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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung befaßt
sich allgemein mit einer Vorrichtung zur Durchführung eines Hydroformvorganges
an einem Werkstück
mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt gemäß dem einleitenden Teil des
Patentanspruchs 1. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer
verbesserten Konstruktion für eine
derartige Hydroformvorrichtung, welche relativ einfach und kostengünstig aufgebaut
ist und betrieben werden kann, und die insbesondere zur Durchführung eines
Hydroformvorganges von relativ langen Werkstücken geeignet ist, bei denen
es sich beispielsweise um Längsträger bei
einer Fahrzeugrahmenanordnung handeln kann.
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Das
Hydroformen ist ein an sich bekanntes Metallbearbeitungsverfahren,
bei dem unter Druck stehendes Fluid eingesetzt wird, um ein Werkstück mit einem
geschlossenen Hohlprofilquerschnitt, wie ein rohrförmiges Teil,
nach außen
unter Anpassung an einen Formhohlraum zu verformen, welcher eine gewünschte Gestalt
hat. Eine typische Hydroformvorrichtung umfaßt einen Rahmen, welcher zwei oder
mehr Formteile hat, welche auf diesem zur Ausführung einer relativen Bewegung
zwischen einer Offenstellung und einer Schließstellung gelagert sind. Die
Formteile haben zusammenarbeitende Ausnehmungen, welche darin ausgebildet
sind, und die zusammen einen Formhohlraum bilden, welcher eine Form
entsprechend einer gewünschten
Endgestalt des Werkstücks
hat. Wenn die Vorrichtung in die Offenstellung bewegt wird, sind
die Formteile voneinander beabstandet, um zu ermöglichen, dass ein Werkstück in den
Formhohlraum eingebracht oder aus diesem entnommen werden kann.
Wenn die Vorrichtung in die Schließstellung bewegt wird, grenzen
die Formteile aneinander, so dass das Werkstück in dem Hohlraum umschlossen
ist. Obgleich der Formhohlraum im allgemeinen etwas größer als
das durch Hydroformen zu bearbeitende Werkstück ist, führt die Bewegung der beiden
Formteile von der Offenstellung zu der Schließstellung manchmal zu einer
gewissen mechanischen Verformung des hohlen Teiles. Auf jeden Fall
wird das Werkstück
dann mit einem Fluid gefüllt,
typischer Weise mit einer relativ inkompressiblen Flüssigkeit
wie Wasser. Der Druck des Fluids in dem Werkstück wird auf eine solche Größe erhöht, dass
das Werkstück
sich nach außen
unter Anpassung an die Form des Formhohlraums expandiert. Als Folge
hiervon wird das Werkstück
zu der gewünschten
Endgestalt verformt oder expandiert sich in diese Richtung. Das
Hydroformen ist ein vorteilhaftes Verfahren zur Ausbildung von Fahrzeugrahmenkomponenten
und anderen Bauelementen, da sich diese ausgehend von einem Werkstück gemäß der gewünschten
komplizierten Gestalt verformen lassen.
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Bei
einer typischen Hydroformvorrichtung sind die Formteile derart angeordnet,
dass ein oberes Formteil auf einem Druckkolben der Vorrichtung abgestützt ist,
während
ein unteres Formteil auf einem Bett der Vorrichtung abgestützt ist.
Ei ne mechanische oder hydraulische Betätigungseinrichtung ist zum
Hochfahren des Druckkolbens und des oberen Formteils in Richtung
nach oben in der Offenstellung relativ zu dem unteren Formteil vorgesehen,
wodurch ermöglicht
wird, dass das geformte Werkstück
aus dem Formhohlraum entnommen und einneues Werkstück in dasselbe
eingesetzt werden kann. Die Betätigungseinrichtung
senkt auch den Druckkolben und das obere Formteil in Richtung nach
unten in der Schließstellung
relativ zu dem unteren Formteil ab, um zu ermöglichen, dass die Hydroformbearbeitung durchgeführt werden
kann. Um die Formteile während
des Hydroformverfahrens zusammen zu halten, ist üblicherweise eine mechanische
Spannanordnung vorgesehen. Die mechanische Spannanordnung arbeitet
mechanisch mit den Formteilen (oder alternativ mit dem Druckkolben
und der Basis, auf welchen die Formteile abgestützt sind) zusammen, um zu verhindern,
dass sich diese Teile voneinander während der Hydroformbearbeitung
weg bewegen. Eine derartige Bewegung wäre natürlich unerwünscht, da hierdurch die Gestalt
des Formhohlraums abgeändert
würde,
was zu einer unerwünschten
Abänderung
der Endgestalt des Werkstücks
führen
würde.
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Wie
zuvor angegeben worden ist, wird bei dem Hydroformverfahren ein
unter hohem Druck stehendes Fluid innerhalb des Werkstücks eingesetzt, um
eine Verformung zu bewirken. Die Größe des Drucks des Fluids in
dem Werkstück ändert sich
in Abhängigkeit
von vielen Faktoren, wobei einer dieser Faktoren die physikalische
Größe des zu
verformenden Werkstücks
ist. Wenn ein relativ kleines oder dünnwandiges Werkstück zu verformen
ist, ist die Größe des Drucks
des Fluids, welches in das Werkstück während des Hydroformvorganges
eingeleitet wird, relativ niedrig. Folglich ist auch die Größe der nach
außen
gerichteten Kraft, welche auf das Werkstück in den Formteilen während des
Hydroformvorganges ausgeübt
wird, relativ gering. In diesen Anwendungsfällen ist nur eine relativ kleine
Größe einer nach
innen gerichteten Kraft erforderlich, welche von der Hydroformvorrichtung
aufgebracht werden muß, um
den nach außen
gerichteten Kräfte
entgegen zu wirken, so dass die Formteile in der Schließposition während des
Hydroformvorganges bleiben. Folglich sind die physikalische Größe und die
Festigkeit der Hydroformvorrichtung beim Einsatz zum Verformen von
relativ kleinen oder dünnwandigen
Werkstücken nicht
größer als
bei einer typischen mechanischen Presse zum Ausführen eines ähnlichen Bearbeitungsvorganges.
