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Technisches Gebiet des Gebrauchsmusters
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Das
vorliegende Gebrauchsmuster betrifft eine Umformvorrichtung und
im Speziellen eine hydraulische Umformvorrichtung auf dem Gebiet
der Kaltverformungsmaschinen.
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Hintergrund des Gebrauchsmusters
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In
den letzten Jahren sind die hydraulischen Umformvorrichtungen die
Kaltverformungsmaschinen, die sich am schnellsten entwickelt haben.
Das chinesische Patent Nr.
CN
03249170.0 mit dem Titel "Hydraulische Stahlschienenziehvorrichtung"
offenbarte eine hydraulische Stahlschienenziehvorrichtung, die zumindest
zwei hydraulische Zylinder umfasst, die beide an einem Verbindungsrahmen
befestigt sind, wobei eine Kolbenstange eines jeden Hydraulikzylinders
mit einer beweglichen Klemmbuchse verbunden ist und jedes der beiden
Enden des Verbindungsrahmens mit einer Zugstange entsprechend verbunden
ist, wobei das erste Ende der Zugstange mit einem der beiden seitlichen
Enden des Verbindungsrahmens verbunden ist und das zweite Ende der
Zugstange mit einem der beiden Enden jeweils einer fixierten Klemmbuchse
entsprechend verbunden ist, wobei die beiden Enden der beweglichen Klemmbuchse
verschiebbar mit jeweils zwei Zugstangen verbunden sind. Jedoch
ist die Struktur des oben geschilderten Patents nur zum Schienenziehen aber
nicht zum Umformen von Platten geeignet.
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Zusammenfassung des Gebrauchsmusters
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Das
vorliegende Gebrauchsmuster überwindet die Beschränkung
des Standes der Technik, durch eine numerisch gesteuerte hydraulisch,
doppelt wirkende Umformvorrichtung zum Umformen von verschiedenen
Metallplatten, insbesondere zum Tiefziehen.
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Das
vorliegende Gebrauchsmuster stellt eine numerisch gesteuerte, hydraulisch
doppelt wirkende Umformvorrichtung bereit, die einen aufrechten
Maschinenrahmen und eine numerisch gesteuerte Hydraulikeinrichtung,
einen oberen und einen unteren, von der Hydraulikeinrichtung betätigten
Zylinder, die entsprechend oberseitig und unterseitig am Maschinenrahmen
angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Blechhalteeinrichtung
auf dem Maschinenrahmen unterhalb des oberen Zylinders befestigt
ist, eine Arbeitsplatte, die entlang eines Holms des Maschinenrahmens
auf und ab bewegbar ist, die oberhalb des unteren Zylinders angeordnet ist,
wobei ein unteres Ende der Arbeitsplatte gelenkig mit einem oberen
Ende einer langgestreckten Verbindungsstange verbunden ist, ein
unteres Ende der langgestreckten Verbindungsstange gelenkig mit
einer Ecke einer gebogenen Verbindungsstange bzw. einem Kniehebel
verbunden ist, die in der Form eines umgekehrten „L" ausgebildet
ist, ein Ende der gebogenen Verbindungsstange ist gelenkig mit dem
Maschinenrahmen verbunden, während das andere Ende gelenkig
mit einem Ende einer kurzen Verbindungsstange verbunden ist, das
andere Ende der kurzen Verbindungsstange ist gelenkig mit einer
verschiebbaren Klammer verbunden, die an ein Ende einer Kolbenstange
des unteren Zylinders fixiert ist. Vorzugsweise ist die Blechhalteeinrichtung
an einem Schraubensegment des Holms des Maschinenrahmens durch Auf-
und Zudrehen von Muttern befestigt.
