DK3052257T3 - Indretning til omformning af et emne af metalplade - Google Patents

Description

Opfindelsen angår området bearbejdning af emner af metal, f.eks. af stål eller andre metaller. Den angår en indretning til omformning af et emne, især et pladeråemne.

Bearbejdning af et emne kan omfatte alle mulige processer, f.eks. skære, presse, trække, omforme.

Ved emnerne er der ofte tale om grydeformede komponenter. Grydeformede komponenter omfatter en bund, en grydevæg og en trækkant. En sådan komponent anvendes ofte som fjedergryde til at optage enderne af en spiralfjeder. De anvendes især ofte i bilindustrien.

Ved fremstilling af sådanne fjedergryder er ståltyper med høj trækstyrke problematiske. De har godt nok den fordel, at de har ekstremt høje trækstyrker, og at der dermed kan anvendes ståltyper med mindre tykkelse og således også lavere vægt. Sådanne ståltyper er dog relativt skøre og har tendens til at revne. Dette sker især ved omformning ved de højt belastede overgangsområder. Det revner især i overgangsområdet mellem grydebunden og grydevæggen og mellem grydevæggen og trækkanten. DE 102 54 103 B3 beskriver et dybtrækningsværktøj til dybtrækning af formdele. Dette omfatter en ringformet spændeindretning til fastspænding af et råemne. Spændeindretningen omslutter et rum, hvori en bundformningsindretning og en indfatningsformningsindretning kan køre i trækretningen. Disse to kan omfatte forskellige hastigheder. Herved skulle en højere formnøjagtig-hed opnås. DE 27 27 174 C2 beskriver en fremgangsmåde og en indretning til dybtrækning af en aluminiumbeholder. Derved kan to dele køres mod hinanden, nemlig et stempel og en matrice. Hastigheden af stemplet, der bevæger sig opad, kan derved være højere end hastigheden af matricen, der bevæger sig nedad. Herved opnås et stort dybtrækningsforhold. DE 10 2007 050 581 A1 beskriver en fremgangsmåde til påvirkning af pladetykkelsesforløbet ved dybtrækning af hule legemer. I den forbindelse er der tale om en flerdobbelt hvælving (deformering) og tilbagehvælving (reformering) af et emne. Under reformeringsfasen forøges den relative hastighed mellem stemplet og matricen i forhold til hastigheden under deformeringsfa-sen. Stemplet udfører under reformeringsfasen en bevægelse mod deforme-ringsfasen. Stemplets hastigheder under de nævnte faser er ikke lige høje. WO 2006/000187 A1 beskriver en omformningspresse til regulering af en pladeholdekraft mellem værktøjsunderdelen og værktøjsoverdelen. I den forbindelse anvendes der elektrodrev, omfattende et lineært eller roterende direkte drev til påføring af et tryk på pladeholderen. DE 10 2012 005 635 B3 beskriver et anlæg og en fremgangsmåde til omformning af et pladeråemne. Det viste anlæg arbejder dog uden pneumatiske eller hydrauliske puder eller trykbolte. DE 10 2007 033 943 A1 beskriver en presse til omformning af emner. Derved handler det om at udligne uønskede deformeringer af emnet i pressen.

Ved alle kendte indretninger er der fare for, at emnet revner ved omformningsprocessen. At det revner sådan sker især i emnets kantområder og ved større trækdybder.

Ved den kendte teknik er der tilvejebragt en eller flere trækpuder, der under trækprocessen i fortrængningsdrift bevæger sig så hurtigt som pressestøderen. Også under arbejdsprocessen fortrænges støderpuden med støderhastighed.

Formålet med opfindelsen er at udforme en indretning, et anlæg, en fremgangsmåde og et emne på en sådan måde, at ståltyper med høj trækstyrke kan omformes, uden at revne i kantområderne, og at større trækdybde end tidligere opnås.

Dette formål opfyldes ved hjælp af en indretning ifølge krav 1.

