SE514749C2 - Hydroformningsanordning innefattande verktygsaggregat och slutningskraftinitieringsorgan, samt sätt för slutning av verktygsaggregatet - Google Patents

Description

514=749 Den konventionellt utnyttjade pressen kan vara tvungen att alstra en slutningskrañ av upp till ca. 100 000 kN och är hur som helst, även för hydroformningsprocesser för mindre arbetsstycken, extremt dyrbar och erfordrar ett stort utrymme. Naturligtvis medför de mycket höga kostnaderna för pressen och komplexiteten för hydrofonnningsanordningen som sådan att den totala in- vesteringskostnaden blir omöjlig att bära för många små och medelstora företag. Därigenom begränsas tillgängligheten för hydroformningsprocessen. I praktiken kommer därför den konven- tionella tekniken endast att vara tillgänglig för större företag. Hydroforrnningstekniken har exceptionella fördelar jämfört med många traditionella formningstekniker, och av den anledning- en finns ett allmänt behov inom detta område av förbättringar som kan reducera komplexiteten och kostnaden för hydroformningsutnistningen och som kanförenkla processen.

NÄRALIGGANDE TEKNIK Amerikanska patentet nr. 5 927 120 beskriver en anordning för utförande av hydroforrnning av det allmärma slag som beskrivits ovan. Anordningen innefattar övre och nedre tryckkärl, vardera uppbärande en verktygshållare för mottagning av en motsvarande verktygssektion eller matris» sektion. Anordningen är försedd med mekaniska låsorgan för låsning av de övre och nedre tryckkärlen vid varandra under formningsprocessen. Dessa låsorgan består av låstappar som kan införas i och utdragas ur komplementära hål i tryckkärlen, och som utför en ren reglingsfunktion i deras införda läge. Enligt patentet är anordningen avsiktligt utformad så att den medger utåt- riktad förskjutning av tryckkärlen under inverkan av kraften från det fluidumtrzyck som påföres arbetsstycket. Med andra ord påföres ingen slutningskraft mot tryckkärlen. Istället pressas matrissektionema till ingrepp med varandra genom trycksättning av en uppblåsbar blåsa placerad nedanför den nedre matrissektionen.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Ett syfte med föreliggande uppfinning är att tillhandahålla en förbättrad hydroformnings- anordning som erbjuder en okomplicerad och billig lösning på de ovan diskuterade problemen.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning att tillhandahålla en förbättrad metod för på- förande av en slutningskraft mot verktygssektionerna i en hydroformningsanordning.

Dessa syften uppnås i enlighet med de bifogade kraven. 514r749_ Kortfattat avser föreliggande uppfinning en anordning för hydroformning i vilken verktygets slumingskraft pâföres verktyget med hjälp av initieringsorgan för slutningslcrafcen, vilka arbetar i ett plan som är parallellt med verktygets delningsplan. I en verktygsslutningsposition ingriper varje initieringsorgan för slumingslcraften mot en nedre verktygssektion och en övre verktygs- sektion via en verktygsspärmbygel. Verktygsspännbygeln och resp. verktygssektioner kommer i ingrepp med varandra med slutningsytor vilka vardera är snedställda i en spetsig vinkel i tör- hållande till delningsplanet. Därigenom tar spännbygeln upp en del av den verktygsseparerings- kraft som alstras av tryclcfluiden som formar arbetsstycksämnet mot matrisytorna. Endast en kvarvarande del av verktygssepareiingslcraften måste motverkas av initieringsorganen för slutningskrafien, och storleken på denna del av kraften kommer följaktligen att vara reducerad.

Elasticiteten för spännbygelmaterialet resulterar i en viss vidgning av spännbygeln under in- verkan av verktygssepareringslcraften, och denna vidgning av spännbygeln kompenseras genom den kontinuerliga efterjusteringen av spännbygeln genom pâförandet av slumingskraften.

I en uttöringsform av anordningen väljs den spetsiga vinkeln så att den är mindre än 45° varigenom spännbygelmaterialet tar upp huvuddelen av separeringskrafien, medan endast en mindre del därav behöver motverkas av initieringsorganen för slutningslo-afien, så att storleken på dessa organ kan reduceras väsentligt.

En annan aspekt av uppfinningen avser en metod för att sluta ett verktygsaggregat för hydro- formning i en hydroformningsanordning. För att motverka den kraft som alstras av formnings- fluidens tryck och för att bibehålla de övre och nedre verktygssektionema i stadig kontakt med varandra måste en slutningskrafi pâtöras mot verktygsaggregatet. Enligt uppfinningen påföres slutningskraften grundläggande i en riktning som är parallell med verktygssektionemas delnings- plan. Slutningslcraften införes i verktygsaggregatet genom kontaktområden som är snedställda med lika stora spetsiga vinklar i förhållande till ett delningsplan för verktygsaggregatet, och som är placerade på övre och nedre, yttre ytor av verktygssektionerna å ena sidan, och på inre allmänt mot varandra vända ytor av initieringsorgan för slutningskrafien, å andra sidan. Detta arrange- mang reducerar väsentligt den erforderliga slutningslqaft som måste påföras med hjälp av initieringsorganen, eftersom en del av separeringskrañen som av tryckfluiden påföres mot verk- tygssektionerna tas upp av initieringsorganens material. 514 749 I en utföringsform av metoden väljs den spetsiga vinkeln så att huvuddelen av separeringskraften tas upp av initieringsorganens material.

Ytterligare aspekter av uppfinningen avser ett verktygsaggregat resp. ett initieringsorgan för slut- ningskrafi, för en hydroformningsanordning. Enligt uppfinníngen är verktygsaggregatet och initieringsorganen för slutningslcrafien vardera försedda med snedställda yttre resp. inre ytor för påförande av slutningslqaft.

