DE69314870T2

DE69314870T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Formen von Blechen mit Flüssigkeit

Info

Publication number: DE69314870T2
Application number: DE69314870T
Authority: DE
Inventors: Ralph E Roper; Gary A Webb
Original assignee: AK Steel Corp
Current assignee: Cleveland Cliffs Steel Corp
Priority date: 1992-07-27
Filing date: 1993-07-06
Publication date: 1998-06-04
Anticipated expiration: 2013-07-07
Also published as: PH31499A; AU664458B2; ES2111132T3; JP3418143B2; AU4161293A; DE69314870D1; DE69329600T2; US5533372A; KR100270413B1; KR940001965A; EP0787544B1; MY110187A; EP0787544A1; EP0581458A2; CA2100219A1; JPH071049A; EP0581458A3; ES2153139T3; ZA934709B; JP2000135521A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der Metallblechformung und insbesondere eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Hydroformungs-Bearbeitung von Metallbiech zu Teilen, wie z.B. Automobilstoßstangen, -türen, -hauben und dergleichen.
In der Kochgeschirr-, Haushaltsgeräte- und Automobilindustrie mit hohen Stückzahlen sowie in der Luftfahrt-, Raumfahrt- und job-shop-I ndustrie mit niedrigen und mittleren Stückzahlen kann Metallblech durch eine Vielzahl von verschiedenen Formwerkzeugen geformt werden, wobei die Art und Gr6ße des Formwerkzeugs durch die Form und die beabsichtigte Verwendung des jeweiligen Teiles vorgegeben sind. Ein Prozeß, der zur Formung verschiedener Teile verwendet wird, ist der herkömmliche Ziehprozeß. In einem ziehwerkzeug wird das Ausgangswerkstück über eine Binderoberfläche gezogen, was es dem Metall erlaubt, von der Binderoberfläche und in das Teil zu fließen. Unglücklicherweise werden dadurch in dem gesamten Teil verschiedene ungleichmäßige Spannungen verursacht, was zu einer lokalisierten Dehnung führt. Dies verursacht große Rückfederungs- und Formhalteprobleme, die es insbesondere bei großen Teilen nahezu unmöglich machen, das Ausmaß der Rückfederung, die auftreten wird, vorherzusagen. In der Praxis ist es allgemein üblich, um diesee Rückfederungs- oder Formhalteproblem zu lösen, das Teil zu überformen (über die gewünschte Form hinaus zu verformen). Das Feststellen des geeigneten Ausmaßes der Überformung erfordert eine Anzahl von kostenaufwendigen Vorgängen nach dem Prinzip von Versuch und Irrtum. Ferner kommt es in dem Ziehprozeß auch zu einer beträchtlichen Materialverschwendung, da das Ausgangswerkstück überdimensioniert ist, um einen Ausgleich für das über die Binderoberfläche in den Formwerkzeughohlraum fließende Metall zu schaffen.
In dem US-Patent Nr. 4,576,030 ist ein Prozeß beschrieben, bei dem Metallblech zwischen zusammenwirkenden Matrizen- und Patrizen-Formwerkzeughälften zu 100% streckgeformt werden kann. Dies wird durch Vorsehen eines Paares von einander gegenüberliegenden Haltewülsten bzw. -sicken erzielt, von welchen mindestens einer mit einer Anzahl von beabstandeten Randerhebungen versehen ist, die so ausgelegt sind, daß sie in das Metallblech um dessen Umfang eingreifen, wenn die Greiferwerkzeuge geschlossen werden. Dies erlaubt das homogene hundertprozentige Streckziehen des Metallbleches, was zu einer höheren Qualität der Formhaltung, einer Reduzierung der Anzahl der Stoß- und Strecklinien, weniger Abfall und einer gesteigerten Gesamtfestigkeit des Teiles führt.
Eine weitere Verfahrensweise, die die Qualität des geformten Teiles verbessert, ist die Flüssigkeitsformung, das heißt das Aufbringen einer druckbeaufschlagten Flüssigkeit gegen eine Seite des Werkstückes in dem Formprozeß. Zu den Vorteilen zählen die erhöhte Vielseitigkeit, das besseren Aussehen des fertigen Teiles, geringere Werkzeug- und reduzierte Wartungskosten.
Während diese Fortschritte die Qualität des Teiles stetig verbessert haben und die Grenzen der Produktentwicklung erweitert haben, gibt es Konfigurationen von Teilen, die das hundertprozentige Streckziehen nicht nutzen können. Insbesondere kann ein Teil eine Konfiguration haben, die bei einer hundertprozentigen Streckung des Werkstücks eine Verdünnung in Bereichen verursachen würde, in welchen die Dehnungserfordernisse der Konfiguration über denjenigen des Materials des Ausgangswerkstücks liegen. Zusätzlich kann ein Zerreißen des Materials des Ausgangswerkstücks resultieren.
Es ist wünschenswert, eine spezifische Werkzeugausrüstung zu schaffen, die in einer herkömmlichen doppeltwirkenden Presse verwendbar ist und die die vorteilhaften Aspekte der Flüssigkeitsformung, die Vorteile des Streckziehens und die Flexibilität des Tiefziehens miteinander verbindet, so daß eine exaktere Annäherung an das gewünschte Teil ermöglicht wird, während das Problem der Verdünnung oder des Zerreißens des Materials des Ausgangswerkstücks verringert oder sogar eliminiert wird.
Die WO 91/08065 (nächstliegender Stand der Technik) zeigt eine Vorrichtung zum Formen von Metallblechausgangswerkstücken in einer Presse auf 1 die eine Basis und einen äußeren und einen inneren Schlitten mit einem Basisformwerkzeug hat, das an der Presse anbringbar ist, und Werkzeugausrüstung, die an dem Pressen-Formwerkzeug anbringbar ist. Das Basisformwerkzeug enthält einen oberen Schuh, der an dem äußeren Schlitten anbringbar ist, und eine Hydraulikzylindereinheit ist an der Basis angebracht und durch den inneren Schlitten zu betätigen, um druckbeauf schlagte Flüssigkeit der Werkzeugausrüstung zuzuführen. Die Werkzeugausrüstung enthält ein oberes und ein unteres Formwerkzeug, die mit dem oberen Schuh und der Basis verbunden sind. Im Betrieb wird ein Ausgangswerkstück auf dem unteren Formwerkzeug positioniert, das obere Formwerkzeug wird durch den äußeren Schlitten in eine geschlossene Position bewegt und das Ausgangswerkstück wird durch Greiferstähle festgeklemmt, die in dem oberen Formwerkzeug angeordnet sind. Der äußere Schlitten bleibt in seiner Position, während der innere Schlitten sich abwärts bewegt und die Zylindereinheiten betatigt, was das zwangsweise Einführen von Hydraulikflüssigkeit zwischen das Ausgangswerkstück und das untere Formwerkzeug verursacht, so daß das Ausgangswerkstück in das obere Formwerkzeug streckgeformt wird.
Werkstattechnik 81 (Juni 1991, Nummer 6, Berlin, Seiten 337 bis 330) zeigt eine Streckzieh-/Tiefziehvorrichtung auf, in der verschiedene Arten zur Steuerung des Flusses in dem Metallausgangswerkstück, das geformt wird, aufgezeigt sind, einschließlich der Formung einer Platine, eines Ziehwulstes und der lokalen Steuerung der Niederhaltekräfte. Die Ziehwülste können eine rechteckige Form haben, um das Fließen des Metalls nach innen vollständig zu verhindern, oder können Verzögerungswülste sein, die das Fließen des Bleches erlauben.
Diese Erfindung schafft eine Vorrichtung gemäß der Definition in Anspruch 1.
Vorzugsweise verläuft die Flüssigkeitsversorgungseinrichtung durch das weitere Formwerkzeug.
Ferner ist bevorzugt, daß das erste Formwerkzeug eine im Querschnitt trapezförmige Randerhebung hat und das weitere Formwerkzeug eine im Querschnitt trapezförrnige Randvertiefung hat.
In der letztgenannten Anordnung ist das Profil der Randerhebung variiert, indem dort scharfe Ecke an der im Querschnitt trapezförmigen Randerhebung vorgesehen sind, wo eine Bewegung des Metallblechs verhindert werden soll, und dort gerundete Ecken vorgesehen sind, wo sie erlaubt sein soll.
In jeder der vorstehend genannten Anordnungen kann das Mittel zum Zuführen von Flüssigkeit eine Zylinderanordnung zum Unterdrucksetzen der Flüssigkeit, um eine unter Druck stehende Flüssigkeit zu bilden, eine Einfassung, die auf der Seite des Metallblechs gegenüber dem eingefaßten Raum eine Flüssigkeitskammer definiert, und einen Durchfluß oder Durchflüsse zum Durchlassen der unter Druck stehenden Flüssigkeit in die Flüssigkeitskammer aufweisen, um auf das Metallblech zu wirken, das sich über den eingefaßten Raum erstreckt.
