NO311411B1

NO311411B1 - Fleksibelt innspenningsapparat og fremgangsmåte for strekkforming av langstrakte hule metallprofiler

Info

Publication number: NO311411B1
Application number: NO19953947A
Authority: NO
Inventors: Robert E Weykamp; Robert P Evert
Original assignee: Aluminum Co Of America
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1995-10-04
Publication date: 2001-11-26
Also published as: EP0693980A1; DE69425254D1; EP0693980B1; NO953947D0; US5349839A; EP0693980A4; WO1994022609A1; AU6529894A; NO953947L; DE69425254T2

Description

Denne oppfinnelse angår apparat og fremgangsmåter for formingen av langstrakte, hule metallprofiler til en forhåndsbestemt form eller kontur. Den angår spesielt apparat og fremgangsmåter for bøyning eller gjenforming av langstrakte, hule metallprofiler, slik som aluminiumsekstruderinger, som benytter 5"strekkformende" apparat og fremgangsmåter. Strekk-formingsprosesser for bøyning eller forming av en aluminiums-ekstrudering innbefatter plassering av endene av den langstrakte, hule ekstruderingen inn i et motstående par av kjever eller klemmer festet til et par av motstående hydrauliske sylind re, og så påføring av tilstrekkelig strekk gjennom de hydrauliske sylindrene og kjevene eller klemmene på endene av loekstruderingen for å "strekke" metallet i ekstruderingen utover dets flytepunkt eller elastiske grense. Idet metallet strekkes over den elastiske grensen, presses en støpeform med en ønsket form og kontur mot ekstruderingen som bevirker at ekstruderingen inntar den ønskede formen og konturen til støpeformen. Strekket på endene av ekstruderingen reduseres så og den nylig formede ekstruderingen fjernes 15 fra støpeformen og strekkformingsapparatet.

US-A-2.868.264 omtaler en leddet støpeform benyttet for strekkformingsdeler. Bruk av disse fleksible støpeformer isteden for stive støpeformer reduserer kostnaden med strekkformingsdeler til unike kurvaturspesifikasjoner.

US-A-2.889.864 omtaler et apparat for strekkforming av metallgjenstander, og 20 angår mer nøyaktig et forbedret apparat til bruk i såkalt strekkviklingsforming av metalldeler.

Tidligere medførte strekkforming av langstrakte hule metallprofiler, og spesielt tynnveggede aluminiumsekstruderinger, ofte krympninger og skrukker i visse partier av veggene til seksjonene eller ekstruderingen som et resultat av den manglende 25 evne som veggene til seksjonen eller ekstruderingen har til å motstå gjenformingskreftene under strekkformingsoperasjonen. Slike krympninger og skrukker svekket ikke bare den endelige seksjonen, men resulterte også i en ekstrudering av uakseptabelt utseende.

Mens krympningene og skrukkene i noen tilfeller kunne elimineres ved å 30benytte en tykkere veggseksjon, økte en slik løsning kostnaden av det ferdige produktet og økte dets vekt. US-patent nr. 4.803.878, utstedt 14. februar 1989 til Moroney, omtaler ikke bare den ovenfor beskrevne prosess for strekkforming av langstrakte, hule metallprofiler eller ekstruderinger, men omtaler også en foreslått

løsning for å eliminere krympningene og skrukkene formet i utformingen av 35tynnveggede ekstruderinger. Moroney foreslår at krympningene og skrukkene kan reduseres eller elimineres ved å innføre en gass under trykk inn i det innvendige av

det langstrakte, hule metallprofilet eller ekstruderingen, idet den strekkformes. Moroney krever at det indre gasstrykket er tilstrekkelig til å støtte de innvendige veggene av seksjonen under strekkformingsoperasjonen, og vil forhindre dannelsen av krympninger og skrukker. Idet bruken av en innvendig trykksatt gass har hjulpet til 5 med å redusere dannelsen av krympninger og skrukker, har bruken av den innvendige, trykksatte gassen alene ikke fullstendig eliminert krympningene og skrukkene, og i noen tilfeller, produsert utblokking av de tynne veggene til den hule metallprofilen eller ekstruderingen, som igjen resulterer i et uakseptabelt ferdig produkt. 10 I henhold til den foreliggende oppfinnelse er det tilveiebrakt et apparat som definert i krav 1 og en fremgangsmåte som definert i krav 7. Foretrukne utførelser er definert i de uselvstendige kravene.

