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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Hydroforming eines kompliziert
geformten Rahmenelements aus einem Rohrrohling gemäß den Oberbegriffen
der unabhängigen
Ansprüche
1 und 16. Eine derartige Vorrichtung und ein derartiges Verfahren
sind in der US-A-4744237 beschrieben.
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STAND DER TECHNIK
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Die Industrie benötigt Standardrohrrohlinge, die
sich zu einteiligen komplizierten Rohrformen umformen lassen. In
der Automobilindustrie sind Autorahmen aus Festigkeitsgründen und
zur Lastaufnahme typischerweise als "Kastenkonstruktionen" ausgebildet.
Diese Rahmenelemente weisen oft sowohl im horizontalen als auch
im vertikalen Profil große
Variationen auf. Der Querschnitt derartiger Elemente variiert häufig ziemlich
extrem und kann beispielsweise von einem quadratischen Querschnitt
in einen rechteckigen Querschnitt, in einen runden Querschnitt,
einen stark abgeflachten Querschnitt oder in eine unregelmäßig geformte
Kombination dieser Ausführungen übergehen.
Gleiches gilt für
die Antennenindustrie, in der eine große Vielfalt von Querschnittsformen
für Wellenleiter
benötigt
werden.
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Die allgemeinen Arbeitsabläufe des
Biegens, Streckens, Vertiefens und radialen Aufweitens eines Rohrrohlings,
mit oder ohne einen Dorn, sind bekannt. Bei den meisten Metallen
ist es relativ leicht, Rohre mit einem geringen Durchmesser zu einem Bogen
mit einem großen
Radius zu biegen. Wenn aber der Durchmesser des Rohrs zunimmt und
der Radius, um den es gebogen werden soll, abnimmt, erfordert das
Rohrbiegeverfahren eine gewisse Kombination von Zusammendrücken am
inneren Biegeradius des Rohrs und Strecken am äußeren Radius. Obwohl die äußere Biegefläche des
Rohrs in vollem Umfang bis zur Nennstreckgrenze der Materialien gestreckt
werden kann, kann ein Rohr mit einem gegebenen Durchmesser nicht
zufriedenstellend um einen relativ kleinen Biege radius gebogen werden, ohne
daß es
zu starken Knickbildungen an der inneren Biegefläche oder zu unerwünschten
Verformungen am äußeren Biegeradius
kommt. In einigen Fällen
ist es gelungen, Rohre mit einem bestimmten Durchmesser um relativ
kleine Biegeradien zu biegen, indem an der inneren Rohrfläche eine
kontrollierte Muldenbildung oder eine kontrollierte Riffelung zugelassen
wurde, so daß an
der äußeren Rohrfläche eine
geringere Streckung entstand.
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Eine standardmäßige mechanische Presse ist
eine Vorrichtung, die zum Umformen von Rohrrohlingen verwendet wird.
Die mechanische Presse besitzt ein von einem feststehenden unteren
Werkzeugbett abgestütztes
stationäres
Werkzeug. Ein Rohrrohling wird in den im unteren Werkzeug befindlichen Hohlraum
eingelegt. Um den Rohrrohling umzuformen, bewegt sich ein oberes
Werkzeug, das von einem Preßstempel
angetrieben wird, nach unten. Der Preßstempel stellt eine Kraft
bereit, die erforderlich ist, um den Rohrrohling zwischen dem unteren
und dem oberen Werkzeug, die einander berühren, zusammenzudrücken. Das
Hauptproblem bei der Verwendung einer mechanischen Presse zum Umformen
eines Rohrrohlings besteht darin, daß das vertiefte Rohr, insbesondere
bei komplizierten Formen, nicht in die tiefen Rücksprünge des Hohlraums hineingeschoben
wird. Da das vertiefte Rohr nicht die Rücksprünge des Hohlraums füllt, entspricht
das umgeformte Rohr nicht der gewünschten Form, die vom Hohlraum
zwischen dem unteren Werkzeug und dem oberen Werkzeug bereitgestellt
wird.
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Eine Vorrichtung, mit der komplizierte
Rohrformen gebildet werden können,
ist eine Hydroformingpresse. Die Hydroformingpresse führt eine
Reihe von Arbeitsschritten durch, um die gewünschte Rohrform zu bilden.
Allgemein wird ein Rohr oder Werkstück zwischen ein Werkzeugpaar
gelegt, wobei die Werkzeuge mit Hohlräumen ausgestattet sind, die
die gewünschte,
sich ergebende Form des Rohrs definieren. Die Werkzeuge werden zusammengeführt, und
die Enden des Werkstücks
werden mit ei nem Paar Abdichteinheiten abgedichtet. Das Werkstück wird
mit Fluid gefüllt,
das anschließend
druckbeaufschlagt wird. Die Druckbeaufschlagung des Fluids innerhalb
des Werkstücks
hat zur Folge, daß das
Rohr so umgeformt und aufgeweitet wird, daß es der Hohlraumform entspricht.
Das Fluid wird aus dem Rohr abgelassen, und die Abdichteinheiten
werden zurückgezogen,
um das Werkstück
freizugeben. Das Hauptproblem der Hydroformingpresse liegt in ihren extremen
Kosten. Eine einzelne Hydroformingpresse kann ungefähr drei
Millionen Dollar kosten.
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Da mechanische Pressen weitgehend
verfügbar
und seit Jahren in vielen Fabriken im Einsatz sind, sind Versuche
unternommen worden, die mechanischen Pressen so zu modifizieren,
daß damit das
vorgenannte Hydroformingverfahren durchgeführt werden kann. Bei der Umwandlung
einer standardmäßigen mechanischen
Presse in eine Hydroformingpresse müssen Abdichteinheiten hinzugefügt werden,
um die Enden des Rohrrohlings abzudichten. Der Preßstempel
senkt das obere Werkzeug ab und stoppt es in seiner abgesenkten
Position. Die Abdichteinheiten versorgen den Rohrrohling mit einem Umformfluid,
das dann druckbeaufschlagt wird. Durch die Druckbeaufschlagung des
Umformfluids innerhalb des Rohrrohlings wird der Rohrrohling so umgeformt
und aufgeweitet, daß er
der Hohlraumform entspricht. Wenn das umgeformte Rohr gebildet ist,
wird das Umformfluid aus dem Rohr abgelassen, und die Abdichteinheiten
werden zurückgezogen,
um das umgeformte Rohr freizugeben.
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Das Hauptproblem bei der in die Hydroformingpresse
umgewandelten mechanischen Presse besteht darin, daß das obere
Werkzeug, wenn es abgesenkt und gestoppt wird, nicht in Kontakt
mit dem unteren Werkzeug kommt, um den Hohlraum zwischen den Werkzeugen
zu schließen.
