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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pressen eines Blechs in
eine gewünschte
Form nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere in eine gewölbte Form,
z. B. für
Kotflügel
oder Säulen von
Automobilen.
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Gemäß 11 weist
eine herkömmliche Vorrichtung
zum Pressen und Formen eines Blechs ein Untergesenk "a" und ein Obergesenk "f" auf.
Das Untergesenk "a" hat einen Hohlraum "b", in dem ein Drehgesenk "c" drehbar abgestützt ist, und das Drehgesenk
hat ein darauf gebildetes Preßformteilstück "d". Das Obergesenk "f" hat
ein Gegenpreßformblatt "e", das so gebildet ist, daß es einen
Eingriff mit dem Preßformteilstück "d" mit dem dazwischen eingefügten Blech
herstellt, wenn das Blech gepreßt
und geformt wird. Der Hohlraum "b" des Untergesenks "a" hat darauf gebildete Aufnahmeflächen "g", während das
Drehgesenk "c" darauf gebildete
Stoßflächen "h" hat, um an die Aufnahmeflächen "g" anzustoßen. Beim Pressen und Formen
des Blechs stoßen
das Ober- und Untergesenk "f" und "a" aneinander an, wobei die Stoßflächen "h" des Drehgesenks "c" an die
Aufnahmeflächen "g" des Untergesenks "a" anstoßen (siehe
JP-A-8-276218).
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Nach
dem Pressen und Formen des Blechs wird das Drehgesenk "c" gedreht, um es aus dem gepreßten und
geformten Blech herauszuziehen, was das Lösen und Entnehmen des gepreßten und
geformten Blechs aus der Formanordnung erleichtert. Gewöhnlich hat
das Drehgesenk "c" eine Zylinder- oder
Rundstabform, während
der Hohlraum "b" ein Rundloch ist.
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Neue
Preß-
und Formvorrichtungen müssen immer
dann gestaltet und hergestellt werden, wenn Automobile überarbeitet
werden. Um dem starken Bedarf an der Bereitstellung solcher neuen
Preß-
und Formvorrichtungen in möglichst
kurzer Zeit nachzukommen und zugleich die Forderung nach Reduzierung
der Preß-
und Formkosten auf ein mögliches
Minimum zu erfüllen, besteht
ständig
zunehmende Nachfrage nach Bereitstellung einer universellen Preß- und Formvorrichtung,
die Bleche leicht, problemlos und mit gesenkten Kosten formen kann
und minimale Wartung benötigt.
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Bei
der Herstellung einer solchen herkömmlichen Preß- und Formvorrichtung
erfordern das rundkonkave Gesenk und das runde Drehgesenk eine zeit-
und arbeitsaufwendige Bearbeitung, weshalb diese Teile teuer sind.
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Das
Untergesenk der herkömmlichen
Preß- und
Formvorrichtung verwendet ein rundes Drehgesenk, das sich in sein
rundkonkaves Gesenk einpaßt, das
Untergesenk hat den Rundhohlraum, und das Drehgesenk wird im Rundhohlraum
gedreht, und ein solches Untergesenk erfordert zwangsläufig zusätzliche
Toträume
um den Hohlraum, was es erschwert, die Preß- und Formvorrichtung zu verkleinern.
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Gemäß 11 kreuzen
sich die Tangentiallinien E, die sich von den Oberflächen erstrecken,
an denen das Untergesenk "a" und das Drehgesenk "c" in Kontakt gebracht werden. Die so
festgelegten Aufnahme- und Stoßflächen erfordern,
daß die
Bearbeitung ausreichend genau ist, um für nahezu vollkommene Ebenheit
auf den Stoßflächen zu
sorgen, da ansonsten das Untergesenk "a" am
Drehgesenk "c" stark reiben würde, was
eine erhebliche Verformung auf jeder Seite bewirkt. Um von einer
solchen erheblichen Verformung garantiert frei zu sein, müssen der Hohlraum "b" des Untergesenks "a" und
das Drehgesenk "c" mit hoher Genauigkeit
bearbeitet werden, und eine solche Präzisionsbearbeitung ist arbeitsaufwendig
und teuer.