Opfindelsen har adskillige fordele: • Trækprocessen selv styres, ikke noget andet. • De i patentkrav 1 nævnte drev påvirker den pågældende værktøjsdel direkte, dvs. uden mellemkobling af funktionelle dele. Dele, der alene tjener til overføring af kræfterne, f.eks. boltene, kan derved anvendes. En indirekte påvirkning er dog også mulig.

Det har vist sig, at de nævnte bolte ved mellemkobling af en eller flere servo-enheder ikke belastes pludseligt, men derimod blidere end tidligere. Belastningsprocessen og dermed også påvirkningen af boltene på emnet sker i et tidsrum, der kun er få millisekunder længere end ved kendte indretninger. Dermed minimeres faren for at revne betydeligt, og der opstår emner af høj kvalitet og styrke.

Ifølge en yderligere idé af opfindelsen udformes indretningen på en sådan måde, at den indre matrice og den ydre matrice under omformningsprocessen kan køres med forskellige hastigheder i trækretningen. Til dette tilordnes der i hvert tilfælde et særligt drev til den indre matrice og den ydre matrice, eventuelt sammen med pladeholderen, hvilket drev kører disse to med forskellige hastigheder i trækretningen under omformningsprocessen - i det følgende betegnet "variotempo-enhed". Ved en presse med variotempo-enhed bevæger servoenheden sig med større hastighed end pressens støder i trækretningen, dermed i støderens retning.

Der kan tilvejebringes flere variotempo-enheder, fordelt over pressens virkningsflade. Den kan have betydning ved store komponenter, eksempelvis ved skærme til biler. Ved sådanne komponenter kan emnets belastning - un der omformningen eller i drift - være særligt høj, således at det ved omformning anbefales at tilvejebringe en variotempo-enhed på emnets tilsvarende steder.

En variotempo-enhed kan være anbragt i pressebordet eller i pressestøderen eller dem begge.

Den kan anbringes på eller i en svæveplade, det er en plade, der fordeler pressekraften på en flade.

Variotempo-enheder kan også monteres i eksisterende presseanlæg efterfølgende.

Opfindelsen uddybes nærmere ved hjælp af tegningen. Deri er følgende vist i detaljer:

Figur 1 viser skematisk en presse med integreret servoenhed. Derved er servoenhe-den tilordnet pressebordet.

Figur 2 viser skematisk en presse med integreret servoenhed. Derved er servoenhe-den tilordnet pressens støder.

Figur 3 viser i skematisk gengivelse en servoenhed.

Figur 4 viser i skematisk gengivelse og i afbildning en trækindretning med allerede på forhånd formet emne i første omformningsfase af omformningslaget; herved udelades servoenheden.

Figur 5 viser emnet kort før slutningen af den anden omformningsfase.

Figur 6 viser emnet ved slutningen af omformningsprocessen.

Figur 7 til 12 viser omformningsprocessen i seks forskellige omformningsstationer.

Pressen omfatter bl.a. et pressebord 1, søjler 2 og en støder 3. Mellem pressebordet 1 og støderen 3 er der anbragt en ikke vist matrice og et ikke vist stempel, der bærer værktøjsoverdele eller en værktøjsunderdel.

Servoenheden omfatter to servopuder 4 i form af hydrauliske kamre, endvidere i hvert tilfælde en servopumpe 5 og en servomotor 6. I pressebordet 1 er der anbragt bolte 7. Disse kan belastes af den pågældende servopude 4, således at de går vertikalt op og ned.

Hver servopude 4 kan være tilordnet til et forskelligt stort antal bolte 7. Således kan der til hver servopude være tilordnet en enkelt bolt. Det er dog også muligt at tilordne to eller flere bolte til en pude.

Servoenhedens driftsmedium er i foreliggende tilfælde en væske. Der kunne dog også være tale om et pneumatisk system. I figur 2 er servoenheden tilordnet til støderen 3. Kun pumpe 5 er antydet.

Ved de to udførelsesformer ifølge figur 1 og 2 er servoenheden konstruktionsmæssigt integreret i pressebordet eller i støderen.

