DE60106999T2

DE60106999T2 - Vorrichtung zur Durchführung einer Hydroformbearbeitung

Info

Publication number: DE60106999T2
Application number: DE2001606999
Authority: DE
Inventors: Richard Marando; Eric M. Schrack; James C. Larkin; Edward Drost; Jeffrey P. Dziki; Joseph J. Vasalani
Original assignee: Dana Inc
Current assignee: Dana Automotive Systems Group LLC
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2001-03-29
Publication date: 2005-04-07
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: DE60106999D1; EP1138410A3; EP1138410B1; EP1138410A2; MXPA01003415A; AR034846A1; BR0101259A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung befaßt sich allgemein mit einer Vorrichtung zur Durchführung einer Hydroformbearbeitung an einem Werkstück mit Hohlprofilquerschnitt. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein besseres Auslegungskonzept einer derartigen Hydroformvorrichtung, welche relativ einfach und kostengünstig aufgebaut ist, welche sich zweckmäßig betreiben läßt, und die auch sehr gut zur Durchführung von Hydroformbearbeitungen an relativ langen Werkstücken geeignet ist, bei denen es sich um Längsträger für eine Kraftfahrzeugrahmenanordnung beispielsweise handeln kann.
Das Hydroformen ist eine an sich bekannte Metallbearbeitungstechnik, bei dem unter Druck stehendes Fluid eingesetzt wird, um ein Werkstück mit Hohlprofilquerschnitt, wie ein rohrförmiges Teil, in Richtung nach außen zur Anpassung an einen Formhohlraum mit einer gewünschten Gestalt zu verformen. Eine typische Hydroformvorrichtung umfaßt einen Rahmen, welcher zwei oder mehr Formteile hat, welche relativ zueinander darauf zwischen Offenpositionen und Schließpositionen gelagert sind. Die Formteile haben darin ausgebildete, zusammenwirkende Ausnehmungen, welche zusammen einen Formhohlraum bilden, welcher eine Gestalt besitzt, die einer gewünschten Endgestalt des Werkstücks entspricht. Wenn die Formteile in die Offenposition bewegt werden, sind die Formteile voneinander beabstandet, so daß ein Werkstück in dem Formhohlraum eingebracht oder aus diesem entnommen werden kann. Wenn die Formteile in die Schließposition bewegt werden, sind die Formteile angrenzend aneinander derart angeordnet, daß das Werkstück in dem Formhohlraum umschlossen wird. Obgleich der Formhohlraum im allgemeinen etwas größer als das mittels Hydroformen zu bearbeitende Werkstück ist, führt die Bewegung der beiden Formteile von der Offenposition zu der Schließposition in einigen Fällen zu einer mechanischen Deformation des hohlen Teils. Auf jeden Fall wird das Werkstück dann anschließend mit einem Fluid, typischerweise mit einer relativ inkompressiblen Flüssigkeit, wie Wasser, gefüllt. Der Druck des Fluids in dem Werkstück wird etwa um einen solchen Wert vergrößert, daß das Werkstück nach außen in Anpassung an den Formhohlraum expandiert wird. Als Folge hiervon wird das Werkstück verformt oder zu der gewünschten Endgestalt expandiert. Das Hydroformen ist ein zweckmäßiges Verfahren zur Ausbildung von Fahrzeugrahmenkomponenten und anderen Baukomponenten, da es diese Verfahrensweise gestattet, daß man schnell ein Werkstück zu einer gewünschten komplexen Gestalt verformen kann.
Bei einer typischen Hydroformvorrichtung sind die Formteile derart angeordnet, daß ein oberes Formteil auf einem Preßstempel der Vorrichtung gelagert ist, während ein unteres Formteil auf einem Bett der Vorrichtung aufliegt. Eine mechanische oder hydraulische Beaufschlagungseinrichtung ist vorgesehen, um den Preßstempel und das obere Formteil in Richtung nach oben in die Offenposition relativ zu dem unteren Formteil anzuheben, wodurch ermöglicht wird, daß das zuvor vorgeformte Werkstück aus dem Formhohlraum entnommen werden kann, und ein neues Werkstück in denselben eingesetzt werden kann. Die Beaufschlagungseinrichtung bewegt auch den Preßstempel und das obere Form teil nach unten in die Schließposition relativ zu dem unteren Formteil, um zu ermöglichen, daß die Hydroformbearbeitung durchgeführt werden kann. Um die Formteile während der Hydroformbearbeitung zu halten, ist üblicherweise eine mechanische Spanneinrichtung vorgesehen. Die mechanische Spanneinrichtung arbeitet mechanisch mit den Formteilen (oder alternativ dem Preßstempel und der Basis, auf welchem diese Teile abgestützt sind) zusammen, um zu verhindern, daß sich diese während der Hydroformbearbeitung voneinander weg bewegen. Eine solche Bewegung ist natürlich unerwünscht, da die Form des Formhohlraums hierdurch verzerrt würde, so daß man eine unakzeptable Veränderung der Endgestalt des Werkstücks erhalten würde.
Wie zuvor erwähnt worden ist, umfaßt die Hydroformbearbeitung das Einwirken eines unter Hochdruck stehenden Fluids an dem Werkstück, um eine Expansion desselben zu bewirken. Die Größe des Fluiddrucks innerhalb des Werkstücks ändert sich in Abhängigkeit von vielen Faktoren, von denen einer die physikalischen Abmessungen des zu verformenden Werkstücks ist. Wenn ein relativ kleines oder dünnwandiges Werkstück zu verformen ist, ist die Größe des Drucks des bei der Hydroformbearbeitung des Werkstücks einzusetzenden Fluids relativ klein. Somit ist die Größe der nach außen gerichteten Kräfte durch das Werkstück an den Formteilen während des Hydroformvorgangs ebenfalls relativ klein. In diesen Fällen braucht nur eine relativ geringe Kraft in Richtung nach innen während der Hydroformbearbeitung ausgeübt zu werden, um der nach außen gerichteten Kraft derart entgegen zu wirken, daß die Formteile in der Schließposition während der Hydroformbearbeitung unverändert einander zugewandt bleiben. Die physikalischen Abmessungen und die Festigkeit der Hydroformvorrichtung bei einer Verformung von relativ kleinen oder dünnwandigen Werkstücken sind nicht größer als bei einer üblichen mechanischen Presse zur Ausführung eines ähnlichen Bearbeitungsvorgangs.
Wenn jedoch ein relativ großes oder dickwandiges Werkstück zu verformen ist (beispielsweise solche, die es bei vielen Fahrzeugrahmenkomponenten einschließlich der Längsträger, Querträger und dergleichen gibt) ist die Größe des Drucks des in das Werkstück während des Hydroformvorgangs eingeführten Fluids relativ groß. Folglich ist die Größe der nach außen gerichteten Kraft, die durch das Werkstück auf die Formteile während des Hydroformvorgangs ausgeübt wird, relativ groß. Um dieser entgegen zu wirken, ist eine relativ große, nach innen gerichtete Kraft erforderlich, welche von der Hydroformvorrichtung aufgebracht werden muß, um die Formteile in der Schließposition während des Hydroformbearbeitungsvorgangs in ihrer relativen Zuordnung zu halten. Folglich sind die physikalischen Abmessungen und die Festigkeit der Hydroformvorrichtung so groß oder sogar größer als bei einer üblichen mechanischen Presse zur Ausführung von ähnlichen Bearbeitungsgängen. Es ist insbesondere aufwendig, wenn das Werkstück relativ lang ist, was beispielsweise bei Längsträgern für Fahrzeugrahmen der Fall ist. Die Kosten und die Kompliziertheit für die Herstellung einer üblichen Hydroformvorrichtung, die geeignet ist, ein derartiges Werkstück zu verformen, sind sehr hoch. Daher ist es erwünscht, eine verbesserte konstruktive Auslegung einer Hydroformvorrichtung zu haben, die relativ große und dickwandige Werkstück verformen kann, aber dennoch relativ klein ausgelegt, einfach aufgebaut und kostengünstig hinsichtlich der Herstellung des Betriebs ist.
