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Elektrohydraulische Formanlage Die Erfindung bezieht sich
auf eine Anlage zum Formen von
Werkstücken aus biegsamem
Material und betrifft insbesondere
eine Anlage zum Formen
von Werkstücken mittels eines elektro-
hydraulischen Verfahrens.
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Elektrohydraulisches
Formen erfolgt durch Entladen elektrischer
Energie
in einem
eingeschlossenen inkompressiblen
Strömungs-
mittel.
Die durch die Entladung entstehende Stoßwelle wird
| durch die Strömung auf das Werkstück übertragen, welches
in |
| eine passende Form eingeschlossen ist. |
| In einem röhrenförmigen Apparat ist ein röhrenförmiges Werk- |
| stück eingeschlossen, und zwar in eine Form, die zwei |
| zusammenpassende Formhälften umfaßt. An jedem Ende der |
| Form-Anordnung sind Endglieder angebracht,. so daö innerhalb |
| des Werkstückes ein abgedichteter Hohlraum entsteht, der
mit |
| der inkompressiblen Flüssigkeit angefüllt ist. |
| Die Formteile müssen fest miteinander verklammert sein,
um |
| eine eventuelle Trennung zu verhindern, die mittels der
durch |
| die elektrische Entladung entstandenen Stoßwelle bewirkt |
| werden könnte. Wegen des durch die elektrische Entladung |
| entstehenden extrem hohen Druckes ist eine geeignete Ver- |
| klammerungsvorrichtung eines der Hauptprobleme. Es sind |
| hydraulische Zylinder vorgesehen, die jedoch den hohen Druck |
| nicht ohne eine gewisse Bewegung absorbieren, und durch
eine |
| feste Verklammerung wird die Fluchtung schwierig. |
| Ein anderes Problem liegt in der Schaffung eines Endgliedes |
| mit einer Dichtung, die dem in der Flüssigkeit durch die |
| elektrische Entladung entstehenden hohen Druck widersteht. |
| Die Stromquelle umfaöt eine Gleichspannungsquelle und eine |
| Kondensatorbatterie zum Speichern einer großen elektrischen |
| Ladung. Da die Kondensatorbatterie verschiedene Elektro-' |
| Formmaschinen speist, ist eine Schaltvorrichtung zum |
Obertragen
großer elektrischer Ladungen
auf jede der
Maschinen erforderlich.
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Gegenstand der Erfindung ist ein elektrohydraulisches
Formsystem, das zwei neuartige, röhrenförmige Apparate umfaßt sowie
eine
Schaltvorrichtung zum AnschlieMn einer Anzahl dieser
Apparate an
eine Stromquelle und eine Kondensatorbatterie.
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Die Seh4ltvorriohtung umfaßt zwei Leitplatten, die in geeigneter
Weise,
z.B. mittels koaxialer Kabel, an die Kondensatorbatterie
angeschlossen sind. Jeder Apparat umfaßt außerdem zwei weitere
Platten,
die mit den Elektroden des Apparates_verbunden sind
Die jedem Apparat
zugeordneten Platten sind angrenzend an die beiden mit der
Kondensatorbatterie verbundenen Platten
abnehmbar montiert. Eine Kurzsehlußstange
schlägt automatisch
an die beiden ersten Platten an, wenn keine anderen
Platten
daran anliegen.
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Der Formapparat umfaßt zwei Formhälften, die mittels Halte-
gliedern
in geschlossener Lage gehalten werden, welche an
abgeschrägten Kontaktoberflächen
an den äußeren Bereichen
der Formhälften keilartig angreifen. Um die
Halteglieder in
die richtige Lage in bezug auf die Formhälften
auszurichten,
wird jedes Halteglied mit seiner Betätigungsvorrichtung auf
einen
Drehzapfen montiert.
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Die Abdeckenden der Form-sind mit einer Dichtungsvorrichtung
versehen,
die einen 0-Ring umfaßt und einen Druckring= der
den
0-Ring an das Werkstück preßta Es sind an den Abdeckenden montierte Elektroden vorgesehen,
die in geeigneter Weise innerhalb des Gehäuses angeordnet sind. Zwischen den Elektroden
entsteht eine Leitbahn durch einen an die beiden Elektroden angeschlossenen Draht
oder durch einen Leitgasstrom, der von einer Elektrode auf die andere gerichtet
wird.
