JP2021502252A - パンチングプレスを取り付けるためのばねダンパ要素 - Google Patents

Abstract

本発明は、パンチングプレス（１）を取り付けるためのばねダンパ要素（２）であって、第１の流体チャンバ（４）及び第２の流体チャンバ（５）を有する油圧ダンパユニット（３）であって、意図する動作においては、該ばねダンパ要素（２）の圧縮中に、作動液が前記第１の流体チャンバ（４）から絞り地点（６）を介して前記第２の流体チャンバ（５）内に変位する、油圧ダンパユニット（３）を有する。該ダンパユニットはさらに、前記第１の流体チャンバ（４）と前記第２の流体チャンバ（５）との間に配置される過負荷弁（７）であって、前記第１の流体チャンバ（４）内が特定の流体圧力に達するか、又は、前記第１の流体チャンバ（４）と前記第２の流体チャンバ（５）との間が特定の圧力差に達すると、バイパス（８）を開いて開放し、該バイパス（８）を介して、作動液は次に、前記第１の流体チャンバ（４）から前記絞り地点（６）をバイパスして前記第２の流体チャンバ（５）内に流れる、過負荷弁（７）を有する。該ばねダンパ要素（２）は、意図されたように設置される場合、前記過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差をそれぞれ調整可能であるように設計される。本発明のばねダンパ要素により、パンチングプレスに対する取り付け配置を設定することができ、その制振特性を、地面への負荷を最小限に保持しつつ該プレスの広範囲における可変作動が可能となるように、大きな労力を要せずに調整することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、独立特許請求項のプリアンブルに記載しているように、パンチングプレスを取り付けるためのばねダンパ要素、パンチングプレスを取り付けるためのばねダンパ要素の使用、及び前記ばねダンパ要素に取り付けられるパンチングプレスを動作させる方法に関する。

定格負荷２００ｋＮを超える大きなパンチングプレスには、質量バランス要素及びばねダンパ要素が装備されている。それらは特別な土台を必要とせず、また地面に固定される必要はない。該機械及びばねダンパ要素は共に、それぞれ例えば２．５Ｈｚ又は１５０ｍｉｎ^−１の比較的低い共振周波数をもつ単一質量オシレータを形成する。

ばねダンパ要素は、それによっていくつかの機能を果たす。一方では、それはダイナミック質量力から地上荷重を低減し、前記機械の共振範囲における「振動増幅」を防止し、前記プレスが連結したり分離したりするときに、前記機械の動作を低減するのに役立つ。他方、それはパンチングプレスを水平面に案内するのに役立つ。

前記プレスの質量補償を設計する場合、上方のツール部分の平均重量が考慮される。それと実際のツール重量はしばしば大幅に異なる。

したがって、様々なパンチング作業は、各種不釣合い質量及びパンチング頻度により、システムの振動励起に関して異なる作動条件となるため、不定の作動のためのばねダンパ要素を設計することはほとんど不可能である。

高いパンチング頻度での作動のためのばねダンパ要素を設計する場合、非常に大きな振幅では低いパンチング頻度での作動につながり、このことはプレスの適用範囲を著しく損なうことになりうるという問題が一般的に生じる。

共振周波数付近の低いパンチング頻度での作動のためのばねダンパ要素を設計する場合、概して不必要に高い地上荷重を比較的高いパンチング頻度の作動で通常発生させることになるという問題が生じる。通常、この設計においては、パンチングの衝撃からの衝撃力がばねダンパ要素を介して地面に伝達され、このことは短時間で非常に大きな地上荷重をもたらすという問題も生じる。

ＥＰ ０ ２７０ ７６２ Ａ１明細書によれば、一般的なばねダンパ要素が知られており、それはダンパピストンの圧力リリーフ弁で後者の問題に取り組んでいるが、それはばねダンパ要素の支持圧力を制限し、そうして最大限の地上負荷を制限している。