Ein Beispiel einer Hydroformvorrichtung, auf welche der einleitende Teil des Anspruches 1 basiert, ist in EP-A-0 686 440 beschrieben und weist obere und untere Platten auf, die auf einem massiven Gestell abgestützt sind, und die Hydroformwerkzeuge aufweist, die zwischen den Platten aufeinander zu und von einander weg bewegbar sind.
In US 3,247,783 ist eine hydraulische Presse beschrieben, welche eine untere Platte und eine obere Platte aufweist, welche in Richtung auf die untere Platte zu und von dieser weg mit Hilfe eines Hydraulikzylinders bewegbar ist. Der Zylinder ist oberhalb der unteren Platte mittels einer Säule gelagert, welche eine vorgespannte Zugverbindungsstange umfaßt. An der dem Zylinder gegenüberliegenden Seite der Säule ist eine Distanzeinrichtung zum Aufnehmen von Reaktionskräften von den Zylindern während einer Pressbearbeitung vorgesehen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Nach der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Durchführung einer Hydroformbearbeitung angegeben, welche eine obere Platte mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, eine untere Platte mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, und ein Hydroformwerkzeug aufweist, welches zwischen dem ersten Ende der oberen Platte und dem ersten Ende der unteren Platte angeordnet ist, wobei eine versteifende Rückplatte zwischen dem zweiten Ende der oberen Platte und dem zweiten Ende der unteren Platte verläuft, und welche sich dadurch auszeichnet, daß ein Teil zwischen den oberen und den unteren Platten verläuft, und daß das Teil zwischen dem Hydroformwerkzeug und der versteifenden Rückplatte liegt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird eine Hydroformvorrichtung angegeben, welche relativ große und dickwandige Werkstücke formen kann, und die dennoch relativ einfach aufgebaut, klein ausgelegt und kostengünstig hinsichtlich der Konstruktion und des Betriebs ist.
Das Teil kann von einem Rohr gebildet werden, welches unter Kompression beispielsweise mittels einer Zugverbindungsstange gehalten ist, welche durch das Rohr verläuft. Das Hydroformwerkzeug kann ein oberes Formteil aufweisen, welches auf der oberen Platte abgestützt ist, und ein unteres Formteil aufweisen, welches auf der unteren Platte zur Ausführung einer vertikalen Bewegung relativ zu dem oberen Formteil abgestützt ist. Typischerweise haben die oberen und unteren Formteile zugeordnete ausgenommene Bereiche, welche darin ausgebildet sind, und die einen Hydroformhohlraum begrenzen. Wenn das untere Formteil zu einer abgesenkten Position bewegt wird, kann ein Werkstück mit darin ausgebildetem, ausgenommenen Bereich angeordnet werden. Dann werden das untere Formwerkzeug und das Werkstück durch Zylinder derart nach oben bewegt, daß das Werkstück innerhalb des Hydroformhohlraums eingeschlossen ist und durch das Zusammenwirken der oberen und unteren Formteile mechanisch verformt wird. Ein Hydroformstützblock kann vorgesehen sein, welcher dann zwischen dem Hydroformwerkzeug und der unteren Platte bewegt wird. Eine Zylinderanordnung, welche eine Mehrzahl von Kolben enthält, kann vorgesehen sein, welche zuerst hydraulisch betätigt wird, so daß das Hydroformwerkzeug fest und zuverlässig zwischen der Zylinderanordnung und dem Stützblock eingespannt ist. Während der Betätigung der Zylinderanordnung wird unter Druck stehendes Fluid dem Werkstück zugeführt, so daß dieses unter Anpassung an den Hydroformwerkzeughohlraum verformt wird.
Weitere Einzelheiten Merkmale und Vorteile der Erfindung im Hinblick auf die Vorrichtung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Vorderansicht eines Teils einer Hydroformvorrichtung nach der Erfindung.
2 ist eine Schnittansicht in Teilschnittdarstellung der Hydroformvorrichtung nach 1, wobei die Komponenten derselben vor dem Einbau eines Hydroformwerkzeugs in die Hydroformvorrichtung gezeigt sind.
3 ist eine vergrößerte, perspektivische Ansicht in teilweise gebrochener Darstellung von einem Teil von der in 1 und 2 gezeigten Hydroformvorrichtung.
4 ist eine 2 ähnliche Schnittansicht zur Verdeutlichung eines Querhaupts, nachdem dieses in eine Hubposition mit Hilfe von Hubzylindern angehoben worden ist.
5 ist eine 4 ähnliche Schnittansicht zur Verdeutlichung eines Formwerkzeug-Verstellabstandsblocks, nachdem dieser in eine ausgefahrene Position unterhalb des Querhaupts mittels eines Abstandsblockzylinders bewegt worden ist.
6 ist eine 5 ähnliche Schnittansicht zur Verdeutlichung des Quer haupts nach der Absenkung auf den Formwerkzeug-Verstellabstandsblock durch die Hubzylinder, nachdem das Hydroformwerkzeug auf das Querhaupt mit Hilfe von Formwerkzeug-Verstellzylinder bewegt worden ist.
7 ist eine 6 ähnliche Schnittansicht zur Verdeutlichung des Querhaupts und des Hydroformwerkzeugs, nachdem sie zu einer weiteren Hubposition mit Hilfe der Hubzylinder bewegt worden sind, und nachdem das obere Formteil fest an der oberen Formwerkzeugspannanordnung angebracht ist.
8 ist eine 7 ähnliche Schnittansicht zur Verdeutlichung des Formwerkzeug-Verstellabstandsblocks, nachdem dieser in eine eingefahrene Position durch die Abstandsblockzylinder bewegt worden ist, das Querhaupt und das untere Formteil relativ zu dem oberen Formteil mittels der Hubzylinder abgesenkt worden sind und ein Werkstück in den Hydroformhohlraum eingelegt worden ist.
9 ist eine 8 ähnliche Schnittansicht zur Verdeutlichung des Querhaupts und des Hydroformwerkzeugs, nachdem diese in die höchste Position mittels den Hubzylindern und den Zusammendrückzylindern bewegt worden sind.
10 ist eine 9 ähnliche Schnittansicht zur Verdeutlichung des Hydroformstützblocks, nachdem dieser in eine ausgefahrene Position unterhalb des Querhaupts und des Hydroformwerkzeugs durch die Stützblockzylinder bewegt worden ist.