In einem bestimmten Aufbau gemäß der Erfindung hat das erste Formwerkzeug ein Teil-Forrnstück für ein zu formendes Teil innerhalb der Umfangsranderhebung, wobei die Randerhebung und die Randvertiefung das Metallblech entlang dem Formwerkzeug halten, wo der Raum zwischen der Oberfläche des Metalls und dem in dem ersten Forrnwerkzeug gebildeten Teil-Formstück gebildet ist, wobei die Randerhebung unterschiedliche Krümmungsradien hat, um ein gewünschtes Ausmaß eines gesteuerten Verfließens des Metallblechs in den Raum vorzusehen, wobei die Mittel eine Steuerung auf das Metall ausüben, um Abschnitten des Metalls zu erlauben, sich entlang dem Teil- Formstück zu strecken, während es anderen Abschnitten des Metalls erlaubt ist, in das Teil-Formstück zu verfließen, wobei die Vorrichtung weiterhin hydraulische Zylinder zum Anwenden von Flüssigkeit direkt an dem Metallblech bei einem Druck, der groß genug ist, um das Metall dazu zu zwingen, sich durch den Raum zu bewegen und das in dem ersten Formwerkzeug definierte Teil-Formstück zu kontaktieren, und Mittel um die hydraulischen Zylinder zu betatigen, aufweist.
Nachfolgend werden einige bestimmte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
Figur 1 ist eine Vorderansicht einer Vorrichtung 10 zur Hydroformung von Metaliblech gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die zum Betrieb mit einer herkömmlichen doppeltwirkenden Presse ausgelegt ist.
Figur 2 ist eine Seitenansicht der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung 10, bei der das Heb- und Senkelement, das obere Formwerkzeug und das untere Formwerkzeug entfernt sind, um zwei der Hydraulikzylinder darzustellen, die die viersäulige Hydraulikzylinderanordnung bilden.
Figur 3 ist eine Draufsicht auf die untere Hälfte der Vorrichtung 10 von Figur 1.
Figur 4 ist eine Schnittansicht eines Heb- und Senkelements.
Figur 5 ist eine Schnittansicht eines oberen Formwerkzeugs, das auf das untere Forrnwerkzeug abgesenkt ist, entlang der Linie 5-5 in Figur 3.
Figur 6 ist eine Schnittansicht des oberen Formwerkzeugs, das auf das untere Forrnwerkzeug abgesenkt ist, entlang der Linie 6-6 in Figur 3.
Figur 7 ist eine Schnittansicht der Randerhebung, die mit der Randvertiefung in Eingriff steht, wenn das obere Formwerkzeug auf das untere Formwerkzeug abgesenkt ist.
Figur 8 ist eine vergrößerte Darstellung der in Fig. 7 gezeigten Randerhebung und Randvertiefung.
Figur 9 ist eine Schnittansicht der Randerhebung, die ein anderes Profil als das in Figur 7 und Figur 8 gezeigte hat, im Eingriff mit der Randvertiefung.
Figur 10 ist eine Draufsicht auf eine Hydraulikzylindereinheit, die mit einer Antirotations- und Hubeinstellanordnung ausgerustet ist.
Figur 11 ist eine Seitenansicht eines Abschnitts des Vernegelungsrnechanismus entlang der Linie 11-11 in Figur 5.
Figur 12 zeigt die positive Rückstelleinrichtung, die an dem in Figur 11 dargestellten Verriegelungsarm montiert ist.
Figur 13 zeigt die positive Rü.ckstelleinrichtung, die an dem Haltebügel montiert ist, der das obere Formwerkzeug mit dem in Figur 11 dargestellten Heb- und Senkelement verbindet.
Zum besseren Verständnis der Prinzipien der Erfindung wird nachfolgend auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen Bezug genommen, wobei zur Beschreibung derselben fachsprachliche Ausdrücke verwendet werden.
Figur 1 zeigt eine Vorderansicht einer Vorrichtung 10 zur Hydroformung von Metallblech gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Vorrichtung 10 ist zum Betrieb in und mit einer herkömmlichen doppeltwirkenden Presse ausgelegt. Derartige Pressen enthalten allgemein einen äußeren Schlitten 11 (allgemein als äußerer Ausgangswerkstückhalter bezeichnet), der die Form eines rechtekkigen Rohres hat und vertikal hin und her beweglich montiert ist. Ein ähnlich geformter innerer Schlitten 13 ist entsprechend vertikal hin und her beweglich teleskopartig in dem äußeren Schlitten 11 montiert. Die Schlitten 11 und 13 werden unabhängig voneinander durch getrennte Verbindungseinrichtungen oberhalb von diesen (nicht dargestellt) auf und ab bewegt, wie dem Durchschnittsfachrnann bekannt ist.
Die Vorrichtung 10 gemäß vorliegender Erfindung enthält ein "Basis-Formwerkzeug" und eine "spezifische Werkzeugausrüstung". Das Basis-Formwerkzeug umfaßt einen Teil des "Gerätekapitals" des Benutzers. Das heißt, daß das Basis-Formwerkzeug diejenigen Elemente der Vorrichtung einschließt, die für einen sehr langen Zeitraum zur Herstellung einer Vielzahl von verschiedenen Teilen verwendet werden sollen. Die spezifische Werkzeugausrüstung umfaßt andererseits die auswechselbaren Zusatzausrüstungen, die tatsächlich das Teil formen. Die spezifische Werkzeugausrüstung besteht aus Bestandteilen, die in dem Basis-Formwerkzeug montiert und von diesem betätigt werden, und wird jedesmal ausgetauscht, wenn ein unterschiedliches Teil geformt werden soll.
Der Begriff "Ausgangswerkstück" in seiner Verwendung hierin bezieht sich auf einen Metallblechabschnitt, der zwischen dem oberen und dem unteren Formwerkzeug 12 und 14 positioniert ist und gemäß vorliegender Erfindung geformt werden soll. Das Ausgangswerkstück kann ein einzelnes Metallblech sein (wie unter 16 in Figur 3 gezeigt) oder kann ein Abschnitt einer Metallblechrolle sein (nicht dargestellt), wie z.B. in einem Bandformwerkzeug.
Das Basis-Formwerkzeug ist an einer standardgemäßen doppeltwirkenden Presse befestigt und enthält allgemein ein Heb- und Senkelement 18, eine Rohrverteilung 20 und vorzugsweise eine viersäulige Hydraulikzylindereinheit (in Figur 3 mit 24, 26, 32 und 33 bezeichnet). Das Heb- und Senkelement 18 ist fest an dem äußeren Schlitten 11 befestigt und bewegt sich mit diesem als eine Einheit und ist so dimensioniert, daß er vertikal zwischen der viersäuligen Hydraulikzylinderanordnung hin und her beweglich ist. Das Heb- und Senkelement 18 ist durch herkömmliche Mittel an dem äußeren Schlitten 11 befestigt.
Die doppeitwirkende Presse ist in einer Wanne 22 angeordnet, die durch eine Grundplatte 28 gebildet ist, die sich nach außen erstreckt und in aufrechtstehende Seitenwände 30 übergeht. Die Wanne 22 wirkt als ein Flüssigkeitsreservoir bzw. Sumpf für die Zylinderanordnung, wie nachfolgend im Detail erläutert wird. An der Grundplatte 28 der Wanne 22 ist durch herkömmliche Mittel die Rohrverteilung 20 befestigt. Die Rohrverteilung 20 bildet horizontale Kanäle 44 und vertikale Verbindungskanäle 46, die es erlauben, daß von der Zylinderanordnung gepumpte Flüssigkeit mit dem unteren Formwerkzeug 12 in Verbindung steht, wie nachfolgend im Detail erklärt wird.
An der Rohrverteilung 20 ist das untere Formwerkzeug 12 der spezifischen Werkzeugausrüstung befestigt. In dem unteren Formwerkzeug 12 sind vertikale Kanäle 47 gebildet, die sich in die nach oben weisende Oberfläche 48 des unteren Formwerkzeugs 12 öffnen. Das untere Formwerkzeug 12 ist horizontal auf der Rohrverteilung 20 durch geeignete Querverbindungen (nicht dargestellt) ausgerichtet, so daß die vertikalen Kanäle 46 in der Rohrverteilung 20 mit den vertikalen Kanälen 47 des unteren Formwerkzeugs 12 fluchtend ausgerichtet sind.
Das obere Formwerkzeug 14 der spezifischen Werkzeugausrüstung ist an dem Heb- und Senkelement 18 in "schwimmender" Anordnung befestigt. Genauer ausgedrückt ist das Formwerkzeug 14 von dem Heb- und Senkelement 18 annähernd 5 Zoll (in Figur 1 nicht dargestellt) getrennt, wenn das obere Formwerkzeug 14 nicht mit dem unteren Formwerkzeug 12 in Kontakt ist. Wie Figur 11 zeigt, sind zwei Haltebügel 19 an jeder Seite des Heb- und Senkelements 18 angeordnet und zwei Haltestifte 21 sind an jeder Seite des oberen Formwerkzeugs 14 angeordnet. Die Haltestifte 21 und die Bügel 19 verbinden das Formwerkzeug 14 und das Heb- und Senkelement 18 miteinander. Genauer ausgedrückt erlaubt ein Schlitz 23 in dem Bügel 19 das Gleiten des Haltestiftes 21 in diesem. Wenn das obere Formwerkzeug 14 nicht mit dem unteren Formwerkzeug 12 in Kontakt ist, ist das obere Formwerkzeug 14 am weitesten von dem Heb- und Senkelement 18 getrennt. Wenn das Formwerkzeug 14 mit dem unteren Formwerkzeug 12 in Kontakt kommt, gleitet der Stift 21 entlang dem Schlitz 23 in dem Bügel 19 in vertikaler Richtung nach oben und verringert dadurch den Abstand zwischen dem oberen Formwerkzeug 14 und dem Heb- und Senkelement 18. Wenn der äußere Schlitten 11 in seine Endposition abgesenkt wurde, wie in Figur 1 und 11 dargestellt, hat der Stift 21 die Oberseite des Schlitzes 23 in dem Bügel 19 erreicht und das obere Formwerkzeug 14 ist in Kontakt mit dem Heb- und Senkelement 18.
