum Pressen,Druecken oder Tiefziehen duennwandiger Werkstuecke durch stossweise wirkenden hydraulischen Druck - Google Patents

Description

DR.-ING. G. EICHENBERG H* O ZSZ DIPL-ING. H.SAUERLAND « SS^F' *" DR.-ING..R. KÖNIG mmmsm^vn

. PATENTANWÄLTE

Tokyu Sharyo Seisso Kabushiki Kaisha, 1, Kamariya-cho, Kanazawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa-ken, Japan

"Vorrichtung zum Pressen, Drücken oder Tiefziehen dünnwandiger Werkstücke durch stoßweise wirkenden

hydraulischen Druck"

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum !Tiefslehen oder Fressen dünnwandiger Werkstücke und insbesondere eine Vorrichtung, die sich hydraulischen Druckes bedient, der durch die Stoßkraft eines Hammers erzeugt wird.

Die Erfindung bezweckt in erster Linie, Mittel zu schaffen, um die Stoßkraft eines pneumatisch betätigten Hammers wirksam in den zur formung des Materials oder Werkstücke dienenden hydraulischen Druck umzuwandeln·

Sin weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung der bezeichneten Art in Bezug auf die Dichtung und auf die Zuführung und Abführung der hydraulischen flüssigkeit, insbesondere Wasser bei der hydraulischen formgebung sowie mit Bezug auf die Halterung geteilter formen

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am verbessern.

Weitere Zweoko und Merkmale der Erfindung gehen aus der nachstellenden Besehreibung und aus der Zeichnung hervor. Dort zeigen

Abb. 1 einen sehematisohen Längsschnitt einer Ausführungeform der Erfindung, wobei die Abbildung in awei Teilen gezeichnet ist» die seitlich aneinandergesetzt zu denken sind,

Abb. 2 einen Seil der Vorrichtung nach Abb, T nach Beendigung des Formungsprozesees,

Abb« 3 einen Längsschnitt durch einen Teil einer zweiten Ausführungsform, wobei in der linken und der rechton Hälfte der Arbeitskolben in verschiedenen Arbeitsstellungen wiedergegeben ist,

Abb. 4 und 5 Einzelheiten der Ausführung nach Abb. 3 *& etwas vergrößertem Maßstab,

Abb. 6 und 7 Seile der Uiawandlungskammer der zweiten. Ausführungsform zur Erläuterung der Wirkungsweise,

Abb. 8 einen Längsschnitt durch den zur Erzeugung des hydraulischen Druoks dienenden Seil und duroh die Arbeitskammer einer dritten Ausführungsform,

Abb. fl eine perspektivische Sarstellung eines Erzeugnisses der Vorrichtung nach Abb. 8,

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Abb.10 e$nen der Abb. 8 entsprechenden Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform,

Abb.11 eine perapektivisohe Darstellung eines mit der Vorrichtung nach Abb. 10 gewonnenen Erzeugnisses,

Abb. 12 einen Längsschnitt durch die Arbeitskammer einer

fünften Ausführungsform, die sich durch Verwendung neuartiger Dichtungsmittel auszeichnet,

Abb. 13 einen, der Abb. 12 entsprechenden Schnitt, während der der hydraulische Druck auf die Dichtungen einwirkt,

Abb. 14 und 15 eine Abwandlung der Dichtungsmittel unter verschiedenen Bedingungen,

Abb» 16 einen Länge schnitt durch eine sechste Ausführungsform unter Verwendung einer mehrteiligen Form, wobei die obere Hälfte den Zustand vor der Formgebung und die untere Hälfte den Zustand nach der Formgebung wiedergibt,

Abb« 17 einen Längsschnitt durch einen inneren Formungsteil der Form nach Abb. 16,

Abb.18 eine Stirnansicht des Formteils nach Abb. 17,

Abb.19 einen Längssohnitt durch eine siebente Ausführungsform, wobei die obere Hälfte den Zustand vor dem Formgebungsprozeß und die untere Hälfte den Zustand nach dem FormgebungsprozeB wiedergibt,

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Abb.20 eine perspektivische Darstellung eines inneren Pormungsteiles der Form nach Abb· 19»

Abb« 21 einen Längsschnitt durch einen Seil dieses inneren

Formungeteils und * '

Abb.22 und -25 den gleichen inneren Fonrfungsteil zur Erläuterung der Wirkungsweise dee hydraulischen Drucks.

Die Vorrichtung nach Abb· 1 besteht, im ganzen

»
geseheni aus einem Antriebsteil A, einem Seil B zur Erzeu-

gung de« hydraulischen Drucks und einem Arbeiteteil 0.