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Wenn
jedoch relativ große
oder dickwandige Werkstücke
zu verformen sind (wie man dies beispielsweise bei vielen Fahrzeugrahmenkomponenten
einschließlich
der Längsträger, Querteile
und dergleichen findet), ist die Größe des Drucks des Fluids, welches
in das Werkstück
während
des Hydroformvorganges eingeleitet wird, relativ groß. Folglich
ist auch die Größe der nach
außen
gerichteten Kraft, die durch das Werkstück auf die Formteile während des Hydroformvorganges
ausgeübt
werden, relativ groß. Um
diesen entgegen zu wirken, ist eine relativ große nach innen gerichtete Kraft
erforderlich, die von der Hydroformvorrichtung aufgebracht werden
muß, um die
Formteile in der Schließposition
während
der Hydroformbearbeitung zu halten. Folglich werden die physikalischen
Abmessungen und die Festigkeit der Hydroformvorrichtung sehr groß oder größer als
bei typischen mechanischen Pressen zur Ausführung eines ähnlichen
Bearbeitungsvorganges. Dies ist sehr umständlich, wenn das Werkstück relativ
lang ist, wie dies beispielsweise bei Längsträgern bei Fahrzeugrahmen der
Fall ist. Die Kosten und die Kompliziertheit der Herstellung bei
einer üblichen
Hydroformvorrichtung, welche ein derartiges Werkstück verformen kann,
sind sehr groß.
Daher ist es erwünscht,
eine verbesserte Konstruktion für
eine Hydroformvorrichtung bereitzustellen, welche relativ große und dickwandige
Werkstücke
verformen kann, welche aber relativ kleine Abmessungen und einen
einfachen Aufbau hat, sowie hinsichtlich der Herstellung und des Betriebs
kostengünstig
ist.
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In
JP 2001 001 066 ist eine
Hydroformvorrichtung beschrieben, welche die Merkmale des einleitenden
Teils des Patentanspruches 1 aufweist.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Nach
der Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, welche die Merkmale
des Patentanspruchs 1 aufweist. Die Erfindung befaßt sich
mit einer verbesserten Konstruktion für eine Hydroformvorrichtung,
welche relativ große
und dickwandige Werkstücke
verformen kann, welche aber dennoch relativ klein bemessen ist,
einfach aufgebaut ist und hinsichtlich der Konstruktion und des
Betriebs kostengünstig
ist. Die Hydroformvorrichtung umfaßt obere und untere Platten,
welche miteinander mit Hilfe von Zugstangen verbunden sind, welche
durch zugeordnete Kompressionsrohre gehen. Ein oberes Formteil wird
auf der oberen Platte mittels eines im allgemeinen C-förmigen Tragarms
abgestützt,
während
ein unteres Formteil auf der unteren Platte abgestützt ist.
Die oberen und unteren Formteile haben darin ausgenommene Bereiche,
welche einen Formhohlraum bilden. Auf den querverlaufenden Enden der
Hydroformvorrichtung sind Anordnungen vorgesehen, welche selektiv
das untere Formteil in einem Zusammenarbeitungseingriff mit dem
oberen Formteil bringen können
und ein Werkstück
in dem Formhohlraum umschließen.
Ein Matrizenrahmen wird dann zwischen dem Hydroformwerkzeug und
der unteren Platte bewegt. Eine Zylinderanordnung bzw. eine Zylindergruppe,
welche eine Mehrzahl von Kolben enthält, wird dann hydraulisch derartig
betätigt, dass
das Hydroformwerkzeug zwischen der Kolbenanordnung und der unteren
Platte sicher und fest eingespannt wird. Während die Zylinderanordnung
betätigt
wird, wird in das Werkstück
unter Druck stehendes Fluid eingeleitet, so dass das Werkstück unter Anpassung
an den Formhohlraum verformt wird.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Teiles einer bevorzugten Ausführungsform
einer Hydroformvorrichtung nach der Erfindung.
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2 ist
eine Vorderansicht der in 1 gezeigten
Hydroformvorrichtung.
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3 ist
eine Schnittansicht mit Teilausschnitt der in 1 gezeigten
Hydroformvorrichtung zur Verdeutlichung der Komponenten derselben
vor dem Einbau eines Hydroformwerkzeugs in die Hydroformvorrichtung.
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4 ist
eine 3 ähnliche
Schnittansicht zur Verdeutlichung des bewegbaren Matrizenrahmens,
nachdem dieser nach innen in die Hydroformvorrichtung zur Vorbereitung
des Einbaues des Hydroformwerkzeuges bewegt worden ist.
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5 ist
eine 4 ähnliche
Schnittansicht zur Verdeutlichung der Hubzylinder nach deren Betätigung,
um das Hydroformwerkzeug über
den sich bewegenden Matrizenrahmen während des Einbaus des Hydroformwerkzeuges
anzuheben.
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6 ist
eine 5 ähnliche
Schnittansicht zur Verdeutlichung des beweglichen Matrizenrahmens
nach dessen Bewegung in der Hydroformvorrichtung in Richtung nach
außen
während
des Einbaus des Hydroformwerkzeugs.
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7 ist
eine 6 ähnliche
Schnittansicht zur Verdeutlichung der Zylinder nach deren Betätigung,
um das untere Formteil des Hydroformwerkzeugs abzusenken und den
Einbau des Hydroformwerkzeuges abzuschließen.
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8 ist
eine 7 ähnliche
Schnittansicht zur Verdeutlichung des Einführens eines Werkstücks in die
in dem unteren Formteil des Hydroformwerkzeugs ausgebildete Ausnehmung
zur Einleitung des Hydroformvorganges.
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9.
ist eine 8 ähnliche Schnittansicht zur
Verdeutlichung der Hubzylinder nach deren Betätigung zum Anheben des unteren
Formteils im Zusammenarbeitungseingriff mit dem oberen Formteil des
Hydroformwerkzeugs während
der Hydroformbearbeitung.
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10 ist
eine 9 ähnliche
Schnittansicht zur Verdeutlichung des bewegbaren Matrizenrahmens
nach dessen Bewegung des Hydroformwerkzeugs in Richtung nach innen
während
des Hydroformvorgangs.
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11 ist
eine 10 ähnliche
Schnittansicht zur Verdeutlichung der Kolben, die in der Kolbenanordnung
vorgesehen sind, nachdem sie nach unten mittels des unter Druck
stehenden Fluids ausgefahren worden sind, und nach dem Einbringen
des unter Druck stehenden Fluids in das Werkstück während des Hydroformvorganges.
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12 ist
eine 11 ähnliche
Ansicht zur Verdeutlichung des bewegbaren Matrizenrahmens nach dessen
Bewegung in der Hydroformvorrichtung in Richtung nach außen und
zur Verdeutlichung der Hubzylinder nach deren Betätigung,
um das untere Formteil der Hydroformvorrichtung zur Fertigstellung der
Hydroformbearbeitung abzusenken.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnung ist in den 1, 2 und 3 eine
Hydroformvorrichtung gezeigt, die nach der Erfindung ausgelegt ist und
insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 versehen ist. Die dargestellte
Hydroformvorrichtung 10 hat im allgemeinen einen modularen
Aufbau und umfaßt zwei
Hydroformmodule, welche mit 11 und 12 bezeichnet
sind. Die Module 11 und 12 sind hinsichtlich ihres
Aufbaus und ihrer Arbeitsweise im wesentlichen übereinstimmend, und können nebeneinander liegend
angeordnet sein. Obgleich zwei derartige Hydroformmodule 11 und 12 gezeigt
sind, soll natürlich erwähnt werden,
dass die Hydroformvorrichtung 10 auch eine größere oder
kleinere Anzahl von derartigen Modulen 11 und 12 umfassen
kann. Alternativ braucht auch die Hydroformvorrichtung 10 nicht
mit einer derartigen modularen Konstruktion ausgelegt zu sein.