Ein Paar von Führungsblöcken 60 (Figur 1 und 6) sind an jeder Ecke des oberen Formwerkzeugs 14 befestigt, um die perfekte Ausrichtung beim Schließen des Formwerkzeugs 14 auf dem Formwerkzeug 12 zu unterstützen und sicherzustellen. Jeder Führungsblock 60 ist mit einer Verschleißplatte 62 aus Bronze an seinem unteren, nach innen weisenden Abschnitt versehen, der mit der äußeren Seitenfläche des unteren Formwerkzeugs 12 in Kontakt kommt und an dieser entlang geführt wird. Dadurch wird sichergestellt, daß die Formwerkzeuge 12 und 14 in perfekter, horizontal fluchtender Ausrichtung sind, jedesmal wenn der äußere Schlitten 11 und das obere Heb- und Senkelement 18 nach unten stoßen und das obere Formwerkzeug 14 auf das untere Formwerkzeug 12 absenken.
Figur 2 ist eine Seitenansicht der in Figur 1 gezeigten Vorrichtung 10, bei der das Heb- und Senkelement, das obere und das untere Formwerkzeug entfernt sind. Figur 2 zeigt zwei der hydraulischen Zylindereinheiten 26 und 32, die einen Teil der viersäuligen Zylinderanordnung gemäß vorliegender Erfindung bilden. Zwei identische Zylindereinheiten sind an der anderen Seite der Vorrichtung angeordnet (in Figur 3 als 24 und 33 dargestellt). Die vier hydraulischen Zylindereinheiten sind identisch und die folgende Beschreibung des Zylinders 26 gilt gleichermaßen für die übrigen drei Zylindereinheiten. Die Zylindereinheit 26 enthält einen unteren Kopf 38, einen Zylinder 40 und eine Kolbenstange 42. Die Zylindereinheiten sind an der Oberseite eines Bettes 28 der Wanne 22 durch herkömmliche Mittel, wie etwa Bolzen oder Schrauben, befestigt, wie dem Durchschnittsfachmann bekannt ist. Die Kolbenstange 42 ist mit der Unterseite des inneren Schlittens 13 durch verschiedene Stahlteile verbunden und ist so ausgelegt, daß sie mit der Bewegung des inneren Schlittens 13 zusammenwirkt. Vorzugsweise ist die Kolbenstange 42 durch herkömmliche Mittel in einem Kragen 43 montiert. Ein separater Block 44 ist mit einer Platte verschweißt, die dann an dem Kragen 43 durch herkömmliche Mittel befestigt wird, so daß er die Reichweite des Kolbens 42 verlängert. Ein weiterer separater Block 45 kann an der Oberseite des Blockes 44 vorgesehen sein, um Hub- und Preßdifferenzen auszugleichen. Der Block 45 und somit die Kolbenstange 42 und die Unterseite des inneren Schlittens 13 sind durch geeignete Mittel, wie etwa Schrauben (nicht dargestellt), die durch die Unterseite des Blockes 45 in die Stirnfläche des inneren Schlittens 13 verlaufen, starr miteinander verbunden, so daß sie sich als eine Einheit bewegen. Jede Zylindereinheit ist vorzugsweise für einen Hub von 457,2 mm (18 Zoll) und eine Kapazität von 68,2 bis 300 Liter (15 bis 66 Gallonen) ausgelegt, obgleich diese Werte mit der Größe und der Kapazität der gesamten Vorrichtung 10 variieren.
An jeder Seite jeder Zylindereinheit ist ein Paar von vertikal übereinandergesetzten Gasfedern 34 und 36 montiert, von welchen nur eine Hälfte des Paares in Figur 2 gezeigt ist. Die beiden Gasfedern 34 und 36 sind einander gegenüberliegend montiert. Die untere Feder 34 ist in geeigneter Weise an ihrer Basis 52 mit der Basis 38 des Zylinders durch einen Basisblock 54 mittels herkömmlicher Einrichtungen, wie etwa Gewindestifte, befestigt, um die Feder 34 fest an diesem zu befestigen. Ein Kupplungselement 60 ist an der Kolbenstange (nicht dargestellt) der unteren Feder 34 montiert. Die Kolbenstange (nicht dargestellt) der oberen Feder 36 ruht in einer Tasche (nicht dargestellt) in dem Kupplungselement 60. Die Basis der Feder 36 ist durch herkömmliche Mittel an dem Kragen 43 befestigt, der mit der Kolbenstange 42 verbunden ist.
Ein Rückschlagventil (nicht dargestellt) ist innerhalb eines Blockes 50 (in Figur 1 dargestellt) angebracht, das die Zylindereinheiten mit der Rohrverteilung 20 verbindet und eine Flüssigkeitsverbindung zwischen den horizontalen Kanälen 44 in der Rohrverteilung 20 und den Zylindereinheiten schafft.
Alternativ kann eine "zweisäulige" Hydraulikzylinderanordnung verwendet werden, wie in der US-Patentanmeldung mit der Serien-Nr. 07/855,815, das vorstehend beschrieben wurde und hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist, beschrieben. Die Viersäulen-Zylinderanordnung ist jedoch zu bevorzugen, da sie eine größere Flüssigkeitsmenge mit höherem Druck abgibt, was das Formen von komplexen Teilen unter Verwendung des von der Anordnung abgegebenen hydraulischen Druckes erlaubt. Eine Filteranordnung, eine Flüssigkeitsrückführ- und Ventilanordnung sind je nach Erfordernis innerhalb und in Verbindung mit dem unteren Kopf 38 der Zylinderanordnung vorgesehen, wie unter Bezug auf die Zweisäulen-Zylinderanordnung in der vorstehenden Anmeldung beschrieben, und müssen daher nicht im Detail erläutert werden.
Aufgrund der Drücke, die von dem inneren Schlitten 13 auf jede Zylindereinheit ausgeübt werden, besteht eine Tendenz, daß die Kolbenstange 42 und die Blöcke 44 und 45 der Zylindereinheit während des Absenkens gedreht werden, was ebenfalls ein Verdrehen der vertikal übereinandergesetzten Gasfedern 34 und 36 beim Absenken der Kolbenstangen 42 verursacht. Um dem Verdrehungseffekt entgegenzuwirken, ist eine Hubeinstell- und Antirotationsanordnung 41 an beiden Seiten jeder Zylindereinheit (siehe Figur 3) angebracht. Wie Figur 10 im Detail zeigt, enthält die Anordnung 41 ein inneres Gleitelement 45 und ein feststehendes Element 47. Das feststehende Element 47 ist an dem Basisblock 54 der Zylindereinheit und der Seite des Zylinders 40 montiert. Das innere Gleitelement 45 ist an einem Ende des Kragens 43 montiert. Das feststehende Element 47 ist so konstruiert, daß es das innere Element 45 in sich aufnimmt. Das innere Element 45 gleitet frei innerhalb des feststehenden Elements 47 und gleitet, wenn der Kragen 43 und somit die Kolbenstange 42 entweder angehoben oder abgesenkt werden. Zur Steuerung der Ausdehnung der Kolbenstange 42 und somit des durch die Zylindereinheit abgegebenen Hubes sind Löcher 49 entlang dem feststehenden Element 47 gebohrt, die in sich einen Stift 51 aufnehmen. Der Stift 51 kann in jedes Loch 49 entlang dem feststehenden Element 47 eingesetzt werden. Das innere Element 45 ist, wie gezeigt, entlang seiner gesamten Mitte offen und endet in einer horizontalen Basis 53. Das Einsetzen des Stiftes 51 in ein bestimmtes Loch 49 entlang dem feststehenden Element 47 verhindert, daß sich die Basis 53 des inneren Elements 45 vertikal über dieses Loch hinausbewegt. Der Hub der Zylindereinheit kann somit durch die Plazierung des Stiftes 51 gesteuert und variiert werden. Zusätzlich verhindert beim Absenken der Kolbenstange 42 und der Blöcke 44 und 45 die Anordnung 41, daß sich der Kragen 43 und somit die Kolbenstangen 42 und die Blöcke 44 und 45 drehen.
Figur 3 ist eine Draufsicht auf die untere Hälfte der Vorrichtung 10 von Figur 1 und zeigt die Wanne 22, die Viersäulen-Zylinderanordnung, die die Zylindereinheiten 24, 26, 32 und 33 enthält, und das untere Formwerkzeug 12. Wie vorstehend beschrieben ist die Vorrichtung 10 in einer Wanne 22 untergebracht, die von Wänden 30 umgeben ist. An jeder Ecke der Wanne 22 ist eine Zylindereinheit vorgesehen. Im wesentlichen in der Mitte der Wanne 22 ist das untere Formwerkzeug 12 an der Rohrverteilung 20 (in unterbrochenen Linien dargestellt) montiert. An jeder Ecke des unteren Formwerkzeugs 12 ist eine Ausnehmung 70 vorgesehen, in der ein Stoppblock 72 positioniert ist. Jeder Stoppblock 72 ist so dimensioniert und montiert, daß verhindert wird, daß das obere Forrnwerkzeug 14 und das untere Formwerkzeug 12 in einem Ausmaß in Kontakt kommen, das annähernd gleich der halben Metalldicke des zu formenden Ausgangswerkstücks ist. Somit kommen, wenn das obere Formwerkzeug 14 herabgestoßen wird, und ein Ausgangswerkstück zwischen den Formwerkzeugen 12 und 14 positioniert ist, die Stoppblöcke 72 nicht mit der entsprechenden, nach unten weisenden Oberfläche des oberen Formwerkzeugs 14 in Kontakt. Wenn jedoch das Formwerkzeug 14 herabgestoßen wird und kein Ausgangswerkstück zwischen den Formwerkzeugen 12 und 14 positioniert ist, kommt die nach unten weisende Oberfläche des Formwerkzeugs 14 mit den Stoppblöcken 72 in Kontakt, womit verhindert wird, daß die Formwerkzeuge 12 und 14 in Berührung kommen.
