JP2004523367A - カーブしたスプリングストリップ部分を製造するための方法および装置 - Google Patents

カーブしたスプリングストリップ部分を製造するための方法および装置 Download PDF

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Abstract

【課題】カーブしたスプリングストリップを製造する装置を簡単する。
【解決手段】本発明は、カーブしたスプリングストリップ部分の長手方向にわたって、材料の強度が変化するカーブしたスプリングストリップ部分(3)を製造するための方法および装置に関する。3つの別個の支持ポイント(6)(7)(8)から形成された曲げユニット(5)、およびこの曲げユニットと直列に配置され、第4支持ポイント(17)から形成された逆曲げユニットをスプリングストリップ(2)が通過するようになっている。分離ユニット(20)では、スプリングストリップから曲げられ、かつ逆方向に曲げられたスプリングストリップ部分が分離される。上記装置をよりコンパクトな構造にするために、曲げユニットの第3支持ポイントおよび逆曲げユニットの第4支持ポイント(8)が調節できるようになっており、上記ユニットの位置はプリセットされたプログラムを有するコントローラ(15)により、スプリングストリップに対して調節される。
【選択図】図1

Description

【技術分野】
【0001】
本発明は、請求項1または請求項5の前文に記載の特徴事項を有し、特にトリミングされた長さにわたって、材料の厚さが変化している、カーブしたスプリングストリップ部分を製造するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【0002】
冒頭記載のタイプの方法および装置は、国際公開第WO99/51375号から公知である。この公知の方法では、1つの部品を形成するように順次配置されたスプリングストリップ部分からなるスプリングストリップを、スプリングストリップの走行方向に離間しており、ストリップの両側の一方を順次交互に押圧する3つの支持ポイントの間で曲げ、次に、その後の第4の支持ポイントで、より小さい曲率度だけ逆方向に曲げる。このように処理されたスプリングストリップ部分を、スプリングストリップから分離する。
【0003】
スプリングストリップを曲げるための3つの支持ポイントのうちの第2ポイント、およびスプリングストリップを逆方向に曲げるための第4支持ポイントの双方は、ストリップの厚さ方向にストリップと直角に調節できるようになっている。この調節自在な支持ポイントの直角方向の調節は、スプリングストリップの走行方向へのスプリングストリップ部分内の材料の厚さが変化していることを考慮した所定のプログラムに従って、スプリングストリップに対して製造される。
【0004】
この方法により製造されたスプリングストリップ部分は、寸法上の安定性が高いことを特徴とする。更にこの方法によって支持ポイントを通過する1回のパスに対応する1回の工程で、連続的な曲げプロセスが可能となっている。
【0005】
公知の装置は3つの離間した支持ポイントから成る曲げユニットを有し、3つの支持ポイントが、スプリングストリップの走行方向に、順次かつ交互にストリップの片側および反対側を押すように、1つの部品を形成するため、前後に配置されたスプリングストリップ部分からなるスプリングストリップが、これら3つの支持ポイントを通過できるようになっている。3つの支持ポイントのうちの第2ポイントは、曲率半径を設定するようにストリップに直角に調節できるようになっている。
【0006】
更に公知の装置は、ストリップの走行方向であって、曲げユニットの後方に設けられた逆曲げユニットを有する。この逆曲げユニットは、3つの支持ポイントのうちの第2ポイントと同じスプリングストリップ側に作用する第4支持ポイントを備えている。この第4支持ポイントは、逆の曲率半径を設定するように、スプリングストリップに対して直角に調節自在である。
【0007】
最後に、公知の装置は、スプリングストリップ部分が曲げユニット、および逆曲げユニットを通過した後に、スプリングストリップからスプリングストリップ部分を分離するための切断ユニットを有する。
【0008】