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Im
Betrieb wird eine Form bzw. Pressform mit der zu verformenden Metallplatte
darauf auf der Arbeitsplatte befestigt. Zuerst steuert die numerische Steuereinrichtung
die Hydraulikeinrichtung derart an, dass der untere Zylinder die
verschiebbare Klammer nach oben bewegt, wobei die gebogene Verbindungsstange
wird um ihren Drehpunkt durch die Kraft der kurzen Verbindungsstange
gedreht wird, so dass die Arbeitsplatte graduell durch die Kraft
der langen Verbindungsstange nach oben bewegt wird. Wenn die drei
Punkte, das sind der Drehpunkt der gebogenen Verbindungsstange und
die beiden Gelenkpunkte der langen Verbindungsstange eine vertikale
Linie bilden, erreicht die Kolbenstange des unteren Zylinders ihre
Endposition, die Arbeitsplatte zwingt den Rand der unverformten
Platte mit der Blechhalteeinrichtung in Kontakt, die auf dem Maschinenrahmen befestigt
ist und wird vom oberen Zylinders mit Kraft beaufschlagt. Und dann
steuert das numerische Steuersystem die Hydraulikeinrichtung, um
den oberen Zylinder derart zu bewegen, dass der obere Teil der Form
sich nach unten bewegt, um die Metallplatte zu verformen bzw. zu
ziehen.
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Dadurch,
dass das vorliegende Gebrauchsmuster den speziellen Blechhaltemechanismus
verwendet, ist die unverformte Metallplatte in einem selbsthemmenden
und vorgespannten Zustand vor der Verformung, was kleine Verschiebungen
während des Verformungsvorgangs vermeidet und dadurch verhindert,
dass die Metallplatte sich während des Verformens wellt
und bricht, usw., was wirksam die Qualität des verformten
Produktes sicherstellt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die
obige Zusammenfassung soll genauso wie die folgende detaillierte
Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen,
die die bevorzugten Ausführungsbeispiele des Gebrauchsmusters
zeigen, verstanden werden. Die Zeichnungen zeigen in:
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1 eine
Ansicht des Aufbaus einer numerisch gesteuerten, hydraulisch doppelt
wirkenden Umformvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel
des vorliegenden Gebrauchsmusters,
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2 ist
eine Ansicht des Aufbaus eines oberen Zylinders der in 1 gezeigten
Umformvorrichtung,
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3 ist
eine Ansicht des Aufbaus eines unteren Zylinders der in 1 gezeigten
Umformvorrichtung.
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Detaillierte Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Erstes Ausführungsbeispiel:
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Die
numerisch gesteuerte, hydraulisch doppelt wirkende Umform- bzw.
Ziehvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel
ist in 1 dargestellt, wobei eine numerisch gesteuerte
Hydraulikeinrichtung 2 an einer Seite eines aufrecht stehenden
Maschinenrahmens 1 angeordnet ist. Ein oberer Zylinder 3 und
ein unterer Zylinder 4, die von der Hydraulikeinrichtung
gesteuert werden, sind entsprechend an der Oberseite und der Unterseite
des Maschinenrahmens 1 angeordnet. Eine Blechhalteeinrichtung 5 ist
an einem Schraubensegment 1-1 eines Holms des Maschinenrahmens
durch Auf- und Zudrehen von Muttern befestigt. Eine Arbeitsplatte 6,
die entlang eines Holms 1-2 des Maschinenrahmens auf und
ab verschiebbar ist, ist oberhalb des unteren Zylinders angeordnet.
Ein unteres Ende der Arbeitsplatte 6 ist gelenkig mit einem
oberen Ende einer langen Verbindungsstange 6-1 verbunden,
ein unteres Ende der langen Verbindungsstange ist gelenkig mit einer Ecke
einer gebogenen Verbindungsstange 6-4 verbunden, die in
der Form eines umgekehrten "L" ausgebildet ist, ein Ende der gebogenen
Verbindungsstange ist gelenkig mit dem Maschinenrahmen 1 verbunden,
während das andere Ende gelenkig mit einem Ende einer kurzen
Verbindungsstange 6-2 verbunden ist, das andere Ende der
kurzen Verbindungsstange ist gelenkig mit einer verschieblichen Klammer 6-3 verbunden,
die an einem Ende einer Kolbenstange des unteren Zylinders fixiert
ist. Vier symmetrisch entlang der Diagonalen verteilt angeordnete
Blechhaltekniehebelmechanismen sind durch die vier kurzen Verbindungsstäbe 6-2,
vier gebogene Verbindungsstangen 6-4 bzw. Kniehebel, vier
lange Verbindungsstangen 6-1, den Maschinenrahmen 1 und
die Arbeitsplatte ausgebildet.
