JP2004261869A - 工作機械スライダーを両方向に直線駆動する液圧回路 - Google Patents

Abstract

【課題】 工作機械が、機械的な停止装置を要さずに、加工移動の両方向でのスライダーの位置（停止又は逆の運動）を精度良く決定しながらも、作動可能にすること。
【解決手段】 工作機械スライダーを両方向に直線駆動するための液圧回路であって、自身のピストンロッド（４）がスライダーに連結され、かつ、３位置４方向弁（１８）、逆止弁（１２−１３）、及びこれらの逆止弁間にある、互いに対称に取り付けられかつプログラム可能な間隔が各加工通過のための所定位置に接近する時に、線形移動する両方向に前記スライダーの加工運動を減速するために液圧シリンダー（５）の、ちょうどその時低圧である一方又は他方の何れかのチャンバーに増加した圧力を生じさせるように作動される一対の絞り弁（１９、１９´）によって、ポンプ（１５）によってリザーバ（１４）からの加圧流体を送給される液圧シリンダー（５）を備える。絞り弁（１９、１９´）の中で、各絞り弁（１９、１９´）のバイパス（１９０、１９０´）に位置するのは手動流量制御弁（２０、２０´）である。
【選択図】 図１

Description

この発明は、工作機械スライダーを両方向に直線駆動する液圧回路に関する。

こうしたスライダーは、例えば、パイプ曲げ機械械に可動ローラーを保持するスライダーである。しかしながら、こうしたスライダーは、内部で該スライダーが或る場所に迅速且つ正確に動かなければならないプレス、曲げ機械、固定半径パイプ曲げ機械又は他の機械にも属し得る。簡易化及び明瞭化のために、ピラミッド形の対称なパイプ曲げ機械を、以下、工作機械と呼称する。

本願と同一出願人のパイプ曲げ機械械の可動ローラホルダスライダーを直線駆動するための液圧回路を提供する。この液圧回路は、自身のピストンロッドが、曲げるべき加工片の１回以上の通過の各通過に対する所定位置までの自身の主要運動又は加工運動、及び休止位置までの戻り運動で移動するこうしたスライダーに連結され、高圧チャンバー及び低圧チャンバーを具備する液圧シリンダーを備える。両方のチャンバーは、ポンプ、ダクトによってリザーバから送給された加圧流体のそれぞれのダクトと連通する。ダクトでは３位置４方向弁及び逆止弁が作動する。液圧回路は、３位置４方向弁及び逆止弁の間に、プログラム可能な間隔が各加工通過の所定位置に接近する時の自身の主要運動において上部ローラーを保持するスライダーを減速させるために、電磁石で作動して低圧チャンバーに増加圧を生じさせる、絞り弁を更に備える（例えば、特許文献１参照）。
国際特許出願第０１／００３８１号パンフレット

上述した液圧回路は、一方向性の加工移動で所望位置に正確にスライダーを止めるまで、２つのチャンバー間の圧力が釣り合うことを可能にする一方で、他の方向、あるいはスライダーの戻り移動では、スライダーの停止精度は正確でない。

従って、戻り移動も加工移動である時の停止精度の課題が生じる。細長い加工片は、異なる半径を有する連続的な湾曲部間で１回以上の通過で曲げられなければならない。これらの事象では、スライダーは両方向の加工位置まで必然的に移動される。

本発明の目的は、特に、工作機械が、機械的な停止装置を要さずに、加工移動の両方向でのスライダーの位置（停止又は逆の運動）を精度良く決定しながらも、作動可能にすることである。