Det beskrivna arrangemanget har ett flertal fördelar: l. Den kraft som erfordras för att motverka trycket från forrnningsfluiden som verkar mot ämnet, d.v.s. den kraft som erfordras för att sluta verktyget under hela hydroformnings- cykeln, reduceras väsentligt. 2. Såsom ett resultat av den reducerade slutningskraften kan komplexiteten och kostnaden för initieringsorganen för slutningslcraften reduceras kraftigt. 3. Cykeltidema reduceras 'väsentligt som ett resultat av det reducerade kravet på slutnings- kraft och den därmed sammanhängande reducerade storleken på initieringsorganen. 4. Verktyget kommer att vara enkelt åtkomligt för inplacering av ämnen i matrisen och för avlägsnande av färdiga arbetsstycken från matrisen, liksom för underhållsarbete och arbete med byte av matris. 5. Det erbjuder en möjlighet till formning av valfritt långa arbetsstycken genom en modulformig förlängning av verktyget.

Andra fördelar som föreliggande uppfinning erbjuder kommer att bli uppenbara vid läsning av nedanstående detaljerade beskrivning av utföringsformer av uppfinningen.

KORTFATTAD BESKRIVNING AV RITNINGARNA Uppfinningen, tillsammans med ytterligare syften och fördelar därmed, kan förstås bäst med hänvisning till den följande beskrivningen tillsammans med de bifogade ritningarna, på vilka: Fig. la ngn Fgz Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 nga Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9 figw 514 749 5 är en partiell sidovy som schematiskt illustrerar en första uttöringsform av hydro- formningsanordningen enligt uppfinningen, med initieringsorganen för slutnings- kraften i ett utsträckt läge, ingripande med verktygsaggregatet; är en partiell sidovy av den forsta uttöringsformen av hydroformningsanordningen, med initieringsorganen för slutningskraften i ett tillbakadraget läge; är en partiell planvy ovanifi-ån av uttöringsfonnen som illustreras i fig. la; är ett iörstorat tvärsnitt taget längs linjen A-A i fig. 2, genom ett slutet verktygs- aggregat för hydroformning, enligt den uttöringsform som illustreras i fig. la-b och 2; är ett lörstorat tvärsnitt taget längs linjen A-A i fig. 2, genom ett öppnat hydro- formningsverktyg enligt den utföringsform som illustreras i fig. la-b och 2; visar en förstorad och partiellt snittad detalj av en alternativ uttöringsform av ett verk- tyg och en slutningsspärmbygel i anordningen som illustreras i fig. la-b och 2; visar en ytterligare förstorad detalj av slutningsspännbygeln som illustreras i fig. 5; illustrerar en öppningssekvens för en uttöringsforrn av ett hydrofonnningsverktyg enligt uppfinningen; visar ett modularrangemang för en hydroformningsanordning enligt uppfinningen; i en _ partiell planvy ovanififån; är en sidovy av modularrangemanget enligt fig. 8, med verktygsspännbygeln och initieringsorganen avlägsnade i förtydligande syfte; i tvärsnitt illustrerar en ytterligare utfóringsform av ett verktyg enligt uppfimiingen, avsett fór användning vid en flexformningsprocess; och 514 749 6 Fig. ll är en partiell planvy ovanifiån av en ytterligare utföríngsform av en verktygsspänn- bygel enligt uppfinningen.

DETALJERAD BESKRIVNING I den följande beskrivningen kommer endast element som är nödvändiga för att förklara de grundläggande principema för föreliggande uppfinning att beskrivas. Andra element som typiskt kommer att utnyttjas i ett praktiskt utförande eller som hänför sig till själva hydroformnings- processen, såsom tryckstegrare, hydroforrnningsmatriser och ändmamingscylindrar, har ute- lärnnats eller illustrerats mycket schematiskt.

Med särskild hänvisning till fig. la, lb och 2 kommer nu en exemplifierande utföringsform av hydroformningsanordningen l enligt uppfinningen att beskrivas. I denna utföringsfonn består hydroformningsanordningen 1 av ett verktygsaggregat 2 innehållande en nedre verktygssektion 4 och en övre verktygssektion 3, vilka har hoppassande inre ytor 6 resp. 5 bildande ett delnings- plan P för verktygsaggregatet. Vi en yttre yta 8 uppbärs den nedre verktygssektionen 4 på en bâryta 9 av ett schematiskt illustrerat fundament 10. Den nedre verktygssektionen 4 kan vara fast anbringad vid eller rörligt uppburen på (se närmare nedan) firndamentet 10. Fundamentet kan vara av varje konventionell typ, såsom en ram eller ett solitt fundament. Den övre verktygs- sektionen 3 är uppburen så att den är rörlig i förhållande till den nedre verktygssektionen 4. I den illustrerade utföringsfonnen är den övre verktygssektionen rörlig i en allmänt vertikal riktning med hjälp av lyftcylindrar 11 (antyds i fig. la) anslutna till en yttre yta därav. Fig. lb och 2 antyder att i en modifierad variant är den nedre verktygssektionen 4 rörligt uppburen på hjul lOa som löper på skenor 10b anbringade vid firndamentet 10, så att den rullas ut från ett läge nedan- för den övre verktygssektionen när den initiella öppningen av verktyget 2 har utförts. Dessa fimktioner kan utföras genom utnyttjande av konventionella bärorgan och manöverorgan, såsom i skenor och hydrauliska cylindrar, efiersom de endast behöver bära vikten av den enskilda verk- tygssektionen. I det slutna läget, under hydroformningsprocessen påföres inga ytterligare krafter på dessa bärorgan eftersom de nedan beskrivna slutningskraftspännbyglania 32 och manöver- organen eller initieringsorganen 30 enligt uppfinningen tar upp alla krafter som hänför sig till hydroformningsprocessen. Med detta alternativ kan inmatning och uttagning av arbetsstycken utföras med full, obegränsad åtkomst till den nedre verktygssektionen 4, och det är således väl lämpat för en robotapplikation. 5141749 _ I ett alternativ som inte illustreras specifikt, kommer den övre verktygssektionen 3 att uppbäras i en ram och utförs öppning av verktyget 2 genom att den nedre verktygssektionen 4 sänks något i en uppbärande vagn som är rörlig på skenoma lOa. En ytterligare altemativ utföringsform av det rörliga stödet för den övre verktygssektionen 3 illustreras i fig. 7 och kommer att beskrivas närmare nedan.

