CN103567303A - 填充滑动件装置和与压力机相结合的金属板加工模具 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于与压力机相结合的金属板加工模具的填充滑动件装置（100），其包括能从初始位置移动到工作位置中且能反向移动的填充滑动件（20）以及至少一个用于移动填充滑动件（20）的操纵器（40）。所述填充滑动件装置（100）还包括偏心机构（50），借助该偏心机构能将由操纵器（40）产生的纵向运动（I）转换为填充滑动件（20）的纵向运动（II）。本发明还涉及一种与压力机相结合的金属板加工模具，其包括至少一个这种填充滑动件装置（100）。

Description

填充滑动件装置和与压力机相结合的金属板加工模具

技术领域

本发明涉及一种填充滑动件装置，用于与压力机相结合的金属板加工模具。本发明还涉及一种具有至少一个这种填充滑动件装置的与压力机相结合的金属板加工模具。

背景技术

相关填充滑动件装置用于在金属板成型件上、尤其是金属板成型件的边缘区域中构造侧凹。为此，使金属板材料、尤其是在边缘区域中在可移动的工作滑动件（其构造有成型区段）和位于金属板成型件的相反侧的可移动的填充滑动件（其也构造有成型区段）之间变形。

在与压力机相结合的金属板加工模具中，通过楔形推进器操作工作滑动件，也就是使工作滑动件从初始位置移动到工作位置中，如DE102010018534A1所公开的。通常借助弹簧元件进行复位或回移。可通过操纵器例如气动缸使填充滑动件移动，也就是使填充滑动件从初始位置移动到工作位置中，如EP2058061A1所示。借助弹簧元件进行复位。

发明内容

本发明的任务是提供一种相关的填充滑动件装置，其允许填充滑动件的短的定位时间。

定位时间是填充滑动件从初始位置移动到工作位置中和反向移动所需的时间段。

该任务通过根据本发明的具有权利要求1特征的填充滑动件装置得以解决。

通过并列的独立权利要求本发明的解决方案也延伸到一种与压力机相结合的金属板加工模具，其包括至少一个根据本发明的填充滑动件装置。该金属板加工模具优选用于使金属板材料在边缘区域中变形并且在此形成侧凹的金属板成型件几何形状。尤其是涉及仿形模具，用于制造车身制造用的金属板成型件。

与这两个发明技术方案类似由从属权利要求和下述说明给出优选的扩展方案和构型。

根据本发明的填充滑动件装置包括能从初始位置移动到工作位置中且能反向移动的填充滑动件以及包括至少一个用于移动填充滑动件的操纵器。另外，根据本发明的填充滑动件装置包括至少一个偏心机构，借助该偏心机构能将由操纵器产生的纵向运动转换为填充滑动件的纵向运动。也就是说，根据本发明，应通过偏心机构进行填充滑动件驱动。换言之，从操纵器到填充滑动件的力流应在纳入或连接有偏心机构的情况下进行。

填充滑动件与至少一个设置在金属板材料另一侧上的工作滑动件共同作用，以便在金属板材料和尤其是在金属板材料的边缘区域中通过变形而形成侧凹的金属板成型件几何形状。通常为此首先使填充滑动件运动或者说移动到其工作位置中。偏心机构可理解为由多个在机械上共同作用的元件构成的整体，这些元件在运动学上共同作用，使得旋转运动可转换成纵向运动，为此偏心机构尤其是包括至少一个偏心轮、偏心盘或凸轮或控制盘或类似物。转动运动向纵向运动的转换可随着力匹配和速度匹配进行。

操纵器是指用于产生纵向运动的装置。尤其是规定，操纵器是双作用的气动缸，其活塞以及固定在活塞上的活塞杆可主动向两个方向运动或移动。作为替换方案，也可涉及液压或机电的操纵器。

根据本发明设置偏心机构可使填充滑动件反应快速地并且平顺地向前移动到工作位置中。优选操纵器和填充滑动件之间通过偏心机构的连接为永久刚性机械连接，由此填充滑动件也可反应快速地并且平顺地从工作位置返回。无需用于使填充滑动件返回或复位的弹簧元件。通过设计偏心机构可在由操纵器产生的纵向运动和填充滑动件的纵向运动之间进行速度匹配和力匹配。根据本发明的填充滑动件装置可用于金属板加工模具中，所述模具可运行于具有高行程数量（每分钟20个行程或更多）的压力机中。正是鉴于这种高的压力机行程数量，例如通过本发明实现的填充滑动件的短的定位时间格外重要。