Wenn sich der Preßstempel
nach unten bewegt, um den Kontakt zwischen dem oberen und dem unteren
Werkzeug herzustellen, folgt er einer elliptischen Bahn. Da das untere
Werkzeug feststehend ausgeführt
ist, muß der Preßstempel
genau dann seine Bewegung stoppen, wenn sich die beiden Werkzeuge
berühren.
Bei einer standardmäßigen mechanischen
Presse stoppt der Preßstempel
jedoch toleranzbedingt mit einer Abweichung von plus oder minus
5 Grad von seinem 180°-Punkt,
an dem die Werkzeuge einen geschlossenen Kontakt aufweisen würden. Da
es unwahrscheinlich ist, daß die
Werkzeuge vollständig
geschlossen sind, wenn das Rohr druckbeaufschlagt wird, wird das
Rohr, das sich unter dem Innendruck aufweitet, um die tiefen Rücksprünge des
Hohlraums zu füllen,
auch zwischen dem Werkzeugpaar eingequetscht. Das Endprodukt aus
der umgewandelten mechanischen ist ein fehlerhaft ausgebildetes
Rohr mit Rippen, die dem Raum zwischen den beiden nicht in Kontakt
gekommenen Werkzeugen entsprechen.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung
besteht darin, die Auswirkungen, die sich aus einem oder mehreren
der vorstehend beschriebenen Probleme ergeben, auszuschalten oder
zumindest zu verringern.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden
Erfindung werden ein Verfahren gemäß dem beiliegenden Anspruch
1 und eine Vorrichtung gemäß dem beiliegenden
Anspruch 16 bereitgestellt. Demgemäß wird ein Hydroformingverfahren
zum Umformen eines kompliziert geformten Rahmenelements aus einem
Rohrrohling bereitgestellt, das die nachstehenden Schritte umfaßt. Der
Rohrrohling wird in einen in einem unteren Werkzeug befindlichen
ersten Hohlraum eingelegt, und ein oberes Werkzeug wird aus einer
offenen Position in eine unmittelbare Nähe zum unteren Werkzeug abgesenkt.
Das obere Werkzeug besitzt einen zum ersten Hohlraum hin ausgerichteten
zweiten Hohlraum. Die entgegengesetzten Enden des Rohrrohlings werden
mit einem Paar Abdichteinheiten abgedichtet, und ein Umformfluid
wird in den abgedichteten Rohrrohling eingeleitet. Das Umformfluid
wird im Inneren des Rohrrohlings in einem geringen Ausmaß so druckbeaufschlagt, daß ein Zusammendrücken des
Rohrs zwischen dem unteren und dem oberen Werkzeug verhindert wird. Das
untere Werkzeug wird so angehoben, daß das obere Werkzeug und das
untere Werkzeug passend zueinander so zusammengeführt werden,
daß sich der
erste und der zweite Hohlraum zu einem den Rohrrohling umschließenden Umformhohlraum
vereinen. Der Rohrrohling wird im Inneren weiter druckbeaufschlagt,
um den Rohrrohling so aufzuweiten, daß er dem Umformhohlraum entspricht.
Wenn das aufgeweitete Rohr gebildet ist, wird das Umformfluid aus
dem Rohr abgelassen, und die Abdichteinheiten werden von den Enden
des Rohrs abgezogen. Das untere und das obere Werkzeug geben das
umgeformte Rohr frei, dessen Enden gekröpft werden, um das kompliziert
geformte fertige Rahmenelement zu bilden.
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In Übereinstimmung mit einem anderen Merkmal
der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zum Umformen eines
kompliziert geformten Rahmenelements aus einem Rohrrohling bereitgestellt.
Die Hydroformingvorrichtung zum Umformen von Rohren umfaßt ein unteres
Werkzeug und ein oberes Werkzeug. Das untere Werkzeug kann sich zwischen
einer abgesenkten Position und einer angehobenen Position bewegen.
Das untere Werkzeug besitzt einen ersten Hohlraum, der den Rohrrohling aufnehmen
kann. Ein oberes Werkzeug, das sich aus einer offenen Position in
die unmittelbare Nähe
zum unteren Werkzeug bewegen kann, besitzt einen zum ersten Hohlraum
hin passend ausgerichteten zweiten Hohlraum. Ein Paar Abdichteinheiten
können
sich zwischen einer zurückgezogenen
Position und einer abgedichteten Position bewegen. In der zurückgezogenen
Position sind die Abdichteinheiten entfernt von den entgegengesetzten
Enden des Rohrrohlings positioniert, und in der abgedichteten Position
dichten die Abdichteinheiten die entgegengesetzten Enden des Rohrrohlings
ab. Mittel, mit denen der Rohrrohling mit einem Umformfluid gefüllt wird,
wenn sich die Abdichteinheiten in der abgedichteten Position befinden,
sind vorgesehen. Ein Hebemittel für das untere Werkzeug kann
das untere Werkzeug so aus der abgesenkten Position in die angehobene
Position anheben, daß das
obere Werkzeug und das untere Werkzeug passend zueinander ausgerichtet
werden, so daß sich
der erste und der zweite Hohlraum zu einem Umformhohlraum vereinigen.
Mittel zur Druckbeaufschlagung des Umformfluids im abgedichteten
Rohrrohling, um den Rohrrohling so aufzuweiten, daß er dem
Umformhohlraum entspricht, sind vorgesehen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER
ZEICHNUNGEN
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Die vorstehenden und andere Vorteile
der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden ausführlichen
Beschreibung und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen; dabei sind:
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1 ein
Seitenaufriß einer
mechanischen Presse in einer geschlossenen Position;
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2a ein
Seitenaufriß der
Abdichteinheit der Presse in 1;
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2b eine
Endansicht der Abdichteinheit in 2a entlang
der Linie 1a-1a;
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2c ein
Seitenaufriß der
Abdichteinheit in 2a beim Übergang
in eine abgedichtete Position;
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2d ein
Seitenaufriß der
Abdichteinheit in 2a in
der abgedichteten Position;
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3a ein
Seitenaufriß einer
anderen Ausführungsform
einer Abdichteinheit, wie in der WO 9851427 beschrieben;
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3b ein
Seitenaufriß eines
Teils der Abdichteinheit in 3a;
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4 ein
Seitenaufriß einer
dritten Ausführungsform
einer Abdichteinheit, wie in der WO 9851427 beschrieben;
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4b eine
Endansicht der Abdichteinheit in 4a;
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4c ein
Seitenaufriß eines
Teils der Abdichteinheit in 4a.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Überraschenderweise
wurde festgestellt, daß eine
standardmäßige mechanische
Presse wirksam in eine Hydroformingvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung umgewandelt werden kann. Es wurde festgestellt, daß es mit
der Hydroformingvorrichtung und dem Hydroformingverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung möglich
ist, eine standardmäßige mechanische
Presse so anzupassen, daß eine
Vorrichtung entsteht, mit der kompliziert geformte Rahmenelemente
aus Rohrrohlingen geschaffen werden können. Indem das untere Werkzeug
auf einer bewegbaren Halteplatte anstatt auf einem feststehenden
Werkzeugbett montiert wird, läßt sich
das untere Werkzeug passend zum oberen Werkzeug positionieren, und
zwar ungeachtet der Stopptoleranz der mechanischen Presse. Indem
das untere Werkzeug auf der Halteplatte um die die beiden Werkzeuge
trennende Distanz angehoben wird, werden der untere und der obere
Werkzeughohlraum stets zusammengeführt, um einen Umformhohlraum zu
bilden. Darüber
hinaus können
die Hydroformingvorrichtung und das Hydroformingverfahren wirksam und
kostengünstig
betrieben und gewartet werden, um kompliziert geformte Rahmenelemente
zu schaffen.