Servoenheden er vist mere nøjagtigt i figur 3, igen skematisk. Derved er den integreret i et stempel 8. I stedet for stemplet kunne servoenheden også være integreret i en matrice.

Man kan se tre servoenheder 4. Hver servoenhed 4 belaster to bolte 7. Hvert servokammer 4 belastes af en servopumpe 5, der drives af en servomotor 6.

Derved kan der til hver servoenhed 4 tilordnes et eget servomotor-pumpe- sæt. Flere servoenheder 4 kan dog også være belastet af et enkelt servomo-tor-pumpe-sæt. Foran hver servoenhed 4 er der koblet en reguleringsventil, der ikke er vist her.

Generelt forbindes styreenheden af pressen eller omformningsprocessen med styreenheden af eller af servoenheden.

Den i figur 4 viste trækindretning omfatter et stempel 8 og en pladeholder 9. Stemplet 8 har en let konisk udformning. Det omfatter en bundformflade 8.1 og en vægformflade 8.2. Idéerne, der er tydeliggjort i figur 1 til 3, indeholdende servoenhed og bolte, er ikke vist i figur 4. Det er dog klart, at idéen er realiseret ved trækindretningen ifølge figur 4.

Stempel 8 er omgivet af pladeholderen 9. Pladeholderen 9 omfatter en støtteflade 9.1. Pladeholderen 9 er ringformet.

Der er en indre matrice 10 over stemplet 8. Den er i det mindste tilnærmelsesvist cylindrisk. Den er omgivet af en ydre matrice 11. Denne er ringformet.

Den indre matrice 10 omfatter igen en bundformflade 10.1. Den ydre matrice 11 er ringformet. Den omfatter en vægformflade 11.1, endvidere en fastspændingsflade 11.2 til fastklemning af trækkanten 12.3 af et emne 12 på pladeholderens 9 støtteflade 9.1. Emnet 12 stammer fra et cirkelskiveformet råemne. Det omfatter en bund 12.1, en væg 12.2 samt den nævnte trækkant 12.3.

Trækindretningen arbejder på følgende måde: Først er den åben, dvs. den ydre matrices 11 fastspændingsflade 11.2 befinder sig ca. på højde med den indre matrices 10 bundformflade 10.1. På ca. samme højde eller endnu højere befinder pladeholderens 9 støtteflade 9.1 sig, tilstrækkeligt til indføring af emnet 12. I denne fase indføres et emne 12 i trækindretningen og fastspændes mellem støttefladen 9.1 og fastspændingsfladen 11.2. Nu begynder trækindretningens egentlige arbejdsfase. Derved bevæger den indre matrice 10 og den ydre matrice 11 sig nedad sammen med det forformede emne 12 og også med pladeholderen 9. Derved har de nævnte dele (indre matrice 10, ydre matrice 11, pladeholder 9 og forformet emne) samme hastighed.

Dette ændrer sig ifølge opfindelsen i en efterfølgende fase. Derved overhaler den indre matrice 10 den ydre matrice 11. I en yderligere efterfølgende fase overhaler den ydre matrice 11 derimod den indre matrice 10.

Det skal bemærkes, at dette også kan være omvendt.

Den i figur 4 viste trækindretning er kun en station i en serie af trækstationer. Disse er ikke vist her. I praksis er de seriekoblet i en fabrikshal. I den forbindelse skal kun en enkelt trækstation være udformet ifølge opfindelsen, dvs. være forsynet med drev, der under trækprocessen kan give den indre matrice 10 på den ene side og den ydre matrice 11 og pladeholderen 9 på den anden side forskellige hastigheder.

Hvordan emnet ser ud, når det har forladt de forskellige trækstationer, kan man se på figur 7 til 12.