Der Antriebsteil A setzt sich aus einem relativ langen Zylinderblock 1 und einem Ventilgehäuse 2 zusammen, das an das eine Ende des Blocks angeschlossen ist· Im Zylinderblock 1 ist ein Hammer 5 hin und her beweglich, der an «einer Mantelfläche mit einer Ringnut 4 versehen ist. Loet durch die Zylinderwand ist ein Raststift 5 geführt, der unter der Wirkung einer Feder 6 steht, so daß sein in ner·· £nd· in der stellung nach Abb. 1, also der Anfangs-•t*llunf, in die Ringnut 4- des Hämmere 3 greift· In dieser ftt«llun£ ,lit d»r Hammer 3 somit gerastet« An beiden Enden d·· Hub·· dee Hammers 3 sind innerhalb des Zylinderbiooka i !Stoßdämpfer 7» 8 angeordnet· In einem Kanal 12, der den Ijrlfgtdtrblook 1 mit dem Ventilgehäuse 2 verbindet, ist ein automatisches Steuerventil 9 vorgesehen, das die Geschwindigkeit Α·γ einströmenden Arbeiteluft zu beeinflussen gei fein hin und her bewegliches Schieberventil 10 im

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" " ' BAD ORfQWAL.

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Ventilgehäuse 2 dient dazu, verdichtete luft entweder dem einen oder dem anderen Ende des Zylinderblooks 1 zuzuführen. Dan Ventilgehäuse 2 hat einen an eine nioht gezeiohnete Druokluftq.uelle angeschlossenen Einlaß 11, eine zum Kanal 12 führende Bohrung, eine Auelaßöffnung 13» eine luft-* leitung H zur Rückführung des Hammers, die an das andere Ende des Äylinderblocks 1 angeschlossen 1st, einen Duroh-IaB 16, der eine Verbindung mit einem luft "behälter 15 herstellt t einen Kanal 19, der den Drucklufteinlaß 11 über eine Drossel 18 mit einem Ventil 17 verbindet, und einen Durchlaß 20 an dem dem Einlaß 11 entgegengesetzten Ende des Ventilgehäuse», der zwischen dem Ventil 17 und der " Drossel 18 in die diese Elemente verbindende leitung mündet· In der gezeichneten Stellung des Steuerventils 10 strömt verdichtete Luft, die im Behälter 15 gespeichert war, durch die leitung H in die links vom Hammer 3 befindliche Kammer des Zylindorblooks 1 und führt den Hammer 3 in dl« gezeichnete Anfangs stellung zurück. Ueraa. der Hammer diese Stellung exreioht, fällt der Raststift 5 in die Ringnut 4 des Hammers 3 ein, so daß der Hammer in dieser Stellung gerastet wird· Wenn das Betätigungsventil 17 von Hand, . möchanieoh oder elektromagnetisch geöffnet wird, kann Luft, die sich unterhalt) des Steuerventils 10 im Ventilgehäuse befindet, durch den Durchlaß 20 ausströmen, so daß das Steuerventil 10 eioh abwärts bewegt. Infolgedessen gelangt Druckluft vom Sinlaß 11 duroh den Kanal 12 und daa automa-

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tische Steuerventil 9 auf den Hammer 3 und beschleunigt ihn erneut in Richtung nach links gegen die kraftsehltisslg· Bast ung, die vom Singriff des Hastatifta. 5 in die Hut 4 herrührt. Dabei trifft der Hammer 3 auf einen Stempel 31» der zu dem zur Erzeugung des hydraulischen Drucke dienenden Seil B der Vorrichtung gehört. -

Der zur Urzeugung des hydraulischen Drucks dienende Seil B der Vorrichtung besteht aus einem Gehäuse 23 mit einer hydraulischen Kammer 22, in die leitungen 26 und 27 münden. Die leitung -26 führt in die umgebende Atmosphäre und enthält ein Sicherheits- und Austrittsventil 24· Die leitung 27 dagegen enthält ein Speiseventil 25 in der Form eines Rückschlagventils. Die Leitung 26 mündet ins Freie, während die Leitung 27 mit einer nicht gezeichneten Wasserquelle in Verbindung steht· Der Stempel 2t ist wasser- und luftdicht in einer zylindrischen Bohrung 28 des Gehäuses 23 geführt« Die hydraulische Kammer 22 steht mit einer Kammer 31 im Innern einer Form 30 des Arbeitsteiles 0 der Vorrichtung in Verbindung.

Die Innenfläche der Form 30 hat die Gestalt 32, die dem zu formenden Werkstück gegeben werden soll· An der Formfläche 32 sind Luftlöcher 33 vorgesehen, die nach außen führen. Außerdem ist am Ende der Form 30 ein Luftauslaßventil 34 vorgesehen· Λη der Wand 36 der Kammer 31 befinden eich Paokungen 37· mittels deren «in wasserdichter Abschluß

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cum Formen you ··»»- τ

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«wischen dem eu formenden t/erkatüok 55 und der Wand 36 her-ÄÄiit»lltlW.rd. tee en formende Werkstück te ο teilt in diesem Aitö e-ua einem Hohleylinder.