I den illustrerade utföringsformen är verktygsaggregatet konstruerat för en invändig hydro- folmningsprocess, i vilken rörformade arbetsstycken formas med hjälp av tryckfluid som tillförs ett inre hålrum i ett ämne B (se fig. 2). För denna typ av process är var och en av de övre och nedre verktygssektionerna 3, 4 försedd med en urtagning 12 resp. 13 i dess inre, hoppassande ytor 5, 6 (se fig. 3 och 4). Urtagningarna 12, 13 är utsträckta över verktygssektionemas 3, 4 firlla längd och mottager övre resp. nedre matrissektioner 14 resp. 15. Matrissektionema 14, 15 i sig såväl som deras förbindning med verlctygssektionema 3, 4 utgör ingen del av föreliggande uppfinning och illustreras därför mycket schematiskt samt kommer inte att beskrivas i detalj. Det skall vara uppenbart att uppfinningen kan utnyttjas tillsammans med och kan modiñeras för varje tillämplig typ av konventionell matris. På konventionellt sätt bildar matrissektionerna 14, 15 tillsammans en formhålighet C (se fig. 3 och 4) när verktygsaggregatet 2 är i sitt slutna läge.

Formhåligheten C mottager ett ämne B som skall bearbetas i anordningen 1, och på konvention- ellt sätt sträcker sig ämnet B ut från verktygsaggregatet 2 med bägge dess ändar (se fig. 2).

Fig. 2 visar även schematiskt de konventionellt utnyttjade ändmatningscylindrarna 16, 17 med hjälp av vilka tryclcfluiden införs i ämnets B inre hålrum och med hjälp av vilka ämnesmaterial matas in i formhåligheten för att kompensera för ämnets B expansion mot hålrummets väggar.

Vid den fria änden av deras kolvstänger uppbär ändmamingscylindrama 16, 17 en kona som med kraft införs i ämnets inre hålighet i syfte att expandera ämnets ändar och åstadkomma en tätning gentemot den införda fluiden, och för att utföra den ovan nämnda mätningen av ämnesmaterial, på det sätt som är välkänt inom denna teknik.

Vid deras ytterytor 7, 8 är verktygssektionerna 3, 4 försedda med snedställda slumingshafi- påföringsytor 20, 21, 22, 23 anordnade en utmed var och en av två motsatta sidor 24, 25, 26 resp. 27 av verktygssektionema 3, 4 (fig. 3 och 4). Alla slutningslcrafipåföringsytoma 20, 21, 22, 23 är snedställda så att de sluttar utåt i riktning mot tillhörande sida av resp. verktygssektion, och de är alla snedställda med samma spetsiga vinkel a i förhållande till innerytan av tillhörande verktygs- 514 749 8 sektion, och därigenom i förhållande till delningsplanet P. De beskrivna slumingslcraitpåförings- ytoma 20, 21, 22, 23 kan sträcka sig utmed hela tillhörande verktygssektionssidor 24, 25, 26 resp. 27, såsom illustreras i fig. 2, men kan likaledes sträcka sig endast utmed ett parti eller partier av nämnda sidor, motsvarande utstzäckningen för de därmed samordnade, nedan beskriv- na kontaktytoma 33, 34 på slumingslaañinifieringsorganen 30.

Verktygsaggregatet 2 är tillverkat av ett material som är lärnpligt för att motstå de nedan disku- terade krafterna som pfires däremot under hydroforrnningsprocessen, företrädesvis av stål eller gjutjärn. Beroende på det valda materialet för verktygsaggregatet och/eller på dess dimensioner, kan en eller flera förstärlcningar anordnas, såsom exempliñeras i fig. la, lb och 2 där tre för- stärkningsstänger 18 av stål är anordnade på den övre ytan 7 av den övre verktygssektionen 3.

Det illustrerade verktygsaggregatet 2 som år konstruerat specifikt för invändig hydrofomining utnyttjas endast för att exemplifiera uppfinningen och hydrofonnningsanordningen enligt upp- finningen kan utnyttjas i andra applikationer, för utförande av andra hydroforrnningsprocesser, såsom flexformning. Fig. 10 illustrerar ett verktygsaggregat konstruerat för en dylik altemativ hydroformningsprocess, såsom kommer att beskrivas närmar i detalj nedan.

Hydroformningsanordningen 1 innefattar vidare initieringsorgan, allmänt betecknade med hän- visningssiffran 30. Dessa initieringsorgan är anordnade för att påföra en slutningslo-aft mot verk- tygsaggregatet 2, och illustreras i föreliggande utföringsforrri schematiskt såsom hydrauliska cylindrar. Det skall emellertid understrykas att andra konventionella, linjära manöverorgan skulle kunna utnyttjas inom omfattningen för uppfinningen, i synnerhet i applikationer med relativt låga fluidumtryck för formningsprocessen.