Fordelene ved opfindelsen kan sammenfattes som følger: • Omformningsprocessen forløber optimalt og giver emner af høj kvalitet. • Opfindelsen kan med fordel anvendes ved emner med store flader såsom skærme. Disse kan på forskellige steder undergå forskellige om formningsprocesser med tilsvarende forskellige materialebelastninger. Hvis der anvendes flere variotempo-enheder, der er fordelt over hele emnefladen, kan det tages i betragtning, idet forholdet af hastighederne på den indre matrice og den ydre matrice dimensioneres tilsvarende ved omformningsprocessen. • En samlet regulering kan gennemføres relativt nemt, hvor reguleringen af boltenes bevægelser på den ene side og hele pressen på den anden side nemt kan afstemmes med hinanden. • Systemet kan uden videre realiseres i eksisterende anlæg.

Henvisningstalliste 1 pressebord 2 søjle 3 støder 4 servoenhed i form af hydrauliske kamre 5 servopumpe 6 servomotor 7 bolt 8 stempel 8.1 bundformflade 8.2 vægformflade 9 pladeholder 9.1 støtteflade 10 indre matrice 10.1 bundformflade 11 ydre matrice 11.1 vægformflade 11.2 fastspændingsflade 12 emne 12.1 emnebund 12.2 emnevæg 12.3 trækkant

Claims (6)

1. Indretning til omformning af et pladeråemne, omfattende følgende kendetegn: 1.1 en presseramme med et pressebord (1), vertikale søjler (2), et tværhoved og en støder (3); 1.2 en værktøjsoverdel, omfattende en ydre og en indre matrice (11, 10), og en værktøjsunderdel, omfattende et stempel (8) og en pladeholder (9); 1.3 mindst et drev, der er tilordnet mindst en af de to værktøjsdele; kendetegnet ved de følgende kendetegn: 1.4 drevet omfatter - en flerhed af bolte (7), der er anbragt vertikalt glidbart i presseretningen i støderen (3) og påvirker den pågældende værktøjsdel; - en flerhed af pneumatiske eller hydrauliske servopuder, der påvirker enkeltvise eller grupper af bolte (7) i presseretningen; - en servopumpe (5), der belaster servopuderne, og som drives af en servomotor (6); 1.5 stemplet (8) omfatter en bundformflade (8.1) og en vægformflade (8.2); 1.6 en ringformet pladeholder (9), der omgiver stemplet (8), med en støtteflade (9.1); 1.7 en indre matrice (10) med en bundformflade (10.1); 1.8 en ydre matrice (11) med en vægformflade (11.1) og en fastspændingsflade (11.2) til at gribe det opstående emnes (12) omfangsflade; 1.9 et drev i hvert tilfælde er tilordnet til den indre matrice (10) på den ene side og den ydre matrice (11) og pladeholderen (9) på den anden side, hvilket drev i drift kører disse to med forskellige hastigheder i trækretningen.

2. Indretning ifølge krav 1, kendetegnet ved, at et enkelt servomotor-pumpe-sæt er tilordnet til en hydraulisk servopude.

3. Indretning ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved, at et enkelt servomotor-pumpe-sæt er tilordnet til en eller flere hydrauliske servopuder, og at en reguleringsventil til regulering af tryk og/eller mængde af mediet, der tilføres til servopuden, er tilordnet til servomotor-pumpe-sættet.

4. Indretning ifølge et af kravene 1 til 3, kendetegnet ved, at der er tilvejebragt en samlet styreenhed, der afstemmer pressens styreenhed med servo-enhedens styreenhed.

5. Indretning ifølge krav 4, kendetegnet ved en flerhed af indre matricer, der påvirker forskellige steder på emnet.

6. Fremgangsmåde til drift af en indretning ifølge et af kravene 1 til 5, kendetegnet ved et eller flere af følgende fremgangsmådetrin: I. under en begyndelsesfase bevæger de to matricer (10,11) sig i samme retning med lige stor hastighed; II. under en mellemfase bevæger de to matricer (10,11) sig i en og samme retning, den indre matrice (10) dog med højere hastighed end den ydre (11); III. i en slutfase står den indre matrice (10) stille, mens den ydre (11) bevæger sig videre med konstant hastighed.