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Angesichts
dessen liegt der Erfindung als Aufgabe zugrunde, eine Preß- und Formvorrichtung bereitzustellen,
die klein ist, aber Bleche leicht, störungsfrei und mit gesenkten
Kosten formen kann, und einfache Wartung mit minimalem Aufwand erfordert.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung zum Pressen eines Blechs in
eine gewünschte Form
mit einem Untergesenk mit einem Hohlraum, in dem ein Drehgesenk
auf einer Achse davon drehbar ist; wobei das Drehgesenk die Dreh-
oder Schwenkachse hat, die sich in Längsrichtung des Formstücks erstreckt,
und ein Preßformteilstück hat,
das so gebildet ist, daß es
sich in Längsrichtung
erstreckt; und einem Obergesenk mit einem Gegenpreßformteilstück, das
so gebildet ist, daß es
einen Eingriff mit dem Preßformteilstück des Drehgesenks
mit dem dazwischen eingefügten
Blech beim Pressen und Formen des Blechs herstellt, wobei der Hohlraum
des Untergesenks Aufnahmeteilstücke
zum Abstützen
des Drehgesenks beim Pressen und Formen des Blechs hat, jedes Aufnahmeteilstück eine
flache Aufnahmefläche
hat, wogegen das Drehgesenk Stoßflächen hat,
die an seinem Boden gebildet sind, um an die flachen Aufnahmeflächen anzustoßen, das
Drehgesenk geeignet ist, in einer vorbestimmten Winkelposition beim
Pressen und Formen des Blechs eingestellt zu werden sowie zu drehen
und in eine Ruheposition nach Abschluß des Pressens und Formens
des Blechs zurückzukehren,
erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet,
daß:
sowohl
der Hohlraum des Untergesenks als auch das Drehgesenk einen L-förmigen Querschnitt
in der die Längsrichtung
rechtwinklig kreuzenden Ebene haben;
die Aufnahmeteilstücke erste
Aufnahmeteilstücke
mit flachen Aufnahmeflächen,
die sich in Querbewegungsrichtung des Gegenpreßformteilstücks erstrecken, und zweite
Aufnahmeteilstücke
mit flachen Aufnahmeflächen
aufweisen, die sich senkrecht zur Querbewegungsrichtung erstrecken;
und
die Stoßflächen erste
Stoßflächen, die
gegenüber den
ersten Aufnahmeflächen
liegen und sich in Querbewegungsrichtung des Gegenpreßformteilstücks erstrecken,
und zweite Stoßflächen aufweisen,
die gegenüber
den zweiten Aufnahmeflächen
liegen und sich senkrecht zur Querbewegungsrichtung erstrecken.
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Die
Aufnahmeteilstücke
und die Stoßflächen können in
Anzahl, Größe und Positionen
unter Berücksichtigung
des Gewichts und der Größe des Drehgesenks
vorteilhaft bestimmt sein.
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Gebildet
werden kann das Aufnahmeteilstück
durch Bearbeiten des Untergesenks beim Bilden des Hohlraums im Untergesenk.
Allerdings ist bevorzugt, das Aufnahmeteilstück mit einer flachen Platte
zu bilden, da die Verwendung der flachen Platte das Bilden des Aufnahmeteilstücks erleichtert. Reali sieren
läßt sich
dies, indem die flachen Platten lediglich an das Untergesenk an
erwünschten
Positionen im Hohlraum geschraubt sind. Die flachen Platten können als
erste und/oder zweite Aufnahmeteilstücke verwendet werden. Außerdem ist
vorteilhaft, daß verschlissene
Platten leicht durch neue flache Platten ersetzt werden können.
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Die
Stoßflächen können mit
flachen Platten gebildet sein, die an eine Außenseite des Drehgesenks geschraubt
sind. Die Verwendung der flachen Platten als Stoßflächen erleichtert das Bilden
der Stoßfläche, da
sie realisiert werden können,
indem die flachen Platten lediglich an das Drehgesenk an erwünschten
Positionen auf Außenflächen geschraubt
werden. Außerdem
ist vorteilhaft, daß verschlissene
Platten leicht durch neue flache Platten ersetzt werden können. Die
flachen Platten können als
erste und/oder zweite Stoßflächen des
Drehgesenks verwendet werden.
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Das
Drehgesenk kann eine auf dem mittleren Boden gebildete Kreisbogenfläche aufweisen,
wobei der Kreisbogen ein Teil des Kreises ist, der um den Schwenkpunkt
gezogen ist, um den das Drehgesenk dreht, und das Untergesenk kann
einen Lagermechanismus zum Lagern der Kreisbogenfläche des Drehgesenks
haben. Diese Anordnung gewährleistet,
daß das
Drehgesenk störungsfrei
dreht,. auch wenn es lang ausgebildet ist, und dabei immer noch die
unerwünschte
Senkung des schweren Drehgesenks verhindert.