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Die Hydroformingvorrichtung und das
Hydroformingverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung wandeln eine standardmäßige mechanische
Presse in eine Vorrichtung um, die kompliziert geformte Rahmenelemente
aus einem Rohrrohling bildet. Die Standardelemente der mechanischen
Presse beinhalten ein unteres Werkzeug und ein an einem Preßstempel
montiertes oberes Werkzeug. Allgemein ist das untere Werkzeug an
einem feststehenden Werkzeugbett montiert. Um die standardmäßige mechanische
Presse in eine mechanische Hydroformingpresse für Rohre umzuwandeln, wird im
Rahmen der vorliegenden Erfindung das untere Werkzeug auf einer bewegbaren
Halteplatte montiert, die von durch eine Steuereinrichtung gesteuerten
Bewegungsmitteln so bewegt wird, daß das untere Werkzeug in einen
Paßkontakt
mit dem oberen Werkzeug bewegt wird. Die vorliegende Erfindung beinhaltet
außerdem
Abdichteinheiten, um die entgegengesetzten Enden eines Rohrrohlings
abzudichten und druckbeaufschlagtes Umformfluid in das Rohr einzuleiten.
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Um ein kompliziert geformtes Rahmenelement
zu bilden, wird ein Rohrrohling in einen unteren Werkzeughohlraum
im unteren Werkzeug eingelegt. Das obere Werkzeug wird in eine unmittelbare
Nähe zum
unteren Werkzeug abgesenkt. Der obere Werkzeughohlraum des oberen
Werkzeugs wird passend zum unteren Werkzeughohlraum ausgerichtet.
Am Punkt der unmittelbaren Nähe
steht der obere Werkzeughohlraum nicht in Kontakt mit dem Rohrrohling. Die
Distanz, die das obere Werkzeug vom unteren Werkzeug trennt, beträgt in etwa
1/2 Zoll. Das obere Werkzeug könnte
abgesenkt werden, um in Kontakt mit dem Rohr zu kommen, aber das
Rohr würde
zwischen dem oberen und dem unteren Werkzeughohlraum zusammengedrückt.
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Der Preßstempel einer mechanischen
Presse bewegt sich entlang einer elliptischen Bahn, um das obere
Werkzeug abzusenken. Der Preßstempel stoppt
am 180°-Punkt seiner Bahn
mit einer Toleranz von plus oder minus 5 Grad. Die vorliegende Erfindung
sieht ein Absenken des oberen Werkzeugs in eine unmittelbare Nähe zum unteren
Werkzeug vor, so daß der
obere Werkzeughohlraum das Rohr nicht berührt. Um ein Zusammendrücken des
Rohrs durch das obere Werkzeug zu verhindern, kann der Preßstempel
so eingestellt werden, daß er
stoppt, ohne daß das
obere Werkzeug das Rohr berührt,
oder das untere Werkzeug kann im Vergleich zu einer standardmäßigen mechanischen
Presse auf eine niedrigere Position eingestellt werden, so daß das obere Werkzeug
bei vollständigem
Absenken das Rohr nicht berührt.
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Wenn sich das obere Werkzeug am Punkt der
unmittelbaren Nähe
befindet, bewegen sich die Abdichteinheiten aus einer zurückgezogenen
Position in eine abgedichtete Position. In der zurückgezogenen
Position sind die Abdichteinheiten entfernt von den Enden des Rohrs positioniert.
In der abgedichteten Position greifen die Abdichteinheiten in abdichtender
Weise in die Enden des Rohrs ein und sorgen für eine dichte Fluidabdichtung.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können Abdichteinheiten in jeder
beliebigen Ausführung,
die für
eine dichte Fluidabdichtung sorgen, verwendet werden.
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Sobald sich die Abdichteinheiten
in der abgedichteten Position befinden, leiten die Abdichteinheiten
ein Umformfluid in das Rohr ein. Um ein Zusammendrücken des
Rohrs zu verhindern, wenn das obere und das untere Werkzeug zusammengeführt werden,
wird der Druck des Umformfluids im Rohr in den Bereich eines Niederdrucks
erhöht.
Durch das Erhöhen
des Drucks des Umformfluids in den Bereich eines Niederdrucks wird
ein Flüssigdorn
bereitgestellt, der ein Zusammendrücken des Rohrs verhindert.
Der Niederdruckbereich ist vom Material des Rohrrohlings abhängig. Der
Niederdruckbereich ist ein Druckbereich, der höher als derjenige Druck ist, der,
wenn die Werkzeuge zusammengeführt
werden, ein Zusammenfallen des Rohrs aus sich heraus verhindern
würde und
der geringer als der Elastizitätsgrenzdruck
ist, der das Rohr aufweiten würde.
Beim Normalbetrieb im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt der
Niederdruckbereich zwischen 3,4 × 106 und
8,3 × 106 Pa (500– 1200 psi).
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Sobald der Fluiddruck innerhalb des
Rohrs im Niederdruckbereich liegt, wird das untere Werkzeug angehoben,
um passend zum oberen Werkzeug ausgerichtet zu werden. Wenn das
obere und das untere Werkzeug zusammengeführt werden, vereinigen sich
der obere und der untere Werkzeughohlraum, um den Umformhohlraum
zu bilden. Der Umformhohlraum repräsentiert die gewünschte Querschnittsform
des umgeformten Rohrs.
