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TECHNISCHES GEBIET
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Diese
Erfindung betrifft eine Ausrüstung
zum Warmstreckformen von Blechrohlingen. Insbesondere betrifft diese
Erfindung einen Entnahmemechanismus zum Entfernen eines geformten,
durch Hitze erweichten Blechwerkstücks aus dem Warmformwerkzeug,
ohne das Teil zu verziehen.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Manche
Blechteile werden bei erhöhten Temperaturen
geformt. Bei einer geeigneten Erwärmung ist das Blechwerkstück verformbarer
und kann in komplexere Gestalten ohne zu reißen oder zu knittern gestreckt
werden, als man sie durch ein Stanzen bei Umgebungstemperatur erreichen
kann. Zum Beispiel wird ein Blechrohling auf eine Streckform- oder Blasformtemperatur
erwärmt,
die von der Zusammensetzung und der Mikrostruktur der Legierung
abhängt,
und ein Gasdruck wird auf eine Seite des Rohlings aufgebracht, um
den Rohling zu strecken und die andere Seite in eine Konformität mit der
formgebenden Oberfläche
eines geeigneten Werkzeugs zu zwingen.
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Bei
einem Beispiel eines Blechformprozesses bei erhöhter Temperatur werden Kraftfahrzeugkarosseriebleche
und andere Blechteile mit einer komplexen Gestalt aus Aluminiumlegierungen
mit einer superplastischen oder plastisch schnell formbaren Zusammensetzung
und metallurgischen Mikrostruktur geformt. Das
US-Patent 6,253,588 mit dem Titel "Quick Plastic Forming
of Aluminium Alloy Sheet Metal",
das an Rashid et al. er teilt wurde und dem Anmelder dieser Erfindung
gehört,
beschreibt das Formen einiger Aluminiumlegierungen bei hohen Belastungsraten
in dem Temperaturbereich von z. B. 441°C bis 468°C (825 F bis 875 F).
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Folglich
muss nach Abschluss des Blechformschritts ein dünnes, warmes, kompliziert geformtes
Teil von einem warmen Formwerkzeug getrennt werden, ohne das Werkstück zu verziehen
oder zu verderben. Das Formwerkzeug ist typischerweise in einer
zweiteiligen Pressenstruktur aufgenommen, welche zum Entfernen des
Teils geöffnet
wird. Das Teil könnte
in der geöffneten
Presse vor einem Entfernen aus dem Werkzeug abgekühlt werden,
aber eine derartige Verzögerung
verlängert
den Herstellungszyklus und ist eine nicht produktive Verwendung
einer teuren Ausrüstung.
Es müssen
Mittel gefunden werden, um das weiche Blechteil zum Kühlen und
nachfolgenden Zurechtschneiden oder für eine andere Endbearbeitungsoperation
vorsichtig aus dem Werkzeug zu entfernen. Ein Formwerkzeug gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1 ist aus
US-A-4741197 bekannt.
Es ist eine Aufgabe dieser Erfindung, eine dem Formwerkzeug zugeordnete Vorrichtung
bereitzustellen, um diese Aufgabe zu lösen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Das
Streckformen eines durch Hitze erweichten Blechrohlings wird üblicherweise
unter Verwendung eines oder mehrerer Warmformwerkzeuge erledigt,
zum Beispiel eines Vorformwerkzeugs und eines Endbearbeitungsformwerkzeugs.
Das Werkzeug wird oft an einer zweiteiligen Presse abgestützt, die
aus einer Offenstellung für
eine robotergestützte Platzierung
eines vorgewärmten
Blechs bewegbar ist. Wenn die Presse geschlossen wird, wird das Blech
in der Nähe
seiner Ränder
zwischen dem Formwerkzeug mit seiner teilegestaltenden Oberfläche an einer
Seite des Blechs und einem gegenüberliegenden
Werkzeug, das eine geschlossene Arbeits gaskammer definiert, an der
anderen Seite des Blechs festgeklemmt. Ein unter Druck stehendes
Arbeitsgas wird auf das warme Blech aufgebracht, um es schrittweise
gegen die gestaltende oder formgebende Oberfläche des Formwerkzeugs und in
eine Konformität
mit dieser Oberfläche
zu strecken. Für die
Formgebungsoperation werden die Werkzeuge auch erwärmt, manchmal
durch Heizelemente in den Drucktiegeln der Presse und manchmal durch
Heizelemente in den Werkzeugen. Die Teileentfernungsvorrichtung
dieser Erfindung kann am besten mit Formwerkzeugen verwendet werden,
die integrierte Heizelemente aufweisen.