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Die Erfindung ist im folgenden anhand schematischer Zeichnungen ergänzend
beschrieben Figo l ist eine Viertelansicht eines röhrenförmigen Formapparates gemäß
einer Ausführungsform der Erfindung mit den an der Form angreifenden Haltegliedern.
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Fig. 2 ist eine Viertelansicht.des röhrenförmigen Formapparates nach
Fig. 1 mit gelösten Haltegliedern in gehobener Lage.
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Figo 3 ist ein Querschnitt entlang der Linie 3-3 von Fig. 1, der außerdem
das Angreifen der Halteglieder an die Form zeigt. Fig. 4 ist ein Querschnitt entlang
der Linie 4-4 von Fig. 2, der außerdem@die Halteglieder in gehobener Lage und die
Hälften in geöffnetem Zustand zeigt.
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Fig. 5 zeigt eine isometrische Ansicht eines Werkstückes vor der Elektro-Formung.
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Fig. 6 ist eine isometrische Ansicht des Werkstückes von Fig. 5 nach
der Elektro-Formung,
F i g _ 7 ist eine isometrische Ansicht einer
anderen Ausführungsfsormi der S'@.zit z^f@i.:_zearg dier Form in gehobener Läge
und der -Hälften #»,Hälften in geöffnetem Zustand..
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3 ist e:ne isometrische Ansicht der Stätzvorrichtung von F ig - 7
im Zustand des Angeifens an die geschlossenen Hälften. Fig - 9A und 9B sind Querschn
i%te durch den elektro-hydraulischen Fzrma,Dpara t und zeigen die Dichtungen und
die Elektroden der Ahtieckenden mit der Anordnung in geöffnetem bzw. geschlossenem
Zustand..
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_-£ _ 10 und. 10B sind Querschnitte durch den elektrohydraulischen
Formapparat, die andere Elek troden-Anordnungen zeigen a Fig. 11 ist ein Querschnitt
durch einen Elektrischen Leistungsschalter nach der Erfindung Fig, 12 ist ein Querschnitt
der Schaltvorrichtung entlang der Linie 12-12 von Fig. 110 In den Figuren 1 bis
4 sind gleichartige Elemente mit denselben Bezugsziffern bezeichnet..
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;in den Zeichnungen, insbesondere in den Figuren 1 und 2, sind Viertelansichten
des erfindungsgemäßen Elektro-Formapparates gezeigt, bei dem die Verklammerungsvorrichtung
eine Anzahl von C-föxmigen K1aiwriergliedern umfaßt, die an den
| C, |
| Z:i1d CtI:#.#,-e wahrend des |
| Position Fig. 1 zeigt |
| der Appar3 t. ,_:,_ Zustand- Das Formt" ii_ 1 ist auf |
| r'. _::er 2 ange,@@?;in@t welche auf dir Leitschiene 3 |
| montiert ist. Die Ver- |
| ?r. LJer 4 S:LT?C# IIt1"LQ #`,O.Lbeli 'i der x#iydraulischen |
| Zylinder E:i vor bundert _ Die Kolben sind init den Verklammerungs- |
| gliEdern mite7.@@ des Zapfens 7, die Zylinder mit der
Stütz- |
| p'J.atte 8 mttels des Zapfens 9 verbunden.. Die Kopfklammer
10 |
| verbindet# das Kopfstück 131, mit del.i Formteil - 1
, Die Verklammerungs- |
| g nieder sind in gelöstem Zustand zusammen mit der Stützplatte
8 |
| mittels des hydraulischen Zylinders 16 und des Kolbens 17 in |
| die in fig, 2 gezeigte hochgestellte Position verschiebbar. |
| Wenn die Klammern gelöst und hochgestellt sind, so können |
| die Formhälften 1 durch Verschieben der Stützplatte 2 entlang |
| der Leitschiene 3 getrennt werden, was das Einlegen oder |
| Entfernen des Werkstückes ermöglicht.: |
| In den Figuren 3 und 4 ist das Zusammenwirken der Verklam- |
| merungsglieder mit den Formteilen noch ausführlicher darge- |
| stellt.> Fig. 3, ein Querschnitt entlang der Linie 3-3
von |
| Figo 1, zeigt die Formhälften 1, die in geschlossenem Zustand |
| entlang den Leitschienen :3 bewegt werden. Die Formteile sind |
| mit abgeschrägten Oberfll'ichen 20 versehen, die mit-den Arm- |
| teilen 21 der Verklammerungselemente 4 fest verklemmt'sindo |
| Die hydraulischen Zylinder 6, die die Verklamnerungsglieder |
| betätigen, sind mittels eines Drehzapfens an die Stützplatte
8 |
| und das Stützglied 23 montiert. Das Stützglied 23 ist mit |
24 und Büchsen 26 versehen, die entlang der Leiystange
1.5 ton Figo 1 verschiebbar sind.