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Der
obere Zylinder der Umformvorrichtung des Ausführungsbeispiels
ist in 2 dargestellt, wobei eine Zylinderendabdeckung 3-9 und
eine Führungsendabdeckung 3-24 entsprechend an
dem oberen und dem unteren Ende des Zylinderkörpers 3-15 fixiert
sind und bilden integral den Zylinderkörper 3-15 aus
mittels eines beidendig mit einem Gewinde versehenen Bolzen 3-4,
einer Beilagscheibe 3-2, einer Federscheibe 3-3 und
einer Mutter 3-1 aus. Ein oberes Ölloch ist in
der Zylinderendabdeckung ausgebildet, ein unteres Ölloch
ist am Zylinderkörper 3-15 ausgebildet, zum Verbinden
mit einem Ölleitungsverbinder 3-22 wobei ein Kolben 3-10,
dazwischen angeordnet ist. Ein Kolben bzw. Führungsring 3-6 und
ein gemeinsames Dichtungsteil 3-19 für Löcher
sind in den Kolben 3-10 eingesetzt, eine O-Ringdichtung 3-5 ist
in die Zylinderendabdeckung 3-9 an dem mit dem Kolben 3-10 verbundenen
Ende eingesetzt, und der Kolben 3-10 ist mit der Kolbenstange 3-12 mittels
einer Spange 3-8 und einem Sprengring bzw. Seegerring 3-7 für
Wellen verbunden. Die Kolbenstange 3-12 erstreckt sich
von der Führungsendabdeckung 3-24 an dem unteren
Ende des Zylinderkörpers 3-15, mit einem staubdichten
Dichtungsring 3-25, einem Wellendichtring 3-23 für
Wellen, gemeinsamen Wellendichtteil 3-21 und einem Kolben
bzw. Führungsring 3-20, der in die Führungsendabdeckung 3-24 eingelegt
ist, die eine dichte Passung mit dem äußeren kreisförmigen
Umfang der Kolbenstange 3-12 bilden.
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Eine
hohle Senkbohrung ist am ausfahrbaren Ende der Kolbenstange 3-12 angeordnet,
in der Bohrung ist ein Führungskeil bzw. eine Passfeder 3-26 durch
eine Führungsbuchse 3-30 befestigt. Ein zentraler
Gewindebolzen 3-18 mit einem Führungsschlitz ist
entlang des Führungskeils 3-26 in das Loch eingesetzt,
ein Ende des zentralen Gewindebolzens 3-18 ist mit einem
Führungsring 3-14 mit einem Wellensicherungsring 3-13 bzw.
Seegerring verbunden. Dieser Aufbau stellt sicher, dass der zentrale
Gewindebolzen 3-18 sich immer entlang einer geraden Linie
während des Einstellprozesses bewegt, was eine präzise
Einstellung ermöglicht. Schraubengewinde sind am äußeren
kreisförmigen Umfang des Loches der Kolbenstange 3-12 ausgebildet
und eine Befestigungsmutter 3-31 mit einer Stirnfläche
ist mittels der Schraubengewinde montiert. Eine Einstellmutter 3-32 mit
einem äußeren kreisförmigen Umfang in Form
einer gestuften Flanke ist drehbar an dem zentralen Gewindebolzen 3-18 gelagert,
wobei der Flankenteil der Welle durch das Ende der Kolbenstange 3-12 und
die Stirnfläche bzw. die Befestigungsumrandung der Befestigungsmutter 3-31 zusammengepresst
wird und eine Sicherungsmutter 3-33 ist auf dem zentralen
Gewindebolzen 3-18 außerhalb der Einstellmutter 3-32 montiert,
was ein betriebssichereres Festziehen gewährleistet.
