JP2001198644A - 弾力的なダイを有する工具カセット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多方面で使用可能なプレスにおいて可動な工
具部材が簡単な仕方で必要な保持力でもって作用できる
可能性を創造することである。 【解決手段】 中実体成形のためのプレス(1) に、閉鎖
装置を有する工具フレーム(14)が設けられている。閉鎖
装置はダイ(17)を閉じるのに役立ち、ダイは、閉鎖され
た型において進行する成形工程のための型半部を形成す
る。閉鎖装置は駆動装置を有しかつこれと共にカセット
(14)の中にまたはカセットに沿って格納されている。閉
鎖装置はばね装置(26)により形成され、閉鎖力は閉鎖装
置( ばね、空気ばね、窒素アキュムレータを有する環状
ピストン) を介して加えられる。閉鎖運動はラムの運動
を介して実施される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に中実体成形の
ためのプレス用に設けられる工具カセットに関する。

【０００２】

【従来の技術】中実体成形のために設けられたプレス
は、特別な工具によりそれらの容量の範囲内で種々の工
作物を製造するために調整できる機械である。中実体成
形のときに、工作物が通例多数の工作物が前後して通り
抜けるが、その際工作物はブランクから出発して段階的
に次第に成形され、ついには所望の形状を得る。そのた
めに、プレスは通例もっぱらプレステーブルとラムを有
し、そのとき上方工具と下方工具とに細分された工具が
それぞれプレステーブルまたはラムと一緒に結合されて
いる。さらに、工具は通例いわゆる工具カセットに入れ
られる。要求の多い成形課題のために、可動に支承され
た工具部材を有する工具が使用される。例えば、上方工
具と下方工具には、それぞれ１つの可動に支承されたダ
イを設けることができ、その際ダイはそれぞれ１つの型
の型半部を形成し、その型はすでにプレスラムの下死点
前で閉鎖され、ラムと固定結合されたプランジャにより
成形が実施される。この成形工程のときに、型は固く閉
鎖されなければならない、すなわち成形半部は圧縮され
なければならない。しかしながら、型半部はラムおよび
またはプレステーブルと固く結合することはできない。
なぜなら、型はラムの下死点に到達する前にすでに閉じ
ているからである。

【０００３】型半部をばらばらにならないようにするの
に必要な力を加えるために、通例プレステーブルにまた
はラムに、対応する予防措置を行わなければならない。
そのために、特別に、関連する工具締付け場所を用意し
なければならない。しかしながら、このため、プレスの
多方面の使用可能性が制限される。それに対して、例え
ば、プレステーブルと下方工具の間にまたはラムと上方
工具の間にそれぞれ配置される中間板に相応する力発生
装置を組み込んだ場合には、これにより、取るに足らな
くはない組み込み空間が必要になり、これも同様に受け
入れることはできない。

【０００４】中間板での解決の場合でも、力発生装置
（閉鎖装置とも呼ばれる）が組み込まれたプレスの場合
でも、どのステーションに、すなわち工具位置に力発生
装置が必要であるかを決定しなければならない。あらゆ
る位置に、いわば前につけ足して力発生装置を設けるこ
とは合目的でもなく又望ましくもない。それ故、これと
結びつけられる構造的費用の外に、プレスの使用可能性
も制限される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このことから出発し
て、本発明の課題は、多方面で使用可能なプレスにおい
て可動な工具部材が簡単な仕方で必要な保持力をもって
作用できる可能性を創造することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
り特に簡単な仕方で解決される。すなわち、本発明によ
り、工具を収容するために、可動なダイと共に工具を収
容することができる工具カセットが設けられ、工具カセ
ットは少なくとも一つの力発生装置、すなわち関連する
ダイのための閉鎖装置を含む。工具フレームはカセット
に比較的多数の工具支承装置を有し、これらの工具支承
装置にはそれぞれ、それぞれの成形段階に対応する一つ
一つの工具が固定または可動に配置することができる。
成形段階の少なくとも一つは、ここではダイと呼ばれる
可動に支承された工具部材を必要とする。ダイを可動に
支承するために、工具支承装置にガイドが設けられてい
る。工具カセットには、対応して１つ以上のガイドを設
けることができる。