Fig. 1 er et øvre planriss av et typisk strekk-formingsapparat benyttet for å omforme langstrakte hule metallprofiler, og som illustrerer apparatet med et

15 hult metallprofil i apparatet før strekkformingsoperasjonen,

fig. 2 er et øvre planriss av det samme strekk-formingsapparatet vist i fig. 1, som illustrerer det hule metallprofilet ettersom den strekkformes ved hjelp av formeplaten, idet metallet i det hule metallprofilet strekkes over sin elastiske grense,

fig. 3a er et sidesnittriss av en foretrukket utførelse av den fleksible 20innspenningsinnretningen benyttet i apparatet ifølge oppfinnelsen, før strekkformingen av det hule metallprofilet,

fig. 3b er et sidesnittriss av den foretrukne utførelsen av den fleksible innspenningsinnretningen benyttet i apparatet ifølge oppfinnelsen, under

strekkformingen av det hule metallprofilet,

25 fig. 4 er et isometrisk riss av den foretrukne utførelsen av den fleksible innspenningsinnretningen benyttet i apparatet ifølge oppfinnelsen.

Figurer 1 og 2 illustrerer et typisk apparat og fremgangsmåter benyttet for å strekkforme et langstrakt hult metallprofil, slik som en aluminiumsekstrudering. Som

vist i fig. 1 og 2 omfatter strekkformingsapparatet 1 en langstrakt fundamentseng 30eller bord 2 med et par vogner 3 og 4 i hver ende av sengen eller bordet 2. Vognene 3 og 4 er plassert på sengen eller bordet 2 i en passende avstand til siden for

lengden av ekstruderingen som skal strekkformes og så plassert på stedet. Vognene

3 og 4 beveger seg ikke under strekkformingsoperasjonen.

Hver av vognene 3 og 4 er utstyrt med en klemme eller kjever 5 som er

35 konstruert for tett å gripe og holde endene av ekstruderingen 6 som skal gjenformes og strekkformes. Hver av vognene 3 og 4 er også utstyrt med hydrauliske stempler og sylindre 7 for å tilveiebringe en strekkraft på endene av ekstruderingen 6 når den gripes i klemmene eller kjevene 5.

I en foretrukket utførelse av strekkformingsapparatet 1, som ytterligere beskrevet i den ovenfor nevnte US-patent nr. 4.803.878 til Moroney, som er 5 innlemmet som referanse heri, er klemmene eller kjevene 5 fremskaffet med foringer 8 som er konstruert for å passe tett inn til endene av ekstruderingen 6 når de holdes av klemmene eller kjevene 5. Féringen 8 er formet til et tverrsnitt for å passe til tverrsnittet av det innvendige av ekstruderingen 6, og er fremskaffet med elastomeriske tetninger som tilveiebringer en lufttett tetning til det innvendige av loekstruderingen 6. Trykksatt luft pumpes så inn i det indre av ekstruderingen 6 gjennom innløp i féringene 8 for å opprettholde det innvendige av ekstruderingen 6 ved et større enn atmosfærisk trykk under strekkformingsoperasjonen.

Strekkformingsapparatet 1 er fremskaffet med en støpeformdel 9 montert på en bevegelig støpeformvogn 10. Støpeformsvognen 10 og støpedelen 9 er i stand til 15 å beveges tverrgående til aksen av fundamentsengen eller bordet 2 langs parallelle styreskinner 12 ved hjelp av et hydraulisk stempel og sylinder 11. Støpeformdelen 9 har et støpeformflateparti 13 utformet for å tilveiebringe den ønskede kurve eller kontur for ekstruderingen 6 og er vanligvis også fremskaffet med et støpeform-hulrom 14 maskinert inn i støpeformflatepartiet 13, som illustrert i fig. 3a, for å oppta 20 i det minste et parti av tverrsnittet til ekstruderingen 6 som skal strekkformes.