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Der
untere Zylinder der Umformvorrichtung des Ausführungsbeispiels
ist in 3 dargestellt, wobei eine Führungsendabdeckung 4-6 und
eine Zylinderendabdeckung 4-15 entsprechend am oberen und
am unteren Ende des Zylinderkörpers 4-8 fixiert sind
und bilden integral den Zylinderkörper 4-8 aus mittels
eines beidendig mit einem Gewinde versehenen Bolzen 4-20,
einer Beilagscheibe 4-17, einer Federscheibe 4-18 und
einer Mutter 4-19, mit einem oberen Ölloch 4-6-1 und
einem unteren Ölloch 4-15-3, die entsprechend
angeordnet sind, um eine Verbindung mit dem Hohlraum des Zylinderkörpers 4-8 herzustellen.
An der Zylinderendabdeckung 4-15 ist das untere Ölloch 4-15-3 mit
dem Hohlraum des Zylinderkörpers 4-8 durch ein
vertikales stufenweise ausgebildetes Ölabflussloch 4-15-1 verbunden.
Ein Öldurchgangskanal 4-15-2 ist in der Zylinderendabdeckung 4-15 ausgebildet,
um den Hohlraum des zylindrischen Körpers 4-8 mit
der unteren Ölloch 4-15-3 zu verbinden, ein Kontrollventil 4-16 ist
zwischen dem unteren Ölloch 4-15-3 und dem Öldurchgangskanal 4-15-2 angeordnet,
um zu verhindern, dass Öl von dem Öldurchgangskanal 4-15-2 zum
unteren Ölloch 14-15-3 fließt.
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Der
Kolben 4-10 ist innerhalb des zylindrischen Körpers 4-8 angeordnet
und weist eine Kolbenstange 4-1 in Form einer gestuften
Welle auf, der Kolben 4-10 ist an der Oberfläche
der gestuften Kolbenstange 4-1 mittels einer runden Mutter 4-14 und einem
Gewindebolzen 4-11 befestigt. Das obere Ende der Kolbenstange 4-1 erstreckt
sich von der Führungsendabdeckung 4-6 am oberen
Ende des zylindrischen Körpers, das untere Ende der Kolbenstange
erstreckt sich durch den Kolben 4-10 und bildet ein Ende
aus, welches in das stufenweise ausgebildete Ölabflussloch 4-15-1 einführbar
ist, wenn der Kolben die untere Endposition erreicht.
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Der
untere Zylinder weist folgende Dichtungsmaßnahmen auf:
Einen staubfesten Dichtungsring 4-2, einen Dichtungsring 4-3,
ein kombiniertes Wellendichtungsteil 4-4 für Wellen
und einen Kolben bzw. Führungsring 4-5, die in
das Führungsloch der Führungsendabdeckung 4-6 eingesetzt
sind, die eine Dichtstruktur mit der Kolbenstange 4-1 ausbilden.
Ein kombiniertes Dichtungsteil 4-12 für Löcher,
ein Kolben- bzw. Führungsring 4-13 und eine O-Ringdichtung 4-9 sind
in den äußeren zylindrischen Umfang des Kolbens 4-10 eingesetzt.