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Um das untere Werkzeug passend zum
oberen Werkzeug anzuheben, wird die das untere und das obere Werkzeug
trennende Distanz bestimmt. Jedes beliebige Mittel zur Bestimmung
der das untere und das obere Werkzeug trennenden Distanz kann verwendet
werden. So bestimmt bei spielsweise ein bevorzugter Sensor die exakte
Position des oberen Werkzeugs, und ein anderer Sensor bestimmt die
exakte Position des unteren Werkzeugs. Bei einem bevorzugten Sensor
zur Bestimmung der Position des oberen Werkzeugs handelt es sich
beispielsweise um einen bei der NSD Corporation unter der Nummer VRE-PO62FAC
erhältlichen
Absocoder-Einleiter-Funktionsgeber aus der VRE-Reihe. Bei einem bevorzugten
Sensor zur Bestimmung der Position des unteren Werkzeugs handelt
es sich beispielsweise um einen bei der NSD Corporation unter der
Nummer VLS-256PW588 erhältlichen
linearen Absocoder-Funktionsgeber
aus der VLS-Reihe. Unter Nutzung der Sensordaten berechnet eine
Steuereinrichtung die Distanz zwischen den beiden Werkzeugen und
instruiert das Halteplattenbewegungsmittel, das untere Werkzeug
um die die Werkzeuge trennende Distanz anzuheben. Bei einer bevorzugten
Steuereinrichtung handelt es sich beispielsweise um einen mit Software
der Allen-Bradley Company aus der Reihe 1747 programmierten SLC-5-03-Prozessor der Allen-Bradley
Company. Bei anderen Verfahren zur Bestimmung der die Werkzeuge
trennenden Distanz könnte
ein Sensor verwendet werden, der eine direkte Distanzmessung durchführt und
die Distanz der Steuereinrichtung meldet. Als ein weiteres Mittel zur
Bestimmung der Distanz könnte
ein Sensor eingesetzt werden, der exakt bestimmt, wann die Werkzeuge
zusammengeführt
sind, und der dann das Halteplattenbewegungsmittel stoppt, um ein
weiteres Anheben des unteren Werkzeugs zu unterbinden, wenn die
Werkzeuge passend zueinander ausgerichtet sind.
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Um das untere Werkzeug anzuheben,
muß die
Halteplatte aus einer abgesenkten Position in eine angehobene Position
angehoben werden. Das Halteplattenbewegungsmittel sorgt für das Anheben und
Absenken des auf der Halteplatte montierten unteren Werkzeugs. Zu
geeigneten Bewegungsmitteln zählen
beispielsweise Hydraulikzylindereinheiten sowie Motor- und Spindelkombinationen.
Das Bewegungsmittel hebt die Halteplatte an und stützt die nach
unten gerichtete Kraft des Preßstempels
und das druckbeaufschlagte Rohr ab. Die Bewegungsmittel sind so
gewählt
und angeordnet, daß sie
für die notwendige
Abstützung
der Halteplatte sorgen.
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Nachdem das untere und das obere
Werkzeug passend zusammengeführt
sind, steigt der Druck im Rohr auf einen Hochdruckbereich an. Der Hochdruckbereich
ist ein Druck, der ausreichend hoch ist, um das Rohr aufzuweiten,
so daß die
Rücksprünge des
Umformhohlraums gefüllt
werden, und dieser Druck ist vom Material des Rohrrohlings abhängig. Der
Hochdruckbereich ist ein Bereich mit einem Druck, der höher als
der Elastizitätsgrenzdruck ist,
der das Rohr in die Rücksprünge des
Umformhohlraums hinein aufweiten würde, und der geringer als der
Elastizitätsgrenzdruck
der Werkzeuge und der Abdichteinheiten ist. Im Normalbetrieb liegt
der Hochdruckbereich zwischen 20,7 × 106 und
68,9 × 106 Pa (3000 –10000 psi). Der Hochdruckbereich kann
sich, solange die Abdichteinheiten ihre Abdichtungen aufrechterhalten
und die Werkzeuge nicht getrennt werden, zu einem noch höheren Druck,
beispielsweise 206,8 × 106 Pa (30000 psi), ausweiten. Der Hochdruckbereich
kann zwischen 20,7 × 106 und 206,8 × 106 Pa
(3000–30000
psi) liegen.
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Indem der Druck des Umformfluids
auf den Hochdruckbereich erhöht
wird, weitet sich das Rohr in die Rücksprünge des Umformhohlraums hinein auf.
Wenn das Rohr aufgeweitet ist, wird das Umformfluid druckentspannt,
und das Umformfluid wird aus dem umgeformten Rohr abgelassen. Das
obere Werkzeug wird angehoben, so daß das umgeformte Rohr der Hydroformingpresse
entnommen werden kann. Das umgeformte Rohr kann mit Hilfe von Hebeeinrichtungen
entnommen werden.
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Die vorstehenden Hydroformingschritte
können
modifiziert werden, um ein ähnliches
Ergebnis zu erzielen. Das obere Werkzeug kann beispielsweise abgesenkt
werden, um das Rohr zwischen dem oberen Werkzeughohlraum und dem
unteren Werkzeughohlraum zu berühren
und zusammenzudrücken. Wenn
das Rohr zusammengedrückt
wird, ist ein höherer
Druck erforderlich, um den zusammengedrückten Abschnitt des Rohrs wiederherzustellen
und die Rücksprünge des
Umformhohlraums zu füllen.
Die weiteren Schritte, die darauf abzielen, ein Zusammendrücken des
Rohrs zu verhindern, können
entfallen; dazu zählen
die Schritte des Füllens
des Rohrs mit Umformfluid vor dem Zusammenführen der Werkzeuge sowie der
Schritt des Erhöhens
des Drucks im Rohr auf einen Niederdruckbereich vor dem Zusammenführen der
Werkzeuge. Ohne diese Schritte würde
das Rohr zwischen den passend zusammengeführten Werkzeugen zusammengedrückt, so
daß in späteren Schritten
ein höherer
Druck erforderlich sein würde,
um das zusammengedrückte
Rohr wiederherzustellen.
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BESCHREIBUNG
BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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In den Zeichnungen, auf die nunmehr
Bezug genommen wird, zeigen die 1 bis 4 eine mechanische Hydroformingpresse für Rohre.
Die mechanische Hydroformingpresse für Rohre enthält ähnliche Elemente
wie die standardmäßige mechanische Presse
in 1, wozu der Preßstempel 18,
das obere Werkzeug 14 und das untere Werkzeug 12 zählen. Bei
der mechanischen Hydroformingpresse 10 für Rohre
wird jedoch ein Hydroformingverfahren angewendet, um einen Rohrrohling 20 in
eine komplizierte Rohrform umzuformen. Im allgemeinen erfordert
das Hydroformingverfahren einen Rohrrohling, der im Umformhohlraum
von zwei zusammengeführten Werkzeugen
umgeben werden soll. Die Enden des Rohrrohlings werden abgedichtet,
und der Rohrrohling wird mit druckbeaufschlagtem Umformfluid gefüllt, um
den Rohrrohling in die Rücksprünge des
Umformhohlraums hinein aufzuweiten, so daß eine dem Umformhohlraum entsprechende
komplizierte Rohrform geschaffen wird.