V ί Wenn bei der Vorrichtung naoh Abb· 1 die hydrau-

r «2 und die Kammer 51 mit Waeeer gefüllt werden und hierauf deta Stempel 21 durch den mit großer Oe-

ttuftreffenden Hemnor 5 »in Stoß erteilt wird,

•o wird il· Kraft oder, genauer geeagt, der Impule, der τοη Atm Stol Mrrührt, auf da« WMeer in der hydraulieohen tsmat» M tmd de« KM** 51 übertragen, eo AaA Aas Werketüok

duroh den «atete&endeh Druokstoß verformt wird» bis seine Außenfläche In Berührung mit Aer ForafltLohe 52 gelangt» wie in Abb« 2 dargestellt 1st· Damit 1st Ale Formgebung beendet*

Ium Ausformen muß Al· Form natürlich geteilt sein.

9m 1st in Abb· 1 und 2 und Asu meisten weiteren Darstellun-

■■'■.■«■ gen seiotonerisoh nicht wiedsrgegeben.

Üie beeohriebene Vorrichtung kann in Ihren Bin· selhelt* In der naohatehend erläuterten Weise weiterhin ^rerbessert werden· . ' - ■ ■ ...

In der sweiten Ausführungeform taaoh A%b. 5 bl» 7 ist ein I/linder 58 Torgesehsn, der an seinem tmtsren Bads in die hydraulische Kammer 22 übergeht. Dei Halfter 5 *Ü4 Yoa Zylinder 58 umschlossen m& bewegt eiöh in diesen falle hin und hergehend in vertikaler Richtung» ir bildet in die-

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νojcricnxung zum i'ormen von ·..·" "θ·

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ßer Ausführungsform zugleich den Stempel und kann somit direkt in die hydraulische Kammer 22 vordringen· Ein Durchlaß 39 führt von der hydraulischen Kammer 22 zum Arbeite teil, der das Werkstück aufnimmt. Wird -Iuftdruok auf den Hammer 3 gegeben» so bewegt sich dieser beschleunigt in den mit Wasser gefüllten. Zylinder 38 hinein und setzt das Wasser innerhalb der Kammer 22 stoßweise unter Druck. Die rechte Hälfte der Abb· 3 zeigt den Hammer 3» wie er sich dem Eintritt in den Zylinder 33 nähert, und zwar kurz bevor er den Wasserspiegel 40 berührt. Die linke Halfte der Abb. 3 zeigt in vollen Linien den Hammer 3 unmittelbar bevor er die Oberkante a dea Zylinders 38 erreicht, und in strichpunktierten linien, während der Hammer in den Zylinder 38 voll eingedrungen ist·

Eine Eintrittefläche 41 an der oberen Mündung des Zylinders 38 hat die Form einer Mulde und dient dazu, den Wasserspiegel 40 um den Höhenbetrag h oberhalb der Oberkante dee eigentlichen zylindrischen Seiles des Zylinders 38 zu halten. Die untere Stirnfläche 42 des Hammers 3 ist konvex gestaltet und bildet beispielsweise eine aus einem Kreisbogen entstandene Rotationsfläche.

Der Wasserspiegel 40 weicht bereits unter der Wirkung dea Luftdruckes aus, der von dem sich mit hoher Geschwindigkeit nähernden Hammer 3 herrührt. Zufolge der kon vexen Gestalt der Stirnfläche 42 des Hammers 3 dringt die-

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ser in das Wasser ein» ohne den Wasserspiegel nennenswert zu stören. In Abb. ? ist dargestellt» wie man sich dies vorzustellen hat· Würde Luft in Form von luftbläschen mit dem Wasser vermischt sein, wie es der Pail wäre, wenn das Wasser an der Oberfläche aufgeworfen und zerspritzen würde, so würde der Stoß dee Hammers zu demjenigen Seil ungenutzt bleiben, der nur bewirkt, daß die Bläschen bei steigendem Wasserdruck komprimiert werden. Daher ist es zweckmäßig, die Vorrichtung in der vorstehend beschriebenen Weise zu gestalten.

Das Wasser im Zylinder 38 quillt zwischen der Mantelfläche des Hammers 3 und der Innenfläche des Zylinders 38 nach außen, bis gemäß Abb. 6 die Kante der unteren Stirnfläche des sich nähernden Hammers auf die Höhe der Kante a dea Zylinders gelangt. Anschließend setzt dor Hammer das Wasser im Zylinder 38 stoßweise unter Druck. Die Fläche 41 am Eintritt in den Zylinder 38 und der Übergang der Stirnfläche 42 des Hammers *3 in. dessen Hantelfläche werden so gestaltet, daß das Wasser, ausgehend vom Zylinder 38, in einem zusammenhängenden Schwall, also ohne Zerteilung, herausquillt. Hierin liegt eine weitere Maßnahme, durch die bewirkt wird, daß die Stoßenergie des Hammers 3 möglichst gut ausgenutzt und eine Vermischung von Wasser und luft unter Bildung von Blasen vermieden wird. Es empfiehlt sich, die Kante a bei 43 in Abb. 4 abzurunden. Da eine soharfe