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Wenn
die Maschine gestartet wird, wird eine hydraulische Pumpe von einer
mit einem Motor verbundenen Welle angetrieben, diese erzeugt hydraulische
Kraft, der Umformzylinder und der Blechhaltezylinder sind von einem
elektrohydraulischen Steuerventil gesteuert, welches zudem von einem
numerisch gesteuerten Mikrocomputer gesteuert wird, um den gesamten
Vorgang in der Abfolge Blech einspannen, verformen, in Ausgangsposition
zurückverfahren und öffnen der Pressform (Materialausgabe)
zu vervollständigen. D. h. eine Pressform wird auf der Arbeitsplatte,
mit der zu verformenden Metallplatte darauf, befestigt. Zuerst steuert
ein numerisches Steuersystem die Hydraulikeinrichtung an, zum Betätigen
des unteren Zylinders, um die verschiebbare Klammer schrittweise
anzuheben, die gebogene Verbindungsstange bzw. der Kniehebel wird
durch die Kraft der kurzen Verbindungsstange gedreht, so dass die
Arbeitsplatte graduell durch die Kraft der langen Verbindungsstange
nach oben bewegt wird. Wenn die drei Punkte sprich der Drehpunkt
der gebogenen Verbindungsstange und die beiden Gelenkpunkte der langen
Verbindungsstange vertikale Linien bilden, die Kolbenstange des
unteren Zylinders ihre Endposition erreicht, die Arbeitsplatte die
Randzone der unverformten Platte derart mit einer Kraft beaufschlagt, dass
sie mit der Blechhalterplatte kontaktiert, die auf dem Maschinenrahmen
befestigt ist, und durch die Kraft des oberen Zylinders zusammengedrückt
wird. Und dann steuert das numerische Steuersystem die Hydraulikeinrrichtung
derart an, dass der obere Zylinder das Oberteil der Form nach unten
bewegt, um die Metallplatte zu verformen. Schließlich verfahren
der obere und der untere Zylinder in ihre Ausgangsstellung, die
Pressform wird geöffnet und das Material wird ausgegeben,
um den Kaltverformungsprozess zu beenden.
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Die
numerisch gesteuerte hydraulisch doppelt wirkende Umformvorrichtung
des vorliegenden Gebrauchsmusters weist die folgenden durch Theorien
und Experimente bewiesenen Vorteile auf:
- 1.
Da die Blechhalteinrichtung eine Kraftverstärkungsfunktion
durch die Verwendung eines Kniehebelmechanismus aufweist, ist es
einem kleinen Zylinder möglich, selbsthemmend zu arbeiten
und eine starke Blechhaltekraft zu entwickeln,
- 2. Da der zentrale Gewindebolzen in das Loch der Kolbenstange
eingesetzt ist, kann der obere Zylinder mit kompakter axialer Größe
in einem breiten Bereich verstellt werden, was die Gesamthöhe der
gesamten Maschine stark verringert.
- 3. Der untere Zylinder kann leicht mit guter Dichtheit- und
Arbeitseffizienz, mit hoher Stabilität und Zuverlässigkeit
zusammengebaut werden.
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Schlussendlich
kann die Umformvorrichtung des vorliegenden Gebrauchsmusters in
der Umformenden Industrie angewandt werden wie zum Beispiel für
Autoteile, Feuereinrichtungen, Aluminiumprodukte, Porzellan- und
Emailleprodukte, rostfreie Stahlprodukte usw. zum Tiefziehen verschiedener Metallplatten,
wie Aluminiumplatten, Kupferplatten, Stahlplatten, rostfreie Stahlplatten
usw. Die Umformvorrichtung des vorliegenden Gebrauchsmusters kann
als Stempel bzw. Stanze zum Stanzen und Zuschneiden verwendet werden,
mit Vorteilen wie einer kleinen Maschinengröße,
starken Blechhaltekräften, Tiefziehen und Elektrizität
sparen, was verhindert, dass die Metallplatte sich während
der Verformung wellt und bricht, usw., um wirksam die Qualität
des verformten Produktes sicherzustellen. Die obige Beschreibung
und die Zeichnungen sollen nicht ausgelegt werden, um den Umfang
des vorliegenden Gebrauchsmusters zu begrenzen, der in den anhängigen
Ansprüchen definiert ist. Zahlreiche Modifikationen, alternative
Konstruktionen und Äquivalente, die durch Techniker dieses
Gebiets durchgeführt werden können, ohne dass
der wahre Schutzbereich und Umfang des vorliegenden Gebrauchsmusters
verlassen wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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