DE1527989A1

DE1527989A1 - Hydraulisches Gesenk

Info

Publication number: DE1527989A1
Application number: DE19661527989
Authority: DE
Inventors: Day Lawrence Evan
Original assignee: Houdaille Industries Inc
Current assignee: Houdaille Industries Inc
Priority date: 1965-05-19
Filing date: 1966-05-18
Publication date: 1969-08-28
Also published as: GB1095648A; FR1480570A; US3396561A; SE301299B

Description

Hydraulisches Gesenk

Die Erfindung bezieht sich auf ein hydraulisches Gesenk, welches in eine übliche Presse zum hydraulischen Formen von bogenförmigen Material wie beispielsweise Metallblech, eingebaut werden kann. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf einen Gesenkaufbau, der eine flexible oder ausdehnbare Wandung aufweist) durch welche hydraulischer Druck zum Ziehen eines Werkstückes in die gewünschte Form übertragen wird. Bereite vorhandene Pressen, die beispielsweise zum Ziehen oder Formen von Metallblechen oder anderen Materialien verwendet werden, können in einfacher und billiger Weise für die hydraulische Formung derartiger Materialien dadurch umgebaut werden, daß in derartige Pressen die erfindungsgemäße hydraulische Presse eingebaut wird.

In

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In den Figuren der Zeichnung sind Ausführungsheispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig* 1 eine Draufsicht auf die linke Hälfte des unteren Abschnittes einer erfindungsgemäß aufgebauten hydraulischen Presse, wobei Teile fortgebrochen sind,

Fig. 2 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie

II-II der Fig. i, wobei der obere Teil der Presse in seiner Zusammenarbeit mit dem unteren Teil bei der hydraulischen Formung eines Werkstückes gezeigt ist,

Fig. 3 eine Schnittansicht, genommen längs der Linie III-III der Fig. 2,

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Schnittansicht, welche die Lage der Teile der Presse vor dem Schließen der Presse zeigt,

Fig« 5 eine der Fig, 3 entsprechendes Teilabschnitt, welche die Lage der flexiblen oder ausdehnbaren Wandung der hydraulischen Presse bei einer Zwischenstufe des Formvorgangs zeigt und

Fig. 6 909835/0698

Fig. 6 eine im allgemeinen der Fig. 2 entsprechende Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der hydraulischen Presse, die bei der Herstellung von Formen verwendet wird, welche gewölbte oder umgebördelte Endkonturen haben.

In den Fig. 1 bis 5 ist mit IO eine hydraulische Presse bezeichnet, die gemäß der Erfindung aufgebaut ist. Die hydraulische Presse 10 ist derart ausgebildet, daß diese in eine bereits vorhandene Pressenkonstruktion zwischen einem oberen Pressenstempel Ii und einer unteren Spannplatte 212 eingebaut werden kann. Der Stempel 11 und die Spannplatte 212 sind in Fig. 3 lediglich schematisch dargestellt.

Obwohl die erfindungsgemäße hydraulische Presse ^n verbindung mit bereits vorhandenen üblichen Pressenkonstruktionen beschrieben wird, sei bemerkt, daß die erfindungsgemäße hydraulische Presse zusammen mit den verschiedensten Einrichtungen verwendet werden können, die sowohl in senkrechter als auch in horizontaler Richtung wirksam sind, und die relativ zueinander bewegliche, kraftbetätigte Elemente aufweisen, die in ihrer Art und in ihrer Betriebsweise einem Pressenstempel und 4r Aufspannplatte oder Eckplatte einer üblichen Stempelpresse entsprechen. Bezüglich des Leistungsbedarfes der Presse oder einer anderen ähnlichen Anlage, die zusammen mit der erfindungsgemäßen hydraulischen Presse oder mit dem erfindungsgemäßen hydraulischen Gesenk

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verwendet

verwendet wird, sei bemerkt! daß dieser Leistungebedarf sich mit dem speziellen Bleohmaterial, welches geformt werden soll, ändert und mit der Größe der Kräfte, die zur Herstellung der gewünschten Form erforderlich sind. Wenn jedoch hochzugfeste StahlwerkstUcke verwendet werden, die sich gut ziehen lassen und die Dicken im Bereich von 0,090 bis zu 0,125 Zoll haben, wie sie beispielsweise bei der Herstellung von Fahrzeugstoßetangen und dergleichen verwendet werden, so können Pressen mit einer Kapazität von 1.600 Donnen oder mehr für die Formung verwendet werden.

Es «ei nun speziell auf Fig» 3 Bezug genommen. Der Pressenstemepel 11 trägt an seinem unteren Ende einen Stempelschuh 12, in welchem ein Gesenk 13 befestigt ist, welches im folgenden manchmal als oberes Gesenk bezeichnet wird· Wie dargestellt, ist das Gesenk 13 in einer nach unten weisen-* den Aussparung 14 in der unteren Fläche des Stemepelsohub.es 12 montiert. Das Gesenk 13 wird in dieser Aussparung teilweise duroh eingedrückte Klemmstücke 15 und teilweise durch Teile 65 und Schrauben 68 gehalten. Das Gesenk 13 weist ei-, nen naoh unten geöffneten Hohlraum 16 auf, wobei die Formwandungen 17 dieses Hohlraumes die gewünschten Konturen und Abmessungen haben, die einem WerkstUok erteilt werden wollen, welches in Fig. 4 mit 18 bezeichnet ist.