かかる方法および装置によって製造された曲げスプリングストリップ部分は、例えば米国特許第3,192,551号から公知のビームブレード式風防ガラス用ワイパーで使用される。このタイプのビームブレード式風防ガラス用ワイパーを用いた場合、特定の風防ガラスワイパーアームが中心に作用するスプリングストリップ部分は、ワイピングされる全領域にわたって、風防ガラスの全体に湾曲した表面に抗して、後部固定式ワイピング要素にほとんど均一な下方への力を加える。ここで使用されているスプリングストリップ部分の材料の厚さは、その長さ方向に変化し、背部分の中心で最大となり、背部分の2つの端部に向かって薄くなっている。
【0009】
このタイプのビームブレード式風防ガラス用ワイパーを製造するために、カーブしたスプリングストリップ部分を可撓性ゴム製のワイピング要素に接合し、ワイパーアームのための接続装置を取り付けることが、国際公開第WO99/52753号から知られている。
【0010】
このようなカーブしたスプリングストリップ部分を製造するための公知の方法および公知の装置は、曲げプロセスまたは逆曲げプロセスにおけるレバーアームの作動要素を変更しなければならない場合、相当に複雑な構成体を必要とし、出費が比較的増加する。本発明はこれら欠点を解消せんとするものである。
【0011】
(技術的背景)
ドイツ国特許第458563号から、一部品を形成するように順次配置されたスプリングストリップ部分から成るスプリングストリップをマシニングステーションにおいて、パンチとスタンピング工具によって加工することが知られている。このように加工されたスプリングストリップ部分は、加工後にスプリングストリップ部分から分離される。
【0012】
国際公開第WO94/17932号からは、材料の厚さが変化しているスプリングストリップ部分を製造するための方法および装置が公知となっている。1対の対向させて設けられたロータを通過するように、一定の厚さおよび幅のスプリングストリップが引っ張られる。この場合、ローラの間隔は、長さ方向に沿って変化する特殊なスプリングストリップ部分を形成するための制御装置によって変えられるようになっている。
【0013】
ドイツ国特許公開第3815304号からは、シリンダまたはローラを使って、異形スチールおよびストリップを曲げ加工またはくせ取り加工するための方法および装置が知られている。ここにおいても、成形すべきストリップの両側に、交互に支持ポイント、すなわちシリンダまたはローラが配置されている。この場合、交互の配置とは、支持ポイントがストリップの一方の側または反対側に交互に、かつ順次互いにずれるように配置されていることを意味する。すべての支持ポイントは、ストリップの厚み方向にストリップに対して別々に直角に調節自在である。このようにして製造されたストリップの残留歪みは、あったとしてもかなり小さいことが証明されている。連続的な曲げ加工作業も、実施可能である。
【0014】
既に説明したドイツ国特許公開第3815304号では、曲げ加工の他にくせ取り加工の方法も記載されている。このくせ取り加工は、ある程度上記曲げ加工を2回実施するという点で、曲げ加工と異なっている。このくせ取り加工では、一方向の特定の基準平面からの曲げ加工の後に、別の支持ポイントにより、他方向に基準平面から曲げる加工が続けられるよう、第2の曲げ加工は、第1の曲げ加工と対抗する段階で実行される。従って、くせ取り加工における支持ポイントも対抗段階の屈曲が得られるように、ストリップの厚さ方向に、ストリップに対して垂直に調節される。
【0015】
上記ドイツ国特許公開第3815304号から知られたくせ取りのための装置は、基準平面に対して、逆方向に2回曲げることにより、くせ取りを行うことができるように、支持ポイントが配置されているという点で、曲げ加工のための装置とは異なっている。よって基本的には、この装置を、曲げ加工とくせ取り加工の双方に使用できる。
【0016】
この明細書(ドイツ国特許公開第3815304号)では、曲がっているか、または歪んでいる加工部品を、所望する幾何学的形状にするように、一般にくせ取りを冷間成形加工によって実行することが指摘されているが、所望する幾何学的形状とは、カーブしていないか、または曲げられていない形状からずれた形状を意味するものである。
【0017】
くせ取り加工とは、くせ取り加工された最終製品が準無限曲率半径を有し、従って、最大の直線度、すなわち最小の残留曲率を有するようにする曲げ加工を意味するものと一般に理解されている。従って、くせ取りとは、曲率半径を小さくする連続的な逆方向の変形による曲げ加工のサブ形態である(例えばトーマス・ネフ著「ストリップ、シート、パイプ」における「ローラくせ取り装置−その類型および特徴」、1976年6月、第223〜226ページ参照)。製造機器のハンドブック(第2/3巻)(「成形および剪断」第1208ページ、カール・ハンザー出版、ミュンヘン、ウィーン、1985年)にも同じ記載がある。ここには、ローラによるくせ取り加工はローラ曲げ加工のサブ形態として示されている。