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Das
Formwerkzeug wird üblicherweise
aus einem Metallblock hergestellt, beispielsweise aus einem Werkzeugstahl.
Eine Oberfläche
des Blocks wird als die Blechformgebungsoberfläche sorgfältig bearbeitet. Es werden
Löcher
in den Block gebohrt, um elektrische Widerstandsheizelemente oder
andere geeignete Heizmittel einzuführen. Die Seiten und die Unterseite
des Blocks werden vorzugsweise mit einer geeigneten thermischen
Isolierung abgedeckt, um einen Wärmeverlust
aus dem Werkzeug an die Presse und an den Abschnitt der Teileentfernungsvorrichtung,
der sich außerhalb
des Werkzeugblocks befindet, zu minimieren.
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Gemäß dieser
Erfindung werden Metallpuffer in geeigneten Hohlräumen platziert,
die in die formgebende Oberfläche
des Werkzeugs zum Drücken
und Trennen des durch Hitze erweichten geformten Blechteils von
der warmen Werkzeugoberfläche
eingearbeitet sind. Die Gestalt der Hohlräume stimmt mit den Querschnitten
der jeweiligen Puffer überein,
obwohl die Puffer nicht notwendigerweise die gleiche Gestalt aufweisen.
Die Puffer sind um die formgebende Oberfläche herum angeordnet und für ein einheitliches
und störungsfreies
Anheben des Teils von dem Werkzeug ausgelegt und gestaltet. Die Oberflächen der
Puffer sind konform zu der umgebenden formgebenden Oberfläche und
sind in der Tat während
des For mens des Blechrohlings ein Teil von ihr. Die Puffer sind
an den Enden von Hubstangen angebracht, die sich von den Oberflächen unter
den Puffern durch den Werkzeugblock und die Isolierschicht an der
Unterseite des Blocks (oder an der Seite des Blocks, wenn nötig) erstrecken.
Die unteren Enden der Hubstangen von den vielen Puffern sind auf
einer Hubplatte gelagert, welche sich typischerweise unter dem Werkzeug
und der Isolierschicht befindet, welche dessen Unterseite bedeckt.
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Wenn
das Teil an der formgebenden Oberfläche des Werkzeugs geformt wurde
und es Zeit ist, es von der Werkzeugoberfläche abzulösen, wird ein geeigneter Mechanismus
verwendet, um die Hubplatte um eine geeignete Distanz einheitlich
so anzuheben, dass die Puffer das Teil von dem Werkzeug trennen, um
es aus dem Werkzeug und der Presse durch robotergestützte oder
andere geeignete Materialhandhabungsmittel zu entfernen. Der Hubmechanismus befindet
sich vorzugsweise außerhalb
des erwärmten
Werkzeugs, zum Beispiel unterhalb davon, und einigermaßen isoliert
von dessen Wärme.
Der Hubmechanismus kann beispielsweise einen elektromotorbetriebenen
oder luftmotorbetriebenen Mechanismus oder Hydraulikzylinder oder
ein pneumatisch betriebenes Hubzahnstangensystem umfassen. Der Hubmechanismus
wird betätigt,
wenn die Presse zum Entfernen des Teils geöffnet ist.
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Die
Puffer ermöglichen
eine vorsichtige, einheitliche und verzugs- oder beschädigungsfreie
Trennung des warmen Teils von der Werkzeugoberfläche und ein sicheres Entfernen
an einen geeigneten Kühlabstellplatz,
bevor das geformte Teil weiter bearbeitet wird. Jeder Puffer ist
so gestaltet, dass er auf den darüberliegenden Abschnitt des
Teils wirkt. Vorzugsweise sind die Puffer in der Draufsicht allgemein quadratisch
oder rechteckig und sind in gleichartig geformten Hohlräumen in
der formgebenden Oberfläche
des Werkzeugs aufgenommen. Die Dicke der Puffer ist derart, dass
sie beim Entfernen eines Teils nicht vollständig aus ihren jeweiligen Hohlräumen herausgehoben
werden müssen.