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Der
Lagermechanismus kann ein Paar quer angeordnete parallele Walzen
aufweisen, auf denen die Kreisbogenfläche des Drehgesenks drehbar
abgestützt
ist. Dies sorgt für
einen einfachen Lageraufbau, der unerwünschte Senkung des schweren
Drehgesenks wirksam verhindert.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung
einiger bevorzugter Ausführungsformen
der Erfindung hervor, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt
sind. Es zeigen:
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1 eine
Querschnittansicht der Hauptteile einer Preß- und Formvorrichtung gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine ähnliche
Ansicht der Preß-
und Formvorrichtung mit Darstellung der Bewegung;
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3 eine
teilweise weggelassene Draufsicht auf das Drehgesenk;
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4 eine
Draufsicht auf die Hauptteile des Lagermechanismus;
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5 eine
Schnittansicht des Aufnahmemechanismus an der Linie 5-5 in 4;
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6 eine
Seitenansicht des Lagermechanismus im Blick in die durch die Linie
und Pfeile 6-6 in 4 bezeichnete Richtung;
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7 eine
Schnittansicht des Aufnahmemechanismus, die zeigt, wie er arbeitet;
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8 im
Schnitt die Hauptteile einer Preß- und Formvorrichtung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung;
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9 im
Schnitt die Hauptteile einer Preß- und Formvorrichtung gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung;
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10 im
Schnitt die Hauptteile einer Preß- und Formvorrichtung gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung; und
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11 im
Schnitt die Hauptteile einer herkömmlichen Preß- und Formvorrichtung.
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Gemäß 1 und 2 weist
eine Vorrichtung zum Pressen eines Blechs in eine gewünschte Form
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung ein Untergesenk 1 mit einem Hohlraum 2 auf,
in dem ein Drehgesenk 4 drehbar abgestützt ist. Das Untergesenk 1 weist
einen konkaven Körper 1a und ein
Umformstück 1b auf,
das mit dem Oberteil des konkaven Körpers 1a einteilig
verbunden ist. Ein zu pressendes und zu formendes Blech ist auf
das Umformstück 1b gelegt.
Der Hohlraum 2 des konkaven Körpers 1a hat eine
L-Form im Querschnitt gemäß 1 und 2.
Das Drehgesenk 4 ist um seine Querachse P drehbar, kann
in eine vorbestimmte Winkelpreß-
und -formposition bewegt und kann nach Abschluß des Pressens und Formens
des Blechs 3 gedreht und in eine Ruheposition zurückgezogen
werden.
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Das
Drehgesenk 4 ist im Querschnitt L-förmig und hat ein auf seinem
oberen Innenende gebildetes Preßformteilstück 4a zum
Pressen und Formen eines ausgewählten
Teils des Blechs 3. Gemäß 3 erstreckt
sich das L-förmige
Drehgesenk 4 in Längsrichtung
und hat durch Lager 5 abgestützte entgegengesetzte Enden.
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Ein
Obergesenk 7 verfügt über einen
Gleitschieber 7a, der quer gleiten kann, und der Gleitschieber 7a hat
ein daran gebildetes Gegenpreßformteilstück 6.
Das Gegenpreßformteilstück 6 ist
geeignet, an das Preßformteilstück 4a des
Drehgesenks 4 mit dem dazwischen eingefügten Blech 3 anzustoßen, wenn
das Blech 3 gepreßt
und geformt wird. Neben dem Gleitschieber 7a weist das
Obergesenk 7 ein Preßstück 7b und
ein Flanschformstück 7c auf,
die mit zugeordneten Schiebereinrichtungen relativ zueinander vor-
und zurückbewegt
werden können.
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Mehrere
erste und zweite Aufnahmeteilstücke 8a und 8b sind
im Hohlraum 2 zum Abstützen des
Drehgesenks 4 beim Pressen und Formen des Blechs 3 vorgesehen,
die an einer vorbestimmten Position in Längsrichtung quer angeordnet
sind. Jedes der ersten Aufnahmeteilstücke 8a weist eine
flache Aufnahmefläche
auf, die sich waagerecht erstreckt, d. h. in der Richtung, in der
sich das Gegenpreßformteilstück 6 bewegt
(in 1 durch einen Pfeil dargestellt). Jedes der zweiten
Aufnahmeteilstücke 8b hat
eine flache Aufnahmefläche,
die sich senkrecht erstreckt, d. h. in der senkrechten Richtung zur
Bewegungsrichtung des Gegenpreßformteilstücks 6.