したがって、その第１実施形態による本発明は、工作機械スライダーを両方向に直線駆動するための液圧回路であって、自身のピストンロッドが、曲げるべき加工片の１回以上の通過の各通過に対する第１の所定位置まで移動するスライダーに連結され、２つのチャンバーを具備する液圧シリンダーを備え、両方のチャンバーは、交互に高及び低圧力にするために、ポンプによってリザーバから送給される加圧流体のそれぞれのダクトに連通し、このダクトでは、３位置４方向弁、逆止弁、該逆止弁間にある第１絞り弁が作動し、絞り弁は、プログラム可能な間隔が各々の加工通過のための前記第１の所定位置に接近する時に、第１加工運動で前記スライダーを減速するために、ちょうどその時低圧であるチャンバーに増加圧が生じるように作動される液圧回路において、該液圧回路が前記第１絞り弁に対して反対側で対称なバイパスで取り付けられ、かつプログラム可能な間隔が各加工通過に対する第２の所定位置に接近する時に、第２加工運動で前記スライダーを減速するために、ちょうどその時低圧である前記他のチャンバーに増加圧が生じるように作動される第２絞り弁を備える。

しかしながら、本発明の第１実施形態によれば、絞り弁の自動操作は、減じられるが固定された流量で流れ分枝を行なう。結果として、前記プログラム可能な間隔へのその接近で前記スライダーの速度は一定である。

鍛冶屋のような使用者がスライダーの速度を修正することができなければ、この使用者は、断面棒に完全な鏡面対称を必要とする、正確な丸い形状を達成する自身の能力を説明することができない。工具の貫通速度に作用することによってのみ、その断面棒の材料の種類は勘案することができる。言いかえれば、もし変形ローラーが前記断面棒の材料の種類に対して異常に大きな速度で動くなら、正確でない丸い形状が達成される。

さらに、ピストンロッドの存在による液圧シリンダーの２つのチャンバーの異なる容量は考慮に入れることができない。この結果として、液圧シリンダーの両方のチャンバーに等しい圧力を有することができない。従って、減じられた流量が同じであるとしても、ピストンは、他の方向のストロークの速度と停止距離とは異なる速度と停止距離の両方で一方向ストロークで移動される。

上述の欠点を克服するために、本発明の第２実施形態は、各絞り弁の前記バイパスにおいて、手動流量制御弁を具備する、ちょうどその時に低圧であるチャンバーから放出された流体を絞り弁によって更に調節可能に減じる、上述したような液圧回路を提供する。その結果、背圧が前記低圧チャンバーに生じる。

本発明のこの第２実施形態によれば、工作機械スライダーの速度の正確な制御を行うことにより断面棒又は他の加工片の変形割合を調節することによって金属材料の変形加工を最適にすることは可能である。

本発明はその精神から逸脱せずに修正をなすことができることを理解しなければならないが、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。

図面を参照すると、参照符号１として全体的に示したパイプ曲げ機械の全体的な外観が図１の工作機械の実例として示されている。パイプ曲げ機械１は、本発明の第１実施形態による液圧回路を装備している。

実例によって示されたパイプ曲げ機械は、対称なピラミッド形の種類のものである。この曲げ機械は、１対の固定下部ローラー（参照符号２として表示された１つのローラーのみが示されている）及び上部すなわち変形ローラー３を正面に（図１の右側に）備える。上部ローラー３は、図２に線図で示されたピストンロッド４に連結されるスライダー（図示せず）に、通常、取り付けられる。ピストンロッド４は、上部チャンバー６及び下部チャンバー７を具備する液圧シリンダー５の一部である。

ピストンロッド４の運動により、上部ローラー３を保持するスライダーは、軸線ｇによって示される全体位置から、図１に例示的に示されているように軸線ｌの所定位置まで、主要なすなわち加工運動の間に下向きに移動可能である。加工片（図示せず）の曲げ操作は、１回以上の通過を含む移動の間に行われる。通過毎に、軸線ｌの前記所定位置は各工作片に対して選択される。例えば、曲げるべき２つの等しい加工片が２つの通過によって加工され、及びパイプ曲げの等しい端部位置であるが異なる中間位置が曲げられるべき加工片毎に選択される場合には、異なる寸法特性を有する２つの加工片が得られる。