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Tig- i. ist ein Querschnitt entlang der Linie 4-4 von Figo 2 und zeigt
die von der Form gelösten Verklammerungsglieder 4 in der hochgestellten Position.
mach dem Hochstellen der f erklammerungsglieder können die Formhälften durch Verschieben
der Stützplatten ?_ auf den Leitschienen 3 geteilt werden Zur Formung wird ein röhrenförmiges
Werkstück 30 in die in geöffnetem Zustand befindlichen Formteile eingeführt, wie
in Fig. 4 dargestellt ist. Die Formhälften werden dann auf den Schienen 3 zusammengeschoben
und in eine geschlossene , Position gebracht Die Verklammerungsglieder 4 werden
durch die hydraulischen Zylinder 16 gesenkt und durch die hydraulischen Zylinder
6 einwärts bewegt, so daß sie an die abgeschrägten Berührungsflächen der Formteile
angreifen.
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Da die Ausrichtung der Verklammerungsglieder auf die Form schwierig
ist, sind die Verklammerungsglieder 4 und die hydraulischen Zylinder 6 auf Drehzapfen
montiert, was eine horizontale Bewegung der Glieder und somit eine genaue Anpassung'an
die geschlossene Form ermöglicht. Auch die abgeschrägten Kontaktflächen der Formteile
und deren Verklemmen mit den Armteilen der Verklammerungsglieder erleichtern das
Angreifen und Lösen der Klammern und Form-teile. Bemerkenswert ist, daß die durch
den Elektro-Formvorgang erzeugten Kräfte durch die Armteile 21 der Verklammerungsglieder
absorbiert we.i."'Je
| nen Cm.fö:^rrä.:el'A IC.La@lnie:cz-;yx@ der Vnrklammerv.@ags@ |
| er,die A;Epass!irF" an far:!ten unterschiedli eher |
| a?ca.::@.@:@ l@ä:=.ge durch einfach,s Hinzufügen oder Entfernen
von |
| C=:F@i^z.g@:@@-z KI_z7trolrbi@n,. D#;-. die in Fzg.
1 un0. 1 dargestellte |
| Klammer 101 sich in ihrer Konfiguration von den VExklammerungs- |
| gli,.edet@az unterscheidet , können letztere mit Einsatzstücken |
| horizontal ausgerichteter Arme versehen sein zum Angreifen |
| die abgeschrägten Oberflächen des Kopfstücks und des |
| Randes der Form" so daß die Klammer 10 nicht mehr benötigt
wird. |
| 5 zeigt ein Werkstück 30 vor der Elektro-Formung, und |
| rig : h zeigt das Werkstück nach der Formung. Die Konfiguration |
| des WGrl: stücks in Fig. 5 w3.rd durch die Farm beschrieben. |
| 7 und H sind isometrische Ansichten einer anderen Aus- |
| führungsform der Verklammerungsvorrichtung o Bei dieser Aus- |
| führungsform. sind die Keilblöcke 40 und 41 auf Drehzapfen |
| montiert und mit hydraulischen Zylindern 42 und 43 verbunden, |
| welche ebenfalls auf Drehzapfen montiert sind und durch den |
| Rahmen 44 gestützt werden- Der Rahmen wird zusammen mit den |
| hydraulischen Zylindern und den Keilblöcken durch die |
| hydraulischen Zylinder 46 in vertikaler Richtung bewegt" Die |
| Hälften 48-,sind-an ihrer Rückseite mit Blöcken 49 versehen, |
| die abgeschrägte Oberflächen aufweisen, welche zu den |
| i@c.J_l i;l.ipderrA 4-0 und 41 passen. Die Formhälften mit
ihren |
| x,?Ickwärti";cen Blecken 5xnd horizontal verschiebbar auf Stütz- |
| p. 50 s@-@@Era 50 montiert, |
Zur Formung wird
der Rahmen 44 durch die hydraulischen
Zylinder
46 in die hochgestellte Position gebracht, und die Stützplatten'.
50 werden zum Öffnen der Hälften
verschoben, wie in Fig.
7
dargestellt
ist. Nach dem
Einführen eines Werkstückes
zwischen
die Formteile wird die Form geschlossen und der Rahmen
44
gesenkt, so da8'er
die Fora umgibt.