【０００７】ダイにプレスの作動方向と反対の運動方向
に予荷重を加えることができるように、工具カセットに
おいて制御されないまたは制御された力発生装置（ばね
装置）が配置され、この力発生装置は完全にフレーム内
にまたはフレームに沿って工具カセットに配置されてい
る。それ故、相応する成形段階でダイの閉鎖力を加える
ために必要とされる全ての装置が工具カセット内にまた
は工具カセットに沿って、したがって工具フレーム内に
もまたは工具フレームに沿って格納されている。ラムま
たはプレステーブルの関連する領域は全く別の装置を必
要としない。カセットを閉鎖装置とともにまたは閉鎖装
置なしで組み込むことができるただ１つのフレームしか
必要でない。閉鎖装置が必要とされるあらゆる段階で閉
鎖装置を組み込むことができる。ラムにも収容板にも特
殊な設計は必要でない。これによって、プレスの融通性
が高められかつ製造費用が減少する。場合によっては、
工具カセットとプレステーブルの間の既存の中間板は挙
げる価値のあるような組込み空間を全く必要としない。
なぜなら、中間板は必要なダイのストロークよりいっそ
う薄くできるからである。それにより、工具組込み空間
を確定するプレスの既存の組込み高さが減らされない。
そのほか、中間板を種々のカセットを収容するために不
特定に設備することができる。

【０００８】カセットは円錐形の収容部を介して工具フ
レームの基板およびまたは頭板に固定されるのが好まし
い。それ故、カセットは交換が容易でありかつ手でまた
は液圧で締めつけることができる。

【０００９】ダイは力発生装置を介して工具フレーム
に、すなわちカセットにまたは基板にも支持される。力
発生装置は、本発明の構成では工具支承装置と共に１つ
の装置にすることができる。ばね装置と称する予荷重装
置は、工具支承装置の運動方向でもラムの運動方向に対
し平行に配向されている。下方工具に付設された工具カ
セットについては、予荷重装置がラムの作動方向と反対
に方向づけられ、一方ラム側のカセットでは、予荷重装
置はラムの作動方向と一致する。

【００１０】力発生装置または閉鎖装置により、ダイは
停止手段に対して限定された状態で負荷が加えられるの
で、力発生装置がその停止手段に到着するや否や、工具
が開くことができる。それ故、力発生装置、ガイド装置
および停止手段により確定されたストロークはプレスス
トロークより小さい。

【００１１】力発生装置は実質的に一定の力を発生する
ことができる。このことは特に空気圧の力発生装置（空
気圧ばね装置）で可能であり、この空気圧の力発生装置
は１つ以上のピストンにより形成され、これらのピスト
ンはアキュムレータを介して圧縮空気でまたは圧力下に
ある液圧流体で作用される。この場合に、アキュムレー
タは工具カセットにより担持されている。工具カセット
は、そこへ圧力導管を格納し、圧力容器を排気するかま
たはその他の費用のかかる手段を実施する必要もなく、
選択することができる。ダイの運動のときに、空気圧系
に存在する容積変化が僅かであれば、力発生装置はほと
んど一定の力を発生する。比較的大きな容積変化が生ず
る場合には、ほぼ直線状の上昇する力−道程特性曲線を
維持することができる。さらに、漸進的なばね特性曲線
を発生させることができる。このことは、例えばコイル
ばね、皿ばねまたはより多くの、他の仕方の比較的強力
な圧縮ばねのような機械的なばねについても相応して当
てはまる。

【００１２】必要な場合に、空気圧ばね装置は発生した
力を左右するための調整装置を備えることができる。そ
のような調整装置は、最も簡単な場合に、ばね装置に所
属するアキュムレータ内の圧力を変えることができる充
填弁またはドレーン弁である。それ故、種々の事実に適
応することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
により詳細に説明する。

【００１４】図１には、中実体成形のために設けられた
プレス１が概略的に図示されている。プレス１はプレス
フレーム２を有し、このプレスフレームに沿ってまたは
このプレスフレームの中に、ラム３が矢印４により示さ
れた方向に往復運動可能に支承されている。ラム３に向
かい合ってテーブル５が設けられており、このテーブル
は下側工具部材７を収容するための取付け面６を有す
る。ラム３は取付け面６に向かい合っている対応する取
付け面８を有し、この取付け面は上側工具部材９を収容
するのに役立つ。工具部材７および９は一緒に工具１１
を形成する。