本発明の目的は、前述した従来技術の不利な点がない又は少なくともその一部を解消する技術的解決策を提供することである。

この目的は、独立請求項の主題によって解決される。

それらによれば、本発明の第１の態様は、パンチングプレスを取り付けるためのばねダンパ要素（spring-damper element）である。

該ばねダンパ要素は、油圧ダンパユニットを備える。これは第１の流体チャンバ及び第２の流体チャンバを有し、意図する動作においては、該ばねダンパ要素の圧縮中に、作動液が前記第１の流体チャンバから絞り地点を介して前記第２の流体チャンバ内に変位し、こうして制振効果が達成される。過負荷弁が前記ダンパ要素の第１の流体チャンバと前記第２の流体チャンバとの間に配置され、該過負荷弁は前記第１の流体チャンバ内が特定の流体圧力に達するか、又は、前記第１の流体チャンバと前記第２の流体チャンバとの間が特定の圧力差に達すると開き、バイパスを開放し、該バイパスを介して、作動液は次に、前記第１の流体チャンバから前記絞り地点をバイパスして前記第２の流体チャンバ内に流れる。それによって、前記第１の流体チャンバ内の圧力のさらなる増加が実質的に防止される。該ばねダンパ要素が意図されたように設置される場合、前記過負荷弁が開く前記流体圧力又は前記圧力差は、特に手動で、特にツールを用いることなく、及び／又はアクチュエータ又は空気圧シリンダのような外部から作動した調整手段をもつ制御システムを介して自動的に、それぞれ無段階に又は段階的に調整可能である。

本発明のばねダンパ要素を用いると、パンチングプレスのための取り付け配置を設定することが可能である。その制振特性は、各ケースにおいて最小限の地上負荷としつつプレスの広範囲の不定の作動が可能となるように、著しい努力を要することなく調整が可能である。

前記ばねダンパ要素の有利な態様においては、その油圧ダンパユニットは、意図する動作において、前記ばねダンパ要素の跳ね返り中に、作動液が、前記第２の流体チャンバから、前記絞り地点の断面よりも広い流れ断面を介して、前記第１の流体チャンバ内に流れて戻るように設計されている。それゆえ、該ダンパユニットは、この態様において基本的に圧縮の方向に働き、圧縮の方向より跳ね返りの方向において制振効果がないか又は著しく低い。このことは、地面に前記ばねダンパ要素を固定しないことを可能にする。

好ましくは、前記ばねダンパ要素の油圧ダンパユニットは、前記過負荷弁が開く前記流体圧力又は前記圧力差が、意図する動作中にそれぞれ調整可能であるように設計される。これにより、特に振幅及び加速度のような振動のパラメータを決定する制御システムの手段により、作動中の個々の作動状態に対する最適な制振を設定すること、及び所望するパラメータ配置に達するまで、前記ばねダンパ要素の制振を調整することが可能になる。

前記ばねダンパ要素の他の好ましい態様においては、前記ばねダンパ要素が圧縮される場合、前記過負荷弁は第１の流体チャンバ内で顕著な圧力の強まりがなくても開き、その結果、前記油圧ダンパユニットは少なくとも圧縮方向に実質的に無効となるように、前記ばねダンパ要素の前記油圧ダンパユニットは、前記過負荷弁が開く前記流体圧力又は前記圧力差が、それぞれ実質的にゼロに調整可能であるように設計される。

代替的には、前記油圧ダンパユニットは、前記ばねダンパ要素が圧縮する又は跳ね返る場合に、作動液が、第１と第２の流体チャンバの間を行きつ戻りつして実質的に無制限で流れることができ、その結果、前記油圧ダンパユニットは、圧縮の方向及び跳ね返りの方向の両方で実質的に作用しないように、前記過負荷弁は開状態にすることができるように設計される。

さらに前記ばねダンパ要素の他の好ましい態様においては、その油圧ダンパユニットは、前記第１の流体チャンバと前記第２の流体チャンバとの間に切り換え可能なバイパス弁を備え、それは開状態ではバイパスを開放し、該バイパスを介して、前記ばねダンパ要素の圧縮中に、作動液が、前記第１の流体チャンバから前記絞り地点をバイパスして前記第２の流体チャンバ内に流れ、また前記バイパスを介して、前記ばねダンパ要素の跳ね返り中に、作動液が前記第２の流体チャンバから前記第１の流体チャンバ内に流れ、前記油圧ダンパユニットは、圧縮の方向及び跳ね返りの方向の両方で実質的に作用しない。

前記ばねダンパ要素の前述した好ましい態様を用いると、前記ダンパユニットは、地上負荷が最小化されるように、比較的高いパンチング頻度での作動に対して実質的に作用しない。

有利には、前記ばねダンパ要素は、前記過負荷弁が開く前記流体圧力又は前記圧力差をそれぞれ設定する空気圧シリンダを備え、該空気圧シリンダは、意図する動作中に、特定の空気圧で加圧されるので特定の弁閉鎖力が生じる。その結果、感度がよく、容易な自動化設定を簡単に実現することができる。