曲げ位置に出来るだけ正確に到達する重要性が理解される。

図１及び図２にそれぞれ構成を線図で示すように、上部チャンバー６及び液圧シリンダー５の下部チャンバー７は、これらのポート８及び９を通じて加圧流体のそれぞれのダクト１０及び１１に連通する。そして、チェック弁を閉じるためにパイロット作動する、単一作動弁１２及び１３の対を成す弁が設けられている。

加圧流体、一般的には油は、モータ・ポンプユニット１５を通じてリザーバ１４から供給される。図２に最も良く示すように、少なくともフィルター１６及びパイロット作動安全弁１７が、ポンプ回路に設けられる。さらに慣用通りに、３位置４方弁１８はダクト１０及び１１の両方に作用する。弁並びにポンプは電気制御回路（図示せず）によって制御される。

本発明の第１実施形態によれば、互いに対して反対側に対称に位置づけられる１対の絞り弁１９、１９´は、同一ダクト１０及び１１の弁１８に結合される。

絞り弁１９、１９´は、電磁石として図２に図示されているが、当然、空気及び／又は液圧回路又は等価物によって制御し得る。

例えば、前記電気制御ユニット（図示せず）又は別の方法で作動する絞り弁１９、１９´は、液圧シリンダー５の下部チャンバーに、あるいは逆に上部チャンバー６に背圧を作り出す。実際、可動ローラー３の下向き移動において、可動ローラー３の軸線ｌによって規定される所定の曲げ位置に接近する時、可動ローラーが曲げ位置に正確に到達し得るようにスライダーを減速することは適切である。例えば、軸線ｈの位置からのこの減速度は、可動ローラーが、遂行されつつある曲げ通過の所望端部位置で弁を完全に閉じるまで、下向きに移動しつつ徐々に減速させることによって得られる。

内部で減速が行われる間隔ｈ−ｌは、所望精度に従ってプログラム可能である

可動ローラー３の上向きの移動中に軸線ｇを備えた曲げ位置内にスライダーを精度良く逆戻りさせなければならないものとする。可動ローラー３が所定位置に到達する時、可動ローラー３が精度良く曲げ位置に到達し得るように、スライダーを減速することは適切である。下向き運動と同様にして、絞り弁１９´が行われつつある曲げ通過のための所望最終位置で完全に閉じるまで、可動ローラーの上向き移動の速度を徐々に減じるように、所望により、絞り弁１９´の作動によってこの減速度が得られる。同一出願人の以前の特許出願ＰＣＴ／ＩＴ ０１／００３８１に記述されるように、この減速度は、３位置４方向弁１８及び絞り弁１９´の組合せ動作によって得られる。

内部にパイプ曲げ機械１´が線図的に示されている図３及び図４を参照する。本発明による液圧回路の第２実施形態は、パイプ曲げ機械１´に適用される。図３及び図４では、同一又は類似部品を示すために同一又は類似参照符号が使用される。同一弁及び液圧シリンダー５の中で減じられて固定された流速を決定する絞り断面を具備するそれぞれのバイパス１９０、１９０´を備える。

絞り弁１９、１９´のバイパス１９０、１９０´に、該絞り弁１９、１９´を通じて流体の流速を調節可能に減じることができる、手動流量制御弁２０、２０´が位置する。弁２０、２０´はそれぞれのノブ２２によって制御し得る。

有利なことに、弁２０、２０´は、図３に示すように、曲げ機械の側面で制御し得る。流量制御弁２０、２０´の制御手段の拡大図である図５では、制御手段は、全体として２１、２１´として示されている制御ダイヤルを備えるものとして示されている。制御ダイヤル２１の各々は、針２３が連結されるノブ２２を中心に備える。ダイヤルの底部はパーセントの目盛を施した目盛尺である。針２３が「０」に位置する時、流量制御弁２０、２０´は作動しない。針２３を時計回りに移動させることによって、流量は減少し、反半時回りに移動させると流量は増加する。流量の要求される減少パーセンテージは、目盛りを施されかつ番号が付けられた目盛尺２４によって表示される。