【００１５】工具１１は、本実施例では５つの工具段階
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅを有する多段
階工具である。各工具段階１１ａ〜１１ｅは、成形工程
のときに、工具段階１１ａ〜１１ｅを相次いで通過する
工作物に成形を実施する。すべての工具段階１１ａ〜１
１ｅは同じラム３に沿ってかつ同じテーブル６上に配置
されているので、同じサイクルで働く。工作物を工具段
階から工具段階まで移動させるために、別に図示されて
いない移送装置が役立つ。

【００１６】工作物１１は、１つの閉じられた型で成形
される１つ以上の成形段階をもつことができ、型が閉じ
られているときにその型の中へ本来の成形工具が入り込
んで工作物材料を変形させる。そのような工具段階は図
２に図示されている。一方が他方の下に実質的に同じに
形成されている工具１１の上側工具部材９および下側工
具部材７がそれぞれ１つの工具フレーム１４を有する。
それ故、下側工具部材７の次の記載は上側工具部材９に
ついても対応して当てはまる。図には、対応する同じ参
照数字が用いられている。

【００１７】工具フレーム１４には、取付け面６（８）
上に取り付けられている工具カセット１４ａと基板１４
ｂが所属する。工具カセット１４ａは工具支承装置１５
を有し、この工具支承装置にダイ１７のためのガイド１
６が配置されている。ガイド１６は例えば円筒体開口の
壁により形成され、この円筒体開口に、ダイ１７がラム
３の作動方向（矢印４）と一致する方向に変位可能に支
承されている。対応する開口は取付け面６（８）と反対
側に内側に向かって突出する環状肩部１８を有し、この
環状肩部はダイ１７のための停止手段として役立つ。ほ
かの点では例えば円筒状の外周面１９を有するダイ１７
に、半径方向外側に向かって突出するフランジ２１が設
けられており、このフランジは環状肩部１８と当接する
ことができかつダイ１７が工具部材１４から、すなわち
工具カセット１４ａから出てくるのを阻止する。多くの
場合に、工具カセット１４ａは、例えばダイ１７のみが
可動でありかつ向かい合っているダイが固定されていな
ければならない場合に種々に形成することもできる。

【００１８】ダイ１７は型半部または鍛造型を形成し、
その彫刻部２２は成形すべき工作物の外形を確定する。
その上、ダイ１７は対応するインサート２３を有するこ
とができる。上側工具部材９のダイ１７および下側工具
部材７のダイ１７は、それらの互いに向けられた側に、
図３が示すように、互いに適合するような輪郭を有し、
その際両方のインサート２３は中空空間２４を囲む。中
空空間２４は分離接目２５で閉じられており、この分離
接目では、対応するインサート２３がそれらの特に平坦
な端面で互いに確実に押圧されている。

【００１９】ラム３の下降運動の最後の部分中、ダイ１
７を互いに対し押圧するために、すなわち閉鎖装置とし
て、少なくとも広範囲に工具カセット１４ａの中にまた
は工具カセットに沿って格納されているばね手段２６が
役立つ。これらのばね手段は、図２、３および４に示す
ように、１つ以上の圧縮ばね、例えば縦軸線がダイ１７
の運動方向と一致するコイルばねであることができかつ
これらのコイルばねの多数がダイ１７と同心の円上に配
置されている。ばね手段２６を形成するコイルばね２７
は、フランジ２１が環状肩部１８に隣接するように、ダ
イ１７を工具カセット１４ａから最も遠く変位される位
置に付勢する。

【００２０】インサート２３は、プランジャ２９が、ダ
イ１７により囲まれた内部空間２４の中へ入ることがで
きる開口２８を有する。プランジャ２９は工具カセット
１４ａに固定配置されかつ成形工具を形成する。その長
さは、ダイ１７がそのフランジ２１で環状肩部１８に隣
接するときに、プランジャが内部空間２４の中へ突出し
ないように寸法決めされている。プランジャ２９は工具
カセット１４ａに交換可能に支承することができる。そ
の保持と支承のために、工具カセット１４ａに格納され
た板３１が役立つことができる。

【００２１】プランジャ２９上にこれと同心にかつ変位
可能に支承されて突出しスリーブ３２が着座しており、
この突出しスリーブは休止位置では、すなわちダイ１７
がその最も遠く前進した位置に存在するときに同様に内
部空間２４の中へ突出しない。突出しスリーブは、内側
に存在する突出しスリーブ３２の環状の端面をつかむ１
つ以上の押圧ピン３３を介して作用可能である。押圧ピ
ン３３は工具カセット１４ａを通って突出しかつその他
端が対応する作用プランジャ３４と当接している。その
ようなものはテーブル５にもラム３にも格納されてい
る。

