JP2008510626A - ばね弾性的に支承された工作物支持体を有する打抜き機 - Google Patents

Abstract

打抜き工具のための工具収容部及びダイ（１０）を有する打抜き機（１）において、ダイが切断エッジ（１６）を有しており、該切断エッジ（１６）の脇を通過して打抜き工具が加工ストローク方向（７）並びに戻りストローク方向（８）に運動可能であり、少なくとも１つのばねエレメント（２５）により支持された少なくとも１つの工作物支持体（２０）が設けられており、該工作物支持体（２０）が、ダイ（１０）の領域内に配置されている形式のものにおいて、工作物支持体（２０）を支持するばねエレメント（２５）のばね力が調節可能になっている。

Description

本発明は、打抜き機であって、打抜き工具のための工具収容部とダイとが設けられており、このダイが切断エッジを有しており、この切断エッジの脇を通過して打抜き工具が加工ストローク方向並びに戻りストローク方向に運動可能になっており、この場合に少なくとも１つのばねエレメントにより支持された少なくとも１つの工作物支持体が設けられており、この工作物支持体がダイの領域内に配置されている形式のもの、及び請求項１６に記載の方法に関する。

工作物、例えば薄板を打抜く場合にダイの切断エッジには、しばしば切断エッジから打抜きポンチの戻りストローク方向に突出したばりが形成される。ばり形成物の種類及び大きさは様々な原因、例えば加工される材料、切断ジオメトリ又は使用される工具の状態に関係している。打抜き工程の後には、工作物が先行した加工工程において停止状態にあった後に次の加工位置へ移動させるためであろうと、加工の終了後に機械から取り外すためであろうと、打抜きポンチの運動方向に対して横方向に摺動される。

工作物が加工後にダイから所定の間隔をおいて持ち上げられ、持ち上げられた位置で支持されない場合には、工作物は摺動運動時に切断エッジと摺動方向に同一平面をなすダイ面で滑動する。この場合に打抜き後に打抜きポンチの戻りストローク方向に切断エッジから突出したばりが、切断エッジに対するばりの突出が百分の数ミリメートルのみである場合であっても場合によってはダイに向いている工作物側の引っかきの原因となる。

この欠点を取り除くためにドイツ連邦共和国実用新案第２９７０２６９９号明細書では、特に工作物支持体を、ダイの基体で戻し力の作用に抗して打抜きポンチの加工ストローク方向に可動に支持することが提案される。このためには、例えばばねを介してダイの基体で支持される工作物支持体が提案される。高い重量を有する工作物の場合には工具支持体が工作物の固有重量により下方へ押圧され、これにより、工作物の下側が切断エッジの近傍へ到達するか、又はダイ面にさえ載置することが問題であることが判明した。すなわち切断エッジのばりがここでも工作物の下側の引っかきの原因となる。より強力なばねエレメントが使用された場合には、ばねエレメントは打抜き時に十分にたわまずに工作物支持体は工作物の下側に対して強く押しつけられ、これにより、打抜き工程ではより軽量で、ひいては通例ではより薄い工作物の変形が生じてしまう。

日本特許公開第０７２５６３６７号明細書ではブラシテーブルを用いることが提案される。この場合にブラシの一方の端部が第１のプレートに堅固に配置されており、他方の自由な端部が第２のプレートから突出している。この第２のプレートは第１のプレートに対して平行に延びており、第１のプレートに対して高さ調節可能になっている。このような手段により、ブラシの剛性を変更することができる。それ故、種々異なった重量の工作物に打抜き機を適合させるためには、プレートの高さが互いに調節されることによりブラシテーブル全体が変更される必要がある。ブラシは摩耗するという欠点を有している。日本特許公開第０７２５６３６７号明細書において紹介されている装置でさえも、重い工作物の場合にはブラシの押圧及び工作物のダイとの接触、ひいては引っかきが生じる恐れがある。