Auf diese Weise drehen sich die Puffer während des Entfernens eines Teils
nicht und verschieben sich nicht aus der Konformität mit den
umgebenden formgebenden Oberflächen.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden anhand einer genauen
Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, welche folgt,
klarer werden.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine seitliche Explosionsschrägansicht
eines Blechwarmformwerkzeugs mit einem Entnahmemechanismus.
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2A ist
eine Schnittansicht des Formwerkzeugs und Entnahmemechanismus von 1 plus
eines komplementären
Druckkammerwerkzeugs für
die formgebende Operation.
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2B ist
eine Schnittansicht wie 2A, wobei
sich das Formwerkzeug und das Werkzeug zur Definition der Druckkammer
in der offenen Stellung befinden und der Entnahmemechanismus das
geformte Teil von dem Formwerkzeug getrennt hat.
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BESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Beim
Warmstreckformen eines Blechteils, welches typischerweise nur etwa
ein bis etwa vier Millimeter dick ist, muss der Konstrukteur der
Ausrüstung
und der Werkzeuge zur Herstellung sorgfältig auf die formgebende Oberfläche des
Werkzeugs, das Abheben des durch Hitze erweichten geformten Teils von
der Oberfläche
des Werkzeugs und den Transport des warmen Teils auf einen Abstellplatz
oder eine Halterung zum Kühlen
achten. Obwohl jedes dieser Themen zum Erhalten und Beibehalten
der gewünschten
Gestalt des Teils wichtig ist, liegt das Augenmerk dieser Erfindung
auf der sorgfältigen Trennung
des Teils von der warmen Oberfläche
des Werkzeugs.
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1 veranschaulicht
eine Baugruppe 10 einer Teileformwerkzeug-Teileentfernungsvorrichtung für das Streckformen
eines Blechrohlings bei einer erhöhten Temperatur. Als ein Beispiel
kann das spezielle Werkstück
ein feinkörniges
magnesiumhaltiges Aluminiumlegierungsblech AA5083 mit hoher Dehnung
und einer Dicke von 1,5 mm sein, welches auf etwa 500°C vorerwärmt wird
und auf einer Werkzeugoberfläche
geformt wird, die bei etwa dieser Temperatur gehalten wird. Das
Formwerkzeug ist typischerweise aus einem Metallgussblock, beispielsweise
einem Werkzeugstahl, herausgearbeitet.
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In 1 ist
das Formwerkzeug 12 in der Draufsicht in etwa quadratisch
und weist eine bearbeitete obere formgebende Oberfläche 14 für das Formen
eines Blechteils auf. Das Werkzeug weist ferner vier vertikale Seiten 18 und
eine ebene Unterseite 20 auf (welche in 2A und 2B besser
zu sehen ist). In 1 umfasst die formgebende Oberfläche 14 vier
parallele Täler 22,
die von einer Seite des Werkzeugs zu der anderen verlaufen. Die Täler 22 der
formgebenden Oberfläche
sind durch drei Rücken 24 getrennt.
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Das
Formwerkzeug 12 umfasst mehrere elektrische Widerstandsheizstäbe 26,
die durch Bohrungen in dem Werkzeug 12 von einer vertikalen
Seitenwand 18 zu der gegenüberliegenden vertikalen Seitenwand 18 eingebracht
sind. Diese elektrischen Widerstandsheizeinrichtungen sind mit einem
elektrischen Energiebereitstellungssystem und Steuerungssystem (keines
davon gezeigt) verbunden, um das Werkzeug 12 und insbesondere
die formgebende Oberfläche 14 auf
einer Temperatur zu halten, die zum Formen des Blechwerkstücks geeignet
ist.
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In 1 ist
jede Seite 18 des Metallwerkzeugs 12 mit einem
Block aus Isoliermaterial 28 bedeckt, um die Temperatur
an der Außenseite
der Isolierung auf ein Niveau unterhalb demjenigen des Körpers des
Werkzeugs 12 zu verringern. Seitliche Isolierblöcke 28 sind
zur Vereinfachung der Veranschaulichung nur als weggebrochene Abschnitte
an den vier Seiten von 1 gezeigt. Aus demselben Grund
sind sie in 2A und 2B nicht
gezeigt. An der Unterseite des Werkzeugs 12 befindet sich ein
weiterer Isolierblock 30. Unter dem Isolierblock 30 an
der Unterseite befindet sich eine Stahlträgerplatte 32 zum Abstützen des
Werkzeugs 12 typischerweise an dem unteren Drucktiegel 34 einer
geeigneten Presse (nicht gezeigt). In diesem Fall wird die untere Trägerplatte 32 von
drei Blöcken 36 getragen,
welche wiederum auf dem unteren Drucktiegel 34 einer Presse
liegen.