11 ist eine 10 ähnliche Schnittansicht zur Verdeutlichung der in der Zylinderanordnung enthaltenen Kolben, nachdem diese durch Druckfluid während der Hydroformbearbeitung nach unten ausgefahren worden sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Unter Bezugnahme auf die Zeichnung ist in den 1 und 2 eine Hydroformvorrichtung nach der Erfindung gezeigt, welche insgesamt mit 10 bezeichnet ist. Die dargestellte Hydroformvorrichtung 10 hat einen im allgemeinen modularen Aufbau und umfaßt drei Hydroformmodule, welche mit 11, 12 und 13 bezeichnet sind. Die Module 11, 12 und 13 sind hinsichtlich Auslegung und Betrieb im wesentlichen identisch und können nebeneinander liegend angeordnet werden. Obgleich drei derartige Hydroformmodule 11, 12 und 13 gezeigt sind, kann natürlich die Hydroformvorrichtung 10 auch von einer größeren und kleineren Anzahl von Modulen 11, 12 und 13 gebildet werden. Alternativ braucht die Hydroformvorrichtung 10 als solche nicht in einer modularen Bauweise ausgelegt zu sein.
Jeder Modul 11, 12 und 13 der Hydroformvorrichtung 10 umfaßt eine obere Platte, welche insgesamt mit 20 bezeichnet ist. Die dargestellte obere Platte 20 hat im allgemeinen eine kastenförmige Konstruktion und umfaßt eine obere, horizontal verlaufende Konstruktionsplatte 21, eine untere, horizontal verlaufende Konstruktionsplatte 22, eine vordere, vertikal verlaufende Konstruktionsplatte 23 und eine hintere, vertikal verlaufende Konstruktionsplatte 24. Die Konstruktionsplatten 21, 22, 23 und 24 sind miteinander auf an sich übliche Weise, beispielsweise mittels Schweißen, verbunden. Ein erstes Paar von in Querrichtung verlaufenden vorderen Versteifungsplatten 25 und ein zweites Paar von in Querrichtung verlaufenden hinteren Versteifungsplatten 26 (nur eine hiervon ist gezeigt) können mit den Konstruktionsplatten 21, 22, 23 und 24 auf irgendeine übliche Weise, wie mittels Schweißen, verbunden sein, um die Gesamtfestigkeit und Steifigkeit der oberen Platte 20 zu vergrößern.
Jeder Modul 11, 12 und 13 der Hydroformvorrichtung 10 umfaßt auch eine untere Platte, welche insgesamt mit 30 bezeichnet ist. Die dargestellte untere Platte 30 ist ebenfalls im allgemeinen in Form einer kastenähnlichen Konstruktion ausgelegt und umfaßt eine obere, horizontal verlaufende Konstruktionsplatte 31, eine untere, horizontal verlaufende Konstruktionsplatte 32, eine vordere, vertikal verlaufende Konstruktionsplatte 33 und eine hintere, vertikal verlaufende Konstruktionsplatte 34. Die Konstruktionsplatten 31, 32, 33 und 34 sind miteinander auf eine an sich übliche Weise, wie beispielsweise mittels Schweißen, verbunden. Ein erstes Paar von in Querrichtung verlaufenden vorderen Versteifungsplatten 35 (von denen nur eine gezeigt ist) und ein zweites Paar von in Querrichtung verlaufenden hinteren Versteifungsplatten 36 (von denen nur eine gezeigt ist) können mit den Konstruktionsplatten 21, 22, 23 und 24 auf irgendeine übliche Weise, wie mittels Schweißen, verbunden sein, um die Gesamtfestigkeit und Steifigkeit der unteren Platte 30 zu erhöhen.
Die obere Platte 20 und die untere Platte 30 sind miteinander über ein Paar von vertikal verlaufenden Kompressionsrohren oder Kompressionselementen 40 und 41 verbunden. Die dargestellten Kompressionsrohre 40 und 41 sind im allgemeinen hohl ausgebildet und zylindrisch ausgestaltet. Ferner haben sie vorzugsweise obere und untere Enden 40a und 40b (siehe 2) mit vergrößerter Wandstärke. Die Kompressionsrohre 40 und 41 sind an einem oder mehreren Abschnitten sowohl mit der oberen Platte 20 als auch der unteren Platte 30 auf irgendeine geeignete Weise, wie mittels Schweißen, verbunden. Gegebenenfalls kann eine quer verlaufende Stützplatte 42 (siehe 1) als Verbindung zwischen den Kompressionsrohren 40 und 41 vorgesehen sein, und mit diesen auf irgendeine geeignete Weise, wie mittels Schweißen, verbunden sein, um die Gesamtsteifigkeit und Festigkeit der Kompressionsrohre 40 und 41 der Hydroformvorrichtung 10 als Ganzes zu erhöhen.
Eine Zugverbindungsstange 43 verläuft durch jedes der Kompressionsrohre 40 und 41 und der oberen Platte 20 zu der untern Platte 30. Jede Zugverbindungsstange 43 wird im allgemeinen von einem massiven, zylindrischen Teil gebildet, welches einen oberen Endabschnitt 43a hat, welcher sich über die obere, horizontal verlaufende Konstruktionsplatte 21 der oberen Platte 20 erstreckt, und einen unteren Endabschnitt 43b hat, welcher sich unter die untere, horizontal verlaufende Konstruktionsplatte 32 der unteren Platte 30 erstreckt. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die oberen und unteren Endabschnitte 43a und 43b der Zugverbindungsstange 43 mit Gewinden versehen, und Muttern 44 oder ähnliche Halteeinrichtungen sind auf diese mit Gewinde versehenen Endabschnitte 43a, 43b aufgeschraubt, um die Zugverbindungsstange 43 mit den Kompressionsrohren 41 zu verbinden. Beim Anziehen werden die Muttern 44 im Eingriffszustand mit der oberen, horizontal verlaufenden Konstruktionsplatte 21 der oberen Platte 20 und der unteren, horizontal verlaufenden Konstruktionsplatte 22 der unteren Platte 30 angezogen, sowie auch die oberen und unteren Endabschnitte 40a und 40b der Kompressionsrohre 40. Als Folge hiervon werden die Kompressionsrohre 40 durch die Kompressionskräfte unter Vorbelastung zu dem Zwecke gesetzt, der nachstehend noch näher erläutert wird. Wenn andere Auslegungsformen als die dargestellten, mit Gewinde versehenen Endabschnitte 43a und 43b um die Muttern 44 eingesetzt werden, so können dies gegebenenfalls dem gleichen Zweck dienen. Eine versteifende Platte 45 verläuft zwischen der unteren, horizontal verlaufenden Konstruktionsplatte 22 der oberen Platte 20 und der oberen, horizontal verlaufenden Konstruktionsplatte 31 der unteren Platte 30 zu einem nachstehend noch näher beschriebenen Zweck.
Ein Paar von oberen Formspannanordnungen 50 und 51 ist auf der oberen Platte 20 vorgesehen. Bei der dargestellten, bevorzugten Ausführungsform sind die oberen Spannanordnungen 50 und 51 fest mit der unteren, horizontal verlaufenden Konstruktionsplatte 22 der oberen Platte 20 auf eine an sich bekannte Weise, wie mittels Schweißen, verbunden. Die oberen Formspannanordnungen 50 und 51 haben zugeordnete Feststellzylinder 52 und 53, die an diesen abgestützt sind. Die Formfeststellzylinder 52 und 53 umfassen zugeordnete Sperrstifte 52a und 53a, welche selektiv zwischen eingefahrenen und ausgefahrenen Positionen bewegbar sind. Vorzugsweise werden die Formsperrzylinder 52 und 53 hydraulisch betätigt, obgleich dies nicht notwendigerweise der Fall zu sein braucht. Die Aufgabe der oberen Formspannanordnungen 50 und 51 wird nachstehend noch näher erläutert.