代替的に又は付加的に、前記過負荷弁が開く前記流体圧力又は前記圧力差をそれぞれ設定する前記ばねダンパ要素は、１つ又は複数の弁ばねに作用するねじスピンドルを備え、それによって一定の弁閉鎖力を生じることが好ましい。その結果、特に簡単で信頼できる方法で手動の調整が達成される。

本発明の第２の態様は、パンチングプレスを取り付けるための第１の態様の前記ばねダンパ要素の使用である。このケースでは、本発明の有利な点は特に明らかである。

本発明の第３の態様は、本発明の第１の態様の前記ばねダンパ要素に取り付けられるパンチングプレスを動作させる方法である。その結果、異なる意図する動作条件において、前記パンチングプレスは、前記ばねダンパ要素の前記過負荷弁が開く前記流体圧力又は前記圧力差の異なる設定でそれぞれ動作される。

本発明の第４の態様は、本発明の第１の態様の前記ばねダンパ要素に取り付けられるパンチングプレスを動作させる別の方法である。それによって、前記ばねダンパ要素の前記過負荷弁が開く前記流体圧力又は前記圧力差の前記設定はそれぞれ、前記パンチングプレスが前記ばねダンパ要素において振動する振幅を変化させるようにして、前記パンチングプレスの前記意図する動作中に変更される。

本発明の第３及び第４の態様の発明方法は有利に組み合わされるが、それらを用いると、広範囲の前記プレスの可変の作動が各ケースにおいて地上負荷が最小限で可能となるように、パンチングプレスの取り付けの制振特性を個々の作動条件に適合させることが可能になる。

それに関して、前記ばねダンパ要素の前記過負荷弁が開く前記流体圧力又は前記圧力差の調整はそれぞれ、前記パンチングプレスが前記ばねダンパ要素において特定の振幅で、好ましくは、最大限の許容可能な振幅で振動するように変更されることが好ましい。これにより、特に共振周波数に近い低いパンチング頻度で作動する場合に、地上負荷をできるだけ小さくすることができる。

それに関して、好ましくは、前記振幅は、例えば１つ又は複数の距離測定センサによって測定され、前記ばねダンパ要素の前記過負荷弁が開く前記流体圧力又は前記圧力差の調整はそれぞれ、前記パンチングプレスが前記ばねダンパ要素において所望の振幅で振動するように、機械コントローラによって自動的に制御される。

前記振幅は、各ばねダンパ要素について別個に測定され、その過負荷弁が開く前記流体圧力又は前記圧力差の設定がそれぞれ制御されるならば、前記パンチングプレスの振動挙動は最適化され、例えば、不均一な負荷分布によるピッチング動作が補償される。

前記ばねダンパ要素の前記過負荷弁が開く前記流体圧力又は前記圧力差の調整はそれぞれ、好ましくは、特定の空気圧に晒される空気圧シリンダによって行われ、対応する弁閉鎖力を生じる。その結果、感度がよく、容易な自動化設定が簡単に実現することができる。

代替的には又は付加的には、前記ばねダンパ要素の前記過負荷弁が開く前記流体圧力又は前記圧力差の調整はそれぞれ、１つ又は複数の弁ばねに作用するねじスピンドルによって行われ、その結果、弁閉鎖力を生じる。それにより、実質的に簡単で信頼できる方法で手動の調整が達成される。

本発明のさらなる実施態様、有利な点、及び適用は、本独立請求項及び図面に基づく以下の記載に由来する。

本発明のばねダンパ要素に取り付けられるパンチングプレス。 図１のばねダンパ要素の１つの縦断面。 図２のばねダンパ要素の第１の変更の縦断面。 図２のばねダンパ要素の第２の変更の縦断面。

図１は、工場の床部２１で、本発明の４つのばねダンパ要素２に取り付けられているパンチングプレス１を示している。

ばねダンパ要素２の１つの縦断面を示す図２の概要から分かるように、ばねダンパ要素２は、均一のピッチで同心円上にその周囲に配置された６つのコイルばねパッケージ１５で囲まれた中央に位置する油圧ダンパユニット３を備える。コイルばねパッケージ１５の上には、パンチングプレス１の支持カラム１７を支持する支持プレート１６が支持体１８上に支持されている。支持体１８は油圧ダンパユニット３を含み、敷板１９とその下に配置された制振マット２０の上を覆って床部２１の上に支持されている。コイルばねパッケージ１５の各々は、小さいコイルばね１５ａと大きいコイルばね１５ｂを含み、それにより、小さいコイルばね１５ａは大きいコイルばね１５ｂ内に同軸に配置される。