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Auf
diese Weise wird das Formwerkzeug 12 intern durch elektrische
Widerstandsheizstäbe 26 aufgeheizt
und thermisch durch Blöcke 28, 30 isoliert, um
einen Wärmeverlust
aus dem Werkzeug 12 zu verringern.
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Die
formgebende Oberfläche 14 des
in den Zeichnungsfiguren veranschaulichten Werkzeugs 12 ist
zum Zweck einer Veranschaulichung der praktischen Umsetzung dieser
Erfindung ziemlich konturiert. Die wellenförmigen Konturen erstrecken
sich über
die Breite des Werkzeugs 12 und umfassen, wie angemerkt,
vier parallele Täler 22,
die durch drei parallele Rücken 24 getrennt
sind. Die formgebende Oberfläche 14 ist
sorgfältig
aus dem Werkzeugstahlblock herausgearbeitet, der das Werkzeug 12 bildet. Jedoch
sind zehn allgemein rechteckige Hohlräume 40 aus der formgebenden
Oberfläche 14 herausgearbeitet,
um zehn Stützpuffer 42 aus
Metall genau aufzunehmen, wobei jeder Puffer im Wesentlichen den
gleichen Querschnitt und die gleiche Dicke wie sein entsprechender
Hohlraum aufweist. Vorzugsweise sind die Puffer 42 aus
dem gleichen Werkzeugstahl oder Material wie das Formwerkzeug 12 hergestellt.
Bei diesem Beispiel liegen die Hohlräume 40 in Tälern 22 der
Werkzeugoberfläche 14.
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Die
Puffer 42 sind jeweils an einem Ende einer runden Hubstange 44 angebracht.
Jede Hubstange 44 passt in ein Hubstangenbohrloch 46 in dem
Werkzeug 12 und erstreckt sich von einem Hohlraum 40 nach
unten durch die Unterseite 20 des Werkzeugs 12 und
durch den unteren Isolierblock 30 und die Trägerplatte 32.
Die unteren Enden der Stangen 44 ruhen auf einer Hubplatte 48.
Die Hubplatte 48 ist eine Stahlplatte zum Anheben der Hubstangen 44 in
ihren jeweiligen Bohrlöchern 46.
Die Hubplatte 48 weist drei Schlitze 50 derart
auf, dass die Platte 48 um die Trägerblöcke 36 für das Formwerkzeug 12 herum
passen kann. Die Trägerblöcke 36 sind
mit optionalen Durchgängen 102 versehen, 2A und 2B,
für Kühlwasser
von einer nicht gezeigten Quelle, in dem Fall, dass eine Kühlung für den Betrieb
des zu beschreibenden Hubmechanismus benötigt wird. Die Hubplatte 48 kann
auch mit Kühlmitteldurchgängen 104 versehen
sein.
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Die
Gestalt jedes Puffers 42 ist ein wichtiges Merkmal dieser
Erfindung. Die obere Oberfläche
jedes Puffers 42 wirkt als ein Teil der formgebenden Oberfläche 14 von
Werkzeug 12 während
des Formens eines Werkstücks.
Daher ist die Oberfläche
jedes Puffers 42 so gestaltet, dass sie mit der umgebenden
Region der formgebenden Oberfläche 14 konform
ist, in welcher der Puffer liegt. Der Oberflächenbereich jedes Puffers 42 ist
groß genug,
um ein durch Hitze erweichtes geformtes Blech aus dem Kontakt mit
dem Werkzeug abzuheben, ohne das warm geformte Teil zu verformen
oder zu beschädigen.
Es ist im Allgemeinen bevorzugt, dass die Puffer 42 in
der Draufsicht nicht kreisförmig
sind. Geeigneterweise sind sie quadratisch oder rechteckig, sodass
sie sich nicht drehen, wenn sie ein Teil von der formgebenden Oberfläche 14 des
Werkzeugs 12 abheben, wie nachstehend beschrieben ist.