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Kante a unter der Einwirkung des mit hoher Geschwindigkeit strömenden Wassers starker Abnutzung unterliegt, so dient das Abrunden auch zur Erhöhung der Lebensdauer. Im übrigen sind mehrere Schlitze 44 land's dem Umfang der Kante & vorgesehen, um Luftbläschen, die sich trotz alledem in geringer Menge gebildet haben sollten, zusammen mit einigem Wasser abzuleiten. * -

Ferner kann es sich empfehlen, an der Hantelfläche des Zylinders gemäß Abb. 5 ein Labyrinth 45 auszubilden, um das unter hohem Druck stehende Y/asser daran zu hindern, zwischen der Fläche des Zylinders 38 und dea Hammers 3 hindurchzulecken· Da der Druckwasserstoß zufolge der hohen Geschwindigkeit des Hammers 3 augenblicklich auftritt, wobei es sich um Größenordnungen von Millisekunden handelt, kann allerdings angenommen worden, daß auch ohne Vorhandensein des labyrinths nicht viel Y/asser entweichen kann. Ferner wird angenommen, daß der sich der Wasseroberfläche mit hoher Geschwindigkeit nähernde Hammer 3 bereite in das Wasser eingedrungen ist, bevor der Wasserspiegel unter dem vorangehenden Luftdruck des Hamaers 3 wesentlich verdrängt worden ist· Wenn demgemäß die Strecke h (Abb. 3 oder 7) geeignet gewählt worden ist, dringt der Hammer 3 in das Wasser ein, ohne daß Luft in nennenswerter Menge in den Zylinder 38 eingeführt wird.

Um zu verhindern, daß eich Luft mit dem Wasser 909833/0202

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J vermischt, kann man einen, gesonderten, metallischen oder VfilohtmetalliBoaen Kolben, eine Gummimembran od.dgl· on der Grenafläohe zwischen der Luft und dem Wasser, also dem Wasserspiegel 40, vorsehen. Andererseits 1st es erstrebenswert» daß der Hammer 3 auf einen solchen Kolben oder eine solche ,4* Membran mit hoher Geschwindigkeit auf trifft. Bann aber geht . ein feil der im Hammer 3 gespeicherten Stoßenergie verloren, Oder der Kolben oder die Membran «erden beschädigt*

Demgegenüber macht das Prinzip der vorliegenden Erfindung, wie ea in der Ausführung nach Abb. 3 bis 7 ver-

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Uoht 1st, es mCglioh, den im Bammer 3 enthaltenen Im-

direkt auf das Wasser zu übertragen und gleichwohl _Bu

Verhindern, daß eioh Luf tbläechen alt dem Wasser mischen. Damit wirft ein hoher Wirkungsgrad in der Übertragung der Stoßenergie und In deren Umwandlung la Wasserdruck erreicht·

Beim dritten Ausführungsbeleplel nach Abb· β und 9 besteht die Vorrichtung aus einem Gehäuse 46» einer ?orm 47» einem Stempel 48, einer Pumpe 49» einem Rückschlagventil 50 und Dichtungen 51· Das zu formende Werkstück 1st mit 52 bezeiehnet. Die Form enthalt einen Laftauslaß 53· Das Innere des Gehäuses *46 wird mit Wasser gefüllt. Der Stempel 48 ragt durch die Seitenwand des Gehäuses 46 und dient dazu, unter der Wirkung pneumatisch aufgebrachter Stöße Innerhalb des Gehäuses 46 hydraulische Stoßenergie zu erzeugen, und zwar in ähnlicher Weise wie im Seil A der Ausführung nach

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Abb. 1. Die Pumpe 49 ist über das Rückschlagventil 50 nit· dem Innern des Gehäuses 46 verbunden. Innerhalb des Gehäu- , see 46 wird das Wasser 54 durch den hin und hergehenden Stempel 46 unter Druck gesetzt. Anstelle von Wasser kann auch eine andere Flüssigkeit mittels der Pumpe 49 und über das Rückschlagventil 50 in das Gehäuse 46 eingebracht werden* X)Ie Pumpe 49 kann als Zahnradpumpe oder. Kolbenpumpe gebaut sein. Sie. kann entfallen, wenn eine städtische Wasserversorgung von hinreichendem Druck sur Verfügung steht. Das Rückschlagventil kann als Kugelventil gebaut sein.