Eine Zylinderanordnung 54 ist ebenfalls auf der oberen Platte 20 vorgesehen. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die Zylinderanordnung 54 fest mit der unteren, horizontal verlaufenden Konstruktionsplatte 22 der oberen Platte 20 auf eine an sich bekannte Weise, wie mittels Schweißen, verbunden, und sie verläuft in Querrichtung zwischen den oberen Formspannanord nungen 50 und 51. Die Zylindergruppe 54 hat eine Mehrzahl von hohlen Zylindern 55, welche in der unteren Fläche ausgebildet sind. Die Anzahl und die Lage dieser hohlen Zylinder 55 kann auf eine solche Weise bestimmt werden, daß man die nachstehend beschriebene Hydroformbearbeitung ausführen kann. Ein Kolben 56 ist in jedem der hohlen Zylinder 55 zur Ausführung einer begrenzten, nach oben und unten gerichteten Bewegung auf die nachstehend beschriebene Weise angeordnet. Eine Mehrzahl von Durchgängen 57 wird durch die Zylinderanordnung 54 derart gebildet, daß die hohlen Zylinder 55 in kommunizierender Fluidverbindung miteinander sind. Die Durchgänge 57 stehen selektiv in kommunizierender Verbindung mit einer Druckfluidquelle (nicht gezeigt). Der Zweck dieser Zylinderanordnung 54 und der Kolben 56 wird nachstehend näher erläutert.
Eine Halteplatte 60 ist auf der Zylinderanordnung 54 vorgesehen, welche die Kolben 56 in den Zylinder 55 hält. Die Halteplatte 60 ist auf der Zylinderanordnung 54 zur Ausführung einer begrenzten nach oben und unten gerichteten Bewegung mittels einer Mehrzahl von Traganordnungen angeordnet, welche insgesamt mit 61 bezeichnet sind. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist ein erstes Paar von Traganordnungen 61 auf der vorderen Seite der Zylinderanordnung 54 vorgesehen, und ein zweites Paar von Traganordnungen (nicht gezeigt) ist auf der hinteren Seite der Zylinderanordnung 54 vorgesehen. Jedoch kann eine beliebige Anzahl derartiger Traganordnungen 61 an beliebigen Stellen vorgesehen sein. Der Aufbau einer der Traganordnungen 61 ist in Teilen in 3 gezeigt. Wie dort gezeigt ist, umfaßt die Traganordnung 61 eine versteifende Rückplatte 62, welche ein Paar von aufrecht stehenden Ösen 63 hat, die an dieser ausgeformt oder fest mit dieser verbunden sind. Jede Öse 63 hat eine Öffnung 63a, welche durch die Öse gebildet wird, und die Öffnungen 63a sind vertikal zueinander ausgerichtet. Eine Stange 54 erstreckt sich durch die fluchtenden Öffnungen 63a, welche von den Ösen 63 gebildet werden, um eine vertikale Gleitbewegung relativ hierzu auszuführen. Eine Stange 64 hat ein unteres Ende, welches fest mit einem Absatz 60a verbunden ist, welcher an der Halteplatte 60 zur Ausführung einer Bewegung mit derselben ausgebildet oder fest an dieser angebracht ist. Die Stange 64 hat ein oberes Ende, welches eine erweiterte Mutter 65 oder eine andere Halteeinrichtung hat, welche an dieser ausgebildet oder fest mit dieser verbunden ist. Die Mutter 65 hat größere Abmessungen als die Öffnungen 63a, welche von den Ösen 63 gebildet werden. Somit können sich die Halteplatte 60 und die Stangen 64 nach oben und unten relativ zu der Zylinderanordnung 54 zwischen einer am weitesten oben liegenden Position bewegen, in der die Halteplatte 60 an der Zylinderanordnung 54 anliegt, und einer zu tiefst liegenden Position bewegen, in der die Mutter 65 mit der oberen Fläche der oberen Öse 63 zusammen arbeitet. Der Zweck dieser begrenzten Relativbewegung wird nachstehend noch näher erläutert.
Ein Querhaupt 70 ist auf der oberen, horizontal verlaufenden Konstruktionsplatte 31 der unteren Platte 30 abgestützt. Das Querhaupt 70 kann eine begrenzte vertikale Bewegung relativ zu der oberen, horizontal verlaufenden Konstruktionsplatte 31 mittels eines oder mehrerer Hubzylinder 71 ausführen (in 3 sind nur zwei Hubzylinder gezeigt). Es kann auch ei oder mehrere Zusammendrückzylinder 72 vorgesehen (in 2 ist nur einer gezeigt). Die Hubzylinder 71 sind mit der oberen, horizontal verlaufenden Konstruktionsplatte 31 fest verbunden oder auf eine andere geeignete Weise auf der unteren Platte 30 abgestützt. Jeder Hubzylinder 71 hat einen Kolben 71a, welcher von dort aus in Richtung nach oben durch eine Öffnung verläuft, die durch die obere, horizontal verlaufende Konstruktionsplatte 31 geht, und der Kolben ist derart beschaffen und ausgelegt, daß er mit der unteren Fläche des Querhaupts 70 zusammenarbeitet. Die Hubzylinder 71 sind vorzugsweise relativ klein bemessen, so daß sie selektiv relativ mit hoher Geschwindigkeit betreibbar sind, die Kolben 71a und das Querhaupt 70 eine Bewegung mit geringem Kraftaufwand ausführen können. Die Hubzylinder 71 sind vorzugsweise hydraulisch betätigt, obgleich dies nicht notwendigerweise der Fall zu sein braucht. Die Zusammendrückzylinder 72 sind auch fest mit der oberen, horizontal verlaufenden Konstruktionsplatte 31 verbunden, oder auf eine andere Art und Weise auf der unteren Platte 30 abgestützt. Jeder Zusammendrückzylinder 72 hat einen Kolben 72a, welcher sich von dieser durch eine Öffnung nach oben erstreckt, die durch die obere, horizontal verlaufende Konstruktionsplatte 31 geht, und der derart ausgelegt ist, daß er mit der unteren Fläche des Querhaupts 70 zusammenarbeitet. Die Zusammendrückzylinder 72 sind vorzugsweise relativ groß bemessen, so daß sie selektiv mit relativ niedriger Geschwindigkeit betreibbar sind und eine Bewegung mit hoher Kraftbeaufschlagung der Kolben 71a und des Querhaupts 70 ausführen können. Die Zusammendrückzylinder 72 sind ebenfalls vorzugsweise hydraulisch betätigt, obgleich dies nicht notwendigerweise der Fall zu sein braucht. Die Anzahl und die Lage der Hubzylinder 71 und der Zusammendrückzylinder 72 können in einer solchen Weise gewählt werden, daß sich die nachstehend beschriebene Hydroformbearbeitung durchführen läßt.