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In der Startposition der mechanischen
Hydroformingpresse für
Rohre nehmen das obere Werkzeug 14 und der Preßstempel 18 eine
oberhalb des unteren Werkzeugs 12 befindliche offene Position
ein. In der Startposition der Presse wird ein Rohrrohling in einen
Hohlraum im unteren Werkzeug 12 eingebracht. Beim Einbringen
des Rohrrohlings 20 kann eine auf diesem Fachgebiet bekannte
elektronische Vorrichtung die Schweißnaht am Rohrrohling 20 ablesen
und die Naht innerhalb des Hohlraums entsprechend positionieren.
In der Startposition der Presse befinden sich ein Paar Abdichteinheiten 22 in einer
von den entgegengesetzten Enden des Rohrs 20 entfernten
zurückgezogenen
Position, und das untere Werkzeug 12 befindet sich in einer
abgesenkten Position. Das untere Werkzeug 12 ist auf einer Halteplatte
montiert. Mehrere Hebezylindereinheiten stützen die Halteplatte mit Kolbenstangen
ab. Die Verbindungsplatte verbindet die Kolbenstangen mit der Halteplatte.
Die Hebezylindereinheiten stützen sich
auf einer Grundplatte oder einem feststehenden Bett ab.
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In der bevorzugten Ausführungsform
stützen 26 Hebezylinder
die Halteplatte und das untere Werkzeug 12 ab. Die Hebezylindereinheiten
weisen eine Bohrung von 6 Zoll und einen Hub von 3 Zoll auf. Die
Hebezylindereinheiten sorgen für
die erforderliche Kraft, um das untere Werkzeug 14 aus
der abgesenkten Position in eine angehobene Position anzuheben.
In der angehobenen Position ist das untere Werkzeug 12 in
der Position der unmittelbaren Nähe zum
oberen Werkzeug 14 ausgerichtet. Die Hebezylindereinheiten
sorgen auch für
eine ausreichende Kraft, um das untere Werkzeug 12 in der
angehobenen Position zu halten, wenn das Umformfluid im Rohr 20 mit
hohem Druck beaufschlagt wird. Die in 2c dargestellte
Ausführungsform
stützt
einen 850-Tonnen-Preßstempel
zusätzlich
zum Umformdruck gegen das untere Werkzeug 12 ab. Die Hebezylindereinheiten
können
so dimensioniert, angeordnet und zahlenmäßig so vorgesehen sein, daß sie jeden
beliebigen Bereich von Preßstempel- und Hydroformingdrücken abstützen. Eine
(nicht dargestellte) herkömmliche
Hydraulikleitung versorgt die Hebezylinder mit Hydraulikdruck, um
die Kolbenarme zu bewegen. Vier Führungsstifte sind an den vier
Ecken der Halteplatte vorgesehen. Die Führungsstifte bewirken eine
Führung
beim Anheben und Absenken der Halteplatte.
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Um die mechanische Hydroformingpresse 10 für Rohre
zu aktivieren, drückt
eine Bedienungskraft einen Startknopf, so daß das Hydroformingverfahren
für Rohre
eingeleitet wird. Das Steuersystem für die mechanische Hydroformingpresse 10 für Rohre
wird nachstehend ausführlich
beschrieben. Sobald der Startknopf gedrückt ist, senkt der Preßstempel 18 das
obere Werkzeug 14 in die unmittelbare Nähe zum unteren Werkzeug 12 ab.
Das obere Werkzeug 14 besitzt einen zum unteren Werkzeughohlraum
hin ausgerichteten Hohlraum. Der Preßstempel 18 folgt, wenn
er das obere Werkzeug 14 nach unten bewegt, einer bei null
Grad beginnenden elliptischen Bahn. Idealerweise stoppt der Preßstempel 18 an
einem 180°-Punkt;
der typische Preßstempel 18 weist
jedoch eine Stopptoleranz von plus oder minus 5 Grad auf. In der
bevorzugten Ausführungsform
ist der Preßstempel 18 so
ausgerichtet, daß an
seinem 180°-Punkt
das obere Werkzeug 14 eine Distanz von etwa 1,3 cm (1/2
Zoll) zum unteren Werkzeug 12 aufweist. Wenn der Preßstempel 18 stoppt
und sich das obere Werkzeug 14 in unmittelbarer Nähe zum unteren
Werkzeug 12 befindet, besteht typischerweise zwischen den
beiden Werkzeugen 12 bzw. 14 eine Distanz von etwa 1,3
cm (1/2 Zoll). Der Preßstempel wird
ausgerichtet, um einen Kontakt des oberen Werkzeughohlraums mit
dem Rohr 20 zu verhindern. In anderen Ausführungsformen
ist es möglich,
daß der
Preßstempel 18 das
obere Werkzeug 14 weit genug absenkt, so daß es zu
einem Zusammendrücken des
Rohrs zwischen dem oberen und dem unteren Werkzeughohlraum kommt.
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Wenn sich das obere Werkzeug 14 in
der unmittelbaren Nähe
des unteren Werkzeugs 12 befindet, bewegen sich die Abdichteinheiten 22 in
eine abgedichtete Position. In der abgedichteten Position greifen
die Abdichteinheiten 22 in abdichtender Weise in die Enden
des Rohrrohlings 20 ein. Abdichtzylindereinheiten 24 bewegen
die Abdichteinheiten 22 aus der zurückgezogenen Position in die
abgedichtete Position. In der abgedichteten Position sorgen die Abdichteinheiten
für eine
dichte Fluidabdichtung an den Enden des Rohrrohlings 20.
Bei den Abdichteinheiten 22 kann es sich um beliebig ausgeführte Abdichtvorrichtungen
handeln, die die Enden des Rohrs 20 abdichten.
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Die derzeit bevorzugte Abdichteinheit
für die mechanische
Hydroformingpresse für
Rohre ähnelt der
Abdichteinheit, die in der gleichfalls anhängigen, am 15. Mai 1997 eingereichten
Patentanmeldung (WO 9851427) des Erfinders James F. Brown mit dem
Titel "Sealing Unit for Hydroforming Apparatus" ["Abdichteinheit
für eine
Hydroformingvorrichtung"] dargestellt und beschrieben ist. Die Abdichteinheit 22 umfaßt ein konisch
zulaufendes Element 32 und einen Dichtring 38.