そこで本発明の課題は、打抜き機において、種々異なった重量の工作物を損傷することなしに加工することのできるものを提供することである。

この課題は、本発明によれば、冒頭で述べた形式の打抜き機において、工作物支持体を支持するばねエレメントのばね力が調節可能になっているものにより解決される。このような手段により、打抜き機は種々異なった重量の工作物に合わせて簡単に調節することができる。特に工作物が搬送の間に切断エッジから確実に離隔されており、しかしながら打抜き工程時に工作物の変形が生じる程にはばね力が大きくないようにばね力を調節することができる。すなわちばね力はそれぞれ次のように選択されている、すなわち打抜きポンチが出発位置に位置している場合には工作物がダイから離隔されており、打抜きポンチが沈降した場合にはばねエレメントがたわみ、工作物が打抜きポンチにより特に面状にダイに対して押しつけられ、その後に締付けストローク方向にポンチがさらに運動した場合に打抜き部が打ち抜かれるように選択されている。

工作物支持体をダイの領域、すなわちダイ近傍に配置することは、工作物テーブル全体に調節が施される必要がないという利点を有している。工作物をダイの領域内で局部的に引っかきに対して保護すれば十分である。ダイの領域に配置するとは、ばねエレメントがダイの基体で支持されるようにダイ自体に配置することとも、ばねエレメントが工作物テーブル又は工作物テーブルの下部構造体で支持されるようにダイの外部で工作物テーブルに配置することとも解すべきである。

ばねエレメントの調節は、例えばばねが様々にプレロード（予荷重）をかけられることにより行うことができる。特定のばねエレメントの場合には、ばね定数が変更可能であることが規定されていてよい。ばねエレメントとしては、種々異なった構成部材が可能である。例えばコイルばね又は皿ばね及びゴムばねエレメントがばねエレメントとして使用可能である。工作物が遠く持ち上げられすぎることを阻止するためには、ストッパが設けられていてよい。このストッパはばねエレメント若しくは工作物支持体の戻りストローク方向の運動を制限する。

特に有利な構成では、ばねエレメントと工作物支持体とがダイ保持部の近傍で工作物テーブルに配置されていてよい。ドイツ連邦共和国実用新案第２９７０２６９９号明細書による従来技術では、ばねエレメントはダイ自体に配置されており、ダイの基体で支持される。このことは、それぞれのダイに対応してばね弾性的に支承される工具支持体が設けられる必要があることを意味する。これはかなりコスト高である。さらにこのように配置されたばねエレメントはアクセス及び制御が困難なので、ばね力の調整が不可能である。それ故、ばねエレメントがダイとは無関係となるように、工作物支持体を有するばねエレメントを工作物テーブルに配置することは有利である。工作物テーブルには、ばねエレメントを制御し、ひいてはばね力を調節するための相応の装置が設けられていてよい。

有利にはばねエレメントは空気ばねエレメントの形で形成されている。このようなばねエレメントのばね定数は特に簡単かつ正確に空気圧を介して調節することができる。この場合には工作物支持体を支持するばね弾性的なエアクッションが形成されている圧力室が設けられていてよい。

工作物支持体が、ばねエレメントにより支持された支持エレメント支承部及びこの支持エレメント支承部内に支承された支持エレメントを有している場合には打抜き機の有利な構成が生じる。このような手段により、例えば小さい摩擦値を有する支持エレメントが設けられていてよい。例えば支持エレメントはローラの形で形成されていてよく、これにより、工作物はわずかな抵抗により工作物支持体に沿って運動することができる。

支持エレメント支承部が玉軸受けの形で形成されており、支持エレメントが玉として形成されている場合には特に有利である。このような手段により、工作物は摩擦がわずかな場合に全ての方向に工作物テーブルに沿って可動である。ばね弾性的に支持されたこのような工作物支持体は特に摩耗しにくい。

さらに、ばねエレメントにより支持された工作物支持体が１つ又は複数のブラシを有していることも考えられる。例えば、ブラシが支持エレメントとしてばねエレメントに直接に固定されており、かつ／又はばねエレメントにより支持されていてよい。択一的には、１つ又は複数のブラシが、ブラシホルダとして形成された支持エレメント支承部内に配置されていて、これにより支持エレメントを形成することもできる。このブラシホルダはばねエレメントにより支持されていてよい。