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Jeder
der Module 11 und 12 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 Bauteilplatte 21, eine
untere, horizontal verlaufende Bauteilplatte 22, eine vordere,
vertikal verlaufende Bauteilplatte 23 und eine hintere,
vertikal verlaufende Bauteilplatte 24. Bei der dargestellten
bevorzugten Ausführungsform
sind die vorderen und hinteren, vertikal verlaufenden Bauteilplatten 23 und 24 integral
mit der unteren, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 22 ausgelegt,
obgleich dies nicht notwendigerweise der Fall zu sein braucht. Ein
erstes Paar von in Querrichtung verlaufenden vorderen Versteifungsplatten 25 und
ein zweites Paar von in Querrichtung verlaufenden hinteren Versteifungsplatten 26 (nur
eine ist dargestellt) sind vorgesehen, um die gesamte Festigkeit
und Steifigkeit der oberen Platte 20 zu verstärken. Die
obere Platte 20 umfaßt
auch ein Paar von oberen Plattenrohren 25a und 26a,
welche in vertikaler Richtung zwischen der oberen, horizontal verlaufenden
Bauteilplatte 21 und der unteren, horizontal verlaufenden
Bauteilplatte 22 verlaufen, welche ferner zwischen den
in Querrichtung verlaufenden vorderen Versteifungsplatten 25 und
den in Querrichtung verlaufenden hinteren Versteifungsplatten 26 vorgesehen
sind. Die Bauteilplatten 21, 22, 23 und 24,
die Versteifungsplatten 25 und 26 und die oberen
Plattenrohre 25a und 26a sind miteinander auf
irgendeine geeignete Weise, beispielsweise mittels Schweißen, verbunden,
um die obere Platte 20 zu bilden. Die unteren Enden der
oberen Plattenrohre 25a und 26a sind in zugeordnete Öffnungen,
vorzugsweise axial ausgerichtet hierzu (von denen nur eine bei 22a gezeigt
ist) angeordnet, die von der unteren horizontal verlaufenden Bauteilplatte 22 der oberen
Platte 20 gebildet wird. Der Zweck der oberen Plattenrohre 25a und 26a und
der Öffnungen 22a wird
nachstehend näher
beschrieben.
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Eine
in Querrichtung verlaufende, zentrale Platte 27 kann sich über die
oberen, horizontal verlaufenden Bauteilplatten 21 der jeweiligen
Module 11 und 12 erstrecken. Die zentrale Platte 27 ist
vorgesehen, um die Ausrichtung der Module 11 und 12 zu
erleichtern. Hierzu verlaufen Abschnitte der zentralen Platte 27 im
Zusammenwirken mit den Ausnehmungen (nicht gezeigt), welche in den
oberen, horizontal verlaufenden Bauteilplatten 21 ausgebildet
sind. Jedoch kann die zentrale Platte 27 fest mit dem oberen, horizontal
verlaufenden Bauteilplatten 21 auf irgendeine gewünschte Weise
verbunden sein, oder auf eine andere Weise mit diesen zusammen arbeiten.
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Ein
erster Hydraulikzylinder 28 (siehe 3) ist auf
der unteren, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 22 an
der Vorderseite der jeweiligen oberen Platte 20 abgestützt. Jeder
der ersten Hydraulikzylinder 28 ist von üblicher
Bauart und umfaßt
eine Kolbenstange 28a, welche zwischen einer ausgefahren und
einer eingefahrenen Position beweglich ist. Um dies zu erreichen,
sind die ersten Hydraulikzylinder 28 derart beschaffen
und ausgelegt, dass sie selektiv mit einer Quelle für Druckfluid
(nicht gezeigt) verbunden werden können. Der Zweck dieser ersten
Hydraulikzylinder 28 wird nachstehend noch näher erläutert.
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In ähnlicher
Weise ist ein zweiter Hydraulikzylinder 29 (siehe 3)
auf der unteren, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 22 von
dem ersten Hydraulikzylinder 28 auf jeder der oberen Platte 20 nach rückwärts liegend
abgestützt.
Jeder der zweiten Hydraulikzylinder 29 ist auf übliche Weise
ausgelegt und umfaßt
eine Kolbenstange 29a, welche zwischen einer ausgefahrenen
und einer eingefahrenen Position bewegbar ist. Um dies zu erreichen,
sind die zweiten Hydraulikzylinder 29 ebenfalls derart
beschaffen und ausgelegt, dass sie selektiv mit einer Quelle für Druckfluid
(nicht gezeigt) verbunden werden können. Der Zweck dieser zweiten
Hydraulikzylinder 29 wird nachstehend näher erläutert.
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Jeder
der Module 11 und 12 der Hydroformvorrichtung 10 umfaßt auch
eine untere Platte, welche insgesamt mit 30 bezeichnet
ist. Die dargestellte untere Platte 30 hat ebenfalls einen
im wesentlichen kastenförmigen
Aufbau und umfaßt
eine obere, horizontal verlaufende Bauteilplatte 31, eine
untere, horizontal verlaufende Bauteilplatte 32 und eine
hintere, vertikal verlaufende Bauteilplatte 33. Bei der
dargestellten bevorzugten Ausführungsform
wird die hintere, vertikal verlaufende Bauteilplatte 33 integral
mit der oberen, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 31 ausgebildet,
obgleich dies nicht zwingend erforderlich ist. Ein erstes Paar von
in Querrichtung verlaufenden vorderen Versteifungsplatten 34 (nur
eine ist dargestellt) und ein zweites Paar von in Querrichtung verlaufenden
hinteren Versteifungsplatten 35 (nur eine ist dargestellt)
sind vorgesehen, um die gesamte Festigkeit und Steifigkeit der unteren
Platte 30 zu verstärken.
Die untere Platte 30 umfaßt auch ein Paar von unteren
Plattenrohren 34a und 35a, welche in vertikaler
Richtung zwischen der oberen, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 31 und
der unteren, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 32 verlaufen.