Der Gesenk- oder Pressenaufbau 10 weist einen unteren Gesenkschuh 19 auf, der als Ziehringhalter bezeichnet werden

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soll

soll und dieser Ziehringhalter ist auf der Platte 212 gelagert. Die Auflade- oder Spannplatte 212 weist eine Anzahl Bohrungen 20 auf, und der Ziehringhalter 19 hat Bohrungen 21, die alt den Bohrungen 20 fluchten und die Zapfen 22 aufnehmen. Die Zapfen 22 liegen mit ihren unteren Enden gegen ein Kissen 23 an, welches sich innerhalb einer Kammer 24 aufwärts und abwärts bewegen kann, wobei diese Kammer unterhalb der Aufspannplatte 212 in einer Luftkisseneinrichtung 25 ausgebildet ist. Das Kissen 23 wird duroh Luft oder ein anderes Gas oder öl getragen oder durch eine Kombination von Luft und einem hydraulischen Medium, wobei diese Medien innerhalb einer Verlängerung der Kammer 24 unterhalb des Luftkissens 23 unter einem Druck gehalten werden«

Der hydraulische oder pneumatische oder der kombiniert· Druck von zwei Medien, der innerhalb der Verlängerung der Kammer 24 unter dem Luftkissen 23 aufrecht erhalten wird, ist im allgemeinen ein konstanter Druok, wobei.dieser Druck entweder automatisch oder manuell eingestellt werden kann. Die Abwärtsbewegung de· Pressenstempel· 11 wirkt Über den Pressenschuh 12, das Gesenk 13, den Ziehring 26 und die Zapfen 22 gegen das Kissen 24 ein, wie es noch im einzelnen beschrieben werden soll. Der Ziehring 26, der manchmal als schwimmender Ring bezeichnet wird, wird von den oberen Enden der Zapfen oder Stifte 22 getragen. Wie dargestellt, weist der Ziehring 26 einen unteren Seiten-

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flansoh

flansch 27 auf, der sich auf den oberen Enden der Stifte 22 abstützt· Die Stifte 22 sind an keinem Endebefestigt, sondern werden frei in den Führungen aufgenommen und von den Führungen geführt, die durch die miteinander fluchtenden Bohrungen 20 und 21 gebildet werden.

Der Ziehring 26 weist entlang einer Längsmittellinie eine Anzahl von mittleren Bohrungen 31 auf, die einen verhältnismäßig großen Durchmesser haben. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei derartige Mittelbohrungen 31 vorgesehen, die vorzugsweise zylindrisch sind und die sich vertikal vollständig durch den Ziehring 26 hindurch erstrecken. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel hat der Ziehring 26 insgesamt sieben Bohrungen, wobei die drei Mittelbohrungen 31 in jeder Hinsicht identisch sind« Die anderen Bohrungen 32 und 32a sind außerhalb der Bohrungen 31 angeordnet. Eine Gruppe dieser Bohrungen ist in den Fig. 1 und 2 auf der linken Seite des Ziehringes dargestellt. Die Bohrungen 32 und 32a haben gegenüber den Bohrungen 31 eine verschiedene Größe und eine andere Anordnung und zwar aus einem Grund, der noch erläutert werden soll. Da jede der drei Bohrungen 31 gleich ist, soll lediglich eine beschrieben werden. Wie am besten aus den Fig. 3 und 4 zu erkennen ist, weist die dargestellte Bohrung 31 einen unteren verbreiterten zylindrischen Abschnitt 33 auf, in den eine Zylinderhlilse 34 passend eingesetzt ist. Ein Hai-

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-T-

terungsring 35, der an der Unterseite des Ziehringes 26 befestigt ist und der gegen das untere Schulterende der ZylinderhUlse 34, wie bei 3T gezeigt, anliegt, dient zur Halterung der Hülse in dem Bohrungeabschnitt 33. Ein stationärer Kolben 36 schließt das untere offene Ende der ZylinderhUlse 34 ab.

Das untere Ende eines jeden der Kolben 36 weist eine Ringnut 38 auf, in die sich alt Spiel ein Ringflansch 39 hineinerstreckt, der an einem Halterungsring 40 ausgebildet ist. Der Halterungsring 40 ist an der Oberfläche des Ziehringhalters 19 durch Platten 41 und andere nicht dargestellte Einrichtungen befestigt. Zwischen dem nach innen umgebogenen Flansch 39 und der entsprechenden Wandung der Kolbennut 38 ist ein gewisses Spiel vorgesehen und weiterhin ist der Kolben 36 derart montiert, daß, obwohl dieser Kolben im wesentlichen ein stationärer Kolben ist, der gegenüber der Achse der koaxialem ZylinderhUlse 34 eine sich selbst ausrichtende Wirkung hat. Dies wird dadurch erreicht, daßjeder Kolben 36 eine untere sphärische, konvexe Oberfläche 42 aufweist und daß eine konforme konkave Oberfläche 43 an einer darunter montierten Scheibe 44 vorgesehen ist. Diese Sitzscheibe 44 ist in einer zylindrischen Aussparung 45 montiert, die mit Übermaß im Ziehringhalter 19 ausgebildet ist. Während einer Relativbewegung zwischen jedem Kolben 36 und dem Ziehring 26 ist eine automatische Selbstauerichtung zwischen dem Kolben

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36

36 und seinem Zylinder 34 vorhanden·

Der Ziehring 26 weist in der oberen Oberfläche 47 eine Aussparung oder Nute 46 auf, die zur Aufnahme der verstärkten Uvfangekante 48 einer flexiblen und/oder ausdehnbaren Membran 49 dient» Diese Nute 46 liegt außerhalb und .u«faßt die verschiedenen Bohrungen 31, 32 und 32a, sodaß sich die Membran 49 vollständig über die offenen oberen Enden dieser Bohrungen hinweg erstreckt und ebenfalls die öffnung des OeSenkhohlraumes 16 im oberen Gesenk 13 überspannt·