【００２２】そこまでに記載された工具１１は次のよう
に働く。

【００２３】開放した工具（図２参照）の中へ工作物ブ
ランクが導入され、一方ラム３が下降する。そのとき、
まずダイ１７が、図３に図示されているように、互いの
上に載る。ここでダイの中へ導入された工作物４０が前
述した成形工程でブランクからすでに予め成形されてい
てかつ側方の突起４１を有し、この側方の突起は内部空
間２４の対応する側方の突起に適合する。ラム３がさら
に下降すると、ダイ１７がもはや相対運動を実施するこ
とができない。ダイは分離接目２５で互いの上に着座す
る。今や、ばね装置２６はダイ１７を連続して増加する
ように押圧し、一方ラム３がさらにその下死点の方向に
移動する。それ故、ダイ１７のフランジ２１が環状肩部
１８から持ち上がる。さらに、プランジャ２９（カップ
プランジャ）が内部空間２４の中へ前進して、工作物４
０をさらに成形する。工作物の上昇する縁４２が、同様
に内部空間２４の境界の一部を形成する突出しスリーブ
３２の環状端面に当接する。下死点を通り抜けると、直
ちに成形工程の終わりに到達する。今や、ラム３がテー
ブル５から遠ざかるように移動し、それとともにまずプ
ランジャ２９が内部空間２４から退去し、そしてダイの
フランジ２１が環状肩部１８に当接するや否や、ダイが
開く。部品４０を取り去ることができ、そしてすぐ次の
成形段階に供給することができる。

【００２４】図５に示されている変化させた実施の形態
では、ばね手段２６が１つ以上の圧力シリンダにより形
成され、そのピストン４５は板３１の対応するシリンダ
孔４６に着座している。図示の実施の形態では、ピスト
ン４５は、環状のシリンダ室に入れられている環状ピス
トンである。このことから離れても、比較的多いピスト
ン４５も互いに平行なシリンダ孔に摺動可能に支承され
ている。ピストン４５の端面が、内側にあるダイ１７の
圧力面に支持されている。それらの他の端面で、ピスト
ン４５がシリンダ孔４６内にまたはシリンダブシュ４６
ａ内に圧力流体で作用されるそれぞれ１つの作用室４７
を区分する（環状ピストンの変形例では、環状の作用室
４７が形成されている）。流体、特に液圧油、空気また
は窒素が、工具カセット１４ａにより担持されるかまた
はこれに一体化されたアキュムレータ４８と接続してい
る。アキュムレータ４８は対応する流路４９を経て作用
室４７と接続している。

【００２５】ダイ１７を作用させる力の調整を達成する
ために、流路４９を弁装置５１と接続することができ
る。弁装置５１は充填弁でもドレーン弁でも含むことが
できる。

【００２６】しかしながら、弁装置５１は圧力ラインま
たはその他の制御要素と永続的ではなく接続されるのが
好ましい。それにより、この実施の形態でも、前記の実
施の形態のように、工具カセット１４ａの交換によりま
たは工具フレーム１４の交換によっても工具交換を行う
ことができる。プレステーブル５にもラム３にもダイ１
７のための閉鎖装置を設けることもないし、または閉鎖
装置に対する接続可能性だけを与えることもない。ばね
装置２６により形成される閉鎖装置は工具カセット１４
ａの部分であり、それ故プレス１と無関係である。工具
カセット１４ａは、どんな種類の閉鎖装置も有してない
プレス１にかつそのようなものを組み込むようにも設備
されてないプレス１に組み込むことができる。この概念
のお蔭で、本願のプレスは多方面にわたって使用可能で
ありかつ経済的に製造することができる。

【００２７】カセット１４ａは円錐形の収容部５５を介
して工具フレーム１４と連結されている。これは、ね
じ、液圧締付け手段またはその他の締付け装置を介して
固定することができる。それ故、カセットは交換するの
が容易である。

【００２８】中実体成形用のプレス１のために、閉鎖装
置を有する工具フレーム１４が設けられている。閉鎖装
置は、閉じられた形で進行する成形工程のための成形半
部を形成するダイ１７を閉じるのに役立つ。閉鎖装置は
駆動装置を含みかつこれと共に工具カセット１４ａの中
にまたは工具カセットに沿って格納されている。閉鎖装
置はばね装置２６により形成され、その際閉鎖力は閉鎖
装置（ばね、空気ばね、窒素アキュムレータを有する環
状ピストン）を介して加えられる。閉鎖運動はラムの運
動を介して実施される。