Ferner sind sie zwischen den in Querrichtung verlaufenden vorderen
Versteifungsplatten 34 und den in Querrichtung verlaufenden
hinteren Versteigungsplatten 35 angeordnet. Die Bauteilplatten 31, 32 und 33,
die Versteifungsplatten 34 und 35 und die unteren Plattenrohre 34a und 35a sind
miteinander auf an sich bekannte Weise, wie mittels Schweißen, verbunden,
um die untere Platte 30 zu bilden. Die oberen Enden der
oberen Plattenrohre 34a und 35a sind um zugeordnete Öffnungen
(nicht gezeigt) vorzugsweise koaxial zu diesen angeordnet, welche
an der oberen, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 31 und
der unteren Platte 30 gebildet werden. Der Zweck der unteren
Plattenrohre 34a und 35a und der Öffnungen werden
nachstehend näher
erläutert.
Eine in Querrichtung verlaufende zentrale Platte 36 kann
sich über
die unteren, horizontal verlaufenden Bauteilplatten 32 und
jeder der Module 11 und 12 auf dieselbe Weise
und zu dem selben Zweck wie die zentrale Platte 37 der
vorstehend beschriebenen Art erstrecken.
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Die
obere Platte 20 und die untere Platte 30 der jeweiligen
Module 11 und 12 sind miteinander mittels eines
Paars von in vertikaler Richtung verlaufenden Kompressionsrohren
oder -elementen 40 und 41 verbunden. Die dargestellten
Kompressionsrohre 40 und 41 sind im allgemeinen
hohl und zylindrisch ausge bildet, und sie haben jeweils obere und
untere Enden, welche in 3 mit 40a und 40b gezeigt sind,
welche eine größere Wanddicke
besitzen, obgleich dies nicht notwendigerweise der Fall zu sein braucht.
Die Kompressionsrohre 40 und 41 verlaufen zwischen
der unteren, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 22 der
oberen Platte 20 und der oberen, horizontal verlaufenden
Bauteilplatte 31 der unteren Platte 30. Die oberen
Enden 20a der Kompressionsrohre 40 und 41 sind
um die Öffnungen 22a und
vorzugsweise koaxial zu denselben ausgerichtet angeordnet, welche
durch die untere, horizontal verlaufende Bauteilplatte 22 der
oberen Platte 20 gebildet werden. Auf ähnliche Art und Weise sind
die unteren Enden 40b der Kompressionsrohre 40 und 41 um Öffnungen
vorzugsweise koaxial ausgerichtet zu diesen angeordnet, welche durch
die obere, horizontal verlaufende Bauteilplatte 31 der
unteren Platte 30 gebildet wird. Somit sind die Kompressionsrohre 40 und 41 zwischen
der unteren, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 22 der
oberen Platte 20 und der oberen, horizontal verlaufenden
Bauteilplatte 31 der unteren Platte 30 eingeschlossen.
Die Kompressionsrohre 40 und 41 sind auch vertikal
zu den oberen Plattenrohren 25a und 26a und den
unteren Plattenrohren 34a und 35b ausgerichtet.
Gegebenenfalls kann eine in Querrichtung verlaufende Tragplatte 42 (siehe 2)
als Zwischenverbindung zwischen den Kompressionsrohren 40 und 41 auf
an sich übliche
Weise, wie mittels Schweißen,
vorgesehen sein, um die Gesamtsteifigkeit und Festigkeit der Kompressionsrohre 40 und 41 in
der Hydroformvorrichtung 10 insgesamt zu verbessern.
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Eine
Zugstange 43 verläuft
durch jedes der Kompressionsrohre 40 und 41 von
den oberen Plattenrohren 25a und 26a der oberen
Platte 20 zu den unteren Plattenrohren 34a und 35a der
unteren Platte 30. Jede der Zugstangen 43 ist
im allgemeinen ein massives, zylindrisches Teil, welches einen oberen Endabschnitt 43a hat,
welcher oberhalb der oberen, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 21 der
oberen Platte 20 verläuft,
und einen unteren Endabschnitt 43b hat, welcher unterhalb
der unteren horizontal verlaufenden Bauteilplatte 32 der
unteren Platte 30 verläuft.
Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die oberen
und unteren Endabschnitte 43a und 43b der Zugstange 43 mit
Ge winde versehen, und Muttern 44 oder ähnliche Fixiereinrichtungen
sind auf die mit Gewinde versehene Endabschnitte 43a und 43b aufgeschraubt,
um die Zugstangen 43 mit den Kompressionsrohren 41 zu
verbinden. Wenn diese Schraubverbindung angezogen ist, werden die
Muttern 44 in Eingriffszustand mit der oberen, horizontal
verlaufenden Bauteilplatte 21 der oberen Platte 20 und
der unteren horizontal verlaufenden Bauteilplatte 32 der
unteren Platte 30 sowie mit den oberen und unteren Endabschnitten 40a und 40b der
Kompressionsrohre 40 gebracht. Als Folge hiervon sind die
Kompressionsrohre 30 mit Kompressionskräften zwischen der unteren,
horizontal verlaufenden Bauteilplatte 22 der oberen Platte 20 und
der oberen, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 31 der unteren
Platte 30 vorbelastet, wobei der Zweck hierfür nachstehend
noch näher
erläutert
wird. Gegebenenfalls können
auch andere Auslegungsformen als die dargestellten mit Gewinde versehenen
Endabschnitte 43a und 43b und die Muttern 44 vorgesehen
sein, um den vorstehend beschriebenen Zweck zu erreichen. Eine Trägerplatte 45 verläuft zwischen
der unteren, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 22 der
oberen Platte 20 und der oberen, horizontal verlaufenden
Bauteilplatte 31 der unteren Platte 30, wobei
der Zweck hierfür
nachstehend näher
erläutert
wird.
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Eine
obere Formspannanordnung, welche insgesamt mit 50 bezeichnet
ist, ist auf der oberen Platte 20 für die jeweiligen Module 11 und 12 vorgesehen.
Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die obere Formspannanordnung 50 fest mit
der unteren, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 22 der
oberen Platte 20 verbunden, obgleich dies nicht notwendigerweise
der Fall zu sein braucht. Die obere Formspannanordnung 50 umfaßt eine
Zylinderanordnung 51, welche auf der oberen Platte 20 vorgesehen
ist. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist die Zylinderanordnung 51 fest mit
der unteren, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 22 der
oberen Platte 20 auf an sich übliche Weise, wie mittels Schweißen, verbunden,
und sie verläuft
in Querrichtung bezogen auf die jeweiligen Module 11 und 12.