Jeder Puffer ist für
seine eigene Stelle gestaltet und sie müssen nicht den gleichen Querschnitt
aufweisen.
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Die
Arbeitsweise der Vorrichtung dieser Erfindung wird mit Bezug auf 2A und 2B sowie auf 1 weiter
beschrieben.
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Bei
einer beispielhaften Streckformoperation eines erwärmten Blechwerkstücks ist
es üblich,
zwei gegenüberliegende
Werkzeuge zu verwenden, um eine formgebende Oberfläche für den Blechrohling bereitzustellen,
und um eine Kammer für
das Aufbringen eines Hochdruckgases zu definieren, um das Blech
in eine Konformität
mit der formgebenden Oberfläche
zu strecken. Diese Anordnung ist in 2A und 2B veranschaulicht.
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2A zeigt
das Formwerkzeug 12 von 1 in einem
Querschnitt, wobei vier Puffer 42 in diesem abgestuften
Querschnitt in ihren zurückgezogenen
Positionen (in den Ausnehmungen 40) in dem Körper des
Formwerkzeugs 12 zu sehen sind. Es ist zu sehen, dass sich
Hubstangen 44 vertikal nach unten durch den Formwerkzeugblock,
durch die untere Isolier schicht 30 und die Metallplattenträgerplatte 32 erstrecken,
wobei ihre Enden auf der Hubplatte 48 ruhen. Das Werkzeug
selbst ruht auf den Blöcken,
die es über
dem Drucktiegel der Presse tragen. Ein beispielhafter elektrischer
Widerstandsheizstab 26 ist zu sehen, der die Breite des
Werkzeugs 12 durchquert.
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Der
Blechrohling 52 ist gezeigt, wobei seine Ränder 53 zwischen
dem Umfang 54 des Formwerkzeugs 12 und dem Umfang 56 eines
oberen Werkzeugs 58 eingeklemmt sind. Das obere Werkzeug 58 wirkt
mit dem Formwerkzeug 12 und dem Rohling 52 zusammen,
um eine Gasdruckkammer 60 über dem Rohling 52 zu
definieren. Das obere Werkzeug 58 wird mit elektrischen
Widerstandsheizstäben 62 beheizt.
Eine Isolierschicht 64 an der oberen Oberfläche von
Werkzeug 58 isoliert dieses thermisch von einem nicht gezeigten
oberen Drucktiegel der Presse. Wie in 2A und 2B gezeigt
ist, stellt ein röhrenförmiger Durchgang 66 durch
das obere Werkzeug 58 und die Isolierschicht 64 den
Zugang von Hochdruckarbeitsgas, beispielsweise Stickstoff oder Luft,
in die Kammer 60 für
das Streckformen des durch Hitze erweichten Blechrohlings 52 bereit.
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Bei
dem in 2A veranschaulichten Arbeitsschritt
wurde ein Arbeitsgasdruck auf die obere Seite des Rohlings 52 aufgebracht.
Der an seinen Rändern
zwischen den zusammenwirkenden Werkzeugen 12, 58 eingeklemmte
Rohling 52 wurde in das Tal 22 und den Rücken 24 der
formgebenden Oberfläche 14 von
Werkzeug 12 konform gestreckt. Jeder Puffer 42 stellt
einen Abschnitt der Talregionen 22 der formgebenden Oberfläche 14 dar.
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Bei
dem in 2B veranschaulichten Arbeitsschritt
wurde das Arbeitsgas durch den Durchgang 66 aus der Druckkammer 60 entlüftet. Das
obere Werkzeug 58 wurde durch einen Betrieb der Presse
angehoben, um das geformte Blechteil 52 zu entfernen. Ein
geeigneter Hubmechanismus (nachfolgend beschrieben) wird betätigt, um
die Hubplatte 48 aus ihrer horizontalen Ruheposition (eine
abgesenkte Position, wie sie in 2A gezeigt
ist) während
eines Formens des Werkstücks
einheitlich anzuheben. Das Anheben der Hubplatte 48 hebt
die Hubstangen 44 gemeinsam mit den Hubpuffern 42 im
Einklang, um das geformte Blechteil 52 von der Oberfläche 14 des
Formwerkzeugs 12 abzulösen.