本発明の１構成では、ばねエレメントのばね力は手により調節可能になっていることが規定されていてよい。それ故、打抜き機の操作員は工作物重量を認識した上でばねエレメントのばね力を調節又は操作手段、例えば圧力調整弁の手による操作により調節し、これにより打抜き機を加工したい工作物に適合させることができる。

ばね力が自動的に調節可能である場合には打抜き機の取扱が簡易化される。例えば加工工程の開始時に工作物の重量を検出すること、特に自動的に検出することができ、これをもとにしてばね力を操作員の手助けなしに自動的に調節することができる。択一的には加工したい工作物の重量又は特性、例えば工作物重量が割り当てられた工作物厚さを入力することができ、これにより、この情報に基づき制御部がばね力を調節することができる。

有利な改良形では、工作物の加工の間にばね力が調整可能である。基本的には工作物の重量の低下に伴ってばね力が手により後調整されるようにすることも可能である。しかしながら、有利にはばね力は加工の間に工作物の重量に合わせて自動的に調整される。この場合、所定の加工時にはそれぞれの打抜き工程に伴う工作物の重力減少が知られており、この知識に基づき加工の間にばね力が調整されるようにすることが可能である。択一的には、加工の間に工作物の重量が連続的に、又は準連続的に、すなわちそれぞれの打抜き工程又は規定数の打抜き工程の後に検出され、工作物の検出された重量に基づきばね力が調整されるか、若しくは、打抜き工程の間の工作物下側の引っかき及び工作物の折れ曲がりが阻止されるように調節される。

特に加工したい工作物の重量を検出するための重量検出手段が設けられている場合には、ばね力の自動的な調整が可能である。

ばね力は、工作物が加工の後及び移動の前に持ち上げられるように調節可能になっていてもよい。従って打抜き工程前には、工作物がダイに載置されるようにばね力を減じることができる。打抜き工程後にはばね力を高めることができ、これにより、工作物がダイから十分に持ち上げられ、これにより、工作物を続いて変位した場合に引っかきが阻止される。すなわち、ばね力の調節により支持エレメントのストローク運動を制御することができる。

１改良形では、重量検出手段がばね力を調節するための制御部に接続していることが規定されていてよい。この場合に制御部は調節手段を制御する。この調節手段はばねエレメントの種類に関係している。空気によりばね弾性的に支承されるばねエレメントの場合には、調節手段としては例えば圧力室内に規定圧力を形成するためのコンプレッサ、又は弁が設けられていてよい。さらに圧力室内の圧力を検出するためのセンサが設けられており、これにより、圧力室内の圧力、ひいてはばねエレメントのばね力を調整することができるように制御部へのフィードバックを行うことができる。このような調整は、ほかのいずれの種類のばねエレメントのためにも可能である。

基本的にはダイ又は切断エッジを取り囲む唯一の、特に一体的な工作物支持体に１つ又は複数の調節可能なばねエレメントが設けられていることも可能である。しかしながら、それぞれ１つ又は複数の調節可能なばねエレメントと協働する複数の工作物支持体をダイの領域内に配置し、特にこれらをダイ収容部の周方向に配置することが有利である。工作物支持体を配置することができる工作物テーブルはしばしば種々異なったセグメントに分割されており、これらのセグメントは部分的にダイ収容部に対して相対的に運動することができる。このような打抜き機においては、複数の工作物支持体を設ける方が簡単である。

本発明の１構成では、工作物テーブルが設けられていてよい。この工作物テーブルにはダイが配置されており、この場合に工作物テーブルはダイの外部、及びばね弾性的に支承された１つ又は複数の工作物支持体が配置された領域の外部では、ブラシテーブルの形で形成されている。択一的には、工作物テーブルはこの領域内では玉軸受テーブルの形で形成されていることが規定されていてよい。これにより、より大きい工作物を打抜き工具及びダイに対して相対的に運動させることもできる。工作物は損傷から保護するためにダイ領域の外部でも支持される。しかしながら、ダイの切断エッジのばりに起因する工作物下側の引っかきを阻止するための、工作物の持ち上げ若しくはばね弾性的な支持は、ダイの領域内でのみ行われる。

