SE525494C2 - Formningsverktyg samt membranpress innefattande sådant formningsverktyg - Google Patents

Description

25 30 35 2 Vid formpressning med hjälp av membranpressar är det dock, liksom vid all annan formpressning, önskvärt att ämnet formas så fullständigt som möjligt till en färdig produkt i ett och samma pressningssteg så att fördyrande efterbearbetning så långt möjligt kan undvikas. Det är sålunda önskvärt att ämnet vid pressformningen skärs till korrekt storlek och form samt att eventuella flànskanter formas, vilka används t ex för fastsättning av det fär- digformade ämnet och för anslutning av detta till andra konstruktionsdelar hos slutprodukten, exempelvis ett fordon.

Genom EP 0 288 705 är det tidigare känt ett form- ningsverktyg för membranpressar medelst vilket det år möjligt att såväl skära av plåtämnet i önskad storlek som att bocka en flänskant utmed det avskurna plätämnets periferi. Detta åstadkoms genom att formningsverktyget uppvisar skärlister med en skarp avskärningskant kring formningsverktygets omkrets och urtagningar för bockning av flànskanter efter avskärningen. Under formningsproces- sen kommer plåtämnet vid en viss deformeringsgrad att pressas mot avskärningskanterna, varvid plåten brister och skärs av i den förutbestämda storleken och de avskur- na kantpartierna flänsas därefter genom inpressning i de härför avsedda urtagningarna i formningsverktyget. En nackdel med detta formningsverktyg är dock att plåtämnet måste deformeras en mycket läng sträcka innan det når avskärningskanten och skärs av och detta får till följd att màttnoggrannheten och kvaliteten på utförandet i övrigt blir lidande. Ofta är det dessutom önskvärt att förstrâcka plåtämnet i en riktning innan formpressningen, till materialets sträckgräns, företrädesvis 3-6% över sträckgränsen, för att undvika att plåtämnet återfjädrar elastiskt efter formpressningen. Härvid erhålls en tvär- kontraktion av plåtämnet i den andra riktningen och om det då finns stora urtagningar, för t ex flänsning av plåten, parallellt med strâckriktningen, kommer plåtämnet 10 15 20 25 30 35 3 att deformeras av urtagningarna med undermålig kvalitet på den färdiga produkten som följd.

Kort redogörelse för uppfinningen Föreliggande uppfinning syftar till att skapa ett förbättrat formningsverktyg för membranpressar medelst vilket det är möjligt att med stor mättnoggrannhet och formbeständighet samt hög kvalitet på den färdiga produk- ten, i ett enda formpressningssteg såväl skära av det skivformade ämnet i önskad storlek som bocka en flänskant utmed åtminstone en del av det skivformade ämnets perife- ri och/eller utmed en omkretskant av en öppning i detsam- ma. Genom det uppfinningsenliga formningsverktyget er- hålls dessutom den ytterligare fördelen att såväl den formpressade produkten som de återstående resterna eller skrotet blir lättare att avlägsna frän formningsverktyget efter utförd formpressning. Åtminstone dessa syften och fördelar uppnås genom ett formningsverktyg enligt patent- kravet 1.

Till grund för uppfinningen ligger således insikten att ovannämnda syften och fördelar erhålls om formnings- verktyget, pä de ställen där det skivformade ämnet skall skäras och förses med en bockad flänskant, är utförd med ett långsträckt skär- och flänsverktyg vilket är medelst pàverkningsdon förskjutbart mot och från membranet i en slits i formningsverktyget. I ett typiskt utförande kan formningsverktyget, såsom även visas och beskrivs i ef- terföljande utföringsexempel, vara utfört med ett dylikt skär- och flänsverktyg för att såväl skära av plåtämnet som bocka till en flänskant utmed ämnets hela periferi.

Ett exempel på en sådan tillämpning är karosseriplätar i form av t ex en motorhuv eller ett tak till en personbil.

Ett skär- och flänsverktyg skulle dock även kunna vara anordnat för att skära upp och bocka en flänskant utmed omkretsen av en öppning i ämnet, exempelvis för att forma fönster- och ventilationsöppningar i karosseriplåtar. Det skulle även vara möjligt att skära och bocka en flänskant utmed endast en del av en karosserikant eller en omkrets- 10 15 20 25 30 35 ån :J LW >?> QD .IB 4 I sådana fall behöver skär- och flänsverktyget ej sträcka sig kontinuerligt i en kant av en öppning hos ämnet. sluten slinga utan kan vara anordnat utmed en begränsad sträcka med en början och ett slut.