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In
der ersten Ausführungsform
sind die ersten Aufnahmeteilstücke 8a bereitgestellt,
indem flache Platten 9 am Untergesenk 1 an der
waagerechten konkaven Oberfläche
mit Schrauben 10 befestigt sind, wogegen die zweiten Aufnahmeteilstücke 8b bereitgestellt
sind, indem das L-förmige
Untergelenk 1 auf der senkrechten konkaven Seite so bearbeitet ist,
daß plateauartige
Vorsprünge
gebildet sind.
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Das
L-förmige
Drehgesenk 4 hat mehrere erste Stoßflächen 11a und zweite
Stoßflächen 11b, die
auf seinen waagerechten und senkrechten Seiten angeordnet sind,
um beim Pressen und Formen des Blechs 3 an die ersten bzw.
zweiten Aufnahme teilstücke 8a und 8b anzustoßen. Jede
der ersten Stoßflächen 11a ist
so gebildet, daß sie
sich waagerecht erstreckt, d. h. in Bewegungsrichtung des Gegenpreßformteilstücks 6.
Jede der zweiten Stoßflächen 11b ist
so gebildet, daß sie
sich senkrecht erstreckt, d. h. in senkrechte Richtung zur Bewegungsrichtung.
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In
der ersten Ausführungsform
gemäß 1 und 2 sind,
die ersten Stoßflächen 11a gebildet, indem
das L-förmige
Drehgesenk 4 an einer waagerechten Außenseite so bearbeitet ist,
daß plateauartige
Vorsprünge
gebildet sind, die in Längsrichtung angeordnet
sind, wogegen die zweiten Stoßflächen 11b durch
Befestigen flacher Platten 9 am Drehgesenk 4 auf
seiner senkrechten Außenseite
mit Schrauben 10 gebildet sind.
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Ferner
ist gemäß 1 die
erste Stoßfläche 11a so
angeordnet, daß die
Vorderseite 12 hinter einer senkrechten Linie L positioniert
ist, die die Schwenkachse P des Drehgesenks 4 durchläuft. Andererseits
ist die zweite Stoßfläche 11b so
angeordnet, daß ihre
Oberseite 13 unter einer waagerechten Linie H positioniert
ist, die die Achse P durchläuft.
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Gemäß 3 bis 7 hat
das L-förmige Untergesenk 1 einen
Lagermechanismus 14 zum Abstützen oder Aufnehmen des Drehgesenks 4 an
seinem mittleren Bodenabschnitt 4b. Gemäß 7 weist
das Zwischenlagerteilstück 4b des
Bodens des Drehgesenks 4 eine Kreisbogenfläche auf,
die am Boden des L-förmigen
Drehgesenks gebildet ist. Der Kreisbogen ist Teil des um den Schwenkpunkt
P gezogenen Kreises, um den das Drehgesenk 4 dreht, und
der Lagermechanismus trägt
die Kreisbogenfläche
des Drehgesenks 4. Gemäß 7 ist
das Zwischenlagerteilstück 4b des
Bodens des Drehgesenks 4 bereitgestellt, indem eine Kreisbogenplatte 15 am Drehgesenk 4 mit
Kopfschrauben 16 befestigt ist, die jeweils ein in ihrem
Kopf ausgebildetes Sechskantloch haben. Die Kreisbogenplatte 15 ist
mit Hochfrequenz gehärtet.
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Der
Lagermechanismus 14 weist ein Paar quer angeordnete parallele
Walzen 14a auf, auf denen die Kreisbogenfläche 4b des
Drehgesenks 4 drehbar abgestützt ist. Jede Walze 14a dreht
um ihre Querachse 14a1 , und eine
Halterung 14b hält diese Querachsen
drehbar. Die Halterung 14b ist am Untergesenk 1 mit
Kopfschrauben 14d befestigt, in deren Kopf jeweils ein
Sechskantloch ausgebildet ist, was 7 zeigt.
Jede Querachse 14a1 ist mit einem zugeordneten
Stift 14e an ihrer Position fixiert.
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Im
folgenden wird beschrieben, wie die Preß- und Formvorrichtung arbeitet.