根据本发明的填充滑动件装置的一个优点在于，基于偏心机构，填充滑动件可向两个方向主动和因此迅速地运动。根据本发明的填充滑动件装置的其它优点在于，偏心机构可相对简单并且低成本地制造并且另外基于其紧凑的构造可能性仅需小的安装空间。另一优点在于，所提出的偏心机构极稳固且可少维护。另外，基于偏心机构中的力转换和速度转换只需使用功率相对小的操纵器，这在成本和安装空间方面是有利的。

偏心机构可构造有用于填充滑动件的运动学锁止器，借助该运动学锁止器使移动到工作位置中的填充滑动件自动锁止或可锁止（或固定）在工作位置中并且不会再被工作滑动件返回。与运动学有关的锁止器产生于所参与的元件的运动学共同作用（例如在肘杆机构的情况下）并且无需附加构件、如锁止滑块或类似物。也就是说通过特别设计偏心机构可使处于工作位置中的填充滑动件自动锁止，因而填充滑动件可在一个步骤中移动到工作位置中并锁止在该工作位置中，在此填充滑动件的定位和其锁止几乎同时进行。这实现了巨大的时间优势。另外可省略单独的用于锁止处于工作位置中的填充滑动件的元件（例如尤其是单独的用于锁止机构的驱动装置）。填充滑动件在其工作位置中的锁止在构件质量方面非常重要。通过偏心机构向相反运动方向的运动又自动解除锁止。

优选规定，偏心机构包括至少一个偏心盘，该偏心盘的转动引起填充滑动件的纵向运动，在此偏心盘的转动通过操纵器实现。

偏心盘可支承在偏心盘接纳件中，在此填充滑动件直接或间接与偏心盘接纳件连接并且借助偏心盘接纳件移动或可移动。也就是说，偏心盘的转动使偏心盘接纳件纵向移动并且在此使填充滑动件移动。优选规定，偏心盘设置在构造在偏心盘接纳件中的支承孔中，在此为了支承并且为了确保可转动性，尤其是还设置至少一个轴套、滚动轴承或类似物。也就是说，偏心盘可借助轴套或滚动轴承可转动地接纳在偏心盘接纳件中的对应的支承孔中。

此外优选规定，偏心盘在一个端面上具有一个偏心设置的第一偏心销，操纵器直接或间接作用于该偏心销上，以便能够使偏心盘转动。操纵器例如可通过转动杆间接作用于该偏心销上。作为替换方案，由操纵器产生的纵向运动借助齿啮合元件直接或间接传递到偏心盘上。

优选规定，偏心盘在另一个端面上也具有一个偏心设置的第二偏心销，该偏心销与第一偏心销正好相对置，这两个偏心销支承在叉状的轴承接纳件中。此外，轴承接纳件用于支撑偏心机构并且构成用于偏心盘接纳件和填充滑动件运动的支座。优选规定，各偏心销设置在轴承接纳件中的对应的支承孔中，在此为了支承并且为了确保可转动性，尤其是还设置至少一个轴套、滚动轴承或类似物。也就是说，各偏心销可借助轴套或滚动轴承可转动地接纳在轴承接纳件中的对应的支承孔中。

按本发明的填充滑动件装置可包括具有多个机械耦合的偏心盘的偏心机构，以便借此使填充滑动件运动或者说移动。这例如可在填充滑动件上的均匀受力方面是有利的。这种耦合允许仅使用一个操纵器，在此也可设置多个并列起作用的操纵器。耦合例如可通过一个共同的耦合杆进行、例如像在蒸汽机车车轮上传递旋转运动那样。另外可设置多个单独的用于使一个填充滑动件运动或者说移动的偏心机构。