Wie vorstehend beschrieben öffnen sich die in dem unteren Formwerkzeug 12 und der Rohrverteilung 20 definierten Kanäle in die obere Oberfläche des unteren Formwerkzeugs 12 an verschiedenen Punkten 47 an der oberen Oberfläche des unteren Formwerkzeugs 12. Während in Figur 3 nur sechs Öffnungen 47 dargestellt sind, können in Abhängigkeit von der Größe und der Komplexizität des gewünschten Teil-Forrnstückes mehr oder weniger erforderlich sein.
Das gewünschte Teil-Formstück ist in dem oberen Formwerkzeug 14 definiert. Der Umfang des Teil-Formstücks, der durch das Formwerkzeug 14 definiert ist, ist in Figur 3 als eine Linie 74 dargestellt. Das Ausgangswerkstück 16 ist auf dem unteren Forrnwerkzeug 12 positioniert dargestellt, umgeben von Positioniereinrichtungen 76 und Hubeinrichtungen 77. Die Positioniereinrichtungen 76 und Hubeinrichtungen 77 sind außerhalb des Umfangs 74, der das Teil-Formstück definiert, positioniert. Zwischen den Positioniereinrichtungen und dem Umfang 74, der allgemein durch die trapezförmige Fläche 80 bezeichnet ist, sind Greifstäbe bzw. -sicken in der Form einer Randerhebung an dem oberen Formwerkzeug und einer Randvertiefung an dem unteren Formwerkzeug vorgesehen, die im Detail unter Bezug auf Figur 7 bis 9 beschrieben werden. Die Randerhebungen bzw. Randvertiefungen verlaufen entlang allen vier Seiten des Umfangs 74.
Figur 4 zeigt einen Querschnitt einer Hubeinrichtung 77, wobei das obere Formwerkzeug 14 auf das untere Formwerkzeug 12 abgesenkt ist. In dem unteren Formwerkzeug 12 ist eine vertikal verlaufende Bohrung 78 gebildet. Die Bohrung 78 hat einen kreisformigen Querschnitt. Ein Stopper 81 ist auf der Oberseite der Bohrung 78 plaziert. In dem Stopper 81 ist eine Bohrung 82 ausgebildet, die einen kreisformigen Querschnitt mit einem Durchmesser hat, der kleiner ist als derjenige der Bohrung 78. Der Stopper 81 bildet eine Verstärkung 84, die sich in die Bohrung 78 erstreckt. Die Hubeinrichtung 77 ist in der Bohrung 78 positioniert. Die Hubeinrichtung 77 wird durch zwei Abschnitte 86 und 88 gebildet. Der Abschnitt 88 ist ein Stab mit kreisförmigern Querschnitt, der einen Durchmesser hat, der geringfügig kleiner ist als der Durchmesser der Bohrung 82, die in dem Stopper 81 gebildet ist. Der Abschnitt 86 ist zylindrisch und hat einen darin ausgebildeten Hohlraum 90. Der Außendurchmesser des Abschnitts 86 ist geringfügig kleiner als der Durchmesser der Bohrung 78. Ein Vorsprung 92 ist dort gebildet, wo der Stab 88 auf den Zylinderabschnitt 86 trifft. Die Abmessung des Hohlraumes 90 erlaubt das Einsetzen einer Schraubenfeder (schematisch dargestellt) in den Hohlraum 90.
Um die Hubeinrichtung 77 in dem unteren Formwerkzeug 12 zu plazieren, wird zunächst die Bohrung 78 gebohrt. Anschließend wird ein Abschnitt des Formwerkzeugs 12 entfernt, der später durch den Stopper 81 ersetzt wird. Die Schraubenfeder wird anschließend in die Bohrung 78 des unteren Formwerkzeugs 12 eingesenkt. Die Hubeinrichtung 77 wird eingeführt, so daß die Schraubenfeder in den Hohlraum 90 paßt. Die Feder befindet sich natürlich in ihrem ausgedehnten Zustand. Die Hubeinrichtung 77 wird anschließend nach unten gedrückt, so daß die Feder 94 zusammengedrückt wird, und der Stopper 81 wird über der Bohrung 78 positioniert. Wenn der Druck von der Hubeinrichtung 77 entfernt wird, strebt die Schraubenf eder 94 natürlich zurück in ihren ausgedehnten Zustand, aber die Hubeinrichtung 77 wird durch den Stopper 81 am Verlassen der Bohrung 78 gehindert. Wenn die Feder 94 versucht, in ihren ausgedehnten Zustand zurückzukehren, bewegt sich die Hubeinrichtung 77 zur Oberfläche des unteren Formwerkzeugs 12. Der Sims 92 schlägt am Stopper 81 an und verhindert, daß die Hubeinrichtung 77 sich weiter bewegt. Der Stab 88 der Hubeinrichtung 77 erstreckt sich annähernd 12,7 mm (0,5 Zoll) über die Oberfläche des unteren Formwerkzeugs 12. Wenn das obere Formwerkzeug 14 auf das unter Formwerkzeug 12 abgesenkt wird, preßt die flache Oberfläche des Formwerkzeugs 14 die Hubeinrichtung 77 in die Bohrung 78, wie Figur 4 zeigt. Die in Figur 3 gezeigten Positioniereinrichtungen 76 entsprechen der Hubeinrichtung 77, wie in Figur 4 dargestellt, mit der Ausnahme, daß der Stab 88 der Positioniereinrichtungen 76 annähernd 31,8 mm (1,25 Zoll) über die Oberfläche des unteren Formwerkzeugs 12 vorragt. Wie Figur 3 zeigt, ist eine Hubeinrichtung 77 an der Vorderseite und an der Rückseite des unte ren Formwerkzeugs 12 angeordnet. Die Positioniereinrichtungen 76 sind entlang den Seiten des unteren Formwerkzeugs 12 und an jeder Seite einer Hubeinrichtung 77 angeordnet. Die Funktion der Positioniereinrichtungen 76 und der Hubeinrichtungen 77 wird unter Bezug auf den Betriebsablauf der Vorrichtung 10 im Detail erläutert.
Figur 5 zeigt eine Schnittansicht des oberen Formwerkzeugs 14, das auf das untere Formwerkzeug 12 abgesenkt ist, entlang der Linie 5-5 in Figur 3. Die Oberfläche des unteren Formwerkzeugs 12 enthält äußere, horizontal planare Oberflächen 100 an den Außenseiten von zentral nach unten geneigten planaren Oberflächen 104, die in einer Randvertiefung 106 verbunden sind. In den horizontal planaren Oberflächen 100 des unteren Formwerkzeugs 12 ist eine Randvertiefung 110 ausgebildet. Die Randvertiefung 110 ist unmittelbar außerhalb des Umfangs 74 angeordnet, der das Teil-Formstück definiert, wie in Figur 3 dargestellt, und zwar in Form eines Trapezoids 80.
Das obere Formwerkzeug 14 hat eine nach unten weisende Formoberfläche. Die Oberfläche des oberen Formwerkzeugs 14 enthält äußere, horizontal planare Oberflächen 112 an den Außenseiten von zentral nach unten geneigten planaren Oberflächen 114, die an einer Krümmung 116 verbunden sind. In den horizontal planaren Oberflächen 112 des oberen Formwerkzeugs 14 ist eine Randerhebung 120 ausgebildet. Entsprechend der Randvertiefung 110 verläuft die Randerhebung 120 unmittelbar außerhalb des Umfangs 74 des Teil-Formstücks. Die Randerhebung 120 ist vertikal mit der Randvertiefung 110 fluchtend ausgerichtet, so daß beim Absenken des oberen Formwerkzeugs 14 die Randerhebung 120 in den durch die Randvertiefung 110 gebildeten Hohlraum paßt. Die Randerhebung und die Randvertiefung werden im Detail unter Bezug auf Figur 7 bis 9 beschrieben.
Die Oberfläche des oberen Formwerkzeugs 14, die innerhalb des Umfangs der Randerhebung 120 liegt, definiert das gewünschte Teil-Formstück. Das gewünschte Teil-Formstück hat, wie in Figur 5 dargestellt ist, eine komplexe Form. Die Krümmung 116 hat einen engen Radius, um den das Ausgangswerkstück gelegt werden muß, und rechts von dem Punkt 116, wie in Figur 5 gezeigt, ist ein tiefer Hohlraum, in den das Ausgangswerkstück eintreten muß. Während in den Figuren ein bestimmtes Teil- Formstück dargestellt ist, ist die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf ein bestimmtes Teil-Formstück beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist auf die gesteuerte Hydroformung gerichtet, die zur Herstellung einer Vielzahl von Formen verwendet werden kann. Wie Figur 5 zeigt, ist ein Verriegelungsmechanismus 200 ebenfalls an jeder Seite der Vorrichtung 10 vorgesehen, der nachfolgend im Detail erläutert wird.
Figur 6 zeigt eine Schnittansicht des oberen Formwerkzeugs 14, das auf das untere Formwerkzeug 12 abgesenkt ist, entlang der Linie 6-6 in Figur 3. Die Oberfläche des unteren Formwerkzeugs 12, die innerhalb des Umfangs angeordnet ist, der von der Randvertiefung 110 definiert ist, ist im wesentlichen konstant. Die Oberfläche des oberen Forrnwerkzeugs 14, die innerhalb des Umfangs angeordnet ist, der durch die Randerhebung 120 definiert ist, bildet eine zentrale Randvertiefung.