さらにこの課題は、請求項１６の特徴を有する方法により解決される。有利な方法変化態様が請求項１７〜請求項２１までに記載されており、本発明による打抜き機につき既に説明した通りである。

次に本発明の実施の形態を実施例に関する概略図を用いて詳しく説明する。

図１によれば、打抜き機１がＣ字形の機械フレーム２を有しており、この機械フレーム２には上側のフレーム脚部３及び下側のフレーム脚部４が設けられている。

上側のフレーム脚部３の自由な端部には、打抜きポンチの形の打抜き工具若しくは打抜きポンチを設けられた工具支承部６のための駆動装置５が取り付けられている。駆動装置５によって、工具支承部６は、打抜きポンチと一緒に作業ストローク方向７若しくは戻りストローク方向８に直線状に可動になっている。作業ストローク方向７又は戻りストローク方向８の運動は、工作物を加工するための作業ストローク並びに作業ストロークに続く戻しストローク時に工具支承部６若しくは打抜きポンチにより行われる。

工作物加工時に図示の実施例では打抜きポンチは薄板９の打抜き加工を行う場合に打抜きダイ１０の形の打抜き下部工具と協働する。この打抜きダイ１０は工作物テーブル１１内に組み込まれており、この工作物テーブル１１自身は打抜き機１の下側のフレーム脚部４で支承されている。工作物加工時に必要な、打抜きポンチと打抜きダイ１０とに対する当該薄板９の相対運動が、機械フレーム２の空隙１２内に格納された汎用の構成形式の座標ガイド１３により実施される。打抜き機を制御するためには、制御部１４が設けられている。

図２には、打抜き工具及びこの打抜き工具を取り囲む領域の平面図が示されている。ダイ保持部１５の形で形成された工具収容部内には、ダイ１０が保持されている。この実施例ではダイ１０は円形の切断エッジ１６を有しており、この切断エッジ１６はダイ開口１７を制限している。ダイエッジ１６はダイ支持面１８と同一平面をなしている。打抜きポンチは、打抜き工程の間に切断エッジ１６の脇を通過して運動させられ、これにより、ダイ開口１７内へ突入する。ダイ開口１７を通過して打ち抜かれた部分が落下する。ダイ１０の周囲の領域内、特にダイ保持部１５の領域内には、実施例では６つの工作物支持体２０が配置されている。これらの工作物支持体２０は支持エレメント支承部２１を有しており、この支持エレメント支承部２１内には、球の形で形成された支持エレメント２２が支承されている。工作物支持体２０はばね弾性的に支承若しくは支持されており、この場合にばねエレメント（図２には見ることができない）のばね力は調節可能である。ダイ１０の外部の領域及び工作物支持体２０が配置された領域の外部の領域内には、工作物テーブル１１にブラシ２３が設けられており、これらのブラシ２３は工作物を支持する。この場合これらのブラシ２３の支持高さ若しくは弾性は不変である。

図３の断面図によれば、工作物テーブルセグメント１１ａ，１１ｂには工作物支持体２０が配置されており、これらの工作物支持体２０はそれぞれ１つの支持エレメント支承部２１と支持エレメント２２とを有している。工作物支持体２０はばねエレメント２５により支持され、この場合にこのばねエレメント２５はエアクッションを備えた圧力室２６を有している。圧力室２６は圧縮空気導管２７を介して圧縮空気を供給される。工作物支持体２０は、ダイ保持部１５により保持されたダイ１０の直接の近傍に配置されている。打抜きが行われない場合には支持エレメント２２はブラシ２３の自由な端部と同一平面をなしている。打抜き工程の間には支持エレメント２２は支持エレメント支承部２１と一緒に作業ストローク方向７に、ばねエレメント２５によりもたらされる調節可能な戻し力に抗して可動である。ばねエレメント２５は工作物テーブル１１の下部構造体で支持される。工作物テーブルセグメント１１ａは高さ調節可能に構成されており、これにより、座標ガイド１３の爪を避けることができ、工作物をほぼ水平方向にダイ領域に供給することができるようになっている。

ばね弾性的に支承された工作物支持体を有する打抜き機の斜視図である。 ダイ及びダイを取り囲む領域の平面図である。 打抜き機の下部の断面図である。

Claims (21)