附图说明

下面参考示意图借助两种实施可能性示例性地详细说明本发明。附图中所示和/或下面所说明的特征可以是本发明的普遍特征，而与具体的特征组合无关。附图如下：

图1为工作滑动件和填充滑动件的剖面图；

图2为根据本发明的填充滑动件装置的俯视图；

图3为属于图2的填充滑动件装置的偏心机构的剖面图；

图4为一种替换的实施可能性的俯视图。

具体实施方式

图1示出具有成型区段11的工作滑动件10和具有成型区段21的填充滑动件20，如它们可安装在金属板加工模具，它们不仅可安装在上模而且也可安装在下模中。借助附图标记30表示压紧器。在打开和闭合金属板加工模具时，工作滑动件10沿双向箭头15所标出的方向平移运动，在此工作滑动件10在图1所示视图中处于其工作位置中。在打开和闭合金属板加工模具时，填充滑动件20沿双向箭头25所标出的方向平移运动，在此填充滑动件20在图1所示视图中处于其工作位置中。通常，填充滑动件20首先运动到其工作位置中，然后工作滑动件10才运动到其工作位置中，在此金属板材料或金属板成型件M在成型区段11和21之间的边缘区域中变形。

在闭合金属板加工模具时，借助未示出的楔形推动器以已知方式完成工作滑动件10从初始位置向所示工作位置的运动（纵向运动）。在闭合金属板加工模具时，通过操纵器和偏心机构实现填充滑动件20从初始位置向所示工作位置的运动（也是纵向运动），如下面详细所述。

图2示出总体上以100标记的本发明的填充滑动件装置。该填充滑动件装置100包括具有一个成型区段21的填充滑动件20，填充滑动件20也可具有多个成型区段。填充滑动件装置100还包括操纵器40，该操纵器是双作用气动缸，借此可产生用于使填充滑动件20运动的动能。填充滑动件装置100还包括偏心机构50，借助该偏心机构50可将由气动缸40产生的纵向运动转换为填充滑动件20的纵向运动。

图2和3所示的偏心机构50还包括偏心盘51（其具有两个偏心设置在其上的偏心销52a和52b）、偏心盘接纳件53、轴承接纳件54、转动杆55和轴套56a、56b和57。偏心盘51支承在偏心盘接纳件53中。填充滑动件20直接（必要情况下也可间接）刚性固定在偏心盘接纳件53上。两个偏心销52a和52b支承在叉状的轴承接纳件54中。另外，转动杆55无相对转动地固定在偏心销52a上（根据图3，其为上方的偏心销），气动缸40的活塞杆41直接（必要情况下也可间接）铰接在转动杆的自由端部上。

图3示出偏心机构50的剖面图。在该剖面图中可清楚地看到轴套57，借助该轴套，偏心盘51支承在偏心盘接纳件53的支承孔中。设置在偏心盘51的两个端面上的并且直接相对置的偏心销52a和52b借助轴套56a和56b支承在叉状的轴承接纳件54中，为此在轴承接纳件54中设置相应的支承孔。轴套56a、56b和57具有永久润滑。代替轴套56a、56b和57可设置类似或功能相同的轴承元件、例如滚柱轴承或类似物。根据视图处于上方的偏心销52a比下方的偏心销52b构造得要长并且在背离偏心盘51的一侧突出于轴承接纳件54。在偏心销52a的自由端部上无相对转动地固定有转动杆55。借助附图标记70和71表示用于轴承接纳件54的导向板。

偏心销52a和52b具有共同的转动或旋转轴线L1，该转动或旋转轴线也相当于轴套56a和56b的轴承轴线以及轴承接纳件54中的孔轴线（用于轴承56a、56b）。偏心盘51具有一个单独的转动或旋转轴线L2，该转动或旋转轴线也相当于轴套57的轴承轴线以及在偏心盘接纳件53中的孔轴线（用于轴承57）。转动或支承轴线L2不同于转动或支承轴线L1。两个转动轴线L1和L2之间的距离可称为偏心量E。

可通过未示出的阀装置操作气动缸40。气动缸40的操作——在此即活塞杆41沿箭头1所示方向从气动缸40中的移出——使转动杆55转动，这导致轴承接纳件54中偏心销52a的转动，因而偏心盘接纳件53中的偏心盘51如弯箭头IV所示转动。基于偏心销52a、52b的轴线L1和偏心盘51的轴线L2之间的偏心量E，偏心盘接纳件53与固定在其上的填充滑动件20一起沿箭头II所示方向（即根据视图向右）平移运动，直至填充滑动件20到达其工作位置（参见图1）。偏心盘51在此以凸轮方式起作用，该凸轮将由气动缸40强加的转动运动转换为平移运动或者说纵向运动以便平移驱动填充滑动件20。偏心盘接纳件53的纵向运动通过导向板60（相对于金属板加工模具）支撑，在此导向板60也用于运动导向。导向板60可安装在偏心盘接纳件53上和/或模具侧。