Företrädesvis år skär- och flänsverktyget i ett utgångsläge i nivå med formytan. Skärfunktionen erhålls genom att skär- och flänsverktyget är försett med en skarp eller vass avsatskant vilken tjänar såsom avskär- ningskant och vilken lämpligen kan ha en höjd som uppgår till 1-3 gånger tjockleken av det skivformade ämne som skall formpressas. När ett tillräckligt högt presstryck har uppnåtts kommer ämnet att skäras utmed denna kant och skärningen kommer således att ske innan ämnet har defor- merats i någon högre grad. Genom att urtagningen har ett litet djup kommer den att ha en ringa negativ påverkan på ämnet tvärs tvärkontraktionen vid eventuell försträck- ning. Genom att avskärningskanten år anordnad på skär- och flänsverktyget år det dessutom enkelt att åstadkomma en flänskant med varierande bredd genom att forma avskär- ningskanten på olika avstånd från den kant av skär- och flänsverktyget som är vänd mot den formyta av formnings- verktyget som ämnet formpressas mot.

Skär- och flänsverktyget manövreras mot och från membranet medelst någon godtycklig typ av påverkningsdon.

I det föredragna utförandet har påverkningsdonet formen av ett flertal hydrauliskt manövrerade kolvar med ett avstånd av ca 100 mm. Dock skulle även andra typer av påverkningsdon kunna komma i fråga. För låga presstryck skulle t ex pneumatiska kolvar kunna användas.

I det föredragna utförandet regleras inåtförskjut- ningen av skär- och flänsverktyget genom att presstrycket via membranet påverkar en avlastningsventil vilken, när trycket blivit tillräckligt stort, trycks inåt och påver- kar en ventilkropp som dränerar kolvarnas hydraulsystem vilket medger att skär- och flänsverktyget kan tryckas inåt genom det presstryck som verkar på detsamma. Därige- nom kommer membranet att pressa kantpartiet av det skurna 10 15 20 25 30 35 (f1 | J (11 fx \“ -t få 5 ämnet inàt i skär- och flänsverktygets slits så att kant- partiet kommer att bilda en inåt bockad flânskant. Efter eventuell ytterligare tryckökning för slutformning av ämnet, avlastas trycket i presskammaren och pressen kan därefter öppnas. Genom att skär- och flänsverktygets läge i slitsen är reglerbart med hjälp av ett eller flera pàverkningsdon, kan såväl den formade produkten som de bortskurna resterna enkelt lösgöras fràn formningsverkty- get genom att manövrera pàverkningsdonen att förskjuta skär- och flänsverktyget utåt. Härigenom kommer skär- och flànsverktyget att lösgöra och trycka ut den formade produkten och resterna från formningsverktyget. Dessa kan annars ofta sitta mycket hårt fastpressade pà formnings- verktyget. I I det efterföljande utföringsexemplet kommer att beskrivas ett utförande av formningsverktyget för form- pressning av karosseriplàtar till bilindustrin. Det skall dock förstås att det uppfinningsenliga formningsverktyget även kan användas för formpressning av andra skivformade ämnen.

Kort beskrivning av bifogade ritningar Pà ritningarna visas ett exemplifierat utförande av uppfinningen. Pâ dessa visas i: FIG 1 ett tvärsnitt genom en membranpress med ett däri placerat formningsverktyg enligt uppfin- ningen för pressning av karosseriplàtar till personbilar, FIG 2 en vy ovanifràn av bottentràget till membran- pressen i fig 1, FIG 3-6 schematiska deltvärsnitt genom skär- och fläns- verktyget och en avlastningsventil hos ett upp- finningsenligt formningsverktyg vid olika presstrycksniväer, FIG 7 och 8 deltvärsnitt liknande fig 3-6 visande den närmare funktionen av avlastningsventilen, och 10 15 20 25 30 35 6 FIG 9 ett tryck/tid-diagram vilket åskådliggör tryck- nivåerna under olika tidpunkter av en form- pressningscykel.

Detaljerad beskrivning av ett föredraget utförande av Härefter skall beskrivas ett utförande där form- ningsverktyget används för att formpressa plåtämnen till bilindustrin.

I fig 1 visas ett tvärsnitt genom en membranpress 1.