Initieringsorganen 30 är placerade intill var och en av de motsatta sidorna 24, 25 (fig. 2) av verktygsaggregatet 2, med deras kolvstänger 31 vända mot verktygsaggregatet. I den illustrerade utföringsformen är två initieringsorgan 30 placerade på ett avstånd från varandra utmed varje verktygsaggregatsida 24-27. Det skall understrykas att antalet initieringsorgan 30 som utnyttjas vid varje sida och deras storlek beror på den faktiska applikationen, såsom storleken på formningsfluidtrycket, storleken på arbetsstycket och på verktygsaggregatet 2. Detta kommer att bli uppenbart vid betraktande av modularrangemanget som illustreras i fig. 8 och 9. 514 vw 9 Vi de yttre ändarna 3 la av deras kolvstänger _31 uppbär initieringsorganen 30 allmänt C-fonnade verktygsspännbyglar 32 med två fasta käñar 32b och 32c utsträckta utåt från ett solitt basparfi 32a, såsom illustreras i fig. lb. Käfiarna 32b och 32c är ändamålsenligt åtskilda för att medge att det slutna verktygsaggregatet 2 införs mellan käftarna när initieringsorganet 30 aktiveras i riktningen för utsträckning av dess kolvstång 31. För att medge att spännbygelns käftar 32b, 32c griper ett verktygsaggregat 2 på korrekt sätt fifån utsidan, är de inre, allmänt mot varandra vända ytorna 33, 34 av käftarna 32b resp. 32c snedställda i en vinkel a i förhållande till initierings- organets centrumlinje CF-RF, d.v.s. riktningen i vilken initieringsorganet 30 påför slutnings- kraften CF mot verktygsaggregatet 2 och returlcraften RF för tillbakadragning av spännbygeln 32 från verktygsaggregatet 2. Denna riktning CF-RF i vilken initieringsorganet 30 påfór dess kraft ligger i huvudsak i verktygsaggregatets 2 delningsplan P och lutningsvinkeln u för spärmbygelns ytor 33, 34 är lika med den för slutningskraftpåföríngsytorna 20, 21, 22, 23 på verktygs- sektionerna 3, 4. I fastspänriingsläget kommer en avsevärd del av spännbyglamas käftar 32b, 32c att gripa verktygsaggregatet från utsidan och kommer dessa att motverka separeringskraften som alstras av fluidumtrycket och som verkar mot verktygssektionerna, såsom kommer att beskrivas.

Tack vare de samverkande kilformade ytoma 20-23 och 33, 34 på verktygssektionema 3, 4 och på spännbyglarnas käftar 32b, 32c kan separering av verktygssektionema effektivt motverkas genom ändamålsenlig reglering av den slutningshaft CF som påförs av initieringsorganen 30, för att säkra att den påförda slutningskraften alltid överskrider den del av verktygsseparerings- krañen som inte upptas av spännbyglarnas material. Fig. 5 och 6 illustrerar en vidareutvecklad utföringsform av verktygssektionerna 3, 4 och spännbygeln 32, där åtgärder har vidtagits för att reducera friktionen mellan deras snedställda ytor 20-23 och 33, 34, och således förslitningen av nämnda ytor. Närmare bestämt illustreras en härdad stålplatta 19 vilken är försänkt i den övre verktygssektionens yta 21 så att dess övre yta befinner sig i nivå med ytan 21. Liknande stålplattor är för-sänkta i alla de snedställda ytorna hos verktygssektionema, även om de inte illustrerats. Vidare är en liknande platta 35, vilken består av ett syntetiskt kompositmaterial, försänkt i var och en av de inre, allmänt mot varandra vända verktygskontaktytorna 33, 34 hos spännbygeln 32, även om den endast illustrerats för den övre kontaktytan 33 i fig. 5 och 6. I detta fall är ytan av kompositplattan 35 något upphöjd, i storleksordningen några få millimeter, ovan- för den inre ytan 33. :314 7491 10 Slutligen illustrerar fig. 5 och 6 ett uttag 36 anordnat vid det inre hömet av spännbygeln 32, där käften 32b möter baspartiet 32a. Detta är ett föredraget sätt att åstadkomma en förbättrad spänningstördelning i detta kritiska område av spännbygelns material, med avseende på de krafter som påtörs däremot under dess hopspämiande verkan.

Hydroformningsanordningens 1 operation skall nu beskrivas. För att börja operationen lyfis den övre verktygssektionen 3 med hjälp av lyftcylindrarna 11. Med den nedre verktygssektionen frilagd placeras ett ämne B i formhåligheten C i den nedre matrissektionen 15, eller byts alternativt de övre och nedre matrissektionerna 14, 15 i det fall att ett nytt arhetsstycke skall formas. När detta arbete är fullbordat sänks den övre verktygssektionen 3 ner på den nedre verktygssektionen 4. Initieringsorganen 30 aktiveras därefter samtidigt för utsträckning av deras kolvstänger 31, tills verktygsspännbyglama 32 ingriper med de snedställda ytoma 20-23 på verktygssektionerna 3, 4 med deras snedställda verktygskontaktytor 33, 34. Slutningskraften CF som påföres av initieringsorganen 30 justeras genom reglering av den hydrauliska arbetsfluid som tillförs dessa, varvid regleringen utförs på ett konventionellt sätt.

Den erforderliga slutningslcraften bestäms primärt av storleken på hydroformningsfluidtrycket som påtörs inuti ämnet, storleken på ämnet och på verktyget och av värdet på lutningsvinkeln a tör ytorna 20-23 och 33, 34. Formningsfluidtrycket alstrar, genom ämnet B som pressas mot matrisernas 14, 15 väggar, en utåtriktad normalkraft i var och en av de snedställda verktygs- ytoma 20-23, vilken motverkas genom spännbygelns kontaktytor 33, 34. Eftersom vinkeln u är spetsig, d.v.s. mindre än 90° tar spärmbygelns 32 material, genom verktygskontaktytorna 33, 34, upp en del eller komponent av denna normalkraft och måste endast en kvarvarande del eller komponent därav motverkas av slutningskrafien CF som pâtöres med hjälp av initieringsorganen 30. Enligt uppfinningen kan således storleken på och komplexiteten för initieringsorganen 30 reduceras. Varje expansion, d.v.s. vidgning av spännbygelns 32 käftar 32b, 32c kompenseras automatiskt genom en ytterligare utsträckning av initieringsorganens kolvstänger 31, så att en stadig kontakt alltid bibehålles mellan de snedsgtällda ytoma 20-33 och 33, 34. Detta kommer att säkerställa att ingen separation av verktygssektionerna 3, 4 kommer att vara möjlig.