【0018】
トーマス・ネフの上記論文から、制限された平行くせ取り空間を有するローラくせ取り装置を使用して、所定の曲率にすること、すなわち、ローラくせ取り装置を曲げ装置として使用し(第225ページ、3.1.1章参照)、曲げ加工およびその後の逆方向の小さい曲げ加工により、カーブした形状を製造できることが基本的に公知となっているが、このような加工を、個々に調節可能な支持ポイントにより達成できるという記載はない。
【0019】
所望のくせ取り度を得るために、個々のくせ取りローラまたはグループにまとめられたくせ取りローラを調節でき、この調節を、下流側の分析装置に従って行うようになっているくせ取り装置が、ドイツ国特許第19503850号から公知である。この装置の意図は、ストリップ材料をくせ取りすることであり、曲がったストリップ部分を製造することについては記載されていない。
【0020】
「常温における非合金状態のスチールの特性に関する機械的および放射線研究」を題名とする、1979年のウェルナークラインによるカールスルーエ大学の機械工学部の論文から、逆曲げ変形を行うことにより、若干の逆方向の変形の後でも、残留歪みの非一様状態が軽減されることが判っている(97ページ参照)。この論文は、曲げ変形と、その後のくせ取りと共に実行される若干の逆変形について記載している。
【0021】
しかしながら、本発明の場合、製造するのは、くせ取りされたスプリングスチール部分ではなく、所望する幾何学形状を有するカーブしたスプリングスチール部分である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0022】
本発明は、対応する装置の構造を簡略にするよう、冒頭記載のタイプの方法で生じる問題を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【0023】
この課題は、請求項1の本発明の特徴事項を有する方法だけでなく、請求項5の特徴事項を有する装置によっても解決できる。
【0024】
本発明は、スプリングストリップを逆方向に曲げるための第4支持ポイントに最も近い、スプリングストリップを曲げるための3つの支持ポイントのうちの第3支持ポイントを、ストリップの厚さ方向に、スプリングストリップに対して直角方向に調節自在にするという総合的アイデアに基づくものである。
【0025】
このような構成により、最後の2つの支持ポイントの間に調節できない追加支持ポイントを設けなくても、最後の2つの支持ポイントを調節できるようになっている。その結果、スプリングストリップを曲げるための第3支持ポイント、およびスプリングストリップを逆方向に曲げるための第4支持ポイントの配置が逆となり、調節自在な支持ポイントの間の距離をかなり短くできるので、構造をコンパクトにすることが可能となっている。
【0026】
その後の機械加工による追加加工工程を、本発明の方法の工程の下流側に追加しなければならない場合、このことは特に有利である。
【0027】
更に、本発明における調節自在な支持ポイントの配置により、曲げプロセスおよび逆曲げプロセスにおけるレバーアームの作動要素の調節を、かなり簡略化することが可能となっている。
【0028】
本発明の場合、スプリングストリップ走行方向に最後の2つの支持ポイントを設けるだけでよいが、調節自在な支持ポイントの間に固定された支持ポイントがある場合、この固定支持ポイントを、スプリングストリップ走行方向に調節しなければならない(国際公開第WO99/51375号参照)。この点に関連しても、本発明により、装置の構造を特にコンパクトにすることが可能となっている。
【0029】
本発明の方法の特定の利点は、曲げプロセスおよび逆曲げプロセスから、スプリングストリップ部分の切断を完全に分離できることである。特に個々のプロセスのパラメータを、互いに別々に最適にすることができるので、プロセス全体をより簡略にし、より最適にすることができる。
【0030】
更に、固定された支持ポイントの介入を考慮しなくてもよいので、2つの曲げプロセス工程と逆曲げプロセス工程とを、より簡単にコーディネートすることができる。
【0031】
全体として、本発明は、カーブしたスプリングストリップ部分の大量生産に決定的な利点を有し、これによって、製造コスト上確実な効果がある。
【0032】