Som vist i fig. 2 er omformingen eller strekkformingen av ekstruderingen 6 utført ved først å aktivere strekkstemplene og sylindrene 7 festet til klemmene eller kjevene 5, som stramt holder endene av ekstruderingen 6. Tilstrekkelig strekk påføres endene av ekstruderingen 6 for å overskride den elastiske grensen til 25 metallet i ekstruderingen, og derved plassere metallet i "flytetilstand" hvor metallet er mottagelig for lett omforming og forming. Når metallet er strukket til "flytetilstanden", flyttes støpeformvognen 10 og støpeformdelen 9 forover ved hjelp av det hydrauliske stemplet og sylinderen 11 langs styringene 12, inntil støpeformdelen omformer ekstruderingen 6 til den ønskede kontur eller utforming, som illustrert i fig. 302. Som også illustrert ved hjelp av fig. 2, tillates klemmene eller kjevene 5 å dreie seg for å tilveiebringe den riktige vinkeltangenten til kurven som formes i ekstruderingen 6.

Under omformingsoperasjonen ved støpeformdelen 9, holdes lufttrykket i det indre av ekstruderingen på et nivå høyt nok til å motstå enhver kraft som vil ha en 35tendens til å skrukke eller krympe veggene av ekstruderingen 6.

I figurer 3a, 3b og 4 er det illustrert en foretrukket utførelse av det fleksible innstramningsapparatet ifølge oppfinnelsen. I figurer 3a, 3b og 4 er formplatedelen 9 til strekkformingsapparatet 1, illustrert generelt i fig. 1 og 2, fremskaffet med et støpeformflate-parti 13 som former seg til den ønskede kurvaturen av det ferdige produktet, og et støpe-formhulrom 14 konstruert for å motta tverrsnittsformen av 5 ekstruderingen 6 og en fleksibel innspenningsinnretning 15.

Den fleksible innspenningsinnretningen 15 ifølge denne utførelsen omfatter et flertall nært adskilte fjærbelastede klemmedeler 16 laget av stål, aluminium, plast eller annet hardt materiale, som hver har et topparti 17 og et bunnparti 18 forbundet ved et torsjonsfjær-hengselselement 19. Klemmedelene 16 med liten avstand er lofortrinnsvis 3 cm eller mindre i bredde, og er sammenbundet ved et antall fleksible stenger 20 laget av stål eller gummi som går gjennom klemmedelene 16 og former en rekke av sammenkoplede klemmedeler 16, adskilt med omkring 3 cm fra hverandre og strekker seg langs de partiene av støpeformflaten 13, hvor krymping, skrukking og utblokking av ekstruderingen 6 kan oppstå, eller, i noen tilfeller, langs 15 vesentlig hele lengden av støpeformflaten 13 og på toppen av støpeform-hylleforlengelsen 21, som vist i fig. 4.

Klemmedelene 16 er konstruert for å passe tett rundt den ytre periferien av ekstruderingen 6 og i et støpeformhulrom 14 som tilpasser seg det utvendige tverrsnittet av klemmedelene 16 når lukket på ekstruderingen 6, som best illustrert i 20fig. 3b.

De nær adskilte klemmedelene 16 og de fleksible forbindelsesstengene 20 tillater innspenningsinnretningen 15 å bøye seg og rotere noe under strekkformingsoperasjonen og bevegelsen av støpeformdelen 9, og sørger fremdeles for betydelig utvendig støtte for veggene i ekstruderingen 6. Idet vi har 25 illustrert bruken av fire rektangulære fleksible forbindelsesstenger 20, kan stengene 20 ha et større eller mindre antall og med en forskjellig tverrsnittsutforming hvis ønskelig.

Etter at ekstruderingen 6 har blitt omformet til den ønskede kontur som passer til utformingen av støpeformflatepartiet 13, økes lufttrykket i det indre av 30ekstruderingen 6 og bevirker at veggene og det innvendige av ekstruderingen 6 former seg nøyaktig til den innvendige formen av klemmedeler 16 uten å fremskaffe noen skrukker, krympninger eller buler på den ferdige omformede ekstruderingen 6.

Lufttrykket i det indre av ekstruderingen 6 reduseres så til atmosfærisk trykk og strekket på endene av ekstruderingen 6 frigjøres. Den fleksible 35 innspenningsinnretningen 15 fjernes så fra støpeformhulrommet 14 og klemmedelen

16 fjæråpner rundt torsjonsfjær-elementene 19. Den omformede ekstruderingen 6 kan så fjernes fra mellom toppartiet 17 og bunnpartiet 18 av den fleksible innspenningsinnretningen 15.

Det skal forstås at denne utførelsen er bare et eksempel på det fleksible innstramningsapparatet ifølge denne oppfinnelsen, og er fremskaffet for formålene å 5 illustrere denne oppfinnelsen og ikke for begrensningsformål.