Såsom nämnts ovan bestäms den verkliga erforderliga slumingskraften CF delvis genom valet av värdet på vinkeln a. För att undvika varje risk för att spännbyglarna 32 fastlåses vid verktyget 2, liksom vid ett konventionellt koniskt verktygsskaft, skall vinkeln a väljas så att den år åt- 514 _1749 11 minstone 3°, företrädesvis åtminstone 7°. Å andra sidan, för att åstadkomma en tillräcklig reduktion av initieringsorganens storlek och komplexitet, bör vinkeln a väljas så att den är mindre än 45°, så att huvuddelen av separeringsltraften kommer att tas upp av spännbygelns material och så att endast en mindre del behöver motverkas av slumingslqaften. För närvarande bedöms det att de bästa sammantagna resultaten kommer att erhållas genom att välja nämnda vinkel a så att den är mellan l2° och 6°, företrädesvis l0°. Såsom ett exempel, med vinkeln a l0° kommer den erforderliga slutningskraflen CF att vara mindre än 10% av den slutningskraft som erfordras i en konventionell vertikalt arbetande press.

Med verktygsaggregatet 2 hopspânt på ovan beskrivet sätt införs hydrofonnningstryckfliiiden i ämnet B på det konventionella sättet, genom ändmatningscylindrama 17. Ämnet B förformas normalt med hjälp av ett relativt lågt tryck, innan det fulla fluidumtrycket påföres för expansion av ämnet B så att det erhåller formen av matrisemas innerväggar. Dessa moment är alla konventionella inom hydroformningstekniken och kommer inte att beskrivas i någon detalj. När väl formningsoperationen är avslutad aktiveras initieringsorganen 30 i motsatt riktning, för tillbakadragning av deras kolvstänger 31 och för avlägsnande av spännbyglarna 32 från verk- tygsaggregatet 2. Verktygsaggregatet kan nu öppnas för inmatning- och utmatningsarbetet, före- trädesvis efter att den nedre verktygssektionen 4 har rullats åt en sida på skenoma 10b. Slutligen rullas den nedre verktygssektionen 4 tillbaka in under den övre verktygssektionen 3, sluts verktygsaggregatet 2 och kan en ny formningscykel påbörjas.

Fig. 7 illustrerar en alternativ konstruktion för åstadkommande av den relativa rörelsen mellan verktygssektionerna 103, 104 i ett verktygsaggregat 102. Närmare bestämt illustrerar fig. 7 en öppningssekvens för verktygsaggregatet, efter en utförd formningsprocess för ett arbetsstycke W. Liksom i den första utföringsformen är den nedre verktygssektionen 104 uppburen på en stödyta 9 med hjälp av ett uppbärande fundament 10. Vid det uppbärande fundamentet 10 är även anbringad en ram 172 som uppbär tre hydrauliska cylindrar 161, 162, 163 som utnyttjas för att öppna och stänga verktygsaggregatet 102. Én första lyficylinder 161 är fast förbunden med ramen 172 vid dess bakre ände, såsom antyds vid 164. Kolvstångsänden av den första cylindern 161 är vridbart förbunden med en första sida av den övre verktygssektionen 103 genom en konventionell led, såsom antyds vid 165. 514, 749, 12 En andra lyficylinder 162 är likaledes fast förbunden med ramen 172 vid dess bakre ände, såsom antyds vid 166. Den andra lyftcylinderns 162 kolvstångsände uppbär en lyftplatta 167 vid änden av dess kolvstång. Lyftplattan 167 befinner sig i kontakt med ett lyftstöd 168 på den motsatta, andra sidan av den övre verktygssektionen under den inledande fasen av lyflrörelsen, men är inte förbunden därmed. Slutligen är en tredje cylinder 163 med sin bakre ände ledbart uppburen i ett cylinderfáste 170 på ramen 172, såsom antyds vid 169. Vid dess kolvstängsände är den tredje cylindern 163 ledbart förbunden med den övre verktygssektionen 103, likaledes med hjälp av en konventionell led 171, och vid en plats åtskild i riktning uppåt från den första cylindems 161 ledbara förbindning 165.

Till vänster i fig. 7 illustreras verktygsaggregatet i ett läge med den övre verktygssektionen 103 vilande på den nedre verktygssektionen 104 i delningsplanet P, såsom efter en formningscykel. l detta läge aktiveras de första och andra lyftcylindrarna 161, 162 för upphöjning av den övre verktygssektionen rakt uppåt från den nedre verktygssektionen 104, såsom visas i den mittre ritningen i fig. 7. Under derma sekvens är den tredje cylindern 163 helt avlastad så att dess kolvstång kommer att sträckas ut genom upphöjningen av den övre verktygssektionen 103.

Därefter dras den tredje cylinderns 163 kolvstång tillbaka. Detta kommer att svänga den övre verktygssektionen 103 i en rñoturs riktning runt en vridningsaxel som formas av vrid- förbindningen 165, till det helt öppna läget som illustreras till höger i fig. 7. En manövrering av cylindrama i omvänd ordningsföljd utför nedsänkningen av den övre verktygssektionen 103 på den nedre verktygssektionen 104. Det lyftarrangemang som illustreras i fig. 7 ger utomordentlig åtkomst till verktygsaggregatet 102 eftersom det lämnar utrymmet ovanför verktyget helt fritt för inmatning, utmatning och underhållsarbete i det öppna verktygstillståndet, och detta i ärmn högre utsträckning om det kombineras med hjulen 10a och skenorna 10b (illustreras i mitten av fig. 7) enligt det modifierade altemativet av den första utföringsformen, så att den nedre verktygs- sektionen 104 kan rullas ut fiån slumingsläget för inmatning och utmaming.

Fig. 8 och 9 illustrerar en ytterligare utföringšform av en hydroformningsanordning 201 i ett bestämt modularrangemang lämpligt för formande av långa arbetsstycken W som har en form med ett flertal relativt stora böjar eller krökar i två plan. Denna utföringsforrn illustrerar mång- sidigheten för en hydroformningsanordning 201 enligt uppfinningen. Verktygsaggregat 202a-c med olika längd är anordnade i ett förhållande ände mot ände. De individuella verktygs- aggregaten 202a-c är identiska med det som illustreras i fig. la, lb och 2, endast kortare, 13 aggregaten 202b-c, och/eller försedda med ändytor som är snedställda för att medge lcrökarna i arbetsstycket W, i ett av planen eller i bägge de två planen. Såsom anges i fig. 8 är initierings- organ 230, 230b anordnade fór varje verktygsaggregat 202a-c i linen. Dessa initieringsorgan motsvarar de enligt den första utföringsformen, med undantag ñr att initieringsorgan 230b med mindre storlekar är anordnade för de kortare verktygsaggregaten 202b-c. Fig. 8 är en schematisk planvy ovanifrån av hydroformningsanordningen 201, medan fig. 9 är en motsvarande sidovy, men med initieringsorganen avlägsnade för att illustrera krökama i det andra planet.