Das konisch zulaufende Element 32 hat ein Einsatzende 34 mit
einem Außendurchmesser,
der kleiner als der Innendurchmesser des Rohrs 20 ist,
und ein Gehäuseende 36 mit
einem Außendurchmesser,
der größer als
der Innendurchmesser des Rohrs 20 ist. Der Dichtring 38 besitzt
einen einheitlichen Innendurchmesser, der dem Außendurchmesser des Rohrs 20 entspricht
oder geringfügig
größer ist.
Wenn sich die Abdichteinheit 22 in der abgedichteten Position
befindet, wie in 2d dargestellt,
steht das konisch zulaufende Element 32 in abdichtendem
Eingriff mit der Innenwand des Rohrs 20, um für eine dichte
Fluidabdichtung zwischen dem konisch zulaufenden Element 32 und
der Innenwand des Rohrs 20 zu sorgen. Wenn das konisch
zulaufende Element in die Innenwand des Rohrs eingreift, schiebt
das konisch zulaufende Element die Wand des Rohrs 20 nach
außen
gegen den Dichtring 38, um für eine dichte Fluidabdichtung
zwischen dem Dichtring 38 und dem Rohr 20 zu sorgen.
Um die Abdichteinheit 22 zu bewegen, verfügen die
Abdichtzylindereinheiten 24 über eine sich nach außen erstreckende
Kolbenstange 26, die an einer Verbindungsplatte 28 mit
der Abdichteinheit 22 verbunden ist. Eine (nicht dargestellte)
her kömmliche
Hydraulikleitung versorgt die Abdichtzylindereinheit 24 mit
Hydraulikdruck, um den Kolbenarm 26 zu bewegen.
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Wenn sich die Abdichteinheiten 22 in
der abgedichteten Position befinden, füllt das Fluidsteuermittel oder
der Verstärker
das Rohr 20 mit dem Umformfluid. Das Umformfluid besteht
zu 95% aus Wasser und zu 5% aus Wasseradditiven, zu denen ein Schmiermittel,
ein Reinigungsmittel und ein Rostinhibitor zählen. Eine Fluidversorgungskammer
versorgt das Rohr 20 durch eine zentrale Fluidleitung mit
Umformfluid. Wenn das Rohr 20 voll ist, erhöht ein Verstärker den
Fluiddruck innerhalb des Rohrs 20 auf einen Niederdruckbereich,
um für
einen Flüssigdorn
zu sorgen, so daß ein
Zusammendrücken
des Rohrs verhindert wird, wenn das obere und das untere Werkzeug
zusammengeführt
werden. Der Niederdruckbereich ist vom Material und von der Dicke
des Rohrs 20 abhängig.
Der Niederdruckbereich ist ein Bereich mit einem Druck, der höher als
der Druck ist, der beim Zusammenführen der Werkzeuge ein Zusammenfallen
des Rohrs aus sich heraus verhindern würde, und der geringer als der
Elastizitätsgrenzdruck
ist, der das Rohr aufweiten würde.
Im Normalbetrieb liegt der Niederdruckbereich zwischen 3,4 × 106 und 8,3 × 106 Pa
(500–1200
psi).
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In der bevorzugten Ausführungsform
steigt der Druck des Umformfluids im Rohr 20 vor dem Zusammenführen des
oberen Werkzeughohlraums und des unteren Werkzeughohlraums auf ein
niedriges Niveau an, um ein Zusammendrücken des Rohrs 20 zu
verhindern. Andere Ausführungsformen
sind möglich,
wie beispielsweise eine Befüllung
und Druckbeaufschlagung des Rohrs 20 nach dem Zusammenführen der
Hohlräume.
In der bevorzugten Ausführungsform
bildet das Niederdruckumformfluid im Rohr 20 einen Flüssigdorn,
der die Innenwand des Rohrs 20 abstützt. Wegen des Flüssigdorns
wird das Rohr 20 nicht zusammengedrückt, wenn die Hohlräume zusammengeführt werden.
Wenn die Werkzeuge 12 und 14 zusammengeführt werden,
bevor das Rohr 20 befällt
wird, wird das Rohr 20 zusammengedrückt, und es ist ein wesentlich
höherer
Fluidinnendruck erforderlich, um das Rohr 20 in die Rücksprünge des Umformhohlraums
hinein aufzuweiten.
-
Wenn der Fluiddruck im Rohr 20 auf
einem niedrigen Niveau ist, heben die Hebezylinder die Halteplatte
und das untere Werkzeug 12 in die angehobene Position an,
so daß der
untere Werkzeughohlraum und der obere Werkzeughohlraum zu einem Umformhohlraum
vereint werden. Die Hebezylinder heben die Halteplatte um eine Distanz
an, die erforderlich ist, um das untere und das obere Werkzeug 12 bzw. 14 zusammenzuführen. Wegen
der Toleranz, die mit dem Stoppvorgang des Preßstempels 18 verbunden
ist, bestimmt eine Steuereinrichtung die exakte Position des oberen
Werkzeugs 14. Unter Nutzung der Position des oberen Werkzeugs 14 bestimmt
die Steuereinrichtung die Distanz, um die das untere Werkzeug 14 angehoben
werden muß.
Die Steuereinrichtung und ihre Funktion werden nachstehend ausführlich beschrieben.
Die Steuereinrichtung instruiert die Hebezylindereinheiten, ihre
Kolbenarme um die bestimmte Distanz auszufahren, um die beiden Werkzeughohlräume zu vereinen.
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Wenn das obere und das untere Werkzeug 14 bzw. 12 passend
zusammengeführt
sind, erhöht der
Verstärker
den Innendruck im Rohr 20 auf einen Hochdruckbereich. Der
Hochdruckbereich ist ein Druckbereich, der vom Material und von
der Dicke des Rohrs 20 abhängig ist. Der Hochdruckbereich
ist ein Bereich mit einem Druck, der höher als der Elastizitätsgrenzdruck
ist, der das Rohr in die Rücksprünge des
Umformhohlraums hinein aufweiten würde, und der niedriger als
der Elastizitätsgrenzdruck
der Werkzeuge und der Abdichteinheiten ist, um eine Verformung dieser
Bauteile zu verhindern. Einfach ausgedrückt: Der Hochdruckbereich muß dafür ausreichend
sein, das Rohr 20 in die Ecken des Umformhohlraums hinein
aufzuweiten. Typischerweise liegt der Druckbereich zwischen 20,7 × 106 und 68,9 × 106 Pa
(3000–10000
psi) .