Idfintifikasjonslifitft for rifiler

1. strekkformingsapparat

2. fundamentseng eller bord

3. vogn

4. vogn

6. ekstrudering

7. strammestempel og sylindre

8. foring

9. støpeformdel

10. støpeformvogn

11. hydraulisk stempel og sylinder

12. styringer

13. støpeformflateparti

14. støpeformhulrom

15. fleksibel innspenningsinnretning

16. fjærbelastede klemmedeler

17. topparti av klemme

18. bunnparti av klemme

19. torsjonsfjær hengselelement

20. fleksible stenger

21. støpeformforlengelse

Claims

1. Apparat for strekkforming av et langstrakt, hult metallprofil (6) til en forhåndsbestemt kontur, nevnte apparat omfatter innretning for å gripe (5) de motsatte ender av nevnte langstrakte, hule metallprofil, og trekkspenning (6, 7) av nevnte langstrakte hule metallprofil (6) over dets elastiske grense, innretning for å innføre et fluid under trykk (8) inn i det indre av nevnte langstrakte hule metallprofil (6), og en støpeformdel (9) med en støpeformflate (13) og et støpeformhulrom (14) i nevnte støpeformflate, karakterisert ved fleksibel innspenningsinnretning (15) tilpasset for vesentlig å omgi i det minste et parti av den ytre periferien til det langstrakte hule metallprofilet (6) ved nært adskilte intervaller langs lengden derav, idet nevnte fleksible innspenningsinnretning (15) er mottatt i støpeformhulrommet, slik at de ytre overflater av det langstrakte hule metallprofilet (15) er tvunget mot samarbeidende overflater til innspenningsinnretningen (15) uten å kontakte støpeformhulrommet (14) når fluid under trykk er innført i det indre av det langstrakte hule metallprofilet (6) under strekkformingen av dette.

2. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte fleksible innspenningsinnretning (15) omfatter et flertall av nær adskilte klemmedeler (16).

3. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte fleksible innspenningsinnretning (15) omfatter et flertall av nær adskilte fjærbelastede (19) klemmedeler (16).

4. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte fleksible innspenningsinnretning omfatter et flertall av nær adskilte klemmedeler (16) forbundet ved fleksible stenger (20).

5. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte fleksible innspenningsinnretning (15) strekker seg langs de partier av støpeformflaten (13), hvor krymping, skrukking eller buling av nevnte metallprofil kan oppstå.

6. Apparat ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte fleksible innspenningsinnretning (15) passer inn i en fordypning (14) formet i en støpeformflate (13) til støpeformdelen (9).

7. Fremgangsmåte for strekkforming av et langstrakt hult metallprofil (6) til en forhåndsbestemt kontur, nevnte fremgangsmåte omfatter trinnene med å gripe de motsatte ender av nevnte langstrakte hule metallprofil (6), påføring av et strekk til den grepede metallprofil (6) over dets elastiske grense, innføring av fluid under trykk inn i det indre av det langstrakte hule metallprofilet (6) og omforming av det langstrakte hule metallprofilet (6) ved å benytte en støpeform (9) med et støpeformhulrom (14), karakterisert ved at minst et parti av periferien til nevnte langstrakte hule metallprofil (6) vesentlig omgis med en fleksibel innspenningsinnretning (15), den ytre periferien av nevnte langstrakte hule metallprofil (16) omgis vesentlig av nevnte fleksible innspenningsinnretning (15) ved nær adskilte intervaller langs lengden derav, innføring av den fleksible innspenningsinnretningen (15) som omgir nevnte metallprofil i støpeformhulrommet (14), slik at nevnte fleksible innspenningsinnretning (15) engasjeres av nevnte støpeformhulrom (14) på en slik måte at de ytre overflatene av det langstrakte hule metallprofilet (16) tvinges mot samarbeidende overflater av innspenningsinnretningen (15) uten å kontakte støpeformhulrommet (14) når fluidet undertrykk innføres i det indre av det langstrakte hule metallprofilet (6).

8. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte metallprofil omformes initielt ved nevnte stø peformdel (9) og omformes videre ved hjelp av luft ved større enn atmosfærisk trykk.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 8, karakterisert ved at nevnte fleksible innspenningsinnretning (15) hengles for å tilrettelegge innføringen av nevnte parti til den ytre periferien av nevnte metallprofil inn i nevnte fleksible innspenningsinnretning.