Fig. 10 illustrerar en ytterligare utföringsform av ett verktygsaggregat 302 enligt uppfinningen, konstruerat såsom ett flexformningsverktyg. I ett verktygsaggregat 302 för flexforrnning mot- tager den nedre verktygssektionen 304 en matris 315 med dess innervägg motsvarande formen för det färdiga arbetsstycket och bildande formhåligheten C. Den övre verktygssektionen 303 har en tryckfltiidhålighet 314 som i riktning nedåt är sluten med hjälp av ett gummimembran 300 som ligger huvudsakligen i det slutna verktygets 302 delningsplan P. Ett ämne B i fomi av en metallplåt placeras på den nedre verktygssektionen 304, den övre verktygssektionen 303 med membranet 300 sänks ner på den nedre verktygssektionen 304 och initieringsorgan (visas ej) sträcks ut för att förflytta deras slutningsspännbyglar 332 till slutningsläget. Liksom vid den tidigare utfóiingsformen bringaš verktygsspännbyglarnas ytor 333 och 334 i ingrepp med mot- svarande ytor 321 och 323 på de övre och nedre verktygssektionerna 303, 304. Tryclcfluiden in- fors därefter i tryckfluidhåligheten 314 på ett sätt som inte illustreras närmare men som är välkänt inom tekniken. Tryckfluiden, via gummimembranet 300, pressar in ämnet B i matrisen 315 så att det erhåller dess slutliga form, såsom är konventionellt.

Slutligen illustrerar fig. 11 en vidareutvecklad utföringsform av en verktygsspännbygel 432 för initieringsorganet. I demia utföringsform består verktygsspännbygeln 432 som är anbringad vid den yttre fi-ia änden av initieringsorganets 430 kolvstång 431 av ett antal av, i den illustrerade uttöringsformen sex, parallella plåtar 450 anbringade vid varandra i ett arrangemang sida vid sida Detta resulterar i en mycket stark och tnötriingshållfast spännbygel 432, i synnerhet i kombination med insatserna som illustreras i fig. och 6.

Det kommer att vara uppenbart för fackmän inom området att olika modifieringar och förändringar kan utföras vid föreliggande uppfinning utan att man avviker från dess omfattning som definieras av de bifogade kraven.

Claims (29)

(514 749; 14 PATENTKRAV

1. Hydroformningsanordning (1; 201) innefattande ett verktygsaggregat (2; 102; 202a-c; 302) bestående av åtminstone ett par av övre och nedre verktygssektioner (3, 4; 303, 304), varvid verktygssektionerna är rörliga relativt varandra mellan ett öppet inmatnings- och utmatningsläge och ett slutet forrnningsläge i vilket verktygssektionema (3, 4; 303, 304) och matrissektioner (14, 15; 315) anordnade i åtminstone en av verktygssektionema, formar en formhålighet (C) avsedd för mottagning av ett arbetsstycksämne (B) som skall formas mot väggen av den åtminstone ena matrissektionen av uyclcfluid som tillförs mot en yta av ämnet, och slutningslcrañiriitieringsorgan (30; 230a, 230b; 430) för påförande av en slutningskraft (CF) mot verktygsaggregatet, kännetecknad av att åtminstone två slutningskrafiinitieringsorgan (30; 230a, 230b; 430) är anordnade för varje par av verktygssektioner (3, 4; 303, 304), ett intill var och en av två motsatta sidor (24, 26; 25, 27) av varje par av verktygssektioner, av att varje initieringsorgan uppbär en verktygsspännbygel (32; 332; 432) med två inre, snedställda verktygskontaktytor (33, 34; 333, 334), av att varje verktygssektion (3, 4; 303, 304) är försedd med yttre, snedställda slutnings- ltraftpâföringsytor (20, 21, 23; 321, 323) anordnade en utmed åtminstone ett parti av var och en av de två motsatta sidorna (24, 25, 26, 27) av verktygssektionerna och av att nämnda verktygs- kontaktytor och kraftpåtöringsytor alla är snedställda med samma spetsiga vinkel a i förhållande till ett delningsplan (P) hos verktygsaggregatet.

2. Hydroformningsanordning (1; 201) enligt lcrav l, kännetecknad av att slutningskraft~ initieringsorganen (30; 230a, 230b; 430) är hydrauliska cylindrar som uppbär en verktygs- spännbygel (32; 332; 432) vid den fi-ia änden (3la) av deras kolvstänger (31; 431), varvid dessa fria ändar är vända mot verktygsaggregatet (2; 102; 202a-c; 302).

3. Hydroformningsanordning (1; 201) enligt krav 2, kännetecknad av att de hydrauliska cylindrar-na (30; 230a, 230b; 430) är förbundna med en hydraulikfluidkälla med variabelt tryck, så att den påíörda slutningskraften (CF) är reglerbar genom förändring av arbetsfluidtxycket till cylindrarna.

4. Hydroformningsanordning (1; 201) enligt krav 2 eller 3, kännetecknad av att verktygs- spännbygeln (32; 332; 432) består av ett basparti (32a) anbringat vid initieringsorganets kolv- stång (31; 431) och fasta käftar (32b, 32c) som är utsträckta utåt från baspartiet (32a), av att de 514149 15 inre, snedställda verktygskontaktytorna (33, 34; 333, 334) är anordnade på allmänt mot varandra vända innersidor av käftarna och av att käftarna (32b, 32c) är åtskilda med en sträcka som medger att det slutna verktygsaggregatet (2; 102; 202a-c; 302) införs mellan dessa

5. Hydroformningsanordning (1; 201) enligt något eller några av kraven 1-4, kännetecknad av en platta (35) av syntetiskt material vilken är åtminstone huvudsakligen försänkt i var och en av de inre, snedställda verktygskontaktytorna (33, 34) av spännbygeln (32) och av en härdad stålplatta (19) som är försänkt i var och en av de yttre, snedställda slutningslcaftpåfóringsytorna (20, 21, 22, 23) hos verktygssektionema (3, 4), med dess ytteryta i nivå med nämnda sam- ordnade yta.