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Der Verstärker besitzt einen Schiebezylinder 58 mit
einer mit einer Versorgungsplatte verbundenen Kolbenstange. Um den
Fluiddruck im Rohr 20 zu erhöhen, fährt der Verstärker seinen
Kolbenarm aus, so daß die
Versorgungsplatte 62 bewegt wird, um das Volumen der Fluidversorgungskammer
zu verringern. Durch die Verringerung des Volumens der Fluidversorgungskammer
steigt der Druck des Umformfluids im Rohr 20 an. Hoher
Innendruck im Rohr 20 zwingt die Rohrwände dazu, sich in die Rücksprünge des
Umformhohlraums hinein aufzuweiten. Wenn der Hochdruck erreicht
ist, stoppt der Verstärker
das Zusammendrücken
des Volumens der Fluidversorgungskammer.
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Sobald das Rohr 20 den Umformhohlraum füllt, zieht
der Verstärker
seinen Kolbenarm zurück, so
daß das
Umformfluid zur Fluidversorgungskammer zurückgeleitet wird. Das Umformfluid
läuft aus dem
Rohr 20 ab, und die Abdichteinheiten 22 gehen in
die zurückgezogene
Position zurück.
Die Hebezylindereinheiten senken die Halteplatte und das untere
Werkzeug 12 in die abgesenkte Position ab, und der Preßstempel 18 und
das obere Werkzeug 14 bewegen sich in die offene Position.
Das fertige umgeformte Rohr kann dem unteren Werkzeughohlraum entnommen
werden, und das Verfahren kann von einer Bedienungskraft erneut
gestartet werden. Eine auf diesem Fachgebiet bekannte (nicht dargestellte) Hebevorrichtung
kann dazu beitragen, das umgeformte Rohr aus dem unteren Werkzeughohlraum
zu entnehmen.
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Eine Steuereinrichtung steuert den
Betrieb der mechanischen Hydroformingpresse für Rohre. Bei der Steuereinrichtung
kann es sich um einen Steuerschaltkreis oder einen Mikroprozessor
in beliebiger Ausführung
handeln. In der bevorzugten Ausführungsform
ist ein SLC-5-03-Prozessor
der Allen-Bradley Company mit Software aus der Reihe 1747 der Allen-Bradley
Company programmiert, um das Hydroformingverfahren der Presse zu
steuern.
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Die Steuereinrichtung besitzt Mehrfacheingänge, um
Daten von Peripherievorrichtungen aufzunehmen. Ein Startknopf liefert
ein Signal, um das Hydroformingverfahren in Gang zu setzen. Bei
dem Startknopf kann es sich um einen einfachen Handknopf oder eine
komplizierte Bedienungsschnittstelle handeln. Ein Preßstempelpositionssensor
liefert Daten, die die Position des Preßstempels 18 in seiner unmittelbaren
Nähe zum
unteren Werkzeug 12 repräsentieren. In der bevorzugten
Ausführungsform
handelt es sich bei dem Preßstempelpositionssensor
um einen bei der NSD Corporation unter der Nummer VRE-PO62FAC erhältlichen
Absocoder-Einleiter-Funktionsgeber
aus der VRE-Reihe. Der Funktionsgeber liefert ein die Winkelstellung
des Preßstempels 18 repräsentierendes
Signal an die Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung benutzt Winkelpositionsdaten,
um die das obere Werkzeug 14 vom unteren Werkzeug 12 trennende
Distanz zu bestimmen. Ein Halteplattenpositionssensor 76 liefert
Daten, die die Position der Halteplatte repräsentieren. In der bevorzugten
Ausführungsform
handelt es sich bei dem Halteplattensensor um einen bei der NSD
Corporation unter der Nummer VLS-256PW588 erhältlichen linearen Absocoder-Funktionsgeber
aus der VLS-Reihe. In der bevorzugten Ausführungsform sind zwei Halteplattenpositionssensoren
an entgegengesetzten Ecken der Halteplatte positioniert, um sicherzustellen,
daß die
Halteplatte eben ist.
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Weitere Eingänge zur Steuereinrichtung beinhalten
einen Verstärkerdrucksensor,
der Daten liefert, die den Fluiddruck am Schiebezylinder repräsentieren,
sowie einen Umformfluiddrucksensor, der Daten liefert, die den Fluiddruck
im Rohr 20 repräsentieren.
Die Steuereinrichtung benutzt die Daten von den Drucksensoreingängen, um
den Fluiddruck im Rohr 20 zu steuern. Ein Hebezylinderdrucksensor liefert
Daten, die den Fluiddruck am Hebezylinder repräsentieren, und ein Abdichtzylinderdrucksensor
liefert Daten, die den Fluiddruck im Abdichtzylinder 24 repräsentieren.
Die Steuereinrichtung benutzt die Daten von den Drucksensoreingängen, um
die Bewegung der Abdichteinheiten 22 zwischen der zurückge zogenen
Position und der abgedichteten Position sowie die Bewegung des unteren
Werkzeugs 12 zwischen der abgesenkten Position und der
angehobenen Position zu steuern. In der bevorzugten Ausführungsform
handelt es sich bei den Drucksensoren um Druckgeber. Ein Strömungsschalter
liefert auch Daten an die Steuereinrichtung, die repräsentieren, daß Umformfluid
gerade in das Rohr 20 einströmt. Ein Halteplattennäherungsschalter
signalisiert der Steuereinrichtung, ob sich die Halteplatte in der
abgesenkten oder der angehobenen Position befindet. Ein Abdichteinheitsnäherungsschalter
signalisiert der Steuereinrichtung, ob sich die Abdichteinheit 22 in der
zurückgezogenen
Position oder der abgedichteten Position befindet. Ein Rohranwesenheitsnäherungsschalter
signalisiert der Steuereinrichtung, ob ein Rohrrohling 20 im
unteren Werkzeug 12 vorhanden ist oder ob sich kein Rohr 20 im
unteren Werkzeug 12 befindet.
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Die Steuereinrichtung verfügt über mehrere Ausgänge, die
den Betrieb der Hydroformingpresse für Rohre steuern. Die Steuereinrichtung
liefert ein Signal an eine Preßstempelsteuerung,
wodurch der Preßstempel 18 instruiert
wird, das obere Werkzeug 14 zwischen der Position der unmittelbaren
Nähe und der
offenen Position zu bewegen. Die Steuereinrichtung liefert auch
ein Signal an eine Abdichtventilmagnetspule, um die Hydraulikventile
der Abdichtzylinder 24 zu steuern, so daß die Abdichteinheiten 22 in die
zurückgezogene
oder die abgedichtete Position bewegt werden. Die Steuereinrichtung
liefert ebenfalls ein Signal an die Hebeventilmagnetspule der Hebezylinder,
so daß die
Halteplatte in die abgesenkte oder die angehobene Position bewegt
wird. Ein anderer Ausgang signalisiert dem Verstärkermagnetventil, den Umformfluiddruck
innerhalb des Rohrs 20 zu steuern.