Die Zylinderanordnung 51 hat eine Mehrzahl von hohlen Zylindern 52,
welche in der unteren Fläche
davon ausgebildet sind. Die Anzahl und die Lage dieser hohlen Zylinder 52 können entsprechend
den Gegebenheiten bestimmt werden, um die nachstehend beschriebene
Hydroformbearbeitung durchzuführen.
Ein Kolben 53 ist in jedem der hohlen Zylinder 52 angeordnet,
um auf die nachstehend näher
beschriebene Weise eine Bewegung nach oben und unten zu begrenzen.
Eine Mehrzahl von Durchgängen 54 wird
von der Zylinderanordnung 51 derart gebildet, dass die
hohlen Zylinder 52 in kommunizierender Fluidverbindung
miteinander sind. Die Durchgänge 54 sind
selektiv in kommunizierender Fluidverbindung mit einer Quelle für Druckfluid
(nicht gezeigt). Der Zweck der Zylinderanordnung 51 und
der Kolben 53 wird nachstehend näher erläutert.
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Eine
Halteplatte 55 ist auf der Zylinderanordnung 51 zum
Halten der Kolben 53 innerhalb der Zylinder 52 vorgesehen.
Die Halteplatte 55 ist auf der unteren, horizontal verlaufenden
Bauteilplatte 22 der oberen Platte 20 mittels
einer Mehrzahl von Traganordnungen 56 abgestützt. Bei
der dargestellten bevorzugten Ausführungsform ist ein erstes Paar
von hydraulischen Tragzylindern 56 an der Vorderseite der
Zylinderanordnung 51 vorgesehen, sowie ein zweites Paar
von Tragzylindern 56 (von denen in 1 nur einer
gezeigt ist) ist auf der hinteren Seite der Zylinderanordnung 51 vorgesehen.
Jedoch kann auch eine andere beliebige Anzahl von Tragzylindern 56 an
jeweils gewünschten
Stellen vorgesehen sein. Jeder der Tragzylinder 56 ist
von üblicher
Bauart und umfaßt
eine Kolbenstange 56a, welche zwischen einer eingefahrenen
und einer ausgefahrenen Position bewegbar ist. Um dies zu erreichen,
sind die Tragzylinder 56 derart beschaffen und ausgelegt,
dass sie selektiv mit einer Quelle für Druckfluid (nicht gezeigt) verbunden
werden können.
Der Zweck dieser Tragzylinder 56 wird nachstehend näher erläutert.
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Ein
beweglicher Matrizenrahmen 60 ist auf der oberen Fläche der
oberen, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 31 der untern
Platte 30 abgestützt. Bei
der dargestellten bevorzugten Ausführungsform verläuft der
bewegliche Matrizenrahmen 60 in Querrichtung über die
beiden benachbarten oberen, horizontal verlaufenden Bauteilplatten 31 der
unteren Platten 30, die den beiden Modulen 11 und 12 zugeordnet
sind, obgleich dies nicht notwendigerweise der Fall zu sein braucht.
Der bewegliche Matrizenrahmen 30 ist auf der oberen Fläche der
oberen, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 31 zur Ausführung einer
horizontalen Gleitbewegung zwischen einer ausgefahrenen und einer
eingefahrenen Position abgestützt,
wie dies nachstehend noch näher
erläutert wird.
Der bewegliche Matrizenrahmen 60 kann direkt auf der oberen
Fläche
der oberen, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 31, wie
gezeigt, abgestützt
sein, oder er kann alternativ auf Wälzkörpern oder Lagern abgestützt sein,
welche auf der oberen Fläche
der oberen, horizontal verlaufenden Bauteilplatte 31 vorgesehen
sind. Ein Paar von Seitenplatten 61 ist fest mit den seitlichen
Enden des beweglichen Matrizenrahmens 60 zu dem nachstehend
näher beschriebenen
Zweck verbunden.
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Ein
Paar von Hydraulikgleitzylindern 62 (nur einer ist dargestellt)
ist auf den seitlichen Enden der Hydroformvorrichtung 10 vorgesehen,
um eine Gleitbewegung des beweglichen Matrizenrahmens 60 zwischen
der ausgefahrenen und der eingefahrenen Position auszuführen. Bei
der dargestellten bevorzugten Ausführungsform sind die Gleitzylinder 62 fest
mit den oberen, horizontal verlaufenden Bauteilplatten 31 der
beiden Module 11 und 12 verbunden. Die Gleitzylinder 62 können jedoch
auf irgendeiner geeigneten Stützfläche abgestützt sein.
Jeder der Gleitzylinder 62 hat eine bewegliche Kolbenstange 62a,
welche sich von diesem nach außen
erstreckt. Die äußeren Enden
der Kolbenstangen 62a sind fest mit den Seitenplatten 61 verbunden,
d.h. sie sind fest mit den seitlichen Enden des beweglichen Matrizenrahmens 60 verbunden.
Die Gleitzylinder 62 sind derart beschaffen und ausgelegt,
dass sie selektiv mit einer Quelle für Druckfluid (nicht gezeigt)
verbunden werden können,
um das Ausfahren und Einfahren der Kolbenstangen 62a zu
bewirken und hierdurch dem beweglichen Matrizenrahmen 60 eine
Gleitbewegung zwischen der ausgefahrenen und der eingefahrenen Position
zu erteilen.
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Ein
Hydroformwerkzeug, welches eine obere Formhalteplatte 63,
ein oberes Formteil 64, ein unteres Formteil 65 und
eine untere Formhalteplatte 66 umfaßt, ist auf dem beweglichen
Matrizenrahmen 60 abgestützt. Die obere Fläche des oberen
Formteils 64 ist fest mit der oberen Halteplatte 63 verbunden, während die
untere Fläche
des oberen Formteils 64 einen ausgenommenen Bereich 64a hat,
welcher darin ausgebildet ist. In ähnlicher Weise ist die untere Fläche des
unteren Formteils 65 fest mit der unteren Formhalteplatte 66 verbunden,
während
die obere Fläche
des unteren Formteils 65 einen ausgenommenen Bereich 65a hat,
welcher darin ausgebildet ist. Die obere Formhalteplatte 63 hat
einen nach hinten verlaufenden Vorsprung 61a, dessen Zweck nachstehend
näher beschrieben
wird.
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Wenn
die oberen und die unteren Formteile 64 und 65 zusammen
bewegt werden, wie dies in 3 gezeigt
ist, arbeiten die ausgenommenen Bereiche 64a und 65a zusammen,
um einen Hydroformhohlraum zu bilden, welcher sich in Querrichtung durch
das Hydroformwerkzeug erstreckt. Wie am deutlichsten aus 1 zu
ersehen ist, verlaufen die Enden der oberen Formhalteplatte 63 und
der unteren Formhalteplatte 66 bis zu den Enden des oberen Formteils 64 und
des unteren Formteils 65. Die obere Formhalteplatte 63 hat
einen im allgemeinen C-förmigen
Tragarm 67, welcher fest mit der Vorderseite derselben
verbunden ist. Der Tragarm 67 hat ein nach innen verlaufendes,
oberes Ende 67a, welches an demselben vorgesehen ist. Der
Zweck des Tragarms 67 und des nach innen verlaufenden Endes 67a werden
nachstehend näher
erläutert.