明らかに、本発明の液圧回路は、内部で部材の正確な位置決めが液圧スライダーによって駆動される他の工作機械でも使用することができる。

本発明のパイプ曲げ機械における液圧回路の影響は、本発明の第２実施形態による液圧回路を備えていない及び備えたそれぞれの曲げ機械によって曲げられた金属パイプの断面Ｔ、Ｔ´の線図的側面図である、図６及び図７に示されている。実例によると、金属パイプの断面Ｔ、Ｔ´は一定の曲げ半径及び２つの実質的に直線端部Ｔ２、Ｔ３及びＴ２´、Ｔ３´を具備する、中央部分Ｔ１、Ｔ１´を具備する。

図６では、加工後のパイプＴの断面が示されている。直線部分Ｔ２、Ｔ３から曲げ部分Ｔ１までの遷移領域と、この逆である曲げ領域Ｔ１から直線部分Ｔ２、Ｔ３までの遷移領域は、それぞれＦ１及びＦ２で示す領域にそれぞれ凹所、実質的には切込みを示し、２つの隣接する部分Ｔ２、Ｔ１及びＴ１、Ｔ３が幾何学的に連続して結合されることを阻止することを示す。これは、曲げ機械の下部ローラー２、２が金属パイプＴを送給する間に、変形／引抜ローラー３が正しいテンポで自身の速度を減じず、かつ曲げ加工の始めに材料に鋭利に入り込に、そして曲げ加工の終わりでは極端に速度が緩やかになるという事実によるものである。

図７には、加工後のパイプＴ´の断面が示されている。直線部分Ｔ２´、Ｔ３´から曲げ部分Ｔ１´までの遷移領域と、この逆である曲げ領域Ｔ１´から直線部分Ｔ２´、Ｔ３´までの遷移領域は、それぞれＧ１及びＧ２で示す領域に凹所又は不連続箇所を何れも示さず、２つの隣接する部分Ｔ２´、Ｔ１´及びＴ１´、Ｔ３´間の最適な結合を示す。これは、曲げ機械の下部ローラー２、２が金属パイプＴ´を送給する間に、変形／引抜ローラー３が正しいテンポで自身の速度を減じ、その後、パイプが曲げられかつ精度良く該ローラーからそれぞれ離れて動く速度に達するという事実によるものである。

当業者は、加工すべき金属パイプの断面に対する、接近速度の減少及び離反速度の増加は、曲げ機械に下部ローラー２、２及び変形／引抜きローラー３の回転速度の調節器を設けることによって得ることができることを知っている。

本発明がこうした速度調節器の欠落を非常に上手く補償するため、本発明は機械コストを著しく節約することができる。従って、本発明による液圧回路では、特に、精巧、高価及び複雑な装置無しで正確な曲げ加工を繰り返し得ることを保証する、加工片を曲げ加工する上での高品質が達成される。

明らかに、本発明の液圧回路は、内部で部材の正確な位置決めが液圧スライダーによって駆動される他の工作機械でも使用することができる。

本発明の更なる特徴は、シリンダー５の上部チャンバー６内の、下部チャンバー７より小さいチャンバー６内部の油容積を含むピストンロッド４の存在を考慮に入れることである。バイパス１９０、１９０´の流量が等しいことは、一方又は他方の絞り弁１９、１９´の何れかが作動している時の異なるピストン速度を意味していることを理解すべきである。この課題を克服するために、すなわち、両方向での自身の行程におけるスライダー３の速度差の無いシリンダー５の２つのチャンバー６及び７内部のこうした圧力場を達成するためには、ピストンロッド４を具備するシリンダーチャンバー６と連通するダクト１０の絞り弁１９の絞られた断面は、ダクト１１の絞り弁１９´の絞られた断面より幅広い。

本発明をその２つの特定の実施形態に関して説明してきたが、変更、付加及び／又は省略は、添付の特許請求の範囲で規定する本発明の精神から逸脱せずになし得ることは明白に理解できるであろう。