Figur 7 zeigt einen Abschnitt des oberen Formwerkzeugs 14, das auf das untere Formwerkzeug 12 abgesenkt ist. Insbesondere ist die Randerhebung 120 gezeigt, die mit dem von der Randvertiefung 110 gebildeten Hohlraum in Eingriff steht. Wie oben unter Bezug auf Figur 3 erläutert, verläuft die Randerhebung 120 entlang dem Umfang 74 in Form eines Trapezoids 80. Innerhalb des Umfangs 74 ist das gewünschte Teil-Formstück in dem oberen Formwerkzeug 14 definiert. Die Randerhebung 120 steuert die Hydroformung des Ausgangswerkstücks 16 zu dem gewünschten geformten Teil. Diese Steuerung wird durch Variieren der Form der Randerhebung 120 entlang dem Umfang 74 erzielt. Die Variation der Randerhebung 120 ist von dem gewünschten Teil-Forrnstück und den Eigenschaften des Ausgangswerkstückmaterials abhängig. In Figur 7 ist die Randerhebung 120 mit einem allgemein rechteckigen Querschnitt dargestellt. Die von der Randerhebung 120 ausgeübte Steuerung ist durch die Form von Ecken 121 der Randerhebung 120 bestimmt. Wenn die Ecken 121 scharf sind, wie Figur 7 zeigt, drückt sich die Randerhebung 120 in das Ausgangswerkstück 16 ein und verhindert, daß das Ausgangswerkstück 16 an dieser Stelle rutscht. Wenn die Ecken 121 gerundet sind, wie unter Bezug auf Figur 9 beschrieben wird, kann das Ausgangswerkstück 16 an dieser Stelle an der Randerhebung 120 vorbeifließen. Das Ausmaß des Fließens ist von dem Krümmungsradius der Ecken 121 der Randerhebung 120 abhängig.
Um die Notwendigkeit einer derartigen Steuerung zu verstehen, muß das gewünschte Teil-Formstück betrachtet werden. Wie Figur 5 zeigt, hat das gewünschte Teil-Formstück einen Punkt 116 mit einem kleinen Krümmungsradius, um den das Ausgangswerkstück 16 anzulegen ist. Zusätzlich ist rechts vom Punkt 116 ein tiefer Hohlraum, in den das Ausgangswerkstück 16 eintreten muß. Wie dem Durchschnittsfachmann bekannt ist, bestehen Einschränkungen, die von den Materialeigenschaften des Ausgangswerkstücks 16 abhängig sind, die bestimmen, in welchem Ausmaß das Ausgangswerkstück gestreckt werden kann, bevor ein Fehler, wie etwa Zerreißen, auftritt. Einige Teile können daher aufgrund der Komplexität des gewünschten Teil- Formstücks und der Eigenschaften des verwendeten Ausgangswerkstücks nicht durch hundertprozentiges Streckziehen hergestellt werden. Somit muß bestimmt werden, wo das Ausgangswerkstück gestreckt werden kann und wo ihm das Fließen zu erlauben ist. Es wurde festgestellt, daß zum Treffen dieser Feststellung verschiedene Faktoren in Betracht gezogen werden müssen. Ein Faktor ist die ursprüngliche Ausgangslänge des Ausgangswerkstücks, der gegen das gewünschte Teil-Formstück zu pressen ist. Der zweite Faktor ist die fertige Länge, auf die die ursprüngliche Länge des Ausgangswerkstücks ausgedehnt werden muß. Die fertige Länge ist die Länge des gewünschten Teil-Formstücks zwischen denselben beiden Punkten, die auch zur Messung der ursprünglichen Länge verwendet wurden. Ein dritter Faktor ist die maximale Dehnung, der das Ausgangswerkstück unterzogen werden kann. Die maximale Dehnung ist von den Eigenschaften des Ausgangswerkstücks, insbesondere der Dicke oder dem n-Wert abhängig. Unter Berücksichtigung dieser drei Faktoren und unter Verwendung der folgenden Gleichung wird bestimmt, ob das Ausgangswerkstück zu 100 % gestreckt werden kann:
0 ≤ maximale Dehnung % - [(fertige Länge - ursprüngliche Länge) ursprüngliche Länge] × 100.
Wenn die Gleichung erfüllt ist, kann das Ausgangswerkstück zu 100% streckgezogen werden. Wenn sie nicht erfüllt ist, muß das Fließen des Ausgangswerkstücks in das in dem oberen Formwerkzeug 14 definierte Teil-Forrnstück erlaubt werden.
Die Gleichung wird nachfolgend auf den Fall des Teil- Formstücks der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, insbesondere unter Bezugnahme auf Figur 5, angewandt. Von der Randerhebung 120 auf der linken Seite des oberen Formwerkzeugs 14 zu dem Punkt 116 ist die ursprüngliche Länge des Ausgangswerkstücks annähernd 1.574,8 mm (62 Zoll). Die fertige Länge des Ausgangswerkstücks entlang diesem Abschnitt des Teil-Formstücks ist annähernd 1.651 mm (65 Zoll). Unter Verwendung eines Ausgangswerkstücks, das einen maximalen Dehnungswert hat, der vorzugsweise im Bereich von 2% bis 7% liegt, ist die Gleichung erfüllt und somit ist die Randerhebung 120 an der linken Seite von Figur 5 so geformt, daß sie sich in das Ausgangswerkstück 16 eindrückt und es am Rutschen während des Hydroforrnungsprozesses hindert. Auf der rechten Seite der Vorrichtung ist, wie Figur 5 gezeigt, von dem Punkt 116 zu der Randerhebung 120 die ursprüngliche Länge des Ausgangswerkstücks wesentlich kürzer als die fertige Länge des Teil-Formstücks, die durch den tiefen Hohlraum bestimmt ist. Es wurde festgestellt, daß das Ausgangswerkstück 16 nicht zu 100% in die Form des Hohlraumes gestreckt werden kann. Somit mußte die Randerhebung 120 an der rechten Seite der Vorrichtung so geformt werden, daß sie das Fließen des Ausgangswerkstücks an der Randerhebung 120 vorbei und in den Hohlraum des gewünschten Teil-Formstücks erlaubt.
Wie Figur 3 zeigt wurde festgestellt, daß das gewünschte Teil-Formstück geformt werden konnte, indem die Randerhebung 120 entlang den Seiten 71, 73 und 75 des Umfangs so geformt wird, daß sie sich in das Ausgangswerkstück eindrückt, und von der Seite 79 das Fließen des Ausgangswerkstücks erlaubt.
Figur 8 zeigt die Randerhebung 120, die so geformt ist, daß sie sich in das Ausgangswerkstück eindrückt und dadurch verhindert, daß das Blechausgangswerkstück im Eingriff mit der Randvertiefung 110 rutscht, wie in Figur 7 gezeigt ist. Zwar versteht es sich, daß die Größe und die Form der Randerhebung bzw. Randvertiefung in gewissem Rahmen variieren können, und zwar in Abhängigkeit von Faktoren, wie etwa der Größe des Formwerkzeugs und der zur Formung der Randvertiefung bzw. Randerhebung verwendeten Materialien und des Metallblechausgangswerkstücks, jedoch sind die folgenden dimensionalen Erfordernisse von Bedeutung. Die Randerhebung 120 enthält einen horizontalen Basisabschnitt 201 und Kanten 202. Die Gesamtbreite der Randerhebung bzw. Randvertiefung W1 ist bevorzugt 25,4 mm (1,0 Zoll). Die Höhe der Randerhebung bzw. Randvertiefung Hl ist vorzugsweise 9,7 mm (0,38 Zoll). Die Kanten sind bezüglich der vertikalen Achse V vorzugsweise um 30º geneigt. Wie vorstehend beschrieben hat die Randerhebung 120 einen allgemein rechteckigen Querschnitt. Die Steuerung, die die Randerhebung 120 ausübt, wird durch die beiden Ecken 204 bestimmt. Wie Figur 8 zeigt, sind die Ecken 204 dadurch scharf ausgebildet, daß die planaren Kanten 202 auf die horizontale Basis 201 treffen.
Die Randvertiefung 110 bildet einen Hohlraum in dem unteren Formwerkzeug 12. Die Form der Randvertiefung 110 entspricht annähernd derjenigen der Randerhebung 120, die bereits beschrieben wurde. Anders als die Randerhebung 120 hat jedoch die Randvertiefung 110 über die gesamte Umfangslänge dieselbe Form. Die Randvertiefung 110 hat dieselbe Gesamtbreite W1 wie die Randerhebung 120. Die Ecken der Randvertiefung 110 haben vorzugsweise einen Radius von 6,35 mm (0,25 Zoll). Wenn das obere Formwerkzeug 14 auf das untere Formwerkzeug 12 abgesenkt wird, wie in Figur 8 gezeigt, klemmen die Ecken 204 der Randerhebung 120 das Ausgangswerkstück zwischen den Basisabschnitten der Randerhebung und der Randvertiefung und zwischen den Kantenabschnitten. Vorzugsweise beträgt der Abstand zwischen der Basis 201 der Randerhebung 120 und der Basis der Randvertiefung 110, wenn das obere Formwerkzeug 14 auf das untere Formwerkzeug 12 abgesenkt ist, die Dicke des Ausgangswerkstücks minus 0,254 mm (0,010 Zoll).
Figur 9 zeigt die Randerhebung 120, die so geformt ist, daß sie das Fließen des Ausgangswerkstücks durch die Randerhebung 120, die im Eingriff mit der Randvertiefung 110 steht, erlaubt. Die Ecken 204 der Randerhebung 120 sind im Vergleich zu den Ecken der in Figur 7 und 8 gezeigten Randerhebung gerundet. Vorzugsweise haben die Ecken 204 einen Radius von 15,7 mm (0,62 Zoll). Wenn das obere Formwerkzeug 14 auf das untere Formwerkzeug 12 abgesenkt wird, wird das Ausgangswerkstück nicht zwischen der Randerhebung und der Randvertiefung festgeklemmt, sondern das Ausgangswerkstück ist in der Lage, in das gewünschte Teil-Formstück, das in dem oberen Formwerk zeug 14 definiert ist, in Richtung des Pfeiles in dem Formhohlraum zu fließen.