Die Membran 49 kann aus Gummi oder einem anderen geeigneten elastischen Material bestehen. Die Membran 49 muß nicht elastisch sein, solange die Membran ausreichend flexibel ist um sioh der Wandungskontur des Gesenkhohlräumes anzupassen* Die Umfangekante 48 der Membran 49 weist einen Montagering 50 aus Hartgummi, Stahl oder einem anderen harten Material in Form eines endlosen Streifens auf, der vorzugsweise einen rechtwinkligen Querschnitt hat. Um drei Seiten dieses Montageringes 50 einschließlich der Unterseite ist der Umfangerand 48 der Membran 49 herum gelegt und vorzugsweise ist der Umfangsrand der Membran mit diesem Ring verbunden, wie beispielsweise verklebt. Der auf diese Weise verstärkte Rand 48 der Membran 49 ist in der Nute 46 angeordnet und wird in dieser gehalten. Vorzugsweise wird der Rand in der Nute mittels Schrauben 150 ge-

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halten, die in den Montagering 50 eingeschraubt sind» Die Kopfenden dieser Schrauben sind in Einsenkungen 151 in Ziehring 26 angeordnet·

Jede der Bohrungen 31, 32 und 32a bildet über dem entsprechenden Kolben 36 einen Behälter, der oben Hit Ausnahme der Membran 49 offen ist und die so gebildeten Behälter stehen miteinander unter der Membran 49 in offener Strömung sverbindung. Eine Hydraulikflüssigkeit, die ganz allgemein mit 51 bezeichnet ist, füllt während des normalen Betriebes der erfindungsgemäßen hydraulischen Presse im wesentlichen den gesamten Raum unter der Membran 49, der die Bohrungen 31, 32 und 32a umfaßt und dies wird durch die Membran ermöglicht» Der Raum oberhalb dieser Bohrungen verbindet die oberen offenen Enden der Bohrungen, Um eine deutlichere Darstellung zu ermöglichen, wurdie die Hydraulikflüssigkeit in einigen Figuren der Zeichnung nicht dargestellt·

Die Hydraulikflüssigkeit kann Öl oder irgend ein anderes fluide· Medium sein, welches normalerweise bei Zimmer- und bei Betriebstemperaturen flüssig ist. Die Einrichtungen zum Einleiten einer Hydraulikflüssigkeit in den Ziehring 26 umfassen eine oder mehrere Zufuhrleitungen 52, die über einen Anschluß 53 mit einem Kanal 54 in der Wandung 26 verbunden sind, wobei dieser Kanal 54 in eine Bohrung 31 oder in «ine Bohrung 32 einmündet* Um ein·

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vollständig»

vollständige Füllung des Raumes unter der Membran 49 während des Füllvorganges sicherzustellen, wobei die Membran 49 normalerweise in Fig. 4 dargestellte Ruhestellung einnimmt, sind Einrichtungen vorzusehen, um überschüssige Hydraulikflüssigkeit und ebenfalls Luft oder ein anderes Gas abzuleiten, wobei die Hydraulikflüssigkeit oder die Luft oder das Gas sich unter der Membran 49 angesammelt haben könnten. Die Einrichtungen umfassen ein Rohr 55, welches einen nach oben umgebogenen Abschnitt 56 aufweist, der an seinem oberen Ende 57 offen ist. Das Rohr 55 ist über Anschlüsse 58 mit einer äußeren Auslaßleitung 59 verbunden· Dichtungen 60 dienen zur Abdichtung des äußeren Endes des Kanals 51 und diese Dichtungen sind in der Wan·» dung des Zugringes 26 für die Ablaßleitung vorgesehen. Wie Fig. 4 zeigt, ist das obere offene Ende 57 des Ablaßrohres 55 derart angeordnet, daß es etwa in der Höhe des oberen offenen Endes einer jeden Bohrung liegt, sodaß, wenn sich die Membran 49 in der Ruhestellung befindet, der mittlere Abschnitt der Membran über dem oberen offenen Ende 57 liegt. Dies stellt sicher, daß eine ausreichende Menge an Hydraulikflüssigkeit im System vorhanden ist, um eine richtige Betriebsweise zu ermöglichen und gleichzeitig wird sichergestellt, daß jeder Überschuß an Hydraulikflüssigkeit und jede Gas- oder Luftmenge, die sich unter der Membran 49 angesammelt haben, abgeleitet werden können.

Einige 909835/0698 *"

Einige allgemeinere Merkmale des Aufbaues sollen nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 erläutert werden» Es wurde dargelegt, daß der Stempelschuh 12 eine Aussparung 14 aufweist, in welche das obere Gesenk 13 montiert ist. Wie in Fig, 2 dargestellt, erfolgt die Befestigung des oberen Gesenkes 13 in der Aussparung 14 teilweise durch Keile 65 an den Enden des Gesenkes 13. Die Keile 65 sind derart ausgebildet und angeordnet, daß sie in eine dichte Keilanlage mit den gegenüberliegenden Oberflächen 66 und 67 des Gesenkes 13 und des Stempelschuhs 12 durch Schrauben 68 gezogen werden können. Ein weiteres Konstruktionsmerkmal, welches nicht im* einzelnen beschrieben zu werden braucht, ist die Anordnung von miteinander zusammenwirkenden Verschleißplatten 60 und 70 zur Aufnahme einer relativen senkrechten Gleitbewegung zwischen dem Ziehring 26 und seinem Halter 19. Der schwimmende Ziehring 26 wird an seinen Enden von Stiften getragen, die ähnlich wie die bereits beschriebenen Übertragungsstifte ausgebildet sind. Diese Stifte erstrecken sioh längs einer Längsmittelebene des ; Gesenkaufbaues. Diese Stift· 71 stützen sioh, wie die Stifte 22 mit ihren unteren Enden auf dem Luftkissen 23 ab, und erstrecken sich in eine tragende Lage zum Ziehring 26 hin· Wie dargestellt, erstrecken sich die oberen Enden der Stifte 71 durch Hülsen 72, die in entsprechende Bohrungen in der unteren Wandung des Ziehringhalters 19 eingesetzt sind. Die oberen Enden dieser Stifte erstrecken

sioh 909835/0698

sich In Aussparungen in der Unterseite einer Platte 73 hinein, die an der Unterseite des Ziehringes 26 angeordnet ist. Die. gestrichelten Linien 74 in den Fig· I und 2 veranschaulichen lediglich Hohlräume in den Gußstücken, die den schwimmenden Ziehring Bilden und diese Hohlräume dienen zur Verminderung des Gesamtgewichtes des Ziehringes.