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Eine
Hubanordnung, welche insgesamt mit 70 bezeichnet ist, ist
an jedem der seitlichen Enden der Hydroformvorrichtung 10 vorgesehen.
Jede Hubanordnung 70 umfaßt einen hydraulischen Hubzylinder 71,
welcher fest mit der unteren Platte 30 der Hydroformvorrichtung 10 oder
einer anderen Abstützfläche verbunden
ist. Jeder der Hubzylinder 71 ist von üblicher Bauart und umfaßt eine
Kolbenstange 71a, welche vertikal zwischen einer ausgefahrenen
und einer eingefahrenen Position bewegbar ist. Um dies zu erreichen,
sind die Hubzylinder 71 auf geeignete Weise selektiv mit
einer Quelle für
Druckfluid (nicht gezeigt) verbunden. Jede der Hubanordnungen 70 umfaßt ferner
ein Hubteil 72, welches mit dem Hubzylinder 71 verbunden
ist. Die Hubteile 72 sind im allgemeinen in Form eines
gestürzten
U ausgebildet und sind mit den zugeordneten Kolbenstangen 71a zur
Ausführung
einer Vertikalbewegung mit den Seiten verbunden. Zur Erleichterung
dieser Vertikalbewegung ist jedes Hubteil 72 zwischen einem
Paar von Hubführungen 73 angeordnet.
Die Hubführungen 73 sind
fest mit der unteren Platte 30 der Hydroformvorrichtung 10 oder
einer anderen Stützfläche verbunden,
und sie sind in Gleiteingriff mit den Seiten der zugeordneten Hubteile 72.
Wenn daher die Hubzylinder 71 betätigt werden, kann das Hubelement 72 selektiv
relativ zu der unteren Platte 30 angehoben oder abgesenkt
werden. Ein im allgemeinen U-förmiger
Hubträger 74 kann
fest (oder alternativ integral mit) dem oberen Ende der jeweiligen
Hubteile 72 verbunden oder ausgebildet sein, und der Zweck
hierfür wird
nachstehend näher
erläutert.
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Nunmehr
wird die Arbeitsweise der Hydroformvorrichtung 10 näher erläutert. Zu
Beginn muß die
Hydroform in die Hydroformvorrichtung 10 eingebaut werden.
Um dies zu erreichen, werden die verschiedenen Komponenten der Hydroformvorrichtung in
die Position nach 3 gebracht, und das Hydroformwerkzeug
wird auf der Oberseite des bewegbaren Matrizenrahmens 60 angeordnet.
In dieser Anfangsanordnung sind die Durchgänge 54, welche durch
die Zylinderanordnung 51 gebildet werden, nicht in kommunizierender
Verbindung mit der Quelle für
Druckfluid. Obgleich die Kolben 53 und die Halteplatte 55 in
der Zylinderanordnung 51 unter dem Einfluß der Schwerkraft
im Hinblick auf die zugelassene Abstützung durch die Tragzylinder 58 abhängig sind, wird
hierdurch keine Druckkraft ausgeübt.
Um das Hydroformwerkzeug in die Hydroformvorrichtung 10 einzubauen,
werden die hydraulischen Gleitzylinder 62 zu Beginn betätigt, wie
dies aus 4 zu ersehen ist, um den bewegbaren
Matrizenrahmen 60 und das Hydroformwerkzeug nach innen
in die Hydroformvorrichtung 10 hinein zu bewegen. In dieser
Position sind der bewegbare Matrizenrahmen 60 und das Hydroformwerkzeug
vertikal zu der oberen Formspannanordnung 50 ausgerichtet.
Insbesondere ist das obere Ende 67a des Tragarms 67 direkt
oberhalb des ersten Hydraulikzylinders 28 angeordnet, während der
nach hinten verlaufende Vorsprung 63a der oberen Form Tragplatte 63 direkt
oberhalb des zweiten Hydraulikzylinders 29 angeordnet ist.
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Dann
werden entsprechend 5 die Hubzylinder 71 betätigt, um
das Hubteil 72 und den Hubträger 74 nach oben relativ
zu der unteren Platte 30 auszufahren. Wie zuvor erwähnt worden
ist, verlaufen die Enden der oberen Formhalteplatte 63 und
der unteren Formhalteplatte 66 in Querrichtung zu den Enden
des oberen Formteils 64 und des unteren Formteils 65.
Diese Enden der unteren Formhalteplatte 66 sind in dem
U-förmigen
Hubträger 74 derart aufgenommen,
dass das Hydroformwerkzeug einschließlich der oberen Formhalteplatte 63,
des oberen Formteils 64, des unteren Formteils 65 und
der unteren Formhalteplatte 66 mit dem Hubteil 72 nach oben
angehoben wird. In dieser angehobenen Position kommt die obere Fläche der
oberen Halteplatte 63 zur Anlage an der unteren Fläche der
Halteplatte 55. Wie ebenfalls zuvor erwähnt worden ist, sind die Durchgänge 54,
die durch die Zylinderanordnung 51 gebildet werden, nicht
in kommunizierender Verbindung mit der Quelle für Druckfluid. Daher bewirkt
die nach oben gerichtete Bewegung des Hydroformwerkzeuges, dass
die Halteplatte 55 ebenfalls nach oben bewegt wird, wodurch
bewirkt wird, dass die Kolben 53 in ihre zugeordneten Zylinder 52 eingefahren
werden. Zugleich werden die ersten und die zweiten Hydraulikzylinder 28 und 29 betätigt, um
die zugeordneten Kolben 28a und 29a auszufahren.
Der Kolben 28a wird ausgefahren und ist in Zusammenarbeitungseingriff
mit dem oberen Ende des C-förmigen Tragarms 67,
welcher fest mit der oberen Formhalteplatte 63 verbunden
ist, während
der Kolben 29 beim Ausfahren mit dem nach hinten verlaufenden Vorsprung 63a zusammenarbeitet,
welcher an der oberen Formhalteplatte 63 vorgesehen ist.
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Dann
werden die hydraulischen Gleitzylinder 62 nach 6 betätigt, um
den bewegbaren Matrizenrahmen 60 von der Hydroformvorrichtung 10 nach
außen
zu bewegen. Da jedoch die Hubzylinder 71 ausgefahren bleiben,
bleibt das Hydroformwerkzeug innerhalb der Hydroformvorrichtung 10 angeordnet.