【図面の簡単な説明】

【図１】多段階の工具フレームがカセット構造様式で設
けられている中実体成形体のためのプレスを概略斜視図
で示す。

【図２】図１によるプレスの工具フレームと工具カセッ
トを、工具の閉鎖前の横断面図で示す。

【図３】工作物が閉じられている、図２による工具フレ
ームと工具カセットを横断面図で示す図である。

【図４】成形工程後の、図２と３による工具フレームと
工具カセットを横断面図で示す図である。

【図５】工具が開放されている、工具フレームと工具カ
セットを部分的に変化させた実施の形態を概略的な横断
面図で示す図である。

【符号の説明】

１ プレス １１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ 工具 １４ 工具フレー
ム １４ａ 工具カセッ
ト １５ 工具収容部 １６ ガイド １７ ダイ ２６ 閉鎖装置 ２９ プランジャ ３２ 突出し装置 ５１ 調整装置 ５５ 円錐形の収
容部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ベルンハルト・ルッツ ドイツ連邦共和国、73104ベルトリンゲン、 イム・モールゲン、４

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 特に中実体成形用のプレス(1) のための
   工具カセットであって、 その際工具フレーム(14)と連結するための工具カセット
   (14a) を備え、この工具カセットはプレス(1) に配置す
   るために設けられ、かつ多数の工具収容部(15)を有し、
   これらの工具収容部は相次いで続く成形段階のための工
   具(11a,11b,11c,11d,11e) に付設されており、 工具収容部(15)の中に挿入すべきまたはこれらの工具収
   容部の中へ挿入されたダイ(17)を備え、これらのダイは
   それぞれ１つの工具(11a,11b,11c,11d,11e) に所属して
   おり、 ダイ(17)を可動に支承するための少なくとも１つのガイ
   ド(16)を備え、このガイド(16)は工具カセット(14)の中
   にまたは工具カセットに沿って配置されかつ前記ガイド
   は、ダイ(17)を可動に支承すべき工具収容部(15)に付設
   され、 少なくとも一つのプランジャ(29)を備え、このプランジ
   ャは少なくとも一つの可動に支承されたダイ(17)に付設
   されかつ前記プランジャは工具フレーム(14)に固定支承
   され、 少なくとも一つの閉鎖装置(26)を備え、前記閉鎖装置は
   工具カセット(14)におよび可動に支承されたダイ(17)に
   付設されかつ前記閉鎖装置は完全に工具カセット(14)の
   中にまたは工具カセットに沿って配置されていることを
   特徴とする工具カセット。
2. 【請求項２】 閉鎖装置(26)がばね装置であることを特
   徴とする請求項１に記載の工具カセット。
3. 【請求項３】 ガイド(16)は、プレス(1) により予め与
   えられた作動方向(4) と一致するガイド方向を有し、ダ
   イ(17)は閉鎖装置(26)によりプレスの作動方向(14)と反
   対に予荷重が加えられていることを特徴とする請求項１
   に記載の工具カセット。
4. 【請求項４】 ばね装置(26)が工具カセット(14a) によ
   り囲まれていることを特徴とする請求項３に記載の工具
   カセット。
5. 【請求項５】 ばね装置(26)が空気圧のまたは液圧のば
   ね装置であることを特徴とする請求項２に記載の工具カ
   セット。
6. 【請求項６】 ばね装置(26)が１つ以上の機械的なばね
   要素(27)を有することを特徴とする請求項２に記載の工
   具カセット。
7. 【請求項７】 可動に支承されたダイ(17)が配置されて
   いる少なくとも工具収容部(15)に、突出し装置(32)が付
   設されていることを特徴とする請求項１に記載の工具カ
   セット。
8. 【請求項８】 閉鎖装置(26)には、閉鎖力または力−道
   程−曲線の調整のために調整装置(51)が設けられている
   ことを特徴とする請求項１に記載の工具カセット。
9. 【請求項９】 工具カセット(14a) を工具フレーム(14)
   と連結するために、円錐形の収容部(55)が設けられてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の工具カセット。
10. 【請求項１０】 円錐形の受け(55)に、機械的にまたは
    手で作用される締付け手段が設けられていることを特徴
    とする請求項９に記載の工具カセット。