本発明の第１実施形態が適用された、部分的に開放したパイプ曲げ機械械の線図的側面図である。 本発明の液圧回路の第１実施形態の線図である。 本発明による液圧回路の第２実施形態が適用されたパイプ曲げ機械械の線図的側面図である。 本発明による液圧回路の第２実施形態の線図である。 図３のパイプ曲げ機械械に使用される弁動作制御ダイアルの拡大図である。 本発明による、液圧回路無しのパイプ曲げ機械械によって曲げられた金属パイプの断面の線図的側面図である。 図４に示すようなパイプ曲げ機械械によって曲げられた金属パイプの断面の線図的側面図である。

符号の説明

１、１´ パイプ曲げ機械
２ ローラー
３ 変形ローラー
４ ピストンロッド
５ 液圧シリンダー
６ 上部チャンバー
７ 下部チャンバー
８、９ ポート
１０、１１ ダクト
１２、１３ 単一動作弁
１５ モータポンプユニット
１６ フィルター
１７ パイロット作動安全弁
１８ ３位置４方向弁
１９、１９´ 絞り弁
２０、２０´ 手動流量制御弁
２１、２１´ 制御ダイヤル
２２ ノブ
２３ 針
２４ 目盛尺
１９０、１９０´ バイパス

Claims (5)

1. 工作機械スライダーを両方向に直線駆動するための液圧回路であって、自身のピストンロッド（４）が、曲げるべき加工片の加工動作の１回以上の通過の各通過に対する所定位置まで移動するスライダーに連結され、２つのチャンバー（６、７）を具備し、これらのチャンバーの１つには前記ピストンロッド（４）が存在し、両方のチャンバーは、交互に高圧及び低圧にするために、ポンプ（１５）によってリザーバから送給される加圧流体のそれぞれのダクト（１０、１１）と連通し、ダクト（１０、１１）では３位置４方向弁（１８）、逆止弁（１２−１３）、及びこれらの逆止弁間のバイパス（１９０）にある第１絞り弁（１９）が、プログラム可能な間隔が各々の加工通過のための前記第１の所定位置に接近する時に、第１加工運動で前記スライダーを減速するために、ちょうどその時低圧であるチャンバー（６、７）に増加圧が生じるように作動される前記制御弁（１９）を作動させる、前記液圧シリンダー（５）を備える液圧回路において、
   前記液圧回路が前記第１絞り弁（１９）に対して反対側で対称なバイパス（１９０´）に取り付けられ、かつプログラム可能な間隔が各加工通過に対する第２の所定位置に接近する時に、第２加工運動で前記スライダーを減速するために、ちょうどその時低圧である前記他のチャンバーに増加圧を生じるように作動させられる第２絞り弁（１９´）を備えることを特徴とする液圧回路。
2. 前記絞り弁（１９、１９´）及び前記液圧シリンダー（５）の中でも前記第１及び第２絞り弁（１９、１９´）が電磁制御されることを特徴とする、請求項１に記載の液圧回路。
3. 前記絞り弁（１９、１９´）及び前記液圧シリンダー（５）の中でも各絞り弁（１９、１９´）の前記バイパス（１９０、１９０´）に位置するのは、ちょうどその時低圧である前記チャンバーから放出された流体の絞り弁（１９、１９´）によって流量を更に調節可能に減じることができる手動流量制御弁（２０、２０´）であり、もって背圧が前記低圧チャンバーに生じることを特徴とする、請求項１に記載の液圧回路。
4. 前記ピストンロッド（４）を具備する前記シリンダーチャンバー（６）と連通する前記ダクト（１０）の絞り弁（１９）の絞り断面が、他のシリンダーチャンバー（７）と連通する前記ダクト（１１）の絞り弁（１９´）の絞り断面より幅広いことを特徴とする、請求項３に記載の液圧回路。
5. 前記手動流量制御弁（２０、２０´）は、要求流量の減少パーセンテージを表示するために自身に連結したノブ制御器（２２）及び針（２３）を具備するダイヤル（２４）を備えることを特徴とする、請求項３に記載の液圧回路。
   

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