Denna inbegriper ett bottentråg 2 och en överdel 3 vilka, när de är hopförda enligt figuren, avgränsar en sluten tryckkammare 4. Mellan bottentråget 2 och överdelen 3 är anordnat ett flexibelt membran 5 som gas- och vätsketâtt avskärmar bottentråget 2 och överdelen 3 från varandra.

I bottentråget är anordnat ett formningsverktyg 6 enligt uppfinningen med ett ringformat skär- och fläns- verktyg 7. Mellan formningsverktyget 6 och bottentrågets 2 sidoväggar finns kantelement 8 med schematiskt visade strâckdon 9, 9' och såväl formningsverktyget 6 som kant- elementen 8 vilar på en bottenplatta 10.

Vid formpressning medelst den visade membranpressen placeras ett plåtâmne 11 som skall formas, mellan form- ningsverktyget 6 och membranet 5 och med två motsatta sidokanter införda i strâckdonen 9, 9' såsom visas i fig 1. Medelst strâckdonen 9, 9' kan plåtämnet förstràckas i en riktning till av materialets sträckgräns eller före- trädesvis något över strâckgränsen. Därefter appliceras ett övertryck i presskammaren 4 på ovansidan om membranet 5 genom att pumpa in vätska, företrädesvis olja, med högt tryck medelst en schematiskt visad pump 12 från en för- rådsbehållare 13. Genom att trycket ökar på ovansidan av membranet 5 kommer detta att pressas mot plåtâmnet 11 och formningsverktyget 6 vilkets ovansida har en form som överensstämmer med den önskade formen hos den formpressa- de slutprodukten. 3 I fig 2 visas en schematisk vy ovanifrån av botten- tråget 2 med ett däri placerat formningsverktyg 6. Det i O o o o 0 000 0000 0 o 00 I Û O 00 0 0 I C I II I 0 o O 0 0 0000 0 0 ll IOIO OO IDO I IC 'I O' CO O I O I I O I I 10 15 20 25 30 35 Ch F) G1 ra HD ¿> 7 figuren visade formningsverktyget är avsett för form- pressning av plätämnen till motorhuvar för personbilar och utmed den blivande motorhuvens periferikanter löper det ringformade skär- och flänsverktyget 7. I det nedre vänstra hörnet av figuren finns en schematiskt visad avlastningsventil 14 vilken kommer att beskrivas mer i detalj nedan.

Därefter hänvisas till fig 3-6 i vilka åskådliggöra funktionen av det uppfinningsenliga formningsverktyget och i synnerhet funktionen av formningsverktygets skär- och flänsverktyg 7. Detta är anordnat i en slits i form- ningsverktyget och dess ytteryta är i tvärsnitt avsats- formad genom att en urtagning 15 är bildad utmed en kant av skär- och flänsverktyget 7 som är belägen närmast den formyta 16 mot vilken plätämnet 11 skall formas. Mellan den ytterst belägna ytterytan av skär- och flänsverktyget 7 och urtagningen 15 bildas en skärkant 17. I det visade utföringsexemplet har urtagningen 15 en rektangulär form i tvärsnitt. Urtagningen 15 skulle dock även kunna vara tex kilformad i tvärsnitt sä att den ände av urtagningen som är belägen närmast formytan 16 är i nivå med form- ytan. Därigenom skulle urtagningen fä en än mindre nega- tiv inverkan pä plàtämnet vid den tidigare nämnda tvär- kontraktionen vid försträckning av plåtämnet. Skär- och flänsverktyget 7 är manövrerbart medelst ett flertal hydraulcylindrar 18 som är anordnade med ett avstånd av ca 100 mm utmed hela skär- och flänsverktygets 7 omkrets.

I figurerna visas även avlastningsventilen 14 vil- kens ytteryta är belägen med ett litet avstånd innanför formningsverktygets ytteryta. Avlastningsventilen 14 är fjäderbelastad i riktning utät av tallriksfjàdrar 19 och i avlastningsventilens innersta ände finns en ventilkropp 20 vilken kan stänga och öppna en passage i en hydraul- ledning 21.