Ein Formwerkzeug-Verstellabstandsblock 75 ist auf der oberen, horizontal verlaufenden Konstruktionsplatte 31 der unteren Platte 30 abgestützt. Der Formwerkzeug-Verstellabstandsblock 75 ist derart gelagert, daß er eine begrenzte horizontale Bewegung relativ zu der oberen, horizontal verlaufenden Konstruktionsplatte 31 mittels einem oder mehreren Abstandsblockzylindern 76 ausführen kann, welche auf der oberen, horizontal verlaufenden Konstruktionsplatte 31 der unteren Platte 30 gelagert sind. Somit läßt sich der Formwerkzeug-Verstellabstandsblock 75 zwischen einer eingefahrenen Position (in 2 gezeigt) und einer ausgefahrenen Position mittels den Abstandsblockzylindern 76 bewegen. Einer oder mehrere Schlitze 75a sind in dem Formwerkzeug-Verstellabstandsblock 75 ausgebildet. Der Zweck dieses Formwerkzeug-Verstellabstandsblocks 75 und der Schlitze 75a wird nachstehend näher erläutert.
Ein hohles Formwerkzeug-Transportgehäuse 80 ist mit der oberen, horizontal verlaufenden Konstruktionsplatte 31 verbunden oder auf irgendeine andere Art und Weise auf der unteren Platte 30 abgestützt. Wie in 1 gezeigt ist, verläuft das Transportgehäuse 80 in Querrichtung über die gesamten Hydroformmodule 11, 12 und 13 der Hydroformvorrichtung 10 hinweg, obgleich dies nicht notwendigenweise der Fall zu sein braucht. Das Formwerkzeug-Transportgehäuse 80 hat eine Mehrzahl von Rollen 81 oder anderen Transporteinrichtungen, welche auf einer Oberfläche desselben vorgesehen sind. Ein Hydroformwerkzeug, welches eine obere Formbefestigungsplatte 82, ein oberes Formteil 83, ein unteres Formteil 84 und eine untere Formbefestigungsplatte 85 umfaßt, ist auf den Rollen 81 des Formwerkzeug-Transportgehäuses 80 abgestützt. Die obere Fläche des oberen Formteils 83 ist fest mit der oberen Formbefestigungsplatte 82 verbunden, während die untere Fläche des oberen Formteils 83 einen ausgenommenen Bereich 83a hat, welcher darin ausgebildet ist. In ähnlicher Weise ist die untere Fläche des unteren Formteils 84 fest mit der unteren Formteilbefestigungsplatte 85 verbunden, während die Oberfläche des unteren Formteils 84 einen darin ausgebildeten ausgenommenen Bereich 84a hat. Wenn die oberen und unteren Formteile 83 und 84 aufeinander zu bewegt werden, wie dies in 2 gezeigt ist, arbeiten die ausgenommenen Bereiche 83a und 84a zusammen, um einen Hydroformhohlraum zu bilden, welcher sich in Querrichtung durch das Hydroformwerkzeug erstreckt. Die obere Formbefestigungsplatte 82 hat Ausnehmungen 82a und 82b jeweils, die in den vorderen und hinteren Seiten hiervon ausgebildet sind. Der Zweck dieser Ausnehmungen 82a und 82b wird nachstehend näher erläutert.
Ein Hydroformstützblock 90 ist in dem hohlen Formwerkzeug-Transportgehäuse 80 gelagert. Der Hydroformstützblock 90 ist innerhalb des hohlen Formwerkzeug-Transportgehäuses 18 angeordnet. Der Hydroformstützblock 90 ist zur Ausführung einer begrenzten horizontalen Bewegung relativ zu dem Formwerkzeug-Transportgehäuse 80 mittels einer oder mehrer Stützblockzylinder 91 gelagert, welche in dem Formwerkzeug-Transportgehäuse 80 oder in irgend einer anderen geeigneten Stelle an der Hydroformvorrichtung 10 vorgesehen sein können. Somit kann der Hydroform-Stützblock 90 zwischen einer eingefahrenen Position (in 2 gezeigt) und einer ausgefahrenen Position mittels der Stützblockzylinder 91 bewegt werden. Eine oder mehrere Stützen 90 sind in dem Hydroform-Stützblock 90 ausgebildet. Der Zweck des Hydroform-Stützblocks 90 und der Schlitze 90a wird nachstehend näher erläutert. Unter Bezugnahme auf 1 ist ein Paar von Stellzylindeern 92 fest an der versteifenden Rückplatte 45 oder auf eine andere Art und Weise geeignet gelagert an der Hydroformvorrichtung 10 vorgesehen. Der Zweck dieser Formverstellzylinder 92 wird nachstehend näher erläutert.
Nachstehend wird die Arbeitsweise der Hydroformvorrichtung 10 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau näher erläutert. Zuerst muß das Hydroformwerkzeug in die Hydroformvorrichtung 10 eingebracht werden. Hierzu werden die verschiedenen Komponenten der Hydroformvorrichtung 10 in ihre zugeord neten eingefahrenen Positionen nach 2 bewegt, und das Hydroformwerkzeug wird auf der Oberseite der Rollen 81 angeordnet, welche auf der oberen Fläche des Formwerkzeug-Transportgehäuses 80 vorgesehen sind. In dieser Ausgangsanordnung stehen die Durchgänge 57, welche durch die Zylinderanordnung 54 gebildet werden, nicht in kommunizierender Verbindung mit der Druckfluidquelle. Obgleich die Kolben 56 und die Halteplatte 60 in hängender Anordnung von der Zylinderanordnung 60 unter dem Einfluß der Schwerkraft in der Weise vorgesehen sind, wie dies durch die Schlitzanordnungen 61 zugelassen wird, wird hierbei kein Druck ausgeübt.
Um das Hydroformwerkzeug in der Hydroformvorrichtung 10 anzuordnen, werden die Hubzylinder 71 zuerst entsprechend 4 betätigt, um die Kolben 71a auszufahren, wodurch das Querhaupt 70 in Richtung nach oben gefahren wird. In dieser angehobenen Position ist die obere Fläche des Querhaupts 70 etwas höher als die untere Fläche des Hydroformwerkzeugs angeordnet, welches auf den Rollen 81 abgestützt ist, welche auf der oberen Fläche des Formwerkzeug-Transportgehäuses 80 vorgesehen sind. Zugleich ist die untere Fläche des Querhaupts 70 etwas höher als die obere Fläche des Formwerkzeug-Verstelldistanzblocks 75 angeordnet.
Wie in 5 gezeigt ist, werden die Distanzblockzylinder 76 betätigt, um den Formwerkzeug-Verstelldistanzblock 75 in Querrichtung unterhalb des Querhaupts 70 auszufahren. Wie zuvor angegeben worden ist, sind einer oder mehrere Schlitze 75a in dem Formwerkzeug-Verstelldistanzblock 75 ausgebildet. Diese Schlitze 75a sind vorgesehen, um diese seitliche Bewegung des Formwerkzeug-Verstelldistanzblocks 75 zu ermöglichen, währenddem die Kolben 71a der Hubzylinder 71 ausgefahren werden. Diese Kolben 71 sind in dem durch die Schlitze 75a gebildeten Zwischenraum aufgenommen, so daß keine Behinderung mit dem Formwerkzeug-Verstelldistanzblock 75 auftritt. Anschließend werden die Kolben 71a der Hubzylinder 71 derart eingefahren, daß das Querhaupt 70 auf dem Formwerkzeug-Verstelldistanzblock 75 abgesenkt wird, wie dies aus 5 zu ersehen ist. Das Querhaupt 70 und der Formwerkzeug-Verstelldistanzblock 75 sind derart bemessen, daß dann, wenn das Querhaupt 70 auf dem Formverstell-Distanzblock 75 abgesenkt ist, die obere Fläche des Querhaupts 70 genau mit der unteren Fläche des Hydroformwerkzeugs fluchtet, welches auf der Oberseite der Rollen 81 angeordnet ist, welche auf der oberen Fläche des Formwerkzeug-Transportgehäuses 80 vorgesehen sind.