本発明の方法の特に有利な実施例によれば、別のプロセス工程で分離されたスプリングストリップ部分を、可撓性ゴムのワイピング要素に結合でき、この工程では、ワイパーアームのための接続装置が取り付けられる。このようにして、一体的なカーブしたスプリングストリップ部分を有する、特に安価なビームブレード式風防ガラス用ワイパーを製造できる。
【0033】
添付図面を参照し、特許請求の範囲、図面および次の説明を読めば、本発明の更に別の重要な特徴および利点が理解できると思う。
【0034】
以下、記載する特徴事項は、上記特定の組み合わせだけでなく、本発明の範囲から逸脱しない範囲で、別の組み合わせとして、または独立して適用できる。
【0035】
図面は、本発明の好ましい実施例を示し、次に詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【0036】
図1に示すように、1つの部品を形成するように順次配置されたスプリングストリップ部分3から構成されたスプリングストリップ2が、本発明に係わる装置1へ送られる。スプリングストリップ2は、ほとんどがエンドレスストリップとしてスプール(図示されていない)から送り出される。装置1に送られる前に、スプリングストリップ2はくせ取りステーション4を通過でき、このくせ取りステーション4において、スプリングストリップ2の従来の垂直または水平のくせ取りが実行される。
【0037】
装置1は、3つの支持ポイント、第1支持ポイント6、第2支持ポイント7および第3支持ポイント8を有する、カーブしたブラケットとして表示された曲げユニット5を有する。
【0038】
3つの支持ポイント6〜8の各々は、本例では、ローラまたはシリンダ9、10および11として実現される。これら3つの支持ポイント6、8は、矢印が示すスプリングストリップの走行方向12に離間しており、スプリングストリップ2の両側の一方を順次かつ交互に押圧するよう位置している。
【0039】
第1支持ポイント6および第2支持ポイント7は、固定支持ポイントとして構成されており、第3支持ポイント8は、調節自在な支持ポイントとして構成されている。
【0040】
この目的のために、適当なアクチュエータ13によりストリップの厚さ方向に、スプリングストリップ2に対して直角に適当なシリンダ11を調節できるようになっている。この調節運動は、図面の紙面に位置し、双方向矢印14によって示されている。アクチュエータ13は、第3支持ポイント8を制御するように、適当なプログラムを実行させる制御ユニット15によって操作される。
【0041】
スプリングストリップの走行方向12を基準とすると、曲げユニット5の後に、カーブしたブラケットとしても示されている逆曲げユニット16が設けられている。この曲げユニットは、第4支持ポイント17を有する。この第4支持ポイント17も、シリンダまたはローラ18によって形成されており、このローラは、アクチュエータ19により、ストリップの厚さ方向に、スプリングストリップ2に対して直角に調節できる。このアクチュエータ19も、制御ユニット15によって操作される。
【0042】
図面にある第4支持ポイント17が調節できることは、図1において双方向矢印31によって示されている。
【0043】
スプリングストリップの走行方向12を基準とすると、逆曲げユニットの後に切断ユニット20が位置する。この切断ユニットでは、スプリングストリップ2から曲げられ、かつ逆方向に曲げられたスプリングストリップ部分3が分離される。この目的ために、切断ユニット20は適当なブレードと相互作用する適当な切断エッジを有する。
【0044】
切断後、切断された部品が分離される。図1では、カーブしたスプリングストリップ部分3は、シンボルとして示されており、全体が21で表示されている。
【0045】
分離された、カーブしているスプリングストリップ部分21は、矢印22に従って、切断ユニット20の後で接合ステーション23へ送られる。この接合ステーションでは、分離された、カーブしたスプリングストリップ部分21が、可撓性ゴム製のワイピング要素24に接合される。
【0046】
ワイピング要素24が取り付けられたカーブしたスプリングストリップ部分3は、図1では25で示されており、矢印26が示すように、取り付けステーション27へ送られ、この取り付けステーションにおいて、部分3に接続装置28が取り付けられる。この接続装置は、完成した風防ガラス用ワイパーを、仮想線で示されたワイパーアーム29へ接続するように働く。完成したビームブレード式風防ガラス用ワイパーは、図1では30で示されている。
【0047】