偏心盘51的转动（参见箭头IV）也引起轴承接纳件54沿箭头III所示方向的平移运动或者说纵向运动，在此为与运动学有关的补偿运动。轴承接纳件54的纵向运动通过导向板70和71（相对于金属板加工模具）支撑，在此导向板70和71也用于运动导向。导向板70可安装在轴承接纳件54上和/或模具侧。

此外，在偏心盘51转动时，偏心盘接纳件53和填充滑动件20的运动也通过导向板70相对于金属板加工模具支撑。从工作滑动件10向填充滑动件20施加的成型力也支撑在导向板70上。因而导向板70还构成用于吸收运动力和成型力的支座。所示导向元件60、70和71的数量和定位仅仅是示例性的。代替导向板60、70和71可设置类似或功能相同的导向元件。

在图1和2所示的实施可能性中，箭头II和III所示的偏心盘接纳件53和轴承接纳件54的运动方向例如彼此垂直。另外，气动缸40和偏心盘接纳件53的运动方向也基本上彼此垂直。也就是说，借助气动缸40产生的纵向运动（参见箭头I）的方向不同于偏心盘接纳件53的纵向运动或者说调整运动（参见箭头II）。如图所示，借助偏心机构50实现了活塞杆41的纵向运动和填充滑动件20的纵向运动之间约90°的方向变化，在此也可通过结构设计实现其它的方向变化角度。

可通过偏心机构50的结构设计影响填充滑动件20运动的力和速度，例如通过改变偏心量E、转动杆55的有效杠杆长度和/或偏心盘51的最大转动角度。偏心机构50可具有运动补偿功能，对其不再详细说明。另外可设置用于限制运动的机械止挡。

代替一个单个的操纵器40可设置多个、必要情况下不同的操纵器，它们优选并列设置。偏心机构可具有多个偏心盘，所述偏心盘可机械耦合，例如利用一个共同的将所有偏心盘的相应偏心销连接起来的耦合杆。另外可想到，根据本发明的填充滑动件装置100具有多个用于移动填充滑动件20的偏心机构，并且各偏心机构也可机械耦合，例如利用一个共同的耦合杆。另外可想到，仅借助一个偏心机构操作或移动多个填充滑动件。

根据本发明的填充滑动件装置100的重要优点在于，填充滑动件20可相对迅速地或者说在短的时间段（明显小于1秒）内从初始位置或者说静止位置移动到工作位置（参见图1）中，并且反向移动亦如此，如在下面还将详细说明的。另外，为了移动或者说调整填充滑动件20只需相对小的力，因此气动缸40（或其它操纵器）的尺寸可构造得相对小。另外，气动缸40可安装于金属板加工模具中迄今常见位置以外的位置中。另一优点在于，根据本发明的填充滑动件装置100并且尤其是偏心机构50可紧凑地构造并且因此在金属板加工模具中需要的安装空间较小。

优选规定，偏心盘51的最大转动角度约为90°。但最大转动角度也可小于或大于90°。特别优选规定，当填充滑动件20处于其工作位置中时，偏心销52a和52b占据锁止位置，从而避免偏心盘接纳件53的返回运动，使得固定在偏心盘接纳件53上的填充滑动件20在被工作滑动件10（见图1）施加成型力时不会后退。偏心盘接纳件53的这种锁止例如可这样实现：位于偏心盘51上的偏心销52a和52b占据预定的转动端部位置（例如通过设置运动止挡），在转动端部位置中，偏心销52a和52b的转动轴线L1和偏心盘51的转动轴线L2与偏心盘接纳件53的运动方向（箭头II）一起处于一条线上，此时填充滑动件20占据其工作位置。通过由工作滑动件10向填充滑动件20施加成型力，填充滑动件不再能后退，因为力的作用线通过两个转动轴线L1和L2并且因此不产生使偏心盘51转动的转矩。这可被称为运动学锁止（其无须锁止滑块或类似物）。