1. 打抜き機（１）であって、該打抜き機（１）に打抜き工具のための工具収容部及びダイ（１０）が設けられており、該ダイ（１０）が切断エッジ（１６）を有しており、該切断エッジ（１６）の脇を通過して打抜き工具が加工ストローク方向（７）並びに戻りストローク方向（８）に運動可能であり、少なくとも１つのばねエレメント（２５）により支持された少なくとも１つの工作物支持体（２０）が設けられており、該工作物支持体（２０）が、ダイ（１０）の領域内に配置されている形式のものにおいて、工作物支持体（２０）を支持するばねエレメント（２５）のばね力が調節可能であることを特徴とする、打抜き機。
2. ばねエレメント（２５）及び工作物支持体（２０）が、ダイ保持部（１５）の近傍で工作物テーブル（１１）に配置されている、請求項１記載の打抜き機。
3. ばねエレメント（２５）が、空気ばねエレメントの形で形成されている、請求項１又は２記載の打抜き機。
4. 圧力室（２６）が設けられており、該圧力室（２６）内に、工作物支持体（２０）を支持するエアクッションが形成されている、請求項３記載の打抜き機。
5. 工作物支持体（２０）が、ばねエレメント（２５）により支持された支持エレメント支承部（２１）と、該支持エレメント支承部（２１）内に支承された支持エレメント（２２）とを有している、請求項１から４までのいずれか１項記載の打抜き機。
6. 支持エレメント支承部（２１）が、玉軸受の形で形成されており、支持エレメント（２２）が玉の形で形成されている、請求項５記載の打抜き機。
7. 工作物支持体（２０）が、１つ又は複数のブラシを有している、請求項１から６までのいずれか１項記載の打抜き機。
8. ばねエレメント（２５）のばね力が、手により調節可能である、請求項１から７までのいずれか１項記載の打抜き機。
9. ばね力が、自動的に調節可能である、請求項１から８までのいずれか１項記載の打抜き機。
10. ばね力が、工作物の加工の間に調整可能である、請求項９記載の打抜き機。
11. 工作物が加工後及び移動前に持ち上げられるように、ばね力が調整可能である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の打抜き機。
12. 加工したい工作物の重量を検出するための重量検出手段が設けられている、請求項１から１１までのいずれか１項記載の打抜き機。
13. １つ又は複数の重量検出手段が、ばね力を調節するための制御部に接続している、請求項１２記載の打抜き機。
14. それぞれ調節可能なばねエレメント（２５）と協働する複数の工作物支持体（２０）が、ダイ（１０）の領域内に配置されており、特にダイ保持部（１５）の周方向に配置されている、請求項１から１３までのいずれか１項記載の打抜き機。
15. 工作物テーブル（１１）が設けられており、該工作物テーブル（１１）にダイ（１０）が配置されており、工作物テーブル（１１）が、ダイ（１０）の外部、かつばね弾性的に支承された１つ又は複数の工作物支持体（２０）が配置された領域の外部に配置されており、ブラシテーブル又は玉軸受テーブルの形で形成されている、請求項１から１４までのいずれか１項記載の打抜き機。
16. 打抜き機（１）の工具収容部の領域内で工作物を支持するための方法であって、少なくとも１つの工作物支持体（２０）が少なくとも１つのばねエレメント（２５）によりに支持される方法において、工作物支持体（２０）を支持するばねエレメント（２５）のばね力を調節することを特徴とする、打抜き機（１）の工具収容部の領域内で工作物を支持するための方法。
17. ばね力を自動的に調節する、請求項１６記載の方法。
18. 工作物の加工の間にばね力を調整する、請求項１６又は１７記載の方法。
19. 工作物の重量に関係してばね力を調節するか、又は重量に適合させる、請求項１６から１８までのいずれか１項記載の方法。
20. 工作物の重量をあらかじめ規定するか、又は検出する、請求項１６から１９までのいずれか１項記載の方法。
21. 工作物加工の間に工作物の重量を検出する、請求項１６から２０までのいずれか１項記載の方法。

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