Um ein Durchsickern der Hydraulikflüssigkeit zwischen den gegenüberliegenden Wandungen der zyllnderhülse 34 und des Kolbens 36 zu verhindern, weist Jeder Kolben 36 eine Ringnut 90 am oberen Ende zur Aufnahme eines Dichtungsringes 91 auf.

Wie bereite dargelegt und wie am besten aus Fig· 2 zu erkennen, ist eine unterschiedliche Anordnung von Bohrungen im Ziehring 26 an den Längsenden des Ziehringes vorgesehen« Anstatt einer einzelnen Bohrung 31 über jedem Kolben 36 1st eine kleinere Bohrung 32 über dem Ende eines jeden der Kolben 36a vorgesehen und zusätzlich sind zwei noch kleinere Zusatzbohrungen 32a vorgesehen, deren untere En« den dicht bei der inneren Wandung der Zylinderhlilse 31a münden» Diese Zusatzbohrungen 32a leiten Hydraulikflüssigkeit aus dem Raum über dem Kolben 36a zur Unterseite der Membran 39 an den Enden der Membran» Die Anordnung der Bohrung 32 mit kleinerem Durchmesser und der Bohrungen 32a mit noch kleinerem Durchmesser erfolgt, um eine Zuführung

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von Hydraulikflüssigkeit an den Enden der Membran 49 vom Beginn des Gesenkschließvorganges und des Formvorganges an sicherzustellen.

Bei der in Pig. 6 dargestellten Ausführungsform der hydraulischen Presse sind Abänderungen im Aufbau und in der Anordnung am oberen Gesenk und am Zugring vorgesehen, um die hydraulische Formung von Gegenständen zu ermöglichen, die in ihrer fertigen Form zurückspringende oder nach innen gekrümmte Kurven oder Profile aufweisen. Ein derartiger Gegenstand ist mit 100 und die zurückspringet Kurve am Ende ist bei 101 dargestellt. Bei der folgenden Beschreibung der in Fig. 6 dargestellten AusfUhrungsform der Erfindung werden die gleichen Bezugsziffern wie im vorstehenden bei der Bezugnahme auf gleich· Teile oder Elemente verwendet, wobei andere Bezugsziffern für die Teile oder Elemente verwendet werden, die im Aufbau oder in der Form abgeändert wurden· Es sei bemerkt, daß die in Fig. 6 dargestellte Gesenkanordnung derart ausgebildet ist, daß diese zwischen dem Pressenstempel und dem Gegenlager einer üblichen Presse in der gleichen Weise wie vorher beschrieben, angeordnet werden kann.

Der in Fig. 6 dargestellte Preesenaufbau weist einen Stern»· pelsohuh 103 auf, der die gleiohe Funktion ausübt wie der Stempelschuh 12 jedoch eine andere Form und einen anderen

Aufbau

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Aufbau hat, um mit einem oberen Gesenk 104 zusammenzuarbeiten, welches eine andere Form und einen anderen Aufbau hat¹ als das Gesenk 14, Das Gesenk 104 weist einen mittleren Abschnitt 105 und ein Paar Endabschnitte 106 auf. Da jeder Endabschnitt ein umgekehrtes Spiegelbild des anderen ist) soll lediglich einer beschrieben werden. Der in Fig. 6 dargestellte Endabschnitt weist eine innere geneigte Fläche 107 auf, die derart ausgebildet und angeordnet ist, daß diese gegen eine gleiche geneigte Fläche 108 des mittleren Gesenkabschnittes 105 anliegt, wenn sich die Presse in ihrer Betriebsstellung befindet. Dies wird durch eine Nocken oder Keilwirkung hervorgerufen, die noch beschrieben werden soll.

Wenn sich der Pressenstempel in seiner angehobenen Stellung befindet, so ist dor Stempelschuh 103 ebenfalls in eine Stellung im Abstand über dem Zugring 120 angehoben, und der Endabschnitt 106 ist in dieser Betriebsphase mittels eines Luftzylinders nach außen bewegt, der schematisch bei 109 gezeigt ist. Dieser Luftzylinder ist in einem auegesparten Abschnitt der Unterseite des Stempelschuhs 103 angeordnet und weist einen nicht dargestellten Kolben auf, der an einer Stange 110 befestigt ist, die sich vom äußeren Ende des Zylinders 109 aus erstreckt. Die Stange 110 ist am Mußeren Ende mit einem Anschlag 111 verbunden, der gleitbar in einer Führung 112 montiert 1st. Der Anschlag

111

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111 weist einen nach unten sich erstreckenden Abschnitt 113 auf, der in eine entsprechende Aussparung im oberen Teil des Gesenkendabsohnittes 106 eingreift, um diesen aus der Lage herauszubewegen, die dieser in der mit dem mittleren Abschnitt 105 zusammengesetzten Lage einnimmt, wie es in Fig· · gezeigt ist. Der Abschnitt 106 wird in eine extreme auf der linken Seite liegende Endlage bewegt, die duroh den Hub des Kolbens im Luftzylinder 109 bestimmt wird. Obwohl es nicht dargestellt wurde, ist doch klar, daß der Geaenkendabschnitt 106 durch die Betätigung des LuftZylinders 109 in die extreme Endstellung lediglich dann bewegt wird, wenn die Presse offen ist und wenn der Ziehring, der im allgemeinen mit 120 bezeichnet ist, vom oberen Gesenkabschnitt 104 um eine Strecke getrennt ist, die ausreicht, um diese Bewegung des Endabschnittee 106 zu ermöglichen·