Das cu formende Werkstück 52, beispielsweise eine Scheibe aus Stahl, wird unter Zwieohenlage der. Diehtungepackungen 51, auf das Gehäuse 46 gelegt, worauf die ü?orm mit luftdurchlaß 53 aufgesetzt wird. Die Form 47 hat die Gestalt, die dem Werkstück 52 erteilt werden ε oll. Zwischen dem Werkstück und der Innenfläche der Form befindet sich daher zunächst ein Kaum 55 t der durch den Luftdurchlaß 53 mit der Umgebung in Verbindung steht. Die entgegengesetzte Fläohe dee Werkstücks 52 steht mit dem Wasser 54 in Berührung» das von einer Wasserquelle durch die Pumpe 49 und das Rückschlagventil 50 zugeführt wird. Das Wasser kann also nur in einer Richtung fließen. Der Raum 55 ist unten durch das Werkstück 52 geschlossen, also nur durch den Durchlaß 53 geöffnet. Die Dichtungspaokung 51 zwischen dem Gehäuse 46 und der Form 47 hindert das unter hohem Druck stehende

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Wasser am Durchtritt nach außen. Ein mit der Vorrichtung nach Abb. 8 hergestelltes Werkstück ist in AbTa. 9 gezeigt.

Beim vierten Ausführungsbeispiel nach Abb. 10 dient das Gehäuse 46 der Vorrichtung zugleich als Seil der Fora. Im übrigen ist der Aufbau und die Wirkungsweise derjenigen des dritten Ausführungsbeispiels ähnlich. Das Gehäuse 46 und der zusätzliche Seil 47 der Form werden entsprechend der dem Werkstück zu gebenden Gestalt gewählt· Beispiele für fertige Werkstücke sind in Abb· 9 und 11 wiedergegeben. Abb. 9 zeigt, daß die Form 47 in Abb. 8 geteilt ausgeführt werden muß. Auch bei der Ausführung nach Abb. muß die Form geteilt werden, um das Werkstück ausformen zu können.

Die Wirkungsweise desjenigen Seiles der Vorrichtung nach Abb. 8, der zur Erzeugung des hydraulischen Drucks dient, sei nunmehr näher erläutert. Von außen wird mittels der Pumpe 49 über das Rückschlagventil 50 in das Gehäuse Flüssigkeit gepumpt. Nachdem das Werkstück 52 auf die Pakkung 51 und das Gehäuse 46 gelegt worden ist, wird die Form 47 aufgesetzt und mit dem Gehäuse 46 durch geeignete Mittel fest verspannt. Das Wasser 54, das am Auslaß der Pumpe 49 nur einen verhältnismäßig geringen Druck zu haben braucht, füllt den Raum unterhalb des Werkstücks 52. Unter dem Wasserdruck verschiebt sich der Stempel 48 in die in Abb. 8 gezeichnete Stellung. Durch den luftdurehlaß 53 ist die Kam-

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Eier 55 oberhalb des Y/erkstücks 52 unter atmosphärischem Druck.

Hat der Stempel 48 einen Stoß erhalten, der "beispielsweise pneumatisch von außen oder auch ähnlich wie in Abb· 1 durch einen Hammer ausgeübt wird» so überträgt er die Stoßenergie auf das Wasser 54-, so daß der hydraulische Druck momentan scharf ansteigt· Dieser erhöhte -hydraulische Druck wirkt auf die Unterseite des Y/erkstücks 52 und verformt dieses, so daß es die Gestalt der Innenfläche der Form 47 annimmt. Damit ist der Zweck der Vorrichtung erfüllt. Das Rückschlagventil 50 verhindert, daß der Druckstoß die Pumpe 49 erreicht und das V/asser rückwärts abfließt. Wegen der sehr geringen Kompressibilität des T/aseers entspricht das föaß, um das das Werkstück 52 bei einem Stoß verformt wird, annähernd dem Volumen des Stempels 48, das bei dem Stoß in das Gehäuse 46 eintritt» Ist die Kammer '55 relativ klein, so kann schon ein Stoß genügen, um die Verformung au beenden. Ist dies nicht der Pail, so wird eine Y/assermenge, die den genannten Volumen entspricht, nach dem ersten Stoß durch die Pumpe 49 zugeführt. Dabei kehrt der Stempel 48 in die gezeichnete Anfangsstellung zurück, um hierauf erneut in den Wasserraum hineingestoßen zu werden und somit einen weiteren verformenden Arbeitsgang auszuführen. Durch Wiederholung solcher Arbeitsgänge ist es möglich, mit Formen 47 zu arbeiten, deren Innenraum 55 ein ■

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beträehtliohes Volumen hat. Infolge des Luftdurchlasses 53»

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der nach außen führt» unterliegt das Werkstück 52 auf der der Kammer 55 keinem nennenswerten· Gegendruck.