Gemäß der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform ist die Vorrichtung 10 so konstruiert, daß sie eine Hydroformung mit gesteuertem Materialfluß ausführt. Im einzelnen ist das durch das obere Formwerkzeug 14 definierte Teil-Formstück eine komplex geformte Automobilabdeckhaube, die aus einem 0,762 mm (0,030 Zoll) dicken Metallblechausgangswerkstück 16 zu formen ist. Die Randerhebung 120 ist Teil des oberen Formwerkzeugs 14 und hat eine Härte von RC 58-60. Die Randvertiefung 110 ist Teil des unteren Formwerkzeugs 12 und hat eine Härte RC 58-60. Wie Figur 3 zeigt, ist die Randerhebung 120 entlang den drei Seiten 71, 73 und 75 des Umfangs 74 so geformt, daß sie sich in das Ausgangswerkstück, wie in Figur 8 dargestellt, eindrückt. Entlang der vierten Seite 79 des Umfangs 74 sind die Ecken 204 der Randerhebung 120 gerundet, um das Fließen des Ausgangswerkstücks an der Randerhebung 120 entlang diesem Rand zu erlauben. Entlang einem wesentlichen Abschnitt der vierten Seite ist die Randerhebung 120 gemäß Figur 9 geformt. In einem Übergangsbereich, der 127 mm (5 Zoll) von den Enden der Seite 79 zu der Mitte der Seite 79 hin umfaßt, nimmt der Krümmungsradius der Randerhebung 120 von dem in Figur 8 gezeigten zu dem in Figur 9 gezeigten zu. Das Resultat des Variierens der Ecken der Randerhebung 120 entlang dem Umfang 74 des Teil-Formstücks schafft eine Verbindung des Streck- und Ziehformens. Während eine speziell geformte Randerhebung und Randvertiefung dargestellt wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die dargestellten Randerhebungen bzw. Randvertiefungen beschränkt Die in dem US-Patent Nr. 4,576,030, das hierin durch Bezugnahme eingeschlossen ist, beschriebenen Randerhebungen bzw. Randvertiefungen können gemäß vorliegender Erfindung verwendet werden, wobei das Profil der Randerhebungen bzw. Randvertiefungen geändert wird, um die erforderliche Steuerung an dem Ausgangswerkstück auszu üben. Zusätzlich können andere Mittel mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, die das Fließen des Ausgangswerkstückmaterials in einigen Bereichen erlauben, während das Ausgnagswerkstück in anderen Bereichen festgehalten wird.
Der Betriebsablauf der Vorrichtung 10 kann wie folgt beschrieben werden:
Das Basisformwerkzeug ist die Haltevorrichtung und die kraftübertragende Vorrichtung der vorliegenden Erfindung, während die spezifische Werkzeugausrüstung, welche das obere und das untere Formwerkzeug umfaßt, die auswechselbaren Einsätze zum Formen des gewünschten Teiles einschließt.
In der geöffneten Position ist der innere Schlitten 13 in der oberen Position. Ferner sind der äußere Schlitten 11, das Heb- und Senkelement 18 und das obere Formwerkzeug 14 alle in der angehobenen Position einige Fuß entfernt oberhalb des unteren Formwerkzeugs 12. Ein rechteckiger Metallblechausgangswerkstück 16 wird auf der Oberseite des unteren Formwerkzeugs 12 plaziert. Das Ausgangswerkstück 16 wird von der linken Seite der Vorrichtung 10, wie in Figur 1 gezeigt, geladen. Die Positioniereinrichtungen 76 und die Hubeinrichtungen 77 sind alle in ihren angehobenen Positionen. Die Positioniereinrichtungen 76 führen das Ausgangswerkstück 16 so, daß es ordnungsgemäß auf dem unteren Formwerkzeug 12 positioniert ist, indem das Ausgangswerkstück 16 mit dem Rand der Positioniereinrichtung 76 geführt wird und die Hubeinrichtungen 77 unter dem Ausgangswerkstück 16 positioniert werden. Wenn das Ausgangswerkstück 16 schließlich positioniert ist, ruht es auf der flachen Oberfläche des unteren Formwerkzeugs 12.
Wenn das Ausgangswerkstück ordnungsgemäß geladen ist, wird der äußere Schlitten 11 abgesenkt, wodurch das obere Formwerkzeug 14 zu dem Ausgangswerkstück 16 und dem unteren Formwerkzeug 12 gebracht wird. Der Punkt 116 des oberen Formwerkzeugs 14 kommt zuerst mit dem Ausgangswerkstück 16 in Kontakt, wodurch dieser zwangsweise um den Punkt gelegt wird. Während der äußere Schlitten 11 weiter abgesenkt wird, hat das Ausgangswerkstück 16 allgemein eine Form, die dem Querschnitt der Oberflachen der Formwerkzeuge 12 und 14, wie in Figur 1 gezeigt, ähnlich ist. Wenn das Formwerkzeug 14 vollständig abgesenkt ist, wird die Randerhebung 120 gegen das Ausgangswerkstück 16 gepreßt und beide werden in den Hohlraum gedrängt, der von der Randvertiefung 110 gebildet ist. Die Randerhebung 120 entlang den drei Seiten 71, 73 und 75 des Umfangs 74 drückt das Ausgangswerkstück 16 fest, während die Randerhebung 120 entlang der vierten Seite 79 des Umfangs 74 (rechte Seite des Formwerkzeugs in Figur 1 und 5) das Fließen des Ausgangswerkstücks 16 in den Hohlraum des gewünschten Teil-Formstücks erlaubt.
Der innere Schlitten 13 wird dann abgesenkt und drängt die Blöcke 44 und 45, den Kragen 43 und die Kolbenstange 42 der Zylinderanordnungen nach unten, wodurch Hydraulikflüssigkeit von den Zylindern durch die Ventilanordnungen in den unteren Köpfen 38 in die Kanäle 44, 47 und 49 und in den Bereich zwischen dem Ausgangswerkstück und der oberen Fläche 48 des unteren Formwerkzeugs 12 gedrängt wird. Die in der vorliegenden Ausführungsform verwendet Flüssigkeit ist zu 95% Wasser. Die übrigen 5% bestehen aus Additiven, um Rost und Korrosion zu verhindern und die Schmierung zu unterstützen. Diese Flüssigkeit ist unter dem Namen Hydrolubric 123 von E.F. Houghton and Company im Handel erhältlich. Die der oberen Oberfläche 48 des unteren Formwerkzeugs 12 zugeführte Flüssigkeit hat einen ausreichenden Druck, um das Ausgangswerkstück 16 gegen die Oberfläche des oberen Formwerkzeugs 14 zu drängen, womit er an das gewünschte Teil-Formstück angeformt wird. Entlang den drei Seiten 71, 73 und 75 des Umfangs 74, wo das Ausgangswerkstück 16 fest von der Randerhebung 120 gehalten ist, wird das Ausgangswerkstück 16 gegen das gewünschte Teil- Formstück gestreckt. Entlang der vierten Seite 79 erlaubt die Randerhebung 120 das Fließen des Ausgangswerkstücks 16 in den tiefen Hohlraum, der in dem gewünschten Teil-Formstück gebildet ist.
Der hydraulische Druck, der erforderlich ist, um das Ausgangswerkstück 16 vollständig in den Hohlraum des Teil- Formstücks zu formen, der in dem oberen Formwerkzeug 14 definiert ist, ist von den Eigenschaften und der Dicke des Ausgangswerkstücks 16 und der Konfiguration von verschiedenen Abschnitten des Teil-Formstücks abhängig. Der erforderliche hydraulische Druck variiert daher mit jedem Wechsel der spezifischen Werkzeugausrüstung oder der Werte des Ausgangswerkstücks 16. An den unteren Köpfen 38 der Zylinderanordnungen angebrachte Überdruckventile werden daher nach Erfordernis für jeden unterschiedlichen Formvorgang eingestellt. Zusätzlich ist die Form der Randerhebung, die das gewünschte Teil- Formstück umgibt, für jede bestimmte Werkzeugausrüstung unterschiedlich.
Nach dem Vollenden des Hydroformungsvorganges wird der innere Schlitten 13 nach oben bewegt und die Gasfedern 34 und 36 der Zylindereinheiten schieben den Kragen 43 nach oben, wodurch die Kolbenstangen 42 und die Blöcke 44 und 45 nach oben angehoben werden, so daß die Hydraulikzylindereinheiten rückgestellt werden. Zwischen dem oberen und dem unteren Formwerkzeug 12 und 14 freigesetzte oder ausgetretene Flüssigkeit fließt in die Flüssigkeitsreservoirwanne, die durch den Boden und die Wände der Wanne 22 gebildet ist, und wird nach Bedarf durch mit geeigneten Ventilen versehene Öffnungen (nicht dargestellt) in die unteren Köpfe 38 angesaugt. Die Vorrichtung ist somit mit einer automatisch rezirkulierenden Hydraulik versehen.
Während der innere Schlitten 13 angehoben wird, wird der äußere Schlitten 11 ebenfalls angehoben und das äußere Formwerkzeug 14 hebt von dem geformten Ausgangswerkstück und dem unteren Formwerkzeug 12 ab. Die Hubeinrichtungen 77 springen nach oben und heben dadurch das Metall von den flachen Oberflächen des unteren Formwerkzeugs 12. Das geformte Ausgangswerkstück kann dann aus der Vorrichtung 10 entweder manuell oder mit einer mechanischen Vorrichtung entnommen werden.