Infolge dieser fluchtenden Ausrichtung kann das Hydroformwerkzeug in Querrichtung durch die Formverstellzylinder 92 von den Rollen 81 weg bewegt werden, welche auf der oberen Fläche des Formwerkzeug-Transportgehäuses 80 vorgesehen sind, und das Hydroformwerkzeug kann auf die obere Fläche des Querhaupts 70 gebracht werden, wie dies in 6 gezeigt ist. Diese seitliche Bewegung des Hydroformwerkzeugs wird mit Hilfe der Verstellzylinder 92 vorgenommen, welche, wie zuvor angegeben, fest mit der versteifenden Rückplatte 45 verbunden oder auf andere Art und Weise an der Hydroformvorrichtung 10 abgestützt sind. Die Formverstellzylinder 92 sind derart beschaffen und ausgelegt, daß sie mit Abschnitten der unteren Formwerkzeug-Befestigungsplatte 75 oder anderen Abschnitten des Hydroformwerkzeugs zusammenarbeiten, um selektiv eine seitliche Bewegung zu bewirken. Bei dieser Bewegung wird das Hydroformwerkzeug vertikal zwischen den oberen Spannanordnungen 50 und 51 ausgerichtet, welche auf der oberen Platte 20 vorgesehen sind.
Dann werden die Hubzylinder 71 wiederum entsprechend 7 betätigt, um die Kolben 71a auszufahren, wodurch das Querhaupt 70 und das Hydroformwerkzeug weiter angehoben werden. In dieser weiter angehobenen Position liegt die obere Fläche der oberen Formwerkzeug-Befestigungsplatte 82 auf der unteren Fläche der Halteplatte 60 auf. Zugleich werden die Ausnehmungen 82a und 82b, die in der oberen Formbefestigungsplatte 82 ausgebildet sind, seitlich mit Hilfe von eingefahrenen Sperrstiften 52a und 53a ausgerichtet, welche an den Formwerkzeug-Sperrzylindern 52 und 53 jeweils vorgesehen sind. Dann werden die Sperrzylinder 52 und 53 betätigt, um die Sperrstifte 52a und 53a ausgehend von ihrer eingefahrenen Positionen und den ausgefahrenen Positionen nach 7 zu bewegen. Wenn dies auftritt, werden die Sperrstifte 52a und 53a in entsprechender Weise in den Ausnehmungen 82a und 83a aufgenommen, die in der oberen Formbefestigungsplatte 82 ausgebildet sind. Somit werden die Formbefestigungsplatte 82 und das fest hiermit verbundene obere Formwerkzeug 83 zwangsweise mit den oberen Formspannanordnungen 50 und 51 und somit mit der oberen Platte 20 verbunden. Wie aus 7 zu ersehen ist, sind die Ausnehmungen 82a und 82b, die in der oberen Formbefestigungsplatte 82 ausgebildet sind, etwas größer wenigstens in vertikaler Richtung als die Sperrstifte 52a und 53a bemessen. Somit sind ähnlich wie die Halteplatte 90 die obere Formbefestigungsplatte 82 und das obere Formteil 83 auf den oberen Spannanordnungen 50 und 51 zur Ausführung einer begrenzten, nach oben und unten gerichteten Bewegung gelagert.
Die abschließenden Schritte zum Einbau sind in 8 verdeutlicht. Zuerst werden die Distanzblockzylinder 76 betätigt, um den Formwerkzeug-Verstellblock 75 seitlich unterhalb des Querhaupts 70 in seine Ausgangsposition einzufahren. Dann werden die Kolben 71a der Hubzylinder 71 eingefahren, um das untern Formteil 84, die untere Formbefestigungsplatte bzw. untere Formhalteplatte 85 und das Querhaupt 70 relativ zu der oberen Formbefestigungsplatte 82 und dem oberen Formteil 83 einzufahren, welches mit der oberen Formspannanordnungen 50 und 51 und der oberen Platte 20 verbunden bleibt. Nunmehr ist die Einstellung der Hydroformvorrichtung 10 abgeschlossen und es kann ein Hydroformbearbeitungsvorgang ausgeführt werden.
Der Anfangsschritt des Hydroformbearbeitungsvorgangs ist ebenfalls in 8 gezeigt, bei dem ein Werkstück 93 zwischen die oberen und unteren Formteile 82 und 83 jeweils eingelegt wird. Da das untere Formteil 84 relativ zu dem oberen Formteil 83 abgesenkt worden ist, ist ein Zwischenraum zum Einführen des Werkstücks 93 vorhanden. Das Werkstück 93 ist ein Bauteil mit Hohlprofilquerschnitt, wie ein rohrförmiges Element, welches auf an sich bekannte Weise auf eine vorbestimmte grobe Form und abschließende Hydroformbearbeitung der Komponente vorgebogen sein kann. Irgendeine beliebige Einrichtung (nicht gezeigt) kann verwendet werden, um das Werkstück 93 zwischen das obere Formteil 83 und das untere Formteil 84 einzusetzen. In typischer Weise wird das Werkstück 93 in dem ausgenommenen Bereich 84a angeordnet, welcher in dem unteren Formteil 84 ausgebildet ist. Das Werkstück 93 ist vorzugsweise derart bemessen, daß die Enden desselben um einen vorbestimmten Abstand in Querrichtung über die jeweilige Seite des Hydroformwerkzeugs vorstehen. Diese Maßnahme wird deshalb getroffen, daß man auf verlässliche Weise die Verbindung mit den üblichen endseitig vorgesehenen Zustellzylindern (nicht gezeigt) erstellen kann, um die Hydroformbearbeitung durchzuführen, wie dies nachstehend noch näher erläutert wird.
Dann werden die Kolben 71a der Hubzylinder 71 und die Kolben 72a der Zusammendrückzylinder 72 betätigt, um das untere Formwerkzeug 84, die untere Formbefestigungsplatte 85 und das Querhaupt 70 in Richtung nach oben relativ zu der oberen Formbefestigungsplatte 82 und dem oberen Formteil 83 an eine am weitesten oben liegende Position zu bewegen, welche in 9 gezeigt ist. Wie zuvor angegeben ist, sind die Hubzylinder 71 relativ klein bemessene Zylinder, so daß sie selektiv mit relativ hohen Geschwindigkeiten bewegbar sind und eine geringe Kraft bei der Bewegung auf die Kolben 71a ausüben. Als Folge hiervon kann die Hubbewegung des unteren Formteils 84, der unteren Formbefestigungsplatte 85 und des Querhaupts 70 größtenteils relativ schnell ausgeführt werden, wodurch sich die Zykluszeit insgesamt für die Durchführung der Hydroformbearbeitung mittels der Hydroformvorrichtung 10 nach der Erfindung vorteilhafterweise reduzieren läßt. Wie ebenfalls zuvor erwähnt worden ist, sind die Zusammendrückzylinder 72 vorzugsweise relativ groß bemessene Bauteile, so daß sie eine relativ langsame Bewegungsgeschwindigkeit haben, und eine hohe Kraft bei der Bewegung der Kolben 72a aufbringen. Während der anfänglichen Hubbewegung des unteren Formteils 84, der unteren Formbefestigungsplatte 85 und des Querhaupts 70 können daher die Kolben 72a der Zusammendrückzylinder 72 geringfügig den Kolben 71a der Hubzylinder 71 nachlaufen. Da aber die Kolben 72a der Zusammendrückzylinder 72 während dieser aufwärts gerichteten Bewegung keine Last aufnehmen, ist die Größe der Verzögerungszeit minimal, welche erforderlich ist, daß die Kolben 72a der Zusammendrückzylinder 72 die Kolben 71a der Hubzylinder 71 einholen.