Bein AvefOhrungsbeispiel nach Abb. 12 bis 15 be-AIe Vorrichtung aus einem Gehäuse 57, einem Verschlußtaefal 58 fcnd einem mit Durchlaß versehenen Deckel 59· Das .,itst mit 60 bezeichnet. Der Deckel $9 let mit el-61 versehen. Außerdem sind Diohtimgaelemente 62 voffeeeehen. Die Deckel 58 und 59 befinden eich an

Stirnseiten der Form 57 und nehmen gemäß Abb· 12 ktfngselemente 62 und 63 auf. Der Stutsen 61 des mit versehenen Deckels 59 steht mit einem äußeren An-66 in Verbindung, durch den hinduroh die hy-Ayauliaohe Btoßenergie zugeführt wird· Die tür Erseugung dieser Energie dienenden Mittel sind nicht noohmals dasge« atellt« Di· Btoßenergie kann direkt durch einen pneumatisch bewegten Hammer oder indirekt vom Hammer Über ein Zwischenglied, insbesondere einen Stempel, auf die Flüssigkeit ausgeübt werden·

Wird durch die soeben genannte Vorrichtung in einem kursen Augenbliok, der beispielsweise 0,2 Millisekunden beträgt» ein hoher Wasserdruck von sehn oder mehr Atmosphären oder sogar einigen hundert Atmosphären erzeugt, so wirkt dieser Druck auf die Innenseite des Werkstücke 60 und verformt es gemäß Abb. 13· Die Dichtungeelemente 62 und 63 ver-

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hindern, daß das unter hohem Druck stehende Wasser innerhalb des Werkstücks 60 nach" außen zur Atmosphäre, hin leckt· ·. Wird die Vorrichtung mit einen eehr hohen Druck betrieben und berücksichtigt man, daß die axiale länge des Werkstücks 60 zwischen den beiden Dichtungen 62 und 63 während der Verformung abnimmt» εο ist ersichtlich* daß Dichtungselemente vorgesehen werden müssen, die trotz dieser Verkürzung den Dichtungsschluß aufrechterhalten.

Um diese Aufgabe zu erfüllen, bestehen die Dichtungselemente 62, 63» die an den Bändern des Y/erkstücks 60 anliegen, aus nachgiebigem Material, beispielsweise relativ hartem Gummi, und sind mit Schlitzen oder Hüten für die Stirnenden des Werkstücks 60 versehen, deren axiale Länge 1 eo groß gemacht wird, wie es die axiale Verkürzung des Werkstücks bei der Verformung erfordert. Auf der Wasserseite sind die Dichtungselemente 62, 63 außerdem mit Lippen 64, versehen, die sich unter der V/irkung des Wasserdrucks dicht an das Werkstück anlegen.

Die Vorrichtung nach Abb· H und 15 ist vom gleichen Aufbau wie diejenige nach Abb. 12 und 13. Doch i*st der Absohlufideckel 58 mit einem Wulst 67 versehen, um die Lippe 64- der Sichtung 62 unter Vorspannung zu setzen· Außerdem hat der Deckel ein Luftloch 68, das die zur Aufnahme der

Dichtung 62 im Deckel 56 dienende Hut mit der äußeren Umgebung verbindet.

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26«Ηον·1965 "Vorrichtung zum 3?ormen von *.,·" Yf

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Im Betrieb werden zunächst "beide Stirnenden des Werkstücks 60 in die Schlitze oder Hüten der Dichtungselemonte 62 und 63 eingesetzt· Sann werden die zweifach oder dreifach geteilte Form 57» der Abschlußdeokel 58 und der mit Durchlaß versehene Deckel 59 zusammengebaut, worauf der äußere Anschlußstutzsn des Deckels 59 mit der zur Urzeugung hydraulischer Stoßenergie dienenden Quelle verbunden wird. Hat diese Quelle die nötige Stoßenergie durch den Stutzen in den vom Werkstück umschlossenen Kaum wirken lassen, so wird das Werkstück verformt und nimmt gemäß Pig, 13 die Gestalt an, die durch die Innenfläche der Porm 57 "bestimmt ist. Dabei stehen die Lippen 64, 65 der Dichtungen 62, 63 infolge des hydraulischen Druckes in inniger Anlage am Werkstück 60 und sorgen damit für wasserdichten Abschluß. Je höher der hydraulische Druck ist, umso stärker liegen die Lippen 64» 65 am Werkstück 60 an, so daß unter hohem Druck ein zuverlässiger Abschluß erreicht wird, obwohl das Werkstück 60 sich axial verkürzt. Durch den Stutzen 61, der in das Dichtungselement 63 hineinragt, wird vermieden, daß dynamischer Druck, der von dem plötzlich in die Form 57 eintretenden Wasser erzeugt.wird, auf die Rückseite des Elements 63 in einer Weise wirkt, die die Abdichtung "beeinträchtigen könnte* Die Vorrichtung nach Abb. 14 und 15 ist besonders geeignet für das Arbeiten mit hohem hydraulischem Druck, während die Vorrichtung nach Abb. 12 und 13 sich mehr für .das Arbeiten mit niedrigem Druck eignet·