Wenn mit der Vorrichtung 10 ein unterschiedliches Teil geformt werden soll, müssen bei der vorliegenden Erfindung anstelle des Ersetzens der gesamten Formbestandteile innerhalb des Pressenrahmens, wie bei den Vorrichtungen nach dem Stand der Technik, wobei sehr große mehrteilige Bestandteile oftmals mehr als 45.360 kg (100.000 Pfund) wiegen, nur die spezifische Werkzeugausrüstung, die Formwerkzeughälften 12 und 14 ersetzt werden. Die beiden Formwerkzeuge 12 und 14 gemäß der vorliegenden Erfindung sind vergleichsweise kleiner und wiegen zusammen etwa 4.536 kg (10.000 Pfund). Dies stellt eine beträchtliche wirtschaftliche und logistische Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik dar.
Ein Verriegelungsmechanisrnus ist vorzugsweise an einer herkömmlichen doppeltwirkenden Presse und insbesondere an der Vorrichtung 10, die in Figur 1 dargestellt ist, nachgerüstet. Während der Verriegelungsmechanismus als Nachrüstung an einer gesteuerten Hydroformungspresse gemäß vorliegender Erfindung dargestellt ist, kann er auch in Verbindung mit anderen Pressen verwendet werden, wie etwa der in dem US-Patent Nr. 4,576,030 aufgezeigten Presse. Der Verriegelungsmechanismus wird nachfolgend unter Bezug auf Figur 5 und 11 erläutert. Der Verriegelungsmechanisrnus ist allgemein mit 200 bezeichnet. Wie Figur 5 zeigt, sind zwei identische Verriegelungsmechanismen an jeder Seite der Vorrichtung 10 angeordnet. Der Verriegelungsmechanismus enthält drei Hauptelemente. Zunächst ist eine Antriebseinrichtung 210 an dem inneren Schlitten 13 in der Weise montiert, daß die Antriebseinrichtung 210 sich mit dem inneren Schlitten 13 bewegt. An jeder Seite des Heb- und Senkelements 18 ist eine Antriebsführung 212 befestigt. Die Antriebsführung 212 ist durch herkömmliche Mittel an dem Heb- und Senkelement 18 angebracht, wie dem Durchschnittsfachmann verständlich ist. Die Antriebsführung 212 hat einen darin ausgebildeten Durchtrittskanal, durch den die Antriebseinrichtung 210 verläuft, wenn der innere Schlitten 13 abgesenkt wird, wie in Figur 5 dargestellt. Die Antriebsführung 212 ist zwischen den Bügeln 19 (Figur 11) angeordnet, die das obere Formwerkzeug 14 mit dem Heb- und Senkelement 18 verbinden, wie weiter oben beschrieben wurde. Ein Verriegelungsarm 216 ist an der Rohrverteilung 20 durch einen Block mit einem Drehgelenk 118 montiert (in Figur 11 dargestellt) Ein Auflageblock 220, der eine geneigte Oberfläche hat, ist mit dem Boden 28 der Wanne 22 direkt unterhalb des Verriegelungsarmes 216 verbunden.
Das Ende der Antriebseinrichtung 210 hat eine im Winkel verlaufende Oberfläche 122, die dem Verriegelungsarm 216 gegenüberliegt. Vorzugsweise bildet die Oberfläche 122 einen Winkel von 31º relativ zur Senkrechten. An der Oberseite des Verriegelungsarmes 216 ist eine im Winkel verlaufende Oberfläche 124 vorgesehen, die der Antriebseinrichtung 210 gegenüberliegt. Vorzugsweise bildet die Oberfläche 124 einen Winkel von 36º relativ zur Senkrechten und einen großen Radius an der Oberseite und der Unterseite der im Winkel verlaufenden Oberfläche. An der Oberseite des Verriegelungsarmes 216, der im Winkel verlaufenden Oberfläche 124 gegenüberliegend, befindet sich eine Lippe 130. Wenn der Arm 216 in seiner verriegelten Position ist, ist die Lippe 130 des Armes 216 über der Oberseite des oberen Formwerkzeugs 14, wodurch verhindert wird, daß es sich nach oben bewegt, wie in Figur 5 gezeigt. Wenn der Arm 216 in seiner nicht verriegelten Position ist, die in Figur 5 in unterbrochenen Linien dargestellt ist, kommt die Lippe 130 außer Eingriff mit der Oberseite des Formwerkzeugs 14. Vorzugsweise verläuft die Lippe 130 über einem Block 131, der auf der Oberseite des oberen Formwerkzeugs 14 montiert ist. Die Lippe 130 und der Block 131 haben vorzugsweise eine im Winkel von 5º verlaufende Oberfläche bezüglich der Horizontalen.
Wenn der innere Schlitten 13 in seiner angehobenen Position ist, liegt die Oberfläche 122 der Antriebseinrichtung 210 über dem Verriegelungsarm 216 und hat keinen Kontakt mit dem Arm 216. Die Basis 160 des Armes 216 liegt auf dem Auflageblock 220 und somit ist der Arm um 3,75º aus der Vertikalen von dem Formwerkzeug 12 weg gekippt, wie in unterbrochener Linie dargestellt ist. Wenn der innere Schlitten 13 abgesenkt wird, kommt die geneigte Oberfläche 122 der Antriebseinrichtung 210 in Kontakt mit der geneigten Oberfläche 124 des Armes. Wenn diese Oberflächen miteinander in Kontakt kommen, wird der Arm durch die Antriebseinrichtung 210 zu dem Formwerkzeug 14 hin geschoben. Wenn schließlich der Arm 216 in seiner aufrechten verriegelten Position ist, gleitet die Antriebseinrichtung 210 entlang der Rückseite des Armes, wie Figur 11 zeigt.
Wie Figur 11 zeigt, erstreckt sich der Verriegelungsarm 216 zwischen den Haltebügeln 19 und bedeckt somit einen wesentlichen Abschnitt der Seite des oberen und des unteren Formwerkzeugs, wenn der Arm 216 in seiner verriegelten Position ist. Während des Formungsprozesses ist das obere Formwerkzeug 14 hohen Drücken von der durch die Zylinderanordnungen abgegebenen Flüssigkeit ausgesetzt. Die Möglichkeit, daß das obere Forrnwerkzeug 14 abgelenkt wird, nimmt mit steigendem Flüssigkeitsdruck, der auf das Formwerkzeug 14 ausgeübt wird, zu. Der Arm 216 stützt die Formwerkzeuge 12 und 14 an ihren Seiten und hilft somit, die Formwerkzeuge während des Formungsprozesses in vertikal fluchtender Ausrichtung zu halten.
Figur 11 zeigt den Verriegelungsarm 216 in seiner verriegelten Position von der rechten Seite der Vorrichtung in der Darstellung in Figur 5 gesehen. Die Antriebseinrichtung 210 ist in ihrer untersten Position dargestellt. Das Heb- und Senkelement 18 ist gegen das obere Formwerkzeug 14 gepreßt, so daß die Haltestifte 21 in den Bügeln 19 in ihrer obersten Position sind. Ferner sind in Figur 11 die positiven Rückstelleinrichtungen 25 dargestellt, die an den Seiten der Haltebügel 19 dem Verriegelungsarm 216 gegenüberliegend angeordnet sind, und die positiven Rückstelleinrichtungen 27, die an beiden Seiten des Verriegelungsarmes 216 angeordnet sind. Die positiven Rückstelleinrichtungen 25 können alternativ an dem oberen Formwerkzeug 14 angeordnet sein.
Figur 12 zeigt eine positive Rückstelleinrichtung 25, die an einem Bügel 19 angebracht ist. Die positive Rückstelleinrichtung 25 umfaßt einen Stahlblock, der eine geneigte Oberfläche hat. Die geneigte Oberfläche bildet vorzugsweise einen Winkel von 36º bezüglich der Senkrechten. Figur 13 zeigt eine positive Rückstelleinrichtung 27, die an einer Seite des Verriegelungsarmes 216 angeordnet ist. Wie die an den Bügeln angeordnete positive Rückstelleinrichtung umfaßt die positive Rückstelleinrichtung einen Stahlblock, der eine geneigte Oberfläche hat. Die geneigte Oberfläche an der Rückstelleinrichtung 27 ist der geneigten Oberfläche an dem Arm komplementär. Wie Figur 5 und 11 zeigen, muß nach dem Vollenden des Formungsprozesses der Verriegelungsarm 216 in seine entriegelte Position zurückgekippt werden, so daß das obere Formwerkzeug 14 angehoben werden kann. Gelegentlich kann bei Entlastung des Flüsskeitsdrucks das obere Forrnwerkzeug 14 geringfügig angehoben werden, was es für den Verrieglungsarm 216 schwierig macht, in seine entriegelte Position zurückzukippen. Die positiven Rückstelleinrichtungen stellen sicher, daß der Verriegelungsarm 216 in seine entriegelte Position zurückkehrt
Wenn der Formungsprozeß vollendet ist, wird der äußere Schlitten 11 angehoben und dadurch werden das Heb- und Senkelement 18 und die Bügel 19 angehoben. Wenn die Bügel 19 angehoben werden, kommt die geneigte Oberfläche an der positiven Rückstelleinrichtung 25 an dem Bügel 19 mit der geneigten Oberfläche an der positiven Rückstelleinrichtung 27 an dem Verriegelungsarm 216 in Eingriff, wodurch der Arm zwangsweise in seine entriegelte Position zurückgekippt wird.
Der Verriegelungsmechanismus kann somit ohne weiteres an einer herkömmlichen doppeltwirkenden Presse nachgerüstet werden, so daß die Presse an Arbeitsabläufe unter hohen Drücken, die in Hydroformungsprozessen verwendet werden, angepaßt wird.
Während die vorliegende Ausführungsform jeweils ein einzelnes Stück Metallbiech aufnehmen soll, wird im Rahmen der Erfindung auch das Formen von Metallblech in einer Anordnung mit Rollenzulieferung (einer kontinuierlichen Form) in Betracht gezogen. Eine derartige Vorrichtung würde eine Schneideinrichtung an der Rückseite oder Austrittseite vorsehen, die das geformte Teil beim Abwärtshub abschneiden würde.