装置1の特別な実施例では、第3支持ポイント8および第4支持ポイント17に対して、図示されていないリニア位置決め手段を設けることができる。この位置決め手段により、これら支持ポイント8および17を、ステーション走行方向12に位置決めできる。このような支持ポイント8および17、またはそれらに割り当てられたローラ11および18を調節できることは、図1において、双方向矢印32および33により示されている。例えば曲げ加工または逆曲げ加工中のレバーアームの作動要素を、特に曲げ加工中に調節し、変えることができる。
【0048】
本発明に係わる方法は、次のようにして実行される。
くせ取りステーション1で実行されるくせ取り加工の後で、スプリングストリップ2は、装置1へ送られる。ここでは、4つの支持ポイント6、7、8および17が順次離間して続き、スプリングストリップ2の一方の側または反対側を、交互に押している。
【0049】
第3支持ポイント8は、所定の曲げ度、すなわち所定の曲率半径を有する個々のスプリングストリップ3における曲率を形成する。第4支持ポイント17は逆の曲率を形成する。この逆の曲率の程度、すなわち、逆曲率半径は、第3支持ポイント8での前の曲率半径よりも小さい。このような逆の曲げ加工の結果として、前の曲げ加工順に誘導された残留歪みを低減することができる。
【0050】
適当なプログラムにより、制御ユニット15によって、アクチュエータ13および19を適当に制御することにより、調節可能な第3支持ポイント8および第4支持ポイント17により、スプリングストリップ部分3内のスプリングストリップ走行方向12に変化する材料の厚さまたはスプリングストリップの走行方向12に変化する曲率半径または逆曲率半径を考慮することができる。このように、連続曲げプロセスにおいて、比較的複雑な曲げ方法を実行できる。
【0051】
切断ステーション20における切断の後であって、分離されたスプリングストリップ部分2をワイピング要素24に接合する前において、カーブしたスプリングストリップ部分21に熱処理を施すことができる。この熱処理も、残留歪みを軽減することに寄与できる。その後、ワイピング要素24と接続装置28との取り付けを実行できる。
【0052】
第1支持ポイント6と第2支持ポイント7の双方は、確かに固定支持ポイントとして構成されているが、これら支持ポイント6および7も、特に原材料の特定の材料厚みを較正したり、または設計するのに特別に調節することもできる。しかし、連続的な曲げプロセス中、これら支持ポイントは、第3支持ポイント8および第4支持ポイント17と対照的に所定位置にロックされたままである。
【0053】
本発明に係わる調節自在な支持ポイント、第3支持ポイント8および第4支持ポイント17の配置の別の利点は、曲げユニット5および逆曲げユニット16の後に、切断ユニット20を設け、よって、工学的プロセスとしての切断工程を曲げ工程から分離できるということである。
【0054】
変化する材料の厚さまたは変化する曲げ半径、および逆曲げ半径を考慮する他に、制御ユニット15および調節自在な支持ポイント8および17により、更に恒久的な修正をするのに曲げ工程、および逆方向曲げ工程に介入することもできる。この目的のためのセンサ機構は、本明細書には示されていない。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】カーブしたスプリングストリップ部分を製造するための、本発明に係わる装置の極めて簡略化した図である。
【符号の説明】
【0056】
1 装置
2 スプリングストリップ
4 くせ取りステーション
5 曲げユニット
6 第1支持ポイント
7 第2支持ポイント
8 第3支持ポイント
9、10、11 ローラまたはシリンダ
12 スプリングストリップ走行方向
13 アクチュエータ
14 双方向矢印
15 制御ユニット
17 第4支持ポイント
18 シリンダまたはローラ
19 アクチュエータ
20 切断ユニット
21 カーブしたスプリングストリップ部分
24 ワイピング要素
28 接続装置
29 ワイパーアーム
30 ビームブレード風防ガラスワイパー
32、33 双方向矢印

Claims (7)

  1. トリミングされた長さにわたって、厚さが変化してい