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Beim Au3fül-j.nuigGbeispiel nach Abb. 16 bis 23 schließlich hat das Y/erkstück 69 die Gestalt eines Eohres. Hoher hydraulischer Druck wirkt auf die Innenseite dieses Rohres und dehnt es in Anpassung an die Form oder Formen 70· Jede Form 70 besteht in wesentlichen aus einem Innenring 71 aus Formstahl und aus einem elastischen Band 72, das um den

King 71 herumgewunden ist und aus Federstahl gefertigt ist. Die Innenringe 71 der Formen sind zweifach oder mehrfach geteilt und können daher nach dem Verformen abgenommen werden. Führungcstücke 73» die auch aus einem Stück bestehen können, werden an den beiden Enden der Form 70 angeordnet und erst nach der Verformung wieder entfernt. Wird ein Gehäuse 74 gemäß Abb. 16 über die Formen 70 geschoben, so vierden besondere Klammern sum Festhalten der elastischen Bänder 72 überflüssig, v/eil diese Bänder dann außen durch das Gehäuse 74 gehalten werden. Die Vorrichtung nach Abb. 19 unterscheidet sich von derjenigen nach Abb. 16 dadurch, da3 das äußere Ende des Bandes 72 mittels einer Schraube und nicht durch ein Gehäuse 74 gehalten wird. Sie Schraube 75 ist aus Abb.20 und 21 ersichtlich. Natürlich können auch andere Halte- und Spannvorrichtungen benutzt werden·

Das Werkstück 69 wird durch die Führungsstücke 73 hindurch eingeführt. Sodann wird, nachdem der geteilte innere Hing 71 in einer bestimmten Stellung auf das Material 69 gesetzt worden ist, das elastische Band 72 auf den (Heil 71

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\ gewunden. Dabei ist eo nötig, das Band 72 anzuziehen oder au spannen» damit eo sich gegenüber dem inneren Hing 71 nicht verschiebt. Sodann wird das Gehäuse 74 aufgesetzt. Dies gestaltet sich besonders einfach, wenn das Gehäuse zweifach geteilt ist· Anschließend wird der Innenraum des Werkstücks 69 alt Wasser gefüllt. Wird sodann der Wasserdruck stoßweise erhöht, so treibt er das Ilaterial des Werkstücks schnell gegen die Formfläche, die von den Formstücken 70 und den FührungsstUaken 73 gebildet vrird. Dabei erfährt das Material «ine plastische Verformung· Ist die Verformung beendet, so werden die Hälften des Gehäuses 74- abgenommen, das Band 72 von dem inneren Ring 71 des Formstücks 70 entfernt und das fertig verformte Werkstück herausgenommen. Sie Wirkungsweise des Formstücke 70 in der Ausführung nach Abb. 19 ent» spricht derjenigen nach Abb. 16, abgesehen nur davon, daß das Band 72, nachdem es auf den inneren Ring aufgewunden worden ist, mittels der Schraube 75 festgeklemmt und nicht duroh ein Gehäuse 74- gehalten wird.

nachstehend sei die Wirkungsweise der zuletzt beschriebenen Ausführung auch noch analytisch behandelt.

Sa das Band 72 fest und dicht auf den inneren Ring 71 aufgewunden wird, so ist eine Reibungskraft zwischen den einander berührenden Flächen der Windungen des Bandes 72 und ebenso zwischen der Innenfläche der innersten Windung und dem Ring 71 wirksam. Steht dann der innere Ring 71 bei

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der Verformung des Werkstücks unter der Wirkung eines nach \ außen geriohteten hydraulischen Drucks, so ist eine Kraftdifferenz wirksam» nämlich die Differenz zwischen der Kraft» die das aufgewundene Band 72 lösen will und eine Zugkraft darstellt, und der-entgegengesetzt geriohteten Reibungskraft, die Ton dem Druck zwischen den einander berührenden Fläohen der Windungen des Bandes 72 herrührt« Diese Kräfte •ind in Abb. 23 durch Vektoren gezeichnet; Die Differenzkraft nimmt vom inneren zum äußeren Ende des Bandee 72 um einen Betrag ab, der der Reibungskraft entspricht und erreioht «ohlleßlioh, von innen naoh außen gerechnet, nach mehreren Windungen den Wert null. Bei einem mit mehreren Windungen aufgewundenen Band ist daher in der äußeren Windung keine Zugspannung mehr wirksam. Eine Klemmvorrichtung im Aufbau naoh Abb· 16 oder 19 reicht daher aus, um ein Lösen dee Bandee zu verhindern.