Der untere Gesenksohuh 114 weist nach oben sich erstreckende Endflansche 115 auf, von denen lediglich einer dargestellt ist. Jeder dieser Endflansohe 115 weist längs seiner inneren Oberfläche eine obere nach außen abgewinkelte Führungsplatte 116 auf und eine innere senkrechte Führungsplatte 117. Der Gesenkendabschnitt 106 weist eine obere, senkrecht angeordnete Führungsplatte 118 auf, die gegen die Platte 117 gleitet und eine untere nach innen abgewinkelte Führungsplatte 119, die mit der Führungsplatte 116 zusammenwirkt* Während der Schließbewegung der Presse und zwar

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ausgehend

ausgehend von der Lage, in der der Stempelschuh 103 und der untere Gesenkschuh 114 voneinander um die maximal mögliche Strecke getrennt sind, gelangt die Führungsplatte 119 zuerst mit der Führungsplatte 116 bei Beginn der ■ Schließbewegung in Berührung und durch die Winkelanordnung dies.er FUhrungsplatten wird der ueeenkendabschnitt 106 nach innen zum Zwisehengesenkabschnitt 105 hin bewegt« Wenn die Oberflächen 117 und 118 durch diese Einwärtsbewegung des Gesenkendes 106 in Anlage miteinander gelangen, sind die FUhrungsplatten 119 von den entsprechenden FUhrungsplatten 116 heruntergeglitten und die FUhrungsplatten 118 und 117 werden in einer relativen Gleitlage während der weiteren Schließbewegung der Presse gehalten« Zusätzlich ist eine senkrechte Gleitplatte 121 an jedem Ende des Ziehringes 120 vorgesehen und diese wird automatisch in Kontakt mit der unteren Verlängerung der entsprechenden senkrechten Führungsplatte 117 am unteren Gesenkschuh 114 gebracht.

Um die Ausfluchtung zwischen dem Stempel schuh 103 und dem unteren Gesenkschuh 114 aufrecht zu erhalten, weist der Stempelschuh einen nach unten sich erstreckenden Flansch 124 an jedem Ende auf. An der inneren Oberfläche dee Flansches ist eine senkrechte Führungsplatte 125 angeordnet, die relativ in Kontakt gegen eine senkrechte Führungsplatte 126 gleitet, die am äußeren Ende eines jeden Flansches 115 angeordnet ist. Oa sich jeder Gesenkendabsohnitt 106

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nach

nach innen bewegt, wird die Luft innerhalb des Cylinders 109 zusammengedrückt und daraus folgt, finß die Oesankendabschnitte 106 unter einem gewlasen nach airßer, wirkenden Druck gegen die senkrechten Führungen IH gehalten werden. Diese Lagen werden aufrecht erhalten_s bis die Presse wieder geöffnet wird. Während der Öffnungsbewegung werden die Gesenkendabschnitte 106 wieder frei, um eich nach außen zu bewegen, wenn die geneigten Oberflächen der Führungsplatten 119 und 116 wieder aufeinander zu liegen kämmen,. Wenn die Öffnungsbewegung vollendet ist, sinti die Gesenkendabschnitte 106 von den umgebogenen finden 101 des Gegenstandes 100 frei und der Gegenstand kann vom mittleren Gesenkabschnitt 105 abgenommen werden oder kann einfach herunterfallen.

Bei der in Fig· 6 dargestellten Ausführungsfοrm ist die Membran, die allgemein mit 130 bezeichnet ist, mit Ausnahme der GxBSe und Form die gleiche wie die Membran 49, die vorher beschrieben wurde. Diese Membran 130 ist demnach in gleicher Weise mit einer verstärkten Umfangskante 131 ausgestattet, die ein endloses Band oder einen endlosen Ring 132 aus Hartgummi, Stahl oder einem zusammengesetzten Material aufweist, wobei an dem Band oder Ring der Rand der Membran in geeigneter Weise befestigt ist. Der Ziehring 120 weist eine äußere Umfangsnutβ 133 auf, gegen deren untere und innere Wandungen der Membranumfang 131 gehalten wird. Ein naoh unten gerichteter Halterungsdruck wird ge-

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£•2

gen den verstärkten Umfang 131 ausgeübt, wenn die Gesenkendabsclmitts 106 nach innen bewegt werden oder aufeinander zu bewegt werden, da nach einer Beendigung dieser Bewegung eine innere Wandungsoberfläche 135 an jedem der Gesenkenden gegen den Rand 136 des Werkstückes 100 anliegt und durch dieses einen Druck gegen den verstärkten Membranrand 131 ausübt. Wenn die Schließbewegung der Presse vollendet ist, wie es in Pig. 6 gezeigt ist, wurde Druck durch die Hydraulikflüssigkeit 51 und durch die ausgedehnte Membran 130 übertrager^ um das Werkstück 100 in die Form des zusammengesetzten Gesenkes 104 zu bringen, welches aus dem mittleren Gesenkabschnitt 105 und den beiden Gesenkendabsehnitten 106 besteht.

Die Betriebsweise der in den Fig· I bis 5 dargestellten hydraulischen Presse ist die folgende.