I ett utgångsläge enligt fig 3 är plàtämnet 11 sträckt medelst sträckdonen (9, 9'), skär- och flänsverk- tyget 7 pressas utåt medelst ett hydraultryck i hydraul- fifåfilf; 'än-av .-"*_.'=.Dac~\r|rär-møknnfv-nn-w .fw »nwflf-.f--w f» ~-. »-.---» ~ 10 15 20 25 30 35 8 cylindrarna 18 så att skär- och flänsverktygets yttersta yta är i nivå med formytan 16, och hydraulledningen 21 är stängd genom att avlastningsventilen 14 pressas utåt av fjädern 19. Dock är ännu ej något tryck applicerat på ovansidan av membranet 5 och plåtämnet 11 sträcker sig sålunda oformat och oskuret såväl förbi skär- och fläns- verktyget 7 som avlastningsventilen 14.

I fig 4 har ett tryck applicerats på utsidan av membranet 5 så att detta pressas mot plåtämnet 11 och trycket är så pass stort att ett hål stansats i plåtämnet 11 kring periferin av ett hål i vilket avlastningsventi- len 14 är anordnad. Kraften i fjädern 19 är dock så stor att passagen i hydraulledningen 21 fortfarande är stängd.

I fig 5 har trycket ökat ytterligare så att plåtäm- net ll har skurits upp utmed skär- och flänsverktygets 7 avskärningskant 17. Passagen i hydraulledningen 21 är dock fortfarande stängd.

I fig 6 har trycket ökat ytterligare så att detta via membranet 5 övervinner fjäderkraften i fjädern 19 och avlastningsventilen har förskjutits inåt så att passagen i hydraulledningen 21 öppnats. Härigenom dräneras hyd- raulvåtska från hydraulkolvarna 18 och skär- och fläns- verktyget 7 förskjuts inåt i formningsverktyget. Membra- net 5 kommer härigenom att bocka en flänskant 22 utmed periferin av den del av det skurna plåtämnet 11 som år belägen över formytan 16 och som kommer att bilda den slutligt formade produkten.

I de schematiska tvärsnitten 7 och 8 visas den när- mare funktionen av avlastningsventilen 14. I fig 7, vil- ken motsvarar fig 3, är formningsverktyget 6 i ett ut- gångsläge med plåtämnet 11 sträckt över detsamma medelst sträckdonen 9, 9'. Medelst en pump 23 pumpas ett tryck upp i en hydraulledning 24 vilken sträcker sig genom bottenplattan 10 till var och en av hydraulcylindrarna 18 så att skär- och flânsverktyget 7 förskjuts utåt och dess yttersta yta kommer i nivå med formningsverktygets form- yta 16. Trycket i ledningen 24 bibehålls medelst en back- 10 15 20 25 30 35 (TI LJ 01 -fä- vD Jä 9 ventil 25 och så länge passagen i ledningen 21, vilken står i förbindelse med ledningen 24, år stängd av ventil- kroppen 20 genom att avlastningsventilen 14 pressas utåt av fjädern 19, kan hydraulvätska ej heller evakueras den vågen.

I fig 8, vilken motsvarar fig 6, har det i denna figur ej visade membranet pressat ned avlastningsventilen 14 så att passagen i ledningen 21 är öppen. Därigenom kan hydraulvätska evakueras genom ledningen 21 och trycket i hydraulcylindrarna 18 avlastas. Membranet åstadkommer därvid en förskjutning inåt av skär- och flänsverktyget 7 och flänskanten 22 bockas utmed plåtämnets periferi.

Efter slutförd formpressning, när trycket avlastats från presskammaren 4 och pressens överdel 3 samt membra- net 5 har avlàgsnats, kommer avlastningsventilen 14 att återta sitt ursprungliga utskjutna läge, varvid passagen i hydraulledningen 21 stängs. Genom att i detta läge åter pumpa upp ett hydraultryck i ledningen 24 kommer hydraul- cylindrarna 18 att förskjuta skär- och flänsverktyget 7 utåt och såväl den formade produkten som det överblivna skrotet kommer att förskjutas utåt och lösgöras från formningsverktyget.