6. Hydroformningsanordning (1; 201) enligt något eller några av kraven 1-5, finnetecknad av att lutningsvinkeln a för verktygskontaktytoma (33, 34; 333, 334) och för slutningslcrafi- påföringsytoma (20, 21, 23) är 90°2 a 2 3", företrädesvis 452 a 2 7”.

7. Hydroformningsanordning (1; 201) enligt krav 6, kännetecknad av att lutningsvinkeln a för verktygskontaktytorna (33, 34; 333, 334) och för slutningslcraftpåföringsytorria (20, 21, 22, 23) är 12°2 a 2 6“, företrädesvis '10°.

8. Hydroformningsanordning (201) enligt något eller några av kraven l-7, kännetecknad av att ett flertal verktygsaggregat (202a-c) är anordnade i ett modularrangemang i ett förhållande ände mot ände för mottagning av långa arbetsstycken (W), varvid varje verktygsaggregat (202a- c) är försett med åtminstone två initieringsorgan (230a, 230b).

9. Hydroformningsanordning (201) enligt krav 8, kännetecknad av att åtminstone vissa av verktygsaggregaten (202a-c) är snedställda i åtminstone ett plan i förhållande till en linjär utsträckning och av att ändama på de snedställda verktygsaggregaten (202a-c) likaledes är sned- ställda för att medge förhållandet ände mot ände, varigenom de mottager arbetsstycken med större lcrökar i åtminstone ett plan.

10. Verktygsaggregat (2; 102; 202a-c; 302) för en hydroformningsanordning (1; 201, inne- fattande åtminstone ett par av övre och nedre verktygssektioner (3, 4; 303, 304) som uppvisar mot varandra vända innerytor (5 resp. 6) bildande ett delningsplan (P) för verktygsaggregatet, 514 749, 16 varvid åtminstone en av nämnda verktygssektioner i ett par uppvisar en verktygsmottagande formhålighet (C) mynnande i nämnda inre yta eller inre ytor, kännetecknat av att varje verktygssektion (3, 4; 303, 304) i ett par är försedd med en yttre slutningskrafipfiringsyta (20, 21, 22, 23; 321, 323) utmed åtminstone en del av var och en av två motsatta sidor (24, 25, 26, 27) därav och av att nämnda två ytterytor hos varje verktygssektion är snedställda i förhållande till resp. nämnd inneryta bildande verktygsaggregatets delningsplan (P), sluttande i riktning mot den tillhörande sidan av verktygssektionen.

11. Verktygsaggregat (2; 102; 202a-c; 302) enligt krav 10, kännetecknat av att var och en av de yttre slutningskraftpåfóringsytoma (20, 21, 22, 23) hos verktygssektionerna (3, 4; 303, 304) i ett par bildar lika stora spetsiga vinklar a med nämnda delningsplan (P) för verktygsaggregatet.

12. Verktygsaggregat (2; 102; 202a-c; 302) enligt krav 10 eller 11, kännetecknat av att lutningsvinkeln a för slutningskraftpåföringsytorria (20, 21, 22, 23) är 90°2 a 2 3°, företrädesvis 45°Z a 2 7°.

13. Verktygsaggregat (2; 102; 202a-c; 302) enligt la-av 12, kännetecknat av att lumings- vinkeln a för slumingskraftpâtöringsytorna (20, 21, 22, 23) är 12°2 a 2 6° företrädesvis l0°.

14. Verktygsaggregat (2; 102; 202a-c; 302) enligt något eller några av kraven 10-13, känne- tecknat av att en härdad stålplatta (19) är försänkt i var och en av de yttre, snedställda slutnings- kraftpåföringsytoma (20, 21, 22, 23) hos verktygssektionerna (3, 4), placerad med dess ytteryta i nivå med fillliörande kraflpåtöringsyta.

15. Verktygsaggregat (202a-c) enligt något eller nâgra av kraven 10-14, kännetecknat av att det innefattar ett flertal par av (202a, 202b, 202c) övre och nedre verktygssektioner anordnade i ett modularrangemang i ett förhållande ände mot ände, för mottagning av långa arbetsstycken (W)-

16. Verktygsaggregat (202a-c) enligt krav 15, kännetecknat av att åtminstone vissa av fler- talet par (202a, 202b, 202c) av övre och nedre verktygssektioner är snedställda i åtminstone ett plan i förhållande till en linjär utsträckning och av att ändarna av de snedställda paren (202a-c) 514 749 17 likaledes är snedställda för att medge förhållandet ände mot ände, för att därigenom mottaga arbetsstycken (W) med större lcrökar i åtminstone ett plan.

17. Verktygsaggregat (102) enligt något eller några av kraven 10-16, kännetecknat av att den övre verktygssektionen (103) är uppburen av en första hydraulisk lyficylinder (161) som är vridbart anbringad (vid 165) vid en första sida av verktygssektionen, en andra lyficylinder (162) âtskild från, men ingripande (vid 168) med motsatt sida av verktygssektionen och en tredje arbetscylinder (163) som är vridbart fastsatt (vid 171) vid nämnda första sida av verktygs- sektionen, på ett avstånd från fastsättningspunkten för den första cylindem (vid 165).

18. Verktygsaggregat (2; 102) enligt något eller några av kraven 10-17, kännetecknat av att den nedre verktygssektionen (4; 104) är rörligt uppburen på hjul (10a) som löper på skenor (10b) anordnade nedanför den nedre verktygssektionen.