Wenn sich die Anlage in der in Fig. 4 dargestellten Stellung befindet, d.h. wenn der Pressenstempel 11 sich am oberen Ende eines Hubes befindet und wenn der Ziehringhalter 19 gegen die Deckplatte 212 anliegt, und wenn das obere Gesenk 13 vom Ziehring 26 getrennt ist, wird ein Werkstück 18 auf die Membran 19 aufgelegt und stützt sich auf der oberen Oberfläche 47 des Ziehringes 26 ab* In dieser Anfangebetriebsphase wird der Ziehring 26 in einer schwimmend ei) Le§e lurch die Stifte 22 und 71 gehalten« Dies bedeutet, *l*sß jede ZyIi nierhülse 32, dia an ihren unteren

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Enden

Enden durch den oberen Abschnitt dea entsprechenden stationären Kolbens 36 abgedichtet ist, Mit dem oberen Teil der entsprechenden Bohrung 31 einen gemeinsamen Behälter für die Hydraulikflüssigkeit bildet, der sich unter der Membran 49 erstreokt und von dieser eingeschlossen wird. Wenn sich der Pressenstempel 11 nach unten in die Pressenschließstellung bewegt, so entsteht zuerst ein Kontakt zwischen der unteren Oberfläche des oberen Gesenkes 13 und dem Umfang des Werkstückes 18. Ein fortgesetzter Druck zwischen diesen Oberflächen dient dazu, die Umfangskante 48 der Membran 49 in ihre Lage gegen den Druck zu halten, der die Neigung hat, die Membran nach oben zu drücken und zwar durch die Kräfte, die durch die Hydraulikflüssigkeit 81 übertragen werden. Dieser Zustand ist in Fig. 5 dargestellt. Die Membran 49 befindet sich in der Betriebsphase, in der diese zum ersten Mal mit dem untersten Abschnitt 75 der geformten Wandung des Gesenkhohlraumes 16 in Berührung gelangt.

In dieser Betriebsphase der Presse ist die nach unten gerichtete Kraft, die vom Pressenetemepel 11 ausgeübt wird, größer als die nach oben gerichtete Kraft, die durch das Luftkissen 23 und die Übertragungsstifte oder Zapfen 22 und 21 ausgeübt wird, um den Ziehring 26 in seiner oberen Stellung (Fig. 4) zu halten. Eine vollständige Abdichtung zwischen dem oberen Gesenk 13 und dem schwimmenden Zieh-

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ring 26 mittels des Werkstückes 18 und der verstärkten Kante 48 der Membran 49 wird auf diese Welse hergestellt. Während der weiteren Abwärtsbewegung des Ziehringes 26 relativ zu den stationären Kolben 36 findet ein weiteres Nachobenverbiegen der Membran 39 statt, und zwar durch die Kräfte, die gegen die Membran durch die Hydraulikflüssigkeit 51 ausgeübt werden, bis das Werkstück 18 vollständig in seine endgültige Form gebracht ist, wie es in Fig. 3 bei 80 gezeigt ist. In dieser Betriebsphase hat der Schließdruck dee Pressenstempels den nach oben gerichteten Druck der Luft überwunden, welche das Luftkissen 23 trägt, mit dem Ergebnis, daß der Ziehring 26 seine unterste Stellung erreicht (Fig. 3). Gleichzeitig wurde im wesentlichen die gesamte hydraulische Flüssigkeit aus den Räumen, die ursprünglich durch die Zylinderhülsen 34 begrenzt wurden, durch die Kolben 36 in den oberen Abschnitt des gemeinsamen Behälters verdrängt, der die oberen Bohrungsabschnitte 31 umfaßt, und die Kräfte, die durch die Hydraulikflüssigkeit 51 und über die Membran 49 übertragen wurden, haben das Werkstück endgültig in die Form des Gesenkhohlraumes 16 gebracht.

In dem Fall, in dem der Gesenkhohlraum im Querschnitt ein Profil oder eine Kontur hat, die sich, wie in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt, verändern, ist die hydraulische Formung des Werkstückes duroh den Betrieb der beschriebenen

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!gemäßen

erfindungsgemäßen hydraulischen Presse wirkungsvoller, als wenn rein mechanische Gesenke bsi» Ziehen und Formen eines Werkstückes verwendet werden« Dies kann am besten durch eine Erläuterung der Vorgänge klargelegt werden, die bei der hydraulischen Formierung stattfinden. In der ersten Phase, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, verbiegt sich die Membran 49 unter der Minwirkung des Druckes der Hydraulikflüssigkeit zuerst nach oben in Anlage gegen den Abschnitt 75 des Profiles des Gesenkhohlraumes der am weitesten unten liegt. Am Ende dieser Anfang3stufe der Formgebungen sind die Spannungen, die im Werkstüok 18 ausgebildet werden, weitgehend gleichförmig über dem von der Membran getragenen Abschnitt des Werkstückes verteilt. Wenn mechanische Gesenke oder Formen verwendet werden, sind ganz im Gegensatz hierzu die Spannungen, die im Werkstück bei einer Anfangsphase oder in einer Anfangsstufe des Formung sVorganges ausgebildet werden, nicht gleichförmig sondern verändern sich ganz erheblich und sind anfangs an den Punkten der maximalen Änderung des Winkels der Kontur oder des Profils des Gesenkes sehr hoch. Dies geschieht deshalb, weil der geringste Vorsprung des Profiles des Gesenkes zuerst das Werkstück erreicht und den Ziehvorgang einleitet, wobei die Beanspruchung des Ziehens am größten ist. Im Fall der erfindungsgemäßen hydraulischen Formgebung findet jedoch zuerst eine graduelle und gleichförmige Spannung des Werkstückes statt und lediglich in den letzten Phasen des Formvorgarges wird das Werkstück tiefer-

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gehenden

gehenden Ziehungen ausgesetzt und es treten deshalb größere Spannungen auf« Daraus folgt, daß, wenn man ein Werkstück hydraulisch gemäß der Erfindung formt, eine geringere Neigung vorhanden ist, das Metall oder das Material des Werkstückes über die Elastizitätsgrenzen hinaus zu beanspruchen und dadurch ein Reissen des Werkstückes hervorzurufen.