Die Keilblöcke 40
und 41
werden dann durch
die hydraulischen Zylinder
42 und
43 gesenkt,
bis .sie an den abgeschrägten
Oberflächen der rückwärtigen
Blöcke 49 angreifen, wie in Fig.
8 gezeigt ist:
Fig.
9A und 9B sind
Querschnitte
der Form-Anordnung
in
geöffnetem
bzw. gesehlossenm:Zustand
und zeigen die Elektroden-Anordnung
sowie die Dichtungsvorrichtung
für das Werkstück. -
Wie aus Fig. 9A zu ersehen ist, umfaßt die obere Dichtungs-
vorrichtung
einen-Formkopf 60, durch welchen ein Einsatzstück
61 verschiebbar angeordnet
ist, das eine isolierte innere Elektrode 62 sowie eine äußere Elektrode 63
umfaßt, die
mittels des Kabels 64 elektrisch verbunden sind. Das Einsatz-
stück
wird in den Kopf 60 durch einen oberen Dichtungsring 66,
der an dem Kopfteil
mittels der Bolzen 67 befestigt ist,
verschiebbar festgehalten. In geöffnetem
Zustand der Form--,---..-Anordnung hält die Feder 68 den Dichtungsring
67 von dem
Kopfstück 60 entfernt fest, und die: Feder 69 hält das Einsatz-
stück
61 von dem Kopf entfernt fest. Die obere Dichtungskappe
72, die an
dem Einsatzstück 61 mittels des Bolzens 73,
befestigt ist, stützt die
0-Ring-Dichtung 74. Wenn sich die
Form-Anordnung in
geöffnetem Zustand befindet, wird die Dichtungskappe 72 von dem Dichtungsring
66 entfernt, so daB die 0-Ring-Dichtung nicht zusammengedrückt
wird.
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Fig. 9B zeigt die obere Dichtungsanordnung in gesenktem,
Zustand und den Eintritt der Dichtungskappe 72 der 0-Ring-Dichtung
74 und der Dichtungsringe 66 in den oberen Bereich
des röhrenförmigen Werkstücks
77. Wenn die obere Anordnung
gesenkt wird, kommt das Einsatzstück in
Berührung mit der
oberen Deckplatte 79, die an den Blöcken 80 befestigt ist.
Wenn
sich das Kopfstück 60 weiter senkt, gleitet das Einsatz-
stück 61 nach oben
in den Kopf, so daß auf diese Weise die
Dichtungskappe 72 auf den Dichtungsring
66 zubewegt und die
0-Ring-Dichtung 74 zusammengedrückt wird.
Die zusammengepreßte 0-Ring-Dichtung greift pressend an die innere Oberfläche
des
Werkstücks 77 an und bildet somit eine feste Abdichtung für
den
Elektro-Formvorgang.
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Nach dem Formvorgang ist die obere Dichtungsanordnung leicht
verschiebbar,
da die Dichtung unterbrochenlwird, sobald sich
das Kopfstück hebt.
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Die untere Dichtungsanordnung wird vor dem Einführen in die
Formhälften
an dem Werkstück befestigt. Die Anordnung umfaßt
einen Dichtungsstopfen
82, der mit seinem unteren Teil 81
mittels des Bolzens 83 zusammengehalten
wird. Bei herausge-
schraubten Bolzen wird der Dichtungsstopfen mit seinem
unteren
Teil und der unteren 0-Ring-Dichtung 84 in das röhrenförmige
Werkstück
77, eingeführt. Danach wird der Bolzen 83 befestigt
und dadurch die untere
O-Riaig-Dichtung 84 zusammengepreßt, so da£ auf diese Weise das
untere Ende des Werkstückes voll-
kommen abgedichtet Wird.
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Nach dem Einführen des mit äiner inkompressiblen
Flüssigkeit
gefüllten Werkstückes in die Form und dem Abdichten dient ein
an
dem Anschlu8 87 angeschlossonas Evakuierungssystem zum
Evakuieren
des. Raumes zwischen dem Werkstück 77 und der Form.
Danach erfolgt der
Elektro-,Formvorgang, indem eine große
Strommenge durch die Elektroden
62 und 63 geleitet wird, wodurch
der Draht 64 zersprengt wird.
Die hierdurch entstehende Stoß-
welle wird durch die Strömung,
dem röhrenförmigen Werkstück
zugeführt. .