当填充滑动件20运动到工作位置中时，偏心销52a和52b自动占据锁止的转动端部位置（与肘杆机构的情况类似）。当填充滑动件20从初始位置运动到工作位置中时，填充滑动件因此也可在达到工作位置的同时锁止。填充滑动件20的运动或者说滑动及锁止可在一个步骤中进行，这节省了时间。

为了使填充滑动件从其工作位置（参见图1）返回到初始位置或者说静止位置中，反向操作双作用的气动缸40，于是活塞杆41移入（逆着箭头I）并通过偏心机构50使填充滑动件20回移（逆着箭头II），必要情况下也松开锁止。无须使用易磨损的弹簧元件来使填充滑动件20回移，从而节省了安装空间和成本。填充滑动件20的回移也相对迅速或者说在短的时间段中进行。

图4示出根据本发明的填充滑动件装置100的一种替换的实施可能性，其中，相对于图2仅示出主要不同元件。与图2中所示的实施可能性不同，在此设置一个通过气动缸40运动的齿条80，该齿条与齿圈90啮合。齿条80支撑在导向板75上并且在运动中被导向。齿圈90与偏心盘51的偏心销52a无相对转动连接。可以以特别灵巧的方式借助一个齿条80转动多个偏心盘51，从而操作一个或多个填充滑动件20。

附图标记列表

10   工作滑动件

11   成型区段

15   运动方向

20   填充滑动件

21   成型区段

25   运动方向

30   压紧器

40   操纵器（气动缸）

41   活塞杆

50   偏心机构

51   偏心盘

52a、52b   偏心销

53   偏心盘接纳件

54   轴承接纳件

55   转动杆（偏心杆）

56a、56b   轴套

57   轴套

60   导向板

70   导向板

71   导向板

75   导向板

80   齿条

90   齿圈

100   填充滑动件装置

E   偏心量

L1   转动轴线

L2   转动轴线

M   金属板材料（金属板成型件）

I～IV   运动方向

Claims (10)

1.填充滑动件装置（100），用于与压力机相结合的金属板加工模具，该填充滑动件装置包括能从初始位置移动到工作位置中且能反向移动的填充滑动件（20）以及至少一个用于移动填充滑动件（20）的操纵器（40），其特征在于，所述填充滑动件装置（100）包括偏心机构（50），借助该偏心机构能将由操纵器（40）产生的纵向运动（I）转换为填充滑动件（20）的纵向运动（II）。

2.根据权利要求1的填充滑动件装置（100），其特征在于，所述偏心机构（50）构造有用于填充滑动件（20）的运动学锁止器，借助该运动学锁止器使移动到工作位置中的填充滑动件（20）自动锁止在该工作位置中。

3.根据权利要求1或2的填充滑动件装置（100），其特征在于，所述偏心机构（50）包括偏心盘（51），该偏心盘在转动时引起填充滑动件（20）的纵向运动，偏心盘（51）的转动通过操纵器（40）实现。

4.根据权利要求3的填充滑动件装置（100），其特征在于，所述偏心盘（51）支承在偏心盘接纳件（53）中，填充滑动件（20）直接或间接与偏心盘接纳件（53）连接并且借助偏心盘接纳件（53）移动。

5.根据权利要求3或4的填充滑动件装置（100），其特征在于，所述偏心盘（51）在一个端面上具有一个偏心设置的偏心销（52a），操纵器（40）直接或间接作用于该偏心销上，以便能够使偏心盘（51）转动。

6.根据权利要求5的填充滑动件装置（100），其特征在于，所述偏心盘（51）在另一个端面上具有一个偏心设置的第二偏心销（52b），该第二偏心销与第一偏心销（52a）正好相对置，这两个偏心销（52a、52b）支承在叉状的轴承接纳件（54）中。

7.根据上述权利要求之一的填充滑动件装置（100），其特征在于，所述操纵器（40）是双作用的气动缸。

8.根据上述权利要求之一的填充滑动件装置（100），其特征在于，所述偏心机构（50）包括多个机械耦合的偏心盘（51）。

9.根据权利要求3至8之一的填充滑动件装置（100），其特征在于，由操纵器（40）产生的纵向运动借助齿啮合元件（80、90）传递到偏心盘（51）上。

10.与压力机相结合的金属板加工模具，其特征在于，该金属板加工模具包括至少一个根据上述权利要求之一的填充滑动件装置（100）。

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