19. Verktygsaggregat (2; 102; 202a-c) enligt något eller några av kraven 10-18, kännetecknat av att det är ett verktyg för invändig hydroformning av rör, uppvisande en övre matrissektion (14) mottagen i en urtagning (12) i den nedre ytan (5) av den övre verktygssektionen (3) och en nedre matrissektion (15) mottagen i en urtagning (13) i den övre ytan (6) av den nedre verktygs- sektionen (4), varvid nämnda övre och nedrämatrisselctioner bildar en fonnhålighet (C).

20. Verktygsaggregat (302) enligt något eller några av kraven 10-18, kännetecknat av att det är ett flexformningsverktyg med en övre verktygssektion (303) som uppvisar en inre forrnnings- fluidhålighet (314), en nedre verktygssektion (304) som uppvisar en inre matris (315) bildande en formhålighet (C) och ett membran (300) av ett gummiliknande material anordnat approxi- mativt i delningsplanet (P).

21. Slutningslnaftinitieringsorgan (30; 230a, 230b; 430) för ett hydroformningsverktygs- aggregat (2; 102; 202a-c; 302) i en hydroformningsanordning (1; 201), varvid nämnda initieringsorgan är en linjärt arbetande hydraulisk cylinder med en utsträckbar och indragbar kolvstång (31; 431) uppvisande en yttre fri ände (3la), kännetecknat av att nämnda kolvstång (31; 431) vid nämnda fria ände (31a) därav uppbär en verktygsspännbygel (32; 332; 432), av att nämnda spännbygel är försedd med allmänt mot varandra vända, inre verktygskontaktytor (33, 34; 333, 334) och av att nämnda kontaktytor är snedställda med en lika stor spetsig vinkel o. i 514 749 18 förhållande till den linjära arbetsriktningen ( CF-RF) för initieringsorganets (30; 230a, 230b; 430) kolvstång (31; 431).

22. Slumingskraftinitieringsorgan (30; 230a, 230b; 430) enligt krav 21, kännetecknat av att verktygsspännbygeln (32; 332; 432) består av ett basparti (32a) fastsatt vid initieringsorganets kolvstång (3 l; 431) och fasta käftar (32b, 32c) utsträckta utåt fi-ån baspartiet (32a), av att de inre, snedställda verktygskontaktytorna (33, 34; 333, 334) är anordnade på allmänt mot varandra vända innersidor av käftarna och av att käfiama (32b, 32c) är åtskilda med en sträcka som medger införande av ett slutet hydroformningsverktygsaggregat (2; 102; 202a-c; 302) mellan nämnda

23. Slutningskraftinitieringsorgan (30) enligt krav 21 eller 22, kännetecknat av att en platta (35) av syntetiskt material är åtminstone huvudsakligen törsänkt i var och en av de inre, snedställda verktygskontaktytorna (33, 34) hos spännbygeln (32), varvid dess ytteryta är placerad i nivå med eller något ovanför den tillhörande verktygskontaktytan hos spännbygeln (3 2).

24. Slutningskraftinitieringsorgan (30; 23 Oa, 230b; 430) enligt något eller några av kraven 21- 23, kännetecknat av att lutningsvinkeln a för verktygskontaktytoma (33, 34; 333, 334) är 90°2 a 2 3°, företrädesvis 452 a 2 7”.

25. Slutnirigshaftiriitieringsorgan (2; 102; 202a-c; 302) enligt krav 24, kânnetecknat av att lutningsvinkeln a för verktygskontaktytorna (33, 34; 333, 334) är l2°2 a 2 6°, företrädesvis 10°.

26. Sätt att sluta hoppassande övre och nedre verktygssektioner (3, 4; 303, 304) i ett verktygs- aggregat (2; 102; 202a-c; 302) i en hydroformningsanordning (1; 201), varvid en slutningslcafi (CF) motverkande en separeringskrafi som påtöres mot verktygssektionerna av en tryckfluid som tillförs en inre formhålighet i verktygsaggregatet, påtörs verktygsaggregatet i syfte att bibehålla verktygssektionerna i hoppassande kontakt via mot varandra vända innerytor (5, 6) därav som formar ett delningsplan (P) i verktygsaggregatet, och under åtminstone den fulla formningsfasen av hydroformningscykeln, kännetecknat av att slutningskraften (CF) grundläggande påtöres i en riktning som är i huvudsak parallell med verktygsaggregatets delningsplan (P) och införs i verktygsaggregatet (2; 102; 202a-c; 302) genom kontaktområden (20, 21, 22, 23; 321, 323; 33, 34; 333, 334) som är snedställda i lika stora spetsiga vinklar a i förhållande till delningsplanet 514 749 19 (P) för verktygsaggregatet, och som är placerade på övre och nedre, yttre ytor (7, 8 ) av verktygs- sektionerna å ena sidan, och på inre allmänt mot varandra vända ytor av slutningskzrafi- initieringsorgan (30; 230a, 230b; 430) å andra sidan.

27. Sätt enligt krav 26, kännetecknat av att slutningskraften (CF) regleras i beroende av den separeringskraft som alstras i verktygsaggregatet (2; 102; 202a-c; 302).

28. Sätt enligt laav 26 eller 27, kännetecknat av att slutningskraften (CF) påfóres verktygs- selctionerna (3, 4; 303, 304) genom en allmänt C-formad verktygsspännbygel (32; 232; 432), av att för utförande av slutning av verktygssektionema bringas verktygsspännbygeln till en position ingripande med åtminstone ett parti av en sida av de övre och nedre verktygssektionema fi-ån utsidan, varigenom en komponent av separeringskraften mot verktygssektionerna genom nämnda snedställda kontaktområden (20, 21, 22, 23; 321, 323; 33, 34; 333, 334) tas upp av spännbygelns material medan den andra komponenten av nämnda kraft motverkas av slutningslcraftinitierings- organet (30; 230a, 230b; 430).

29. Sätt enligt krav 28, kännetecknat av att den spetsiga vinkeln a väljs så att en huvuddel av separeringskraften tas upp av spännbygelns material.