Schließlich
werden die Hubzylinder 71 entsprechend 7 betätigt, um
das Hubelement 72, den Hubträger 74, die untere
Formhalteplatte 66 und das untere Formteil 65 abzusenken.
Die ersten und die zweiten Hydraulikzylinder 28 und 29 jedoch
stützen
ständig
die obere Formhalteplatte 63 und das obere Formteil 64 ab.
Dann ist der Formeinbauvorgang bei der Hydroformvorrichtung 10 abgeschlossen,
und nunmehr kann die Hydroformvorrichtung 10 zur Ausführung einer
Hydroformbearbeitung eingesetzt werden.
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Der
Anfangsschritt bei dem Zyklus der Hydroformbearbeitung ist ebenfalls
in 8 gezeigt, wobei ein Werkstück 80 zwischen den
oberen und unteren Formteilen 64 und 65 jeweils
eingesetzt ist. Da das untere Formteil 65 relativ zum oberen
Formteil 64 abgesenkt worden ist, ist ein Zwischenraum vorhanden,
um das Werkstück 80 einführen zu
können.
Das Werkstück 80 hat
einen geschlossenen Hohlprofilquerschnitt, und es handelt sich beispielsweise
um ein rohrförmiges
Teil, welches auf an sich bekannte Weise vorgebogen werden kann,
um eine gewünschte
grobe Ausgangsgestalt für
das abschließend
mittels Hydroformen zu bearbeitende Bauteil zu erhalten. Irgendeine
beliebige Einrichtung (nicht gezeigt), kann eingesetzt werden, um
das Werkstück 80 zwischen
das obere Formteil 64 und das untere Formteil 65 einzusetzen.
In typischer Weise wird das Werkstück 80 in den ausgenommenen
Bereich 65a eingesetzt, welcher in dem unteren Formteil 65 ausgebildet
ist. Das Werkstück 80 ist
vorzugsweise derart bemessen, dass die Enden desselben um eine gewisse
Strecke in Querrichtung über
die jeweilige Seite des Hydroformwerkzeugs überstehen. Dies ist deshalb
vorgesehen, dass man auf übliche
Weise Endvorschubzylinder (nicht gezeigt) vorsehen kann, um den
Hydroformvorgang auszuführen,
wie dies nachstehend noch näher
erläutert
wird.
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Dann
werden die Kolben 71a der Hubzylinder 71 betätigt, um
das untere Formteil 65 und die untere Formhalteplatte 66 relativ
zu der oberen Formhalteplatte 63 in dem oberen Formteil 64 nach
oben zu bewegen, und zwar zu einer zu obersten liegenden Position
entsprechend 9. Die Hubzylinder 71 sind
vorzugsweise relativ klein bemessen, so dass sie eine relativ hohe
Geschwindigkeit erreichen können,
und mit der Auszugsbewegung der Kolben 71a eine geringe
Kraftbeaufschlagung bewirkt wird. Als Folge hiervon lässt sich
der Großteil
der Hubbewegung des unteren Formteils 65 und der unteren Formhalteplat te 65 relativ
schnell ausführen,
wodurch die Gesamtzykluszeit der Hydroformvorrichtung in vorteilhafter
Weise reduziert wird. Jedoch kann es erwünscht sein, dass die Zylinder 71 eine ausreichend
große
Kraft aufbringen, um eine gewisse Verformung des Werkstücks 80 zu
bewirken, wenn das untere Formteil 65 mit dem oberen Formteil 64 zusammen
arbeitet. Wenn das untere Formteil 65 und die untere Formhalteplatte 66 relativ
zu der oberen Formhalteplatte 63 und dem oberen Formteil 64 in
die Oberst liegende Position nach 9 bewegt worden
sind, liegt die untere Fläche
der unteren Formhalteplatte 66 geringfügig oberhalb der oberen Fläche des
bewegbaren Matrizenrahmens 66. Folglich können die
hydraulischen Gleitzylinder 62 betätigt werden, um wiederum den
bewegbaren Matrizenrahmen 60 in der Hydroformvorrichtung 10 nach
innen unterhalb des Hydroformwerkzeugs nach 10 zu
bewegen.
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Dann
werden der Kolben 71a des Hubzylinders 71, der
Kolben 28a des ersten Hydraulikzylinders und der Kolben 29a des
zweiten Hydraulikzylinders 29 derart eingefahren, dass
das Hydroformwerkzeug auf die obere Fläche des bewegbaren Matrizenrahmens 60 abgesenkt
wird. Da der Zwischenraum zwischen der unteren Fläche der
unteren Formhalteplatte 66 und der oberen Fläche des
bewegbaren Matrizenrahmens 60 relativ klein ist, ist auch
der Abstand, in dem das Hydroformwerkzeug abgesenkt wird, relativ
klein. In Folge hiervon ist das Hydroformwerkzeug in positiver Weise
auf dem bewegbaren Matrizenrahmen 60 abgestützt.
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Anschließend werden
die Durchgänge 54, welche
von der Zylinderanordnung 51 gebildet werden, in kommunizierende
Fluidverbindung mit der Quelle für
Druckfluid gebracht. Das Druckfluid bewirkt, dass die in der Zylinderanordnung 51 enthaltenen
Kolben 53 nach außen
zu ihren zugeordneten Zylindern 52 herausgefahren werden,
und eine relativ große
nach unten gerichtete Kraft gegen die Halteplatte 55 und
die obere Formhalteplatte 63 nach 11 gebracht
wird. Auf diese Weise ist das Hydroformwerkzeug fest zusammen gespannt,
so dass die Hydroformbearbeitung durchgeführt werden kann.
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Wie
zuvor angegeben worden ist, arbeiten die üblichen Endvorschubzylinder
(nicht gezeigt) mit den Enden des Werkstücks 80 zusammen, welche von
den Seiten des Hydroformwerkzeugs vorstehen. Diese Endvorschubzylinder
sind dicht gegenüber den
Enden des Werkstücks 80 und
bilden eine Einrichtung um das innere des Werkstücks 80 mit Druckfluid
zu versorgen. Auf an sich bekannte Art bewirkt dieses Druckfluid,
dass das Werkstück 80 sich
deformiert oder expandiert, und zwar nach außen, unter Anpassung an den
Formhohlraum, welcher durch die oberen und unteren Formteile 64 und 65 jeweils
definiert wird. Aufgrund der relativ großen nach unten gerichteten
Kraft durch die Kolben 53 gegen die Halteplatte 55 und
die obere Formhalteplatte 63 und ferner aufgrund der positiven
Abstützung
der unteren Formhalteplatte 66 auf den bewegbaren Matrizenrahmen 60 und
der unteren Platte 30 der Hydroformvorrichtung 10 wird
eine Relativbewegung zwischen dem oberen Formteil 64 und
dem unteren Formteil 65 während der Druckbeaufschlagung
des Werkstücks 80 verhindert.