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Ein Fließschema, das die bevorzugte
Ausführungsform
für den
Betrieb der programmierten Steuereinrichtung veranschaulicht, wird
nunmehr beschrieben. Das Programm beginnt, wenn die Steuereinrichtung
bestimmt, ob der Startknopf gedrückt wurde.
Wenn die Antwort negativ ist, fährt
die Steuereinrichtung zu Schritt 110 zurück. Wenn
die Antwort positiv ist, bestimmt die Steuereinrichtung, ob ein Rohr 20 im
unteren Werkzeughohlraum vorhanden ist, indem sie bei Schritt 114 den
Rohranwesenheitsnäherungsschalter
abliest. Wenn die Antwort auf das Rohrvorhandensein negativ ist,
fährt die
Steuereinrichtung zu Schritt 112 zurück. Wenn die Antwort positiv
ist, instruiert die Steuereinrichtung die Preßstempelsteuerung, das obere
Werkzeug 14 am Preßstempel 18 in
die Position der unmittelbaren Nähe abzusenken.
Die Steuereinrichtung aktiviert dann die Abdichtventilmagnetspule,
um die Abdichteinheiten 22 aus einer zurückgezogenen
Position in die abgedichtete Position zu bewegen. Anschließend bestimmt
die Steuereinrichtung, ob sich die Abdichteinheiten in der abgedichteten
Position befinden, indem sie den Abdichteinheitsnäherungsschalter
abliest. Wenn die Antwort negativ ist, fährt die Steuereinrichtung zurück, um die
Abdichteinheiten 22 in die abgedichtete Position zu bewegen.
Wenn die Antwort positiv ist, füllt
die Steuereinrichtung das Rohr 20 mit dem Umformfluid,
indem sie der Verstärkerventilmagnetspule
ein entsprechendes Signal liefert. Anschließend bestimmt die Steuereinrichtung,
ob Umformfluid gerade in das Rohr 20 einströmt, indem
sie den Strömungsschalter
abliest. Wenn die Antwort negativ ist, fährt die Steuereinrichtung zu
Schritt 122 zurück.
Wenn die Antwort positiv ist, instruiert die Steuereinrichtung weiterhin
die Verstärkerventilmagnetspule,
den Fluiddruck innerhalb des Rohrs 20 zu erhöhen. In
einem nächsten
Schritt bestimmt die Steuereinrichtung, ob der Fluiddruck im Rohr 20 in
einem Niederdruckbereich ist, indem sie den Umformfluiddrucksensor
abliest. Wenn die Antwort negativ ist, fährt die Steuereinrichtung zu
Schritt 124 zurück. Wenn
die Antwort positiv ist, liest die Steuereinrichtung die Position
des oberen Werkzeugs vom Preßstempelposi tionssensor
und die Position des unteren Werkzeugs vom Positionssensor für das untere Werkzeug
ab. Unter Verwendung der Positionen des oberen und des unteren Werkzeugs
berechnet die Steuereinrichtung die Distanz, um die das untere Werkzeug 12 angehoben
werden muß,
damit das untere und das obere Werkzeug 12 bzw. 14 zusammengeführt werden.
Anschließend
instruiert die Steuereinrichtung die Hebeventilmagnetspule, das
untere Werkzeug 12 um die berechnete Distanz anzuheben. Die
Steuereinrichtung bestimmt in einem nächsten Schritt, ob sich das
untere Werkzeug 12 in der angehobenen Position befindet,
indem sie den Halteplattennäherungsschalter
abliest. Wenn die Antwort negativ ist, schaltet die Steuereinrichtung
zurück,
um das Hebeventil zu instruieren. Wenn die Antwort positiv ist,
signalisiert die Steuereinrichtung der Verstärkerventilmagnetspule, den
Fluiddruck im Rohr 20 zu erhöhen. Danach bestimmt die Steuereinrichtung 70, ob
der Fluiddruck im Rohr 20 in einem Hochdruckbereich liegt,
indem sie den Umformfluiddrucksensor abliest. Wenn die Antwort negativ
ist, schaltet die Steuereinrichtung zurück, um den Fluiddruck zu erhöhen. Wenn
die Antwort positiv ist, stoppt die Steuereinrichtung die Erhöhung des
Fluiddrucks, indem sie ein entsprechendes Signal an die Verstärkerventilmagnetspule
liefert.
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Nach einer festgelegten Zeitspanne,
beispielsweise einer bevorzugten Zeitspanne von 1 Sekunde, damit
sich das Rohr 20 im Umformhohlraum aufweiten kann, veranlaßt die Steuereinrichtung,
daß das
Fluid aus dem Rohr abgelassen wird, indem sie ein entsprechendes
Signal an die Verstärkerventilmagnetspule
liefert. Anschließend
instruiert die Steuereinrichtung die Abdichtventilmagnetspule 96,
die Abdichteinheiten in die zurückgezogene
Position zurückzuziehen.
Die Steuereinrichtung bestimmt auch, ob sich die Abdichteinheiten 22 in
der zurückgezogenen
Position befinden, indem sie den Abdichteinheits-näherungsschalter
prüft.
Wenn die Antwort negativ ist, schaltet die Steuereinrichtung zurück, um die
Einheiten zurückzuziehen.
Wenn die Antwort positiv ist, instruiert die Steuereinrichtung die
Hebeventilmagnetspule, das untere Werkzeug 12 in die abgesenkte
Position abzusenken. Anschließend
bestimmt die Steuereinrichtung, ob sich das untere Werkzeug 12 in
der abgesenkten Position befindet, indem sie den Halteplattennäherungsschalter
prüft.
Wenn die Antwort negativ ist, schaltet die Steuereinrichtung zurück, um das
untere Werkzeug abzusenken. Wenn die Antwort positiv ist, signalisiert
sie der Preßstempelsteuerung,
das obere Werkzeug 14 anzuheben. Anschließend wird
das Programm von der Steuereinrichtung erneut gestartet, abwartend
dass der Startknopf gedrückt
wird.
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Obwohl besondere Ausführungsformen
und Anwendungen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, versteht
es sich, daß die
vorliegende Erfindung nicht auf die präzise Konstruktion und die Strukturen,
wie sie hierin beschrieben wurden, beschränkt ist und daß sich aus
den vorstehenden Beschreibungen im Rahmen des Schutzbereichs der vorliegenden
Erfindung, wie in den beiliegenden Ansprüchen definiert, verschiedene
Modifizierungen, Änderungen
und Variationen ergeben.