    るカーブしたスプリングストリップ部分(3)を製造するための方法であって、1つの部品を形成するように順次配置されたスプリングストリップ部分(3)から構成されたスプリングストリップ(2)を、スプリングストリップの走行方向(12)に離間しており、かつスプリングストリップ(2)の両側の一方を、交互に順次押圧する3つの支持ポイント(6)(7)(8)の間で曲げ、次に、比較的小さい曲率で、その後の支持ポイント(17)で逆方向に曲げ、その後、スプリングストリップ(2)から処理されたスプリングストリップ部分(3)を切断するようになっており、スプリングストリップを曲げるための前記3つの支持ポイント(6)(7)(8)の1つ、およびスプリングストリップを逆方向に曲げるための第4支持ポイント(17)の双方が、ストリップの厚さ方向に前記スプリングストリップ(2)に直角に調節できるようになっており、これらスプリングストリップに対する垂直方向の調節が、スプリングストリップの走行方向(12)へスプリングストリップ部分(3)内で変化する材料の厚さまたはスプリングストリップの走行方向(12)への変化する曲率半径またはその逆曲率半径を考慮した所定プログラムにより制御されるようになっている方法において、
    前記第4支持ポイント(17)に隣接する前記第3支持ポイント(8)が、ストリップの厚さ方向に、スプリングストリップ(2)に対して直角に調節できるようになっていることを特徴とする、カーブしたスプリングストリップ部分(3)を製造する方法。
  2. スプリングストリップを曲げるための前記第3支持ポイント(8)またはスプリングストリップを、逆方向に曲げるための前記第4支持ポイント(17)が、スプリングストリップの走行方向(12)に調節自在になっている、請求項1記載の方法。
  3. スプリングストリップ走行方向(12)にスプリングストリップを逆方向に曲げるための前記第4支持ポイント(17)の後に、切断エッジが設けられており、この切断エッジをブレードが通過し、スプリングストリップ部分(3)を分離するようになっている、請求項1または2記載の方法。
  4. スプリングストリップ部分(3)と可撓性ゴムのワイピング要素とを接合する工程と、
    ワイパーアーム(29)のための接続装置を取り付ける工程とを有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の方法。
  5. トリミングされた長さにわたって、厚さが変化しているカーブしたスプリングストリップ部分(3)を製造するための装置であって、この装置が、離間した3つの支持ポイント(6)(7)(8)から構成された曲げユニット(5)を有し、スプリングストリップ(2)のスプリングストリップ走行方向(12)への支持ポイント(6)(7)(8)が、ストリップの一方に側および反対側を順次交互に押圧するように、1つの部品を形成するように前後に配置されたスプリングストリップ部分(3)から形成されたスプリングストリップ(2)を引き抜き、前記支持ポイントを通過させるようになっており、前記3つの支持ポイント(6)(7)(8)のうちの1つが、前記スプリングストリップ(2)に直角に曲率半径を設定するように調節自在であり、更にこの装置が、スプリングストリップ走行方向(12)において、前記曲げユニット(5)の後に設けられた逆方向曲げユニット(16)を有し、該逆方向曲げユニット(16)が、前記曲げユニット(5)の第2中心支持ポイント(7)と同じスプリングストリップ(2)の側に作用する第4支持ポイント(17)を備え、更にこの装置が、前記曲げユニット(5)および前記逆方向曲げユニット(16)を通過したスプリングストリップ部分(3)をスプリングストリップ(2)から分離するための切断ユニット(20)を有する、カーブしたスプリングストリップ部分(3)を製造するための装置において、
    前記第4支持ポイント(17)に隣接する前記曲げユニット(5)の前記第3支持ポイント(8)が、ストリップの厚さ方向に前記スプリングストリップ(2)に直角に調節自在となっていることを特徴とする、カーブしたスプリングストリップ部分(3)を製造するための装置。
  6. スプリングストリップ部分を曲げるための前記第3支持ポイント(8)またはスプリングストリップを逆方向に曲げるための前記第4支持ポイント(17)のためのリニア位置決め手段が設けられており、このリニア位置決め手段により、前記第3支持ポイント(8)または前記第4支持ポイント(17)をスプリングストリップ走行方向(12)に位置決めしうるようになっている、請求項5記載の装置。
  7. 前記スプリングストリップの走行方向(12)に対して、前記逆方向曲げユニット(16)の後に、前記切断ユニット(20)が設けられており、この切断ユニット(20)が、切断エッジを有し、ブレードが、この切断エッジを横断し、前記スプリングストリップ部分(3)を分離するようになっている、請求項5または6記載の装置。
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