Die erwähnte Reibungskraft ist gleich u P mal der Berührungsfläche, wobei Λί. der Reibungskoeffizient an deti Bandlläohtn und ρ der Druok ist. Die in der innersten B*ndwindung wirkende Zugspannung beträgt 4r, worin d der Durohmeeeer ist· Der Druck ρ nimmt von Windung zu Windung vonilimen naoh außen ab· Wäre der Druok konstant, so würde •iah dae Band nioht lCsen, wenn

ist» Dabei iet η die Windungszahl· In dieser Ungleichung

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26,Hot. 1965 . "Vorrichtung" aum' Sormen von ♦ ·.. ⁿ Ä*

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stellt die linke Seite die Reibungskraft und die rechte . Seite die Zugkraft im Band dar. Die Ungleichung reduziert sich au

IUt J* β 0,2 genügen daher solion 3»2 Windungen, um zu verhindern, daß das Band sich löst.

Die einzelnen Stücke des Hinges 71 des formteile 70 können daher trotz des hohen hydraulischen Drucks in der dargestellten Weise leioht und mühelos festgelegt werden, und zwar unter Ausnutzung der Satsache, daß die Spannung im Band 72 infolge der zwischen den Windungen wirksamen Reibung von innen nach außen abnimmt und nach einigen Windungen bereits auf null fällt, ohne Rüoksicht darauf, wieviel Windungen darüber hinaus vorhanden sind.

Es Bei erwähnt, daß die Dicke t des Bandes 72 bei einer zulässigen Zugbeanspruchung Q vorzugsweise entsprechend der Gleichung '

2 Ät Qf ■ pd · · ' gewählt wird*

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Claims (1)

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   Zum Schreiben vom »« on «„..........·. ........:.... ,., ,_,,,,,. , , , „ _ Hott **W

   Tokyu Sharyo Seizo Kabushiki Kaisha, 1, Kamariya-cho,

   eisaaasaBssBasssssaasaesaaaasasssBBsaaBssaasinnHMawn

   Kanazawa-ku, Yokohama-shi» Kanagawa-ken, Japan

   Patentansprüche:

   1«^Vorrichtung zum Fressen, Drücken oder Tiefziehen dünnwandiger Werkstücke durch stoßweise wirkenden hydraulischen Druck, ge kennzeichnet durch einen pneumatisch hin- und hergehend angetriebenen Hammer (3)» der auf eine
   in einer Kammer (22) eingeschlossene Flüssigkeit Stb'ße ausübt, die das einen Teil der Wandung der Kammer bildende
   Werkstück gegen die Fläche einer Form preßt.

   2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hammer (3) mit seiner Stirnfläche (42) unmittelbar auf die Flüssigkeit trifft.

   3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer einen zylindrischen Eintrittskanal (38) für den Hammer (3) hat, in der der mit konvex geformter Stirnfläche (42) versehene Hammer geführt ist, und der an seiner Eintrittsseite in eine Mulde (41) übergeht.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwisohen den Hammer (3) und die

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   •86 »Vor* 1969 ^MVorrichtung zum formen von .«.." 85

   H52928

   ein bewegliohea Zwischenglied (21) geschaltet

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   '-Ι , -■

   |· Vorrichtung naoh inepruoh 4, d a d u ro h gekennl_f ■•lohnet» daß das Zwischenglied aus einem Stempel ■ ', (21) besteht, der vom Bammer (3) in die Kammer (22) gesto- * Ben

   Yorriohtwng nmoh. Jmepruoh 4 oder 5, daduroh g β -Ic · υ ni ve lohnet , d«8 die Kammer (22) Über «in ^l' den yitijfclgVelt»atuitritt sperrendes RüokBohlagyentil (25» $0) an eine Druokflüeiigkeitiauelle anceeohloseen ist.

   7* Torriollienf nach einem der AneprÜohe 1 bis 6 but Yornuag

   Werkttüoke, d a d u r ο h g e k e η η -, das sur Aufnahme des WerketUok· twei

   an den Stirnseiten einer form (57) angeordnete Deokel (58, 59) rorgeeohen sind, dl· je tint lHohtimgsmaniohette (62, 63) enthalten.

   8· Torrlontung naoh Anepruoh 7» daduroh flkiiins e 1 · η Alt» daß die aus Gumai oder gummlahnllohem Steif bestehenden Dlohtuugemaneohetten (62» 61) »it parallel sur Werkstüokaohee rerlaufendtn luten Über dl· Stirnkanten des Werketüoke (60) stülpbar sind und an der Inmenseite Zippen (64» 65) haben· die unter dem flüseigkeitsdrttdk gegen das Werketüok gepreßt «erden·

   9. Vorrichtung naoh einem der ineprüohe 1 bis β Bit geteilter

   909833/TJ202 ^8AD

   26.1Tov.ig65 "Vorrichtung sum Formen von .··."

   U52929

   Form, dadurch gekennzeichnet, daß die Seile (71) der Porm durch mindestens eine aus einem
   epiralig dicht gewundenen Stahlband (72) gestehende Bandage zusammengehalten werden.

   9 098 33/020 2 Bad o_mm