Claims

1. Vorrichtung zum Formen von Metallblech (16) unter Verwendung einer Flüssigkeit zum unmittelbaren Formen des Metalls, aufweisend:

ein erstes Formwerkzeug (14), gestaltet für das herzustellende Teil;

wobei das Formwerkzeug eine Randerhebung (120) zum Angreifen an dem Metallblech aufweist, die einen geschlossenen Umfang definiert, innerhalb dessen sich ein Teil des Formwerkzeuges unter Ausbildung eines eingefaßten Raumes zwischen dem Formwerkzeug und dem Metallblech erstreckt,

ein weiteres Formwerkzeug (12), das eine Randvertiefung (110) für ein Zusammenwirken mit dem ersten Formwerkzeug und der Randerhebung aufweist, wobei das jeweilige Formwerkzeug das Metallblech zwischen den Formwerkzeugen rundherum an dem Umfang greift;

Mittel (12, 44, 46, 47) zum Zuführen einer Flüssigkeit direkt zwischen das weitere Formwerkzeug (12) mit der Randvertiefung (110) daran und das Metallblech bei einem hydraulischen Druck, der groß genug ist, um das Metallblech in den Raum in dem ersten Formwerkzeug und in Kontakt mit dem ersten Formwerkzeug zu bringen, um das Metallbiech an das erste Formwerkzeug anzuformen;

wobei die Randerhebung ein über die Länge der Rander hebung variierendes Profil (121) hat, das zwischen einem ersten Profil, das eine Bewegung über die Randerhebung hinaus verhindert, und einem zweiten Profil, das ein Verfließen des Metallblechs über die Randerhebung hinaus erlaubt, variiert, wobei die Randerhebung an die Form des ersten Formwerkzeugs und an die Eigenschaften des Metallblechs angepaßt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel (47) zur Zuführung der Flüssigkeit durch das weitere Forrnwerkzeug hindurchführen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Formwerkzeug (14) eine im Querschnitt trapezförmige Randerhebung (120) hat und das weitere Formwerkzeug eine im Querschnitt trapezförmige Randvertiefung (110) hat.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil der Randerhebung (120) variiert ist, indern dort scharfe Ecken an der im Querschnitt trapezförmigen Randerhebung vorgesehen sind, wo eine Bewegung des Metallblechs verhindert werden soll, und dort gerundete Ecken (121) vorgesehen sind, wo sie erlaubt sein soll.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zur Zuführung von Flüssigkeit aufweisen:

eine Zylinder-Anordnung (24, 26, 32, 33) zum Unterdrucksetzen der Flüssigkeit, um eine unter Druck stehende Flüssigkeit zu bilden;

eine Einfassung, die auf der Seite des Metallblechs gegenüber des eingefaßten Raumes eine Flüssigkeitskammer definiert; und

einen Durchfluß oder Durchf lüsse (46, 47) zum Durchlassen der unter Druck stehenden Flüssigkeit in die Flüssigkeitskammer, um auf das Metallblech zu wirken, der bzw. die sich gegenüber des eingefaßten Raumes erstreckt bzw. erstrecken.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Formwerkzeug (14) ein Teil-Formstück (74) für ein zu formendes Teil innerhalb der Umfang-Randerhebung hat, wobei die Randerhebung und die Randvertiefung das Metallblech entlang dem ersten Formwerkzeug halten, wo der Raum zwischen der Oberfläche des Metalls und dem in dem ersten Formwerkzeug gebildeten Teil-Formstück gebildet ist, wobei die Randerhebung unterschiedliche Krümmungsradien hat, um ein gewünschtes Ausmaß eines kontrollierten Verfließens des Metallblechs in den Raum vorzusehen, und wobei die Randerhebung und die Randvertiefung eine Kontrolle auf das Metall ausüben, um Abschnitten des Metalls zu erlauben, sich entlang dem Teil-Formstück auszustrecken, während es anderen Abschnitten des Metalls erlaubt ist, in das Teil-Formstück zu verfließen;

die Vorrichtung weiterhin hydraulische Zylinder aufweist, zum Anwenden von Flüssigkeit direkt an dem Metallblech bei einem Druck, der groß genug ist, um das Metall dazu zu zwingen, sich durch den Raum zu bewegen und das in dem ersten Formwerkzeug definierte Teil-Formstück zu kontaktieren, und daß die Vorrichtung Mittel zum Betätigen der hydraulischen Zylinder aufweist.

7. Verfahren zum Formen von Metallblech (16) gegen ein geformtes Formwerkzeug unter Verwendung von Flüssigkeit, die direkt auf das Metallblech angewendet wird, um ein geformtes Teil herzustellen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Anordnen des Metallblechs entlang dem geformten Formwerkzeug durch eine Mehrzahl von Spann-Rändern und eine Mehrzahl von Zieh-Rändern, die einen geschlossenen Umfang definieren, wobei das Formwerkzeug sich über den Umfang hinweg erstreckt, so daß ein Raum zwischen dem Metallblech und dem geformten Formwerkzeug gebildet ist;

Anwenden der Flüssigkeit auf das Metallblech bei einem hydraulischen Druck, der ausreichend groß ist, um das Metaliblech in den Raum und gegen das geformte Formwerkzeug zu zwingen, um das geformte Teil herzustellen, wobei Abschnitte des Umfangs durch die Zieh-Ränder definiert sind, die ein Profil aufweisen, das es dem Metallblech erlaubt zu verfließen, wenn gezwungen durch die Form des Formwerkzeuges und Eigenschaften des Metallblechs, und wobei andere Abschnitte des Randes durch die Spann-Ränder definiert sind, die ein Profil aufweisen, das ein Bewegen des Metallblechs verhindert.

8. Verfahren nach Anspruch 7 zum Formen von Metallblech unter Verwendung einer Flüssigkeit zum direkten Formen des Metalls, aufweisend die Schritte:

Halten eines Metallblechs entlang einem ersten Formwerkzeug (14), das ein darin definiertes Teil-Formstück (74) aufweist, wobei ein Raum zwischen einer Oberfläche des Metalls und dem Teil-Formstück gebildet ist;

Anwenden von Flüssigkeit direkt auf das Blech bei einem Druck, der groß genug ist, um das Blech zu zwingen, sich durch den Raum zu bewegen und das in dem ersten Formwerkzeug definierte Teil-Formstück zu kontaktieren;

Kontrollieren der Bewegung des Blechs, wenn die Flüssigkeit angewendet wird, wobei Abschnitte des Blechs entlang dem Teil-Formstück gestreckt werden, während es anderen Abschnitten erlaubt ist, in das Teil-Formstück zu verfließen, indem Ränder vorgesehen sind, die unterschiedliche Kurvenradien haben, die das Ausmaß des Metall- Verfließens kontrollieren.