Die Membran 49 kann aus irgend einem geeigneten flexiblen und ausdehnbaren glatt- oder bogenförmigen Material bestehen und vorzugsweise besteht die Membran aus Gummi und zwar entweder aus natürlichem Gummi oder aus synthetischem Gummi und die Membran hat einen Durometerwert B in der Größenordnung von 50, Im allgemeinen reicht es aus, wenn die Membran in allen Richtungen um etwa 20 % ihrer Ursprungsabmessungen gestreckt werden kann. Die Membran muß nicht elastisch sein« Vorzugsweise sollte die Membran jedoch die Fähigkeit haben, im wesentlichen in ihre Ursprungsform zurückzukehren, nachdem die Membran ausgedehnt oder verbogen wurde«

Wenn der Montagering 50 der zur Verstärkung des Umfanges 48 der Membran dient, aus Gummi und zwar entweder aus natürlichem Gummi oder aus synthetischem Gummi besteht, so kann ein Hartgummi verwendet werden, der vorzugsweise aus einem Durometer B-Härtewert in der Größenordnung von 75 hat. Der Montageriiig oder Streifen 50 ist vorzugsweise

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mit dem Rand der Membran 49 über seine Gesamterstreckung hinweg verbunden, um die Handhabung der Membran als Einheit zu vereinfachen· Vie bereits dargelegt, wird die Membran vorzugsweise in ihrer Stellung festgeklemmt oder verriegelt oder befestigt·

WShrend der Formgebung kann eine gewisse Einwärtsbewegung des Metalles vom Rand des Werkstückes aus erfolgen. Diese Bewegung ist jedoch gering und findet lediglich beiläufig oder zufällig bei der Formgebung statt« Nach der Vollendung der Formgebung wird der verbleibende Randabschnitt vom geformten Gegenstand abgetrennt.

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

!♦^Hydraulische Presse, die zwischen zwei Gliedern befestigbar ist, welche aufeinander zu und voneinander fort beweglich sind, um blech- oder bogenförmiges Material hydraulisch zu formen, gekennzeichnet durch einen Gesenkhohlraum, der einen der Glieder zugeordnet ist, wobei der Gesenkhohlraum zum anderen Glied hin geöffnet ist, einen Ziehringhalter, der zwischen den Gliedern angeordnet ist, einen schwimmenden Ziehring, der in dem Halter montiert ist, und der eine Bohrung aufweist, die sich durch den Ring hindurch erstreckt, einen stationären Kolben, der in der Bohrung derart angeordnet ist, daß er gegenüber der Wandung eine flüssigkeitsdichte Abdichtung bildet, wobei die Bohrung am anderen Ende zum Gesenkhohlraum hin offen ist, eine flexible Membran, die sich über die Bohrungsöffnung hinweg erstreokt und die vom Ziehring getragen wird, eine Druckübertragungsflüssigkeit, die in der Bohrung zwischen dem Kolben und der Membran angeordnet ist, wobei der Gesenkhohlraum und der schwimmende Ring bei einer Bewegung der Glieder aufeinander zu zuerst in Anlage gebracht werden, wobei die Membran zwisohen diesen Teilen liegt und wobei bei einer weiteren Bewegung der Glieder aufeinander zu die Hydraulikflüssigkeit unter Druck gegen die Membran verdrängt wird, um diese in formender Weise in den Gesenkhohlraum hinein auszulenken·

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2. Hydraulische Presse, die an einer üblichen Presse angeordnet werden kann, welche einen Pressenstempel und eine untere stationäre Gegenplatte aufweist, gegen welche der Stempel bei einem Schließen der Presse beweglich ist, wobei die Presse derart ausgebildet werden kann, daß ein Werkstück duroh hydraulischen Druck geformt werden kann, der auf das Werkstück über eine flexible ausdehnbare Membran übertragen wird, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die von dem Pressenstempel getragen werden und die einen Gesenkhohlraum aufweisen, der nach unten geöffnet ist, eine Ziehringhaiterung, die an der Deckplatte angeordnet ist, einen Ziehring, der schwimmend in der Halterung montiert ist und der eine Bohrung aufweist, durch die ein Zylinder im unteren Abschnitt des Ziehringes gebildet wird, eine flexible, ausdehnbare Membran, die von dem Ziehring getragen wird und die sich über das obere offene Ende der Bohrung hinweg erstreckt, einen stationären Kolben im Zylinder, der sich an der Deckplatte abstützt, ein Luftkissen, welches an der Deckplatte angeordnet ist und welches Glieder aufweist, die am Ziehring montiert sind, um diesen Ring in schwimmender Lage vor dem Schließen der Presse zu halten, eine Hydraulikflüssigkeit, die in der Bohrung über dem Kolben angeordnet ist, um einen Druck auf die Membran zu übertragen, sodaß, wenn ein Werkstück auf dem Ziehring über der Membran angeordnet ist iiml die Presse

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geschlossen wird, der Gesenkhohlraum zuerst in eine Schließlage gegenüber dem Ziehring gebracht wird, wobei der Gesenkhohlraum und der Schließring danach zusammen abwärts bewegt werden, um einen Druck in der hydraulischen Flüssigkeit zu erzeugen, der, wenn er durch die Membran auf das Werkstück übertragen wird, ausreicht, um das Werkstück in die Form des Gesenkhohlraumes zu bringen.

3. Hydraulische Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um automatisch den Kolben und die Bohrung miteinander auszufluchten.

4. Hydraulische Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luftkissen vorgesehen ist, um den Ziehring schwimmend zu lagern»

5. Hydraulische Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr vorgesehen ist, welches in der Nähe der Membran der Bohrung am oberen Ende der Bohrung offen ist, um überschüssige hydraulische Flüssigkeit"und eingefangene Luft abführen zu können.

6. Hydraulische Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß dar Gesenkhohlraum und der Ziehring mit mithin*« arider zusammenwirkenden Winkelführungen ausgestattet:

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sind, welche den Gesenkhohlraum und den Ziehring während der Abwärtsbewegung in die Schließstellung führen.