油圧ダンパユニット３は、第１の流体チャンバ４と第２の流体チャンバ５を備えており、それらは作動液で満たされ、ダンパピストン２３により互いに分離される。ダンパピストン２３は、ボールピン２４を介して支持プレート１６に接続されている。

ダンパピストン２３においては、第１の流体チャンバ４と第２の流体チャンバ５の間を延びる連結チャネル２２が配置され、その中には絞り地点６が配置されている。絞り地点６は、逆止弁の一種によって形成され、その弁閉鎖体は絞り孔をもつプレート２５によって形成されている。第１の流体チャンバ４に面している前記逆止弁の側面に圧力が加えられると、プレート２５は、第１の流体チャンバ４と第２の流体チャンバ５がプレート２５の絞り孔を介して互いに連結される ように弁座に押し付けられる。この逆止弁の第２の流体チャンバ５に面している側面に圧力が加えられると、プレート２５は前記弁座から押し離され、その絞り孔より有意に大きい流れ断面を開放し、次いでそれを介して第１の流体チャンバ４と第２の流体チャンバ５は互いに接続される。

したがって、ばねダンパ要素２の圧縮の間、ダンパピストン２３は第１の流体チャンバ４内に変位し、次いで第１の流体チャンバ４内の圧力増加となるが、作動液は、第１の流体チャンバ４から、プレート２５の絞り孔を介するだけで第２の流体チャンバ５内に変位し、圧縮中の制振効果が達成される。

他方、跳ね返りの間は、第２の流体チャンバ５から第１の流体チャンバ４内への作動液の戻りフローにかなり大きな流れ断面が利用可能であり、このことは、顕著に低い制振効果又は制振効果なしの結果をもたらすことになる。

さらに分かるように、油圧ダンパユニット３は、ばねダンパ要素２の外側に配置された容易にアクセス可能な過負荷弁７を有する。過負荷弁７は、第１の流体チャンバ４と第２の流体チャンバ５の間のバイパスライン８と関連付けられている。そして、それは前記第１の流体チャンバ４内で特定の流体圧力に達するか、又は、前記第１の流体チャンバ４と前記第２の流体チャンバ５４との間で特定の圧力差に達すると開き、その結果、作動液は前記第１の流体チャンバ４からバイパスライン８を介して前記絞り地点６をバイパスして前記第２の流体チャンバ５内に流れる。それにより、第１の流体チャンバ４内のさらなる圧力の増加が防止される。

この過負荷弁７は、本質的にばね１３により弁座に押し付けられる弁プレート２６からなる。ばねのプレロードは、ねじスピンドル１２で調整することができ、又は完全に無効にすることができる。ねじスピンドル１２の最上部には、スケール２８の真向いにマーキングエッジ２７が配置されており、それにより設定されるばねのプレロードを測定することができる。

図３は、前記ばねダンパ要素の第１の変形の縦断面を示しており、図２に示したばねダンパ要素とは過負荷弁７の弁プレート２６がねじスピンドルで予め張力をかけられているのではなく、所望する開口圧力に従って特定の空気圧で加圧される空気圧シリンダ１１によって予め張力をかけられている点のみで異なっている。またこのばねダンパ要素は、距離測定センサ１４を備えており、それによりパンチングプレスの振動動作を機械コントローラ（図示せず）により検出され、空気圧シリンダ１１への圧縮空気の供給は、パンチングプレス１がばねダンパ要素２内で所望する振幅で振動するように自動的に制御される。

図４は、前記ばねダンパ要素の第１の変形の縦断面を示しており、図２に示したばねダンパ要素とは油圧ダンパユニット３は第１の流体チャンバ４と第２の流体チャンバ５との間に付加的に配置される切り換え可能なバイパス弁９を備え、該バイパス弁９は、開状態ではバイパス１０を開放し、該バイパスを介して、前記ばねダンパ要素２の圧縮中に、作動液が、前記第１の流体チャンバ４から前記絞り地点６と過負荷弁７をバイパスして前記第２の流体チャンバ５内に流れ、また実質的に制振効果が両方向に存在しないように、前記ばねダンパ要素の跳ね返り中に、作動液が前記第２の流体チャンバから前記第１の流体チャンバ内に流れ戻る。