Wie in 2B veranschaulicht ist, wurden
die vier in diesem Querschnitt sichtbaren Puffer 42 (von
zehn bei dieser Ausführungsform)
in den Ausnehmungen 40 angehoben (aber nicht vollständig aus
den Ausnehmungen heraus) um das geformte Teil 52 von der
formgebenden Oberfläche 14 einheitlich
abzulösen,
ohne es zu verformen. Das geformte Teil 52 wird um eine
ausreichende Distanz angehoben (beispielsweise 1,27 cm bis 5,08
cm (0,5 Zoll bis 2 Zoll)), sodass nicht gezeigte Roboterarme die
Ecken des Teils greifen können und
es zur Vorbereitung für
ein Schneiden und andere Endarbeitungsoperationen an dem geformten Blechteil
aus der offenen Presse zu einer Kühlhalterung entfernen können.
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Es
wird erwartet, dass in Regionen, die in dem endgültigen Teil enthalten sind,
viele Entnahmepuffer mit dem Werkstück in Eingriff treten werden. Selbstverständlich können einige
auch so liegen, dass sie mit einem Werkstück in einer Region in Eingriff
treten, die als Abfall abgeschnitten wird. In 2A und 2B kontaktieren
die Puffer 42 Abschnitte des Werkstücks, die Teil des fertigen
Teils sein werden. In diesem Beispiel sind die vier veranschaulichten
Puffer 42 am Boden der Täler 22 in der formgebenden
Oberfläche 14 des
Werkzeugs platziert. An dieser Stelle werden die Puffer gegen einen abgerundeten
Abschnitt des geformten Teils mit unmittelbar benachbarten ansteigenden
vertikalen Oberflächen
drücken,
die sich leichter von diesem Abschnitt der formgebenden Oberfläche lösen können. Diese
sind ein Beispiel eines strategisch wünschenswerten Plat zes zum Anheben
eines durch Hitze erweichten Werkstücks, ohne es zu verformen.
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Wie
angemerkt ist es bevorzugt, die Entnahmepuffer 42 gleichzeitig
und einheitlich anzuheben. Mit Bezug auf die Zeichnungsfiguren ist
die horizontale Hubplatte 48 an ihren vier Ecken durch
vier quadratische vertikale Hubplattenstangen 70 abgestützt, die
jeweils innerhalb eines Stützelements 72 (gestrichelt
gezeigt) begrenzt sind. Eine Seite 74 jeder vertikalen
Hubplattenstange 70 ist mit einem ansteigenden Muster paralleler
Gewindegänge
versehen. Es wird ein Mechanismus verwendet, um jede vertikale Hubplattenstange 70 zum
gleichen Zeitpunkt um den gleichen Betrag anzuheben, um die horizontale
Stellung der Hubplatte 48 anzuheben und beizubehalten. Der
Mechanismus wird von dem Drucktiegel 34 getragen.
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Wenn
es Zeit ist, das geformte Teil 52 von der formgebenden
Oberfläche 14 abzulösen, wird
ein Pneumatikzylinder 76 durch Druckluft (von einer nicht
gezeigten Standardquelle) betätigt.
Ein (nicht gezeigter) Kolben in dem Zylinder 76 treibt
einen Schubstab 78 (siehe 1) mit Schneckengetriebeabschnitten 80, 82 an.
Das Voranbewegen des Schubstabs 78 dreht zwei Ritzel 84, 86.
Das Zahnrad 84 ist an der Welle 88 befestigt,
welche an den Stützelementen 72 an
der Hinterseite der Werkzeuganordnung, wie sie in 1 zu
sehen ist, montiert ist. Das Ritzel 86 ist an einer Welle 90 befestigt,
die auf ähnliche
Weise an den Stützelementen 72 an
der Vorderseite der Anordnung 10 montiert ist. Eine Drehung
der Ritzel 84, 86 dreht die Wellen 88, 90.
Die Welle 88 trägt
Ritzel 92, 94 zum Anheben der hinteren Hubplattenstangen 70 und
die Welle 90 trägt
Ritzel 96, 98 zum Anheben der Hubplattenstangen 70 an
der Vorderseite. Dieser pneumatisch betätigte Mechanismus ist so konstruiert,
dass er die Hubplatte 48 gleichmäßig anhebt, sodass jeder der
Hubpuffer 42 gemeinsam auf das Teil 52 einwirkt,
um das Teil einheitlich von der Oberfläche 14 des Werkzeugs
abzulösen.