Wenn die Kolben 72a der Hubzylinder 72 eingeholt werden sind, arbeiten sie mit der unteren Fläche des Querhaupts 70 zusammen, und bringen eine relativ große Kraft auf diese auf. Als Folge hiervon werden die untere Formbefestigungsplatte 85 und das untere Formwerkzeug 84 nach oben gegen das unteren Formwerkzeug 83 und die obere Formbefestigungsplatte 82 mit einer relativ großen Kraft gedrückt. Diese Kraft drückt auch die Halteplatte 60 in einen Ein griffszustand mit der Zylinderanordnung 54 in Richtung nach oben, wie dies aus 9 zu ersehen ist. Während dieser Bewegung werden die Kolben 56 in ihre zugeordneten Zylinder 55 eingefahren. Wie zuvor erwähnt worden ist, stehen die Durchgänge 57, welche durch die Zylinderanordnung 54 gebildet werden, nicht in kommunizierender Verbindung mit der Druckfluidquelle. Somit muß nur die Schwerkraft überwunden werden, um die Halteplatte 60 in Richtung nach oben in einen Eingriffszustand mit der Zylinderanordnung 54 zu bewegen, und um die Kolben 56 in ihren zugeordneten Zylindern 55 einzufahren. Die relativ große Kraft, die von den Zusammendrückzylindern 52 aufgebracht wird, kann dazu führen, daß Teile des Werkstücks 93 mechanisch durch die oberen und unteren Formteile 82 und 83 jeweils verformt werden.
Wenn das untere Formteil 84, die Untere Formbefestigungsplatte 85 und das Querhaupt 70 nach oben relativ zu der oberen Formbefestigungsplatte 82 und dem oberen Formwerkzeug 83 zu der höchstliegenden Position nach 9 bewegt worden sind, ist die untere Fläche des Querhaupts 70 geringfügig oberhalb der oberen Fläche des Hydroform-Stützblocks 90 angeordnet, welcher in dem hohlen Formwerkzeug des Transportgehäuses 80 angeordnet ist. Folglich können dann die Stützblockzylinder 91 betätigt werden, um den Stützblock 90 seitlich unterhalb des Querhaupts 70 auszufahren, wie dies aus 10 zu ersehen ist. Wie zuvor erwähnt worden ist, sind einer oder mehrere Schlitze 90a in dem Stützblock 90 ausgebildet. Diese Schlitze 90a sind vorgesehen, um diese seitliche Bewegung des Stützblocks 90 zuzulassen, währenddem die Kolben 71a der Hubzylinder 71 und die Kolben 72a der Zusammendrückzylinder 72 ausgefahren werden. Diese Kolben 71a und 72a sind in dem Zwischenraum aufgenommen, welche zwischen den Schlitzen 90a vorgesehen ist, so daß keine Behinderung mit dem Stützblock 90 auftritt.
Dann werden die Kolben 71a der Hubzylinder 71 und die Kolben 72a der Zusammendrückzylinder 72 derart eingefahren, daß die untere Fläche des Querhaupts 70 auf die obere Fläche des Hydroform-Stützblocks 90 abgesenkt wird, wie dies aus 11 zu ersehen ist. Als Folge hiervon ist das gesamte Hydroformwerkzeug zwangsweise auf dem Hydroform-Stützblock 90 abgestützt, und somit auf der untern Platte 30 der Hydroformvorrichtung 10. Anschließend wer den die Durchgänge 57, die durch die Zylinderanordnung 54 gebildet werden, in eine kommunizierende Fluidverbindung mit der Fluidquelle gebracht. Das Druckfluid bewirkt, daß die in der Zylinderanordnung 54 enthaltenen Kolben 56 aus ihren zugeordneten Zylindern 55 ausgefahren werden, wodurch eine relativ große nach unten gerichtete Kraft gegen die Halteplatte und die obere Formtragplatte 82 ausgeübt wird.
Auf diese Weise ist das Hydroformwerkzeug sicher und auf zuverlässige Weise zusammengespannt, so daß die Hydroformbearbeitung durchgeführt werden kann. Wie zuvor angegeben ist, arbeiten die möglicherweise vorgesehenen, endseitigen Vorschubzylinder (nicht gezeigt) mit den Enden des Werkstücks 93 zusammen, welche von den Seiten des Hydroformwerkzeugs vorstehen. Diese endseitigen Vorschubzylinder schließen die Enden des Werkstücks 93 dicht ab und bilden eine Einrichtung zu Zuführung des unter Druck stehenden Fluids in den Innenraum des Werkstücks 93. Auf an sich bekannte Weise bewirkt das unter Druck stehende Fluid, daß das Werkstück 93 verformt nach außen unter Anpassung an den Formwerkzeughphlraum expandiert wird, welcher jeweils durch die oberen und unteren Formteile 82 und 93 gebildet wird. Aufgrund der relativ großen nach unten gerichteten Kraft, welche durch die Kolben 56 gegen die Halteplatte und die obere Formbefestigungsplatte 82 aufgebracht wird, und ferner aufgrund der Tatsache, daß die untere Formbefestigungsplatte 85 und das Querhaupt 70 zwangsweise auf dem Hydroform-Stützblock 90 und der unteren Platte 30 der Hydroformvorrichtung 10 abgestützt sind, wird eine relative Bewegung zwischen dem oberen Formteil 83 und dem unteren Formteil 84 während der Druckbeaufschlagung des Werkstücks 93 vermieden.
Es ist noch zu erwähnen, daß während des Hydroformbearbeitungsvorganges relativ große Reaktionskräfte gegen die vorderen Enden der oberen und unteren Platten 20 und 30 der Hydroformvorrichtung 10 erzeugt werden. Im Zusammenhang mit 11 ist zu ersehen, daß diese Reaktionskräfte versuchen, die obere Platte 20 in Uhrzeigerrichtung um die Zugverbindungsstange 41 relativ zu der unteren Platte 30 zu kippen. Diese Reaktionskräfte, welche relativ groß sind, werden durch die versteifende Rückplatte 45 aufgenommen, welche zwischen den hinteren Enden der oberen und unteren Platte 20 und 30 verläuft. Ebenfalls ist aus 11 zu ersehen, daß der seitliche Abstand von den Mittelpunkten der Zugverbindungsstangen 43 nach vorne in Richtung zu dem Mittelpunkt des Hydroformwerkzeugs (an welchem die Reaktionskräfte auftreten) wesentlich kleiner als der seitliche Abstand von den Mittelpunkten der Zugverbindungsstangen 43 in Richtung nach hinten zu der versteifenden Rückplatte 50 ist (dort werden die Reaktionskräfte aufgenommen). Der mechanische Vorteil durch die Differenz der Abstände ermöglicht, daß die Abmessungen der versteifenden Rückplatte 45 relativ klein gehalten werden können. Auf diese Weise lassen sich die Gesamtabmessungen, das Gewicht und der Aufwand für die Hydroformvorrichtung 10 möglichst gering halten.