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Fig. 10 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, in welcher
die
Leitbahn zwischen den Elektroden anstelle des Drahtes durch
einen Strom von
Leitgas gebildet wird. In dieser Ausführungs-
form sind eine: massive Elektrode
93 sowie eine Hohlelektrode 90 isoliert durch das Abdeckende 92 geführt.
Zur elektrischen
Entladung zwiaehen den Elektr wird ein --Str
an ei'nes--gäses;-z:B. Neon, durch die Elektrode 90 geleitet, und durch
die
Austrittsöffnung 93 strömt das Gas 94 zu der massiven Elektrode
91.
Bei dieser Ausführungsform sind mehrere elektrische Entla-
dungen möglich,
ohne daß die Anordnung zwischen den Entladungen
auseinandergenommen
werden muß, wie-das bei der Drahtleitung
der Fall ist. Bei einer
derartigen Vorrichtung können die
Elektroden weiter voneinander
entfernt sein als dem Oberschl.agsabstand bei. der normalen Spannung entspricht.
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Fig. 10 B zeigt eine andere Ausführungsform der Erfindung, in welcher
die Leitbahn durch einen Draht,, der die an jede. Stirnseite befindlichen Elektroden
verbindet, gebilcdet wird. Die Hohlelektrode 100 wird an das obere Abdeckende
101 isoliert montiert und umfaßt einen sich hierdurch erstreckenden Draht
102, der an die an das untere Abdeckende 1.04 montierte Elektrode 1.03 angeschlossen
ist. Das Endteil der Elektrode 100 ist gebogen und dient zum Anschlua des Drahtes.
Während nun durch die elektrische Entladung der Draht zwischen den Elektroden zerstört
wird, bleibt der Bereich 105 des Drahtes intakt Nach der Entladung wird die Form
geöffnet, so daß zusätzlicher, von der Vorwickelrolle 106 abgerollter Draht durch
die Elektrode 100 geführt werden kann zum Anschluß an die Elektrode 103 für die
nächste elektrische Entladung.
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Die Figuren 11 und 12 zeigen Querschnitte eines Leistungsschalters
zum Ansehluß einer Stromquelle und einer Kondensatorbatterie an einen der elektrischen
Formapparate Es ist ein erstes Paar parallel im Abstand voneinander angeordneter
Platten 110 und 111 mittels geeigneter Vorrichtungen, etwa koaxialer Kabel 112 an
die Kondensatorbatterie angeschlossen. Für jeden Elektro-Formapparat ist ein Paar
abnehmbarer Platten 114 und 115 vorgesehen. Diese Platten sind parallel im Abstand
voneinander angeordnet und sind durch das Solenoid 106 verschiebbar, um auf die
Platten 110 und 111 aufzutreffen. Für jedes
| :Lst ein Be td.tigungsschaltcr 11 |
| anges chlossan ist weis; die Platten nicht |
| aY_f den Platten 110 und 1.4..'. aufliegen. Zur Vermeidung
von |
| an den Kontaktflächen der Platten, die
durch große |
| => xP3@£@ r fe .. @a@ t @@@-:yen :<.dn::zte2rg sind die
Platten in -ein Gehäuse |
| 120 eines Vakuums oder eines inertgases. |
| f:.F -. 1 i.s..n.er:i#arai.ty du-durch einen
Leistungsschalter |
| 2itia .@- der Linie 3.:2-1.2 von Fig. 3.1, in welchem dis Platten
1.10 |
| und 111 mit e.ner Anzahl koaxialer Kabel 112" die die Platten |
| mit der Kondensatvrbatterie verbinden, gezeigt sind. Als |
| S.T c@herungsmaßnahm.e gegen eine erhöhte Stromzufuhr zu den |
| Pl a@:te n 3.10 und .11 p- wenn keine Platten des Formapparates |
| an die Platten 3.3.0 und 111 angreifen dient
eine Kurz- |
| schlugstange 1213 Zur Betatägung derselben dient ein Solenoid. |
| 122, das an die Betätigungsschalter 117 von Fig o 11 ange- |
| schlossen ist, so daß bei Betätigung aller Schalter das |
| äolenoid in der Weise betätigt wird, da.ß es die Kurzschluß- |
| sta.nge gegen die Platten 11.0 und 3.11 drückt. Wenn irgendeiner |
| der Betätigungsschalter geöffnet wird, so wird durch das |
| Solenoid die Kurzschlußstange automatisch zurückgezagen-o1 |