I fig 9 visas ett tryck/tid-diagram som åskådliggör trycket i presskammaren under olika tidpunkter av form- pressningen. Vid A försträcks plåtâmnet ll medelst spänn- donen 9, 9' till materialets sträckgrâns. Därefter tryck- sätts presskammaren så att membranet 5 pressas mot plåt- âmnet 11 och formningsverktyget 6 och vid B skärs hålet upp över avlastningsventilen 14. Under fortsatt tryck- stegring uppnås punkten C vid vilken plåtâmnet skärs utmed skär- och flänsverktygets 7 avskärningskant 17. Vid ytterligare tryckstegring uppnås punkten D där avlast- ningsventilen 14 pressas inåt av membranet så att hyd- raulkolvarna 18 dräneras. Därvid förskjuts skär- och flänsverktyget 7 inåt och flänskanten 22 bockas utmed det skurna plåtämnets periferi. Därefter fortsätter tryck- stegringen ytterligare något till punkten E för att yt- 01 r O G1 ~> i) "> 10 terligare skärpa och definiera plàtâmnets form över form- verktyget. Slutligen avlastas trycket i presskammaren och sjunker till atmosfârstryck enligt kurvdelen F. Den skur- na, flänsade och formade produkten kan därefter avlägsnas från pressen för vidare bearbetning. '-. n..;..\ mv x v-.1.-|,-x\.f.fw---xear.r~. na:- :rn Hmmm nr -a f» namn »in

Claims (6)

10 15 20 25 30 ll PATENTKRAV

1. Formningsverktyg för formpressning av skivformade ämnen i en membranpress (1) av det slag som innefattar en öppningsbar, sluten presskammare (4) vilken är gas- och vätsketätt avdelad medelst ett flexibelt membran (5), varvid formningsverktyget (6) är placerbart pà den ena sidan om membranet och ett skivformat ämne (11) som skall formpressas är placerbart mellan formningsverktyget och membranet, medan den motsatta sidan av membranet är trycksättbar genom att pumpa in ett fluidum under högt tryck för att genom deformering av det flexibla membranet pressa det skivformade ämnet mot formningsverktyget, varvid formningsverktyget dessutom innefattar en avskär- ningskant så att det skivformade ämnet under ett och samma formpressningssteg såväl formas till önskad form, som skärs av i önskad storlek, k à n n e t e c k n a t av att formningsverktyget (6) innefattar ett làngstrâckt skär- och flänsverktyg (7) utmed åtminstone en del av sin periferi och/eller kring en avsedd öppning i det skivfor- made ämnet (11), varvid skär- och flänsverktyget uppvisar en avskärningskant (17) och âr medelst päverkningsdon (18) förskjutbart rörligt i en làngstrâckt slits i form- ningsverktyget mot och från membranet (5) pà sä sätt att det skivformade ämnet under ett första presstryck bringas att skäras av mot avskârningskanten och under fortsatt tryckstegring bringas skär- och flänsverktyget att för- skjutas inåt i slitsen i formningsverktyget i riktning bort frän membranet så att det skivformade ämnets perife- rikant och/eller omkretskant kring en öppning, deformeras inåt i slitsen under formning av en flänskant (22) i det skivformade ämnet.

2. Formningsverktyg enligt krav 1, k à n n e - t e c k n a t av att pàverkningsdonet innefattar ett flertal hydraulcylindrar (18) utmed skär- och flänsverk- tygets (7) längdutstrâckning. 2=.1í32---C?É~ï~liè lin-Sf? G:HEL\.U1»'“~,@š.ïšï_l2G2ï'Û(š2 SE (l-"IIÉÛÛZ-fßíz-IÉ ÛFE22,CÉOO O O ID OO O O I Q O O II I Û O I I Û OOIO Û Û 00 OOII 00 000 b 00 0 rn IJ 01 $> xD $> 12

3. Formningsverktyg enligt krav 1 eller 2, k ä n - n e t e c k n a t av att skär- och flânsverktygets (7) avskärningskant (17) är bildad genom en urtagning (15) utmed en längskant av skär- och flänsverktyget som år vänd mot en formyta (16) hos formningsverktyget (6), varvid urtagningens bredd motsvarar bredden av den bli- vande flänskantens (22) bredd.

4. Formningsverktyg enligt krav 3, k ä n n e - t e c k n a t av att urtagningen (15) hos skär- och flänsverktyget (7) har en varierande bredd utmed sin långdutsträckning för att bilda en flânskant (22) med varierande bredd. V

5. Formningsverktyg enligt något av föregående krav, k ä n n e t e c k n a t av att en yttersta yta av skär- och flânsverktyget (7) är i ett initiellt utskjutet läge i nivå med en formyta (16) hos formningsverktyget (6).

6. Membranpress innefattande ett formningsverktyg (6) enligt något av föregående krav. flrïrï'ï.fíëk...1ïl 1'-..1='! f"',"-.1>-r-'~1"ï~ flï»=<.~'-.-tl.fafz"ïr.r.fz oc* fnäfinnfi. mtfzfi .finfifs fê-w.