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Es
ist noch zu erwähnen,
dass während
der Hydroformbearbeitung relativ große Reaktionskräfte gegen
die vorderen Enden der oberen und unteren Platten 20 und 30 der
Hydroformvorrichtung 10 erzeugt und gerichtet werden. Beim
Blick auf 11 ist zu ersehen, dass derartige
Reaktionskräfte
dazu neigen, die obere Platte 20 in Uhrzeigerrichtung um
die Zugstangen 43 relativ zur unteren Platte 30 zu
verschwenken. Derartige Reaktionskräfte werden in großem Maße durch
die Trägerplatte 45 aufgenommen, welche
zwischen den unteren Enden der oberen und unteren Platten 20 und 30 verläuft. Aus 11 ist
zu ersehen, dass der Querabschnitt von den Mittelpunkten der Zugstange 43 in
Richtung nach vorne zu dem Mittelpunkt des Hydroformwerkzeugs (an
welchem die Reaktionskräfte
erzeugt werden) wesentlich kleiner als der Querabstand von dem Mittelpunkt
der Zugstangen 43 in Richtung nach hinten zu der Trägerplatte 45 ist
(an welcher die Reaktionskräfte
aufgenommen werden). Der mechanische Vorteil durch diese Abstandsdifferenzen
ermöglicht,
dass die Abmessungen der Trägerplatte 45 relativ
klein gehalten werden können.
Hierdurch lassen sich die Gesamtabmessungen, das Gewicht und der
Kostenaufwand für die
Hydroformvorrichtung 10 minimieren.
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Wie
ebenfalls vorstehend erwähnt
ist, sind die Kompressionsrohre 40 mit Kompressionskräften durch
die Zugstangen 43 und die Muttern 44 vorgespannt.
Aufgrund des Zusammenarbeitens der oberen Platte 20 mit
der Trägerplatte 45 besitzen
die während
der Hydroformbearbeitung erzeugten Reaktionskräfte die Neigung, Zugkräfte in den
Kompressionsrohren 40 zu erzeugen. Vorzugsweise sind die vorbelastenden
Kompressionskräfte,
die in den Kompressionsrohren 40 erzeugt werden, derart
vorbestimmt, dass sie etwa gleich groß oder geringfügig größer als
die maximale Größe dieser
Zugkräfte
sind, die während
der Hydroformbearbeitung erzeugt werden. Als Folge hiervon neigen
diese Zugkräfte
zu einer Gegenwirkung zu den Vorbelastungskompressionskräften in
den Kompressionsrohren 40, welche der Erzeugung von Nettozugkräften in
den Kompressionsrohren 40 entgegen wirken.
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Nach
dem Ende der Hydroformbearbeitung des Werkstücks 80 werden die
Durchgänge 58,
die von der Zylinderanordnung 53 gebildet werden, von der
kommunizierenden Fluidverbindung mit der Quelle für Druckfluid
abgekoppelt, wodurch die relativ großen Klemmkräfte gegen das Hydroformwerkzeug
aufgehoben werden. Etwa zur gleichen Zeit werden die hydraulischen
Gleitkolben 62 betätigt,
um wiederum den beweglichen Matrizenrahmen 60 nach außen in der
Hydroformvorrichtung 10 nach 12 zurückzufahren.
Dann werden die Kolben 71a der Zylinder 71 eingefahren,
um die untere Formhalteplatte 66 und das untere Formteil 65 relativ
zu dem oberen Formteil 64 und der oberen Formhalteplatte 63 abzusenken.
Zugleich können
die ersten und die zweiten Zylinder 28 und 29 betätigt werden,
so dass die zugeordneten Kolben 28a und 29a ausfahren,
um die obere Formhalteplatte 63, das obere Formteil 64 und
die Halteplatte 55 anzuheben, wodurch bewirkt wird, dass
die Kolben 53 wiederum in ihre zugeordneten Zylinder 52 eingefahren
werden. Das mittels Hydroformen bearbeitete Werkstück 80 kann
dann zum Abschluß des
Zyklus der Hydroformbearbeitung entnommen werden.
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Wie
zuvor beschrieben worden ist, umfassen der Einbau des Hydroformwerkzeugs
und der Zyklus der Hydroformbearbeitung eine Reihe von sequentiellen
Bewegungsabläufen
der unterschiedlichen Komponenten der Hydroformvorrichtung 10.
Um diese sequentielle Bearbeitungsablauffolge schnell und zuverlässig auszuführen, ist
eine Mehrzahl von Sensoren (nicht gezeigt) vorzugsweise an der Hydroformvorrichtung 10 vorgesehen.
Diese Sensoren sind von üblicher
Bauart und sind derart beschaffen und ausgelegt, dass sie elektrische
Signale erzeugen, die die unterschiedlichen Betriebszustände der Hydroformvorrichtung 10 wiedergeben.
Für die
erfaßten
Betriebszustände
können
Positionssensoren vorgesehen sein, um sicher zu stellen, dass die
beweglichen Komponenten der Hydroformvorrichtung 10 tatsächlich ihre
gewünschte
Position erreichen, bevor der nächste
Schritt im Zyklus der Hydroformbearbeitung ausgeführt wird.
Drucksensoren können vorgesehen
sein, um sicher zu stellen, dass eine geeignete Druckbeaufschlagung
in der Zylinderanordnung 51 und dergleichen erreicht wird.
Die Signale von diesen Sensoren können einer oder mehreren elektronischen
Steuereinrichtungen (nicht gezeigt) zugeführt werden, um die unterschiedlichen
Komponenten der Hydroformvorrichtung 10 zu aktivieren. Die
elektronischen Steuereinrichtungen sind von üblicher Bauart und können derart
programmiert werden, dass die Signale von den unterschiedlichen Sensoren überwacht
werden und in Abhängigkeit hiervon
die sequentiellen Arbeitsabläufe
der vorstehend beschriebenen Art ausgeführt werden. Der Aufbau und
die Arbeitsweise der Sensoren und der elektronischen Steuereinrichtungen
sind für
den Fachmann an sich bekannt.
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Natürlich ist
die Erfindung nicht auf die voranstehend beschriebenen Ausführungsformen
und deren Einzelheiten beschränkt,
sondern es sind zahlreiche Abänderungen
und Modifikationen möglich, ohne
den Schutzumfang der Ansprüche
zu verlassen.