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Ein
in eine gewünschte
Form zu pressendes und zu formendes Blech 3 wird auf das
Umformstück 1b des
Untergesenks 1 gelegt. Danach senkt sich das Obergesenk 7 ab,
so daß der
Gleitschieber 7a dem Drehgesenk 4 ermöglicht,
im Uhrzeigersinn auf der Achse P zu schwenken, um das Drehgesenk 4 in einer
vorbestimmten Arbeitsposition gemäß 1 einzustellen.
Gleichzeitig bewegt sich das Preßstück 7b nach unten,
um das Blech 3 auf dem Umformstück 1b des Untergesenks 1 zu
fixieren, während sich
das Flanschformstück 7c nach
unten in Preßposition
bewegt, wodurch festgelegte Abschnitte des Blechs 3 mit
den Formstücken 7b und 7c geformt werden.
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Anschließend wird
der Gleitschieber 7a zusammen mit dem Gegenpreßformteilstück 6 in
Richtung des Pfeils in 1 zum Blech 3 gegen
das Preßformteilstück 4a des
Drehgesenks 4 bewegt, wodurch der geschobene Abschnitt
des Blechs 3 geformt wird. Während das Blech 3 gepreßt wird,
um geformt zu werden, stehen die flachen Stoßflächen 11a und 11b des
Drehgesenks 4 mit den flachen Aufnahmeflächen der
Aufnahmeteilstücke 8a und 8b des
Untergesenks 1 in Kontakt, so daß das Gesenk 1 die
Drucklast trägt,
die auf das Drehgesenk 4 ausgeübt wird.
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Nach
Abschluß der
Preß-
und Formarbeit kehrt das Obergesenk 7 in seine Ruheposition
zurück,
wodurch das Gegenpreßformteilstück 6 des Gleitschiebers 7a,
das Preßstück 7b und
das Flanschformstück 7c das
Untergesenk 1 verlassen können. Die Rückkehr des Obergesenks 7 in
seine Ruheposition wird mit Hilfe eines zugeordneten Sensors detektiert,
der ein Rückkehrsignal
erzeugt. Eine Kolben- und Zylinderantriebseinrichtung reagiert auf das
Signal vom Sensor, um das Drehgesenk 4 gemäß 2 nach
hinten zu drehen und zu bewegen. Dadurch wird das Drehgesenk 4 geneigt,
so daß die Stoßflächen 11a und 11b des
Drehgesenks 4 die Aufnahmeteilstücke 8a und 8b des Untergesenks 1 verlassen
können
und das Preßformteilstück 4a des Drehgesenks 4 das
gepreßte
und geformte Blech 3 verlassen kann, wodurch sich das fertiggestellte Blech 3 leicht
aus der Formanordnung entnehmen läßt.
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Wie
zuvor beschrieben wurde, sind das Untergesenk und das Drehgesenk
so geformt, daß ihre Querschnitte
eine L-Form haben können,
und die waagerechten und senkrechten Verlängerungen des Untergesenks
haben darauf vorgesehene Aufnahmeflächen, die gegenüber den
Gegenstoßflächen des
Drehgesenks liegen.
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Dank
der so festgelegten Formen des Untergesenks und Drehgesenks können diese
Teile leicht hergestellt werden, indem quadratische Metallblöcke oder
-stäbe
einfach rechtwinklig bearbeitet werden. Dies ermöglicht eine wesentliche Reduzierung
von Herstellungsschritten und somit von Herstellungskosten und der
zur Herstellung einer Preß-
und Formvorrichtung benötigten
Zeit verglichen mit der herkömmlichen.
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Außerdem ermöglichen
die L-förmigen
Querschnitte des Drehgesenks und des Untergesenks die geradlinige
Festlegung mit dem Untergesenk um seinen Hohlraum, was den Totraum
um den Hohlraum auf ein Minimum reduziert und somit die Preßund Formvorrichtung
verkleinert.
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Ferner
gewährleistet
die rechtwinklige Anordnung der Aufnahme- und Stoßflächen des
Untergesenks und des Drehgesenks, daß die Druckkraft auf diese
Teile stabil ausgeübt
wird, und eine solche rechtwinklige Anordnung erleichtert das störungsfreie
und genaue Positionieren oder Bearbeiten der flachen Oberflächen dieser
Aufnahme- und Stoßflächen sowie
die Wartung der Preß-
und Formvorrichtung.