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Wie
in 2B zu sehen ist, haben die Puffer 42 das
Werkstück 52 von
der formgebenden Oberfläche 14 abgehoben.
Jedoch sind die Puffer 42 dick genug, dass sie ihre jeweiligen
Hohlräume 40 nicht vollständig verlassen
haben. Kontakte zwischen den Hohlräumen 40 und den Puffern 42 verhindern
eine Drehung der Puffer 42 aus der Konformität mit ihren jeweiligen
umgebenden formgebenden Oberflächen.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird Luftdruck aus dem Zylinder 76 freigesetzt (oder die
Aktion des Zylinders wird umgekehrt), wenn das geformte Teil 52 aus
der Presse entfernt wurde, und die Hubplatte 48, die Hubstangen 44 und
die Puffer 42 fallen nach unten in ihre Positionen zum
Formen eines Rohlings, wie in 2A zu
sehen ist.
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Das
Anheben der Hubplatte 48 und der Pufferhubstangen 44,
die darauf gelagert sind, kann durch ein beliebiges geeignetes Energiesystem
erledigt werden. Der Pufferhubmechanismus kann durch hydraulische
Energie oder Elektromotoren und dergleichen anstelle des pneumatischen
Systems betätigt
werden. Alternativ kann ein separat mit Energie versorgtes Hubmittel
an jeder Ecke oder an einer gewählten
Hubstelle der Hubplatte 48 liegen.
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Die
Strategie der Erfindung besteht darin, Puffer einer geeigneten Größe und Gestalt
bereitzustellen, die mehr oder weniger einheitlich über die Draufsicht
des geformten Teils verteilt liegen, um das Teil einheitlich von
dem Werkzeug abzulösen,
wie beschrieben wurde. Bei einem Beispiel zum Formen eines Heckklappenblechs
eines Kraftfahrzeugs wurde ein geeignetes Formwerkzeug entwickelt,
bei welchem die gesamte Kontaktoberfläche der Hubpuffer etwa 1,5
Prozent der Blechkontaktfläche
des Werkzeugs darstellte. Daher können beim Formen von Karosserieblechen
mit dem gegenwärtigen
Niveau an Gestaltkomplexität
Puffergesamtflächen
von etwa ein bis drei Prozent der Kontaktfläche zwischen dem Werkzeug und
dem Teil erwartet werden. Es ist offensichtlich, dass unterschiedliche
Teilekonfigurationen unterschiedliche Anordnungen von Kontaktoberflächenkonfigurationen
der Entnahmepuffer und unterschiedliche Entnahmepuffergesamtflächen erfordern werden.
Die Anforderungen an den Pufferkontakt für das Entfernen eines durch
Hitze erweichten Teils von einer Werkzeugoberfläche hängt von der Gestalt der Oberfläche und
der Temperatur und der Flexibilität des Teils zum Zeitpunkt seiner
Entfernung von dem Werkzeug ab. Bei Kontakten zwischen Teil und
Werkzeug, bei denen wesentliche Flächen des Teils von dem Werkzeug
weg geschoben werden (d. h. mit einer scherungsähnlichen Bewegung entfernt
werden) kann es sein, dass weniger Entnahmepufferfläche benötigt wird.
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Diese
Erfindung hat eine spezielle Verwendung bei dem Streckformen von
magnesiumhaltigen Aluminiumlegierungen mit sehr hoher Dehnung gefunden,
die zu Kraftfahrzeugkarosserieblechen geformt werden. Es ist jedoch
offensichtlich, dass der Entnahmemechanismus in Verbindung mit dem
Formen von durch Hitze erweichten Blechteilen mit einer beliebigen
Zusammensetzung verwendet werden kann, wobei derartige Teile typischerweise
aus geeigneten Kohlenstoff-Stahl-Legierungen, anderen eisenhaltigen
Metalllegierungen, Aluminiumlegierungen, Magnesiumlegierungen und
dergleichen geformt werden.
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Dementsprechend
ist festzustellen, dass, obwohl die Erfindung mit Hilfe einer bevorzugten Ausführungsform
beschrieben wurde, andere Formen von Fachleuten leicht angepasst
werden können.
Dementsprechend wird angenommen, dass der Schutzumfang der Erfindung
nur durch den Schutzumfang der nachstehenden Ansprüche beschränkt ist.