7, Hydraulische Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zwischen einen Pressenbett und einem Pressenstempel zur hydraulischen Formung von Blechmaterial montiert werden kann, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die eine nach unten offene Gesenköffnung bilden, einen Ziehringhalter, der unter diesen Einrichtungen angeordnet ist, einen schwimmenden Ziehring, der in den Halter montiert ist und der eine Zylinderbohrung aufweist, die zum Gesenkhohlraum hin offen ist, einen stationären Kolben, der in der Bohrung angeordnet ist, eine flexible Membran, die an der Oberseite des Ziehringes befestigt ist und die sich über die Bohrungsöffnung hinweg erstreckt, eine druokübertragende Hydraulikflüssigkeit, die zwischen dem Kolben und der Membran angeordnet ist, sodaß bei einer Abwärtsbewegung des Gesenkhohlraumes und des Ziehringes zum Ziehringhalter hin, Kräfte über die hydraulische Flüssigkeit auf die Membran übertragen werden, die in der Lage sind, das,Blechmaterial, welches den Gesenkhohlraum überspannt und am Rand festgehalten wird, in die Form hinein zu drücken.

8. Presse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die flexible Membran eine verstärkte Kante aufweist und daß

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der Ziehring eine Aussparung aufweist, welohe die Bohrung umgibt und welche die verstärkte Kante der Membran aufnimmt«

9» Hydraulische Presse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben eine untere konvexe Oberfläche aufweist und daß der Ziehring eine entsprechende konkave Oberfläche hat, in welche die konvexe untere Oberfläche anliegt.

10, Hydraulische Presse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen vorgesehen sind, um Hydraulikflüssigkeit in die Bohrung einzuführen und daß getrennte Einrichtungen vorgesehen sind, die sich in die Bohrung hinein zu einem Punkt unter der Membran erstrecken, und die eine öffnung aufweisen, um Gas und überschüssige Flüssigkeit aus dem Raum unter der Membran abzuziehen»

11« Hydraulische Presse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Bohrungen und zugeordnete Kolben vorgesehen sind, und daß sich die Membran über alle Bohrungsöffnungen hinweg erstreckt·

12. Hydraulikpresse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum automatischen Ausfluchten ineinander

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sitzende sphärische Oberflächen zwischen einander gegenüberliegenden Teilen des Kolbens und des Ziehringhalters aufweisen.

13. Hydraulikpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Luftkissen Stifte aufweist) die den Ziehring schwimmend tragen und daß der Ziehring relativ zu dem Kolben gemäß den Kräften beweglich ist, die auf den Ziehring einwirken.

14· Hydraulikpresse naoh einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Einrichtungen, die einen Gesenkhohlraum bilden, um ein Werkstück zu formen, Einrichtungen, die den Gesenkhohlraum am Pressenstempel derart halten, daß sich der Gesenkhohlraum nach unten öffnet, einen Ziehringhalter, der an der Deckplatte der Presse befestigt is,t, einen schwimmenden Ziehring, der vom Ziehringhalter geführt wird, wobei der Ziehring eine Bohrung aufweist, deren unterer Abschnitt einen Zylinder bildet, eine flexible, ausdehnbare Wandung, die eine verstärkte Kante aufweist, die gegen die Oberseite des Ziehringes gehalten wird, wobei sich die Membran über die Bohrung hinweg erstreckt, einen stationären Kolben, der im Zylinder angeordnet ist und der sieh gegen die Deckplatte abstützt, eine Hydraulikflüssigkeit, die in der Bohrung über dem Kolben angeordnet ist, sodai) bei einem Schließen up. ν ''roüüft ;l«r

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auf die Hydraulikflüssigkeit einwirkende Druck über die flexible Membran übertragen wird, um ein Werkstück in die Form des Gesenkhohlraumes zu bringen.

15. Hydraulikpresse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet daß ein Luftkissen an der Deckplatte angeordnet ist, und daß Stifte vorgesehen sind, die den Ziehring tragen, damit der Ziehring anfangs in schwimmender Lage und zwar vor dem Schließen der Presse gehalten wird.

16. Hydraulikpresse nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet} daß der Kolben und der Ziehringhalter mit einander gegenüberliegenden segmentartigen sphärischen Oberflächen ausgestattet sind, welche eine automatische Ausfluchtung des Kolbens und des Zylinders während der Relativbewegung ihrer Teile sicherstellen.

17. Hydraulikpresse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet) daß Mittel vorgesehen sind, um Grase und überschüssige Flüssigkeit aus der Bohrung unter der Membran abzuleiten.

18. Hydraulische Presse nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß diese Entlüftungseinrichtungen ein Kohr aufweisen, welches sich durch die Wandung der Bohrung

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erstreckt und welches ein oberes offenes Ende in der Nähe der oberen Seite der Bohrung hat, wobei sich die Membran gegen dieses Rohr abstützen kann, wenn die Membran nicht durch einen auf die Membran einwirkenden Druck ausgedehnt ist.

19. Hydraulisches Gesenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben und der gegenüberliegende Abstützabschnitt der Deckplatte mit gegenüberliegenden sphärischen Oberflächen ausgestattet sind, um eine automatische Ausfluchtung des Kolbens und des Zylinders während der Relativbewegung ihrer Teile sicherzustellen·

20« Hydraulische Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl von Bohrungen, Zylindern und zugeordneten Kolben vorgesehen sind, daß der Ziehring eine kontinuierlich· Nut in einer oberen Oberfläche aufweist, welche alle Bohrungen einschließt, daß die Membran eine verstärkte Umfangekante aufweist, die in der Nut montiert ist und die durch den Druck in der Nut gehalten werden kann, welche durch das Gesenk gegen den Umfangsrand während des Schließens der Presse ausgeübt wird.

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