Wie ebenfalls erwähnt worden ist, sind die Kompressionsrohre 40 durch Druckkräfte mit Hilfe der Zugverbindungsstangen 43 und der Muttern 44 vorgespannt. Aufgrund des Zusammenarbeitens von der oberen Platte 20 mit der versteifenden Rückplatte versuchen die Reaktionskräfte, die während des Hydroformenvorganges erzeugt werde, die Zugkräfte in den Kompressionsrohren 40 zu erzeugen. Aufgrund der Vorbelastungskraft der Kompressionsrohre 40, welche derart bestimmt sind, daß sie etwa gleich groß oder geringfügig größer als die maximalen Zugkräfte sind, die bei der Hydroformbearbeitung auftreten. Als Folge hiervon versuchen diese Zugkräfte, den Vorbelastungskräften der Kompressionsrohre 40 entgegen zu wirken, so daß man im wesentlichen keine zusätzlichen Kräfte in den Kompressionsrohren 40 hat.
Schließlich wird am Ende der Hydroformbearbeitung das Werkstück 93, die Durchgänge 57, die in der Zylinderanordnung 54 ausgebildet sind, von der kommunizierenden Fluidverbindung, wie der Druckfluidquelle, abgekoppelt, so daß die relativ großen Spannkräfte aufgehoben werden, welche auf das Hydroformwerkzeug aufgebracht werden. Zugleich werden die Kolben 71a der Hubzylinder 71 ausgefahren, um das Querhaupt 70 über den Abstandsblock 90 anzuheben, wie dies aus 10 zu ersehen ist. Die Stützblockzylinder 91 können betätigt werden, um den Stützblock 90 innerhalb des Hydroform-Stützblocks 90 einzufahren, wie dies in 9 gezeigt ist. Schließlich werden die Kolben 71a der Hubzylinder 71 eingefahren, um das Querhaupt 70, die untere Formbefestigungsplatte 85 und das untere Formteil 84 in Richtung nach unten relativ zu dem obern Formteil 83 und der oberen Formbefestigungsplatte 82 abzusenken, wie dies in 8 gezeigt ist. Das durch Hydroformen bearbeitet Werkstück 93 kann dann zur Fertigstellung eines Zyklusses einer Hydroformbearbeitung aus der Form entnommen werden.
Wie zuvor beschrieben worden ist, umfaßt der Einbau des Hydroformwerkzeugs und der Zyklus der Hydroformbearbeitung mehrere aufeinander folgende Arbeitsgänge von verschiedenen Komponenten der Hydroformvorrichtung 10. Um diese aufeinander folgenden Arbeitsgänge schnell und sicher durchzuführen, kann eine Anzahl von Sensoren (nicht gezeigt) vorgesehen sein, welche vorzugsweise an der Hydroformvorrichtung 10 angeordnet sind. Diese Sensoren sind von üblicher Bauart und sind derart beschaffen und ausgelegt, daß sie elektrische Signale erzeugen, die jeweils unterschiedliche Betriebszustände der Hydroformvorrichtung 10 wiedergeben. Die erfassten Betriebszustände können Positionssensoren umfassen, welche sicherstellen, daß die sich bewegenden Komponenten der Hydroformvorrichtung 10 tatsächlich ihre gewünschten Positionen erreicht haben, bevor mit dem nächsten Schritt des Arbeitszyklusses der Hydroformbearbeitung weiter gefahren wird. Auch können Drucksensoren vorgesehen sein, um sicherzustellen, daß innerhalb der Zylinderanordnung 54 und dergleichen eine entsprechend geeignete Druckbeaufschlagung vorhanden ist. Die Signale von diesen Sensoren können einer oder mehreren elektronischen Steuereinrichtungen (nicht gezeigt) zugeleitet werden, um hierdurch die unterschiedlichen Komponenten der Hydroformvorrichtung 10 zu betätigen. Die elektronischen Steuereinrichtungen sind von üblicher Auslegungsform und können derart programmiert werden, daß die Signale von den unterschiedlichen Sensoren überwacht werden und in Abhängigkeit hiervon die sequentiell auszuführenden Arbeitsabläufe gemäß der voranstehenden Beschreibung ausgeführt werden. Die Auslegung und die Arbeitsweise der Sensoren und der elektronischen Steuereinrichtung liegen im Belieben des Fachmannes.
An Hand der voranstehenden Beschreibung sind Einzelheiten der bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung hinsichtlich Aufbau und Funktionsweise erläutert. Selbstverständlich sind hiervon Abänderungen und Modifikationen möglich, welche im Rahmen der erfindungsgemäßen Offenbarung liegen.

Claims

Vorrichtung zur Durchführung einer Hydroformbearbeitung, welche eine obere Platte (20) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, eine untere Platte (30) mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, und ein Hydroformwerkzeug (83, 84) aufweist, welches zwischen dem ersten Ende der oberen Platte (20) und dem ersten Ende der unteren Platte (30) angeordnet ist, wobei eine versteifende Rückplatte (45) zwischen dem zweiten Ende der oberen Platte (20) und dem zweiten Ende der unteren Platte (30) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (40) zwischen den oberen und unteren Platten (20, 30) verläuft, und daß das Teil (40) zwischen dem Hydroformwerkzeug (83, 84) und der versteifenden Rückplatte (45) liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (40) im Grundzustand im Kompressionszustand gehalten ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Teil (40) ein Rohr ist, welches eine Verbindungszugstange (43) hat, welche durch dasselbe geht, und daß die Verbindungszugstange (43) Endabschnitte (43a, 43b) hat, welche mit Endabschnitten (40a, 40b) des Rohrs (40) zusammenarbeiten, um das Rohr (40) im Grundzustand im Kompressionszustand zu halten.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydroformwerkzeug (83, 84) ein oberes Formteil (83), welches relativ zu einer oberen Formspannanordnung (50, 51) beweglich gelagert ist, umfaßt, welche mit der oberen Platte (20) verbunden ist
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Formspannanordnung (50, 51) ferner einen Durchgang (57) zur Aufnahme von Druckfluid und zum Aufbringen einer Kraft auf das obere Formteil (83) während der Hydroformbearbeitung umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Formspannanordnung (50, 51) ferner eine Zylindergruppe (54) zur Aufnahme von Druckfluid und zum Aufbringen von Kräften auf das obere Formteil (83) während der Hydroformbearbeitung umfaßt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Hydroformwerkzeug (83, 84) ein unteres Formteil (84) umfaßt, welches relativ beweglich auf der unteren Platte (30) gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stützblock (90) zwischen dem unteren Formteil (84) und der unteren Platte (30) während der Hydroformbearbeitung und einer zurückgefahrenen Position angeordnet ist, in welcher der Stützblock (90) nicht zwischen dem unteren Formteil (84) und der unteren Platte (30) angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zylinder (71, 72) zur selektiven Bewegung des unteren Formwerkzeugs (84) relativ zu der unteren Platte (30) zwischen einer ersten Position vorgesehen ist, in welcher der Stützblock (90) von der zurückgefahrenen Position in die ausgefahrene Position bewegt werden kann, und einer zweiten Position, in welcher das unteren Formteil (84) auf dem Stützblock (90) während der Hydroformbearbeitung abgestützt ist.