本出願では好ましい態様が記載されているが、本発明はそれに限定されるものではなく、本願の特許請求項の範囲内で他の形でも達成される。

Claims (17)

1. パンチングプレス（１）を取り付けるためのばねダンパ要素（２）であって、第１の流体チャンバ（４）及び第２の流体チャンバ（５）を有する油圧ダンパユニット（３）であって、意図する動作においては、該ばねダンパ要素（２）の圧縮中に、作動液が前記第１の流体チャンバ（４）から絞り地点（６）を介して前記第２の流体チャンバ（５）内に変位する、油圧ダンパユニット（３）、並びに、前記第１の流体チャンバ（４）と前記第２の流体チャンバ（５）との間に配置される過負荷弁（７）であって、前記第１の流体チャンバ（４）内が特定の流体圧力に達するか、又は、前記第１の流体チャンバ（４）と前記第２の流体チャンバ（５）との間が特定の圧力差に達すると、バイパス（８）を開いて開放し、該バイパス（８）を介して、作動液は次に、前記第１の流体チャンバ（４）から前記絞り地点（６）をバイパスして前記第２の流体チャンバ（５）内に流れる、過負荷弁（７）を有し、該ばねダンパ要素（２）は、意図されたように設置される場合、前記過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差をそれぞれ調整可能であるように設計されている、ばねダンパ要素。
2. 前記油圧ダンパユニット（３）は、前記意図する動作において、前記ばねダンパ要素（２）の跳ね返り中に、作動液が、前記第２の流体チャンバ（５）から、前記絞り地点（６）の断面よりも広い流れ断面を介して、前記第１の流体チャンバ（４）内に流れて戻るように設計されている、請求項１に記載のばねダンパ要素（２）。
3. 前記過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差は、特にツールを用いることなく、無段階に又は段階的にそれぞれ調整可能である、請求項１又は２に記載のばねダンパ要素（２）。
4. 前記過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差は、それぞれ手動で調整可能であるか、及び／又は、制御システムを介して自動的に調整可能である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のばねダンパ要素（２）。
5. 前記過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差は、前記意図する動作中にそれぞれ調整可能である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のばねダンパ要素（２）。
6. 前記過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差は、それぞれ実質的にゼロに調整可能であるか、又は、前記過負荷弁（７）は、開状態にすることができる、請求項１〜５のいずれか１項に記載のばねダンパ要素（２）。
7. 前記油圧ダンパユニット（３）は、前記第１の流体チャンバ（４）と前記第２の流体チャンバ（５）との間に配置される切り換え可能なバイパス弁（９）を備え、該切り換え可能なバイパス弁（９）は、開状態ではバイパス（１０）を開放し、該バイパス（１０）を介して、前記ばねダンパ要素（２）の圧縮中に、作動液が、前記第１の流体チャンバ（４）から前記絞り地点（６）をバイパスして前記第２の流体チャンバ（５）内に流れ、また前記バイパス（１０）を介して、前記ばねダンパ要素（２）の跳ね返り中に、作動液が前記第２の流体チャンバ（５）から前記第１の流体チャンバ（４）内に流れる、請求項１〜６のいずれか１項に記載のばねダンパ要素（２）。
8. 前記過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差をそれぞれ調整する空気圧シリンダ（１１）を備え、該空気圧シリンダ（１１）は、前記意図する動作中に特定の空気圧に晒される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のばねダンパ要素（２）。
9. 前記過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差をそれぞれ調整する１つ又は複数の弁ばね（１３）に作用するねじスピンドル（１２）を備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載のばねダンパ要素（２）。
10. パンチングプレス（１）を取り付けるための、請求項１〜９のいずれか１項に記載の前記ばねダンパ要素（２）の使用。
11. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のばねダンパ要素（２）に取り付けられるパンチングプレス（１）を動作させる方法であって、前記プレス（１）は、異なる意図する動作状態の間に、前記ばねダンパ要素（２）の前記過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差の異なる設定でそれぞれ動作させる、方法。
12. 請求項１〜９のいずれか１項に記載のばねダンパ要素（２）に取り付けられるパンチングプレス（１）を動作させる方法であって、前記ばねダンパ要素（２）の前記過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差の前記設定はそれぞれ、前記パンチングプレス（１）が前記ばねダンパ要素（２）において振動する振幅を変化させるように、前記パンチングプレス（１）の前記意図する動作中に変更される、特に請求項１１に記載の方法。
13. 前記ばねダンパ要素（２）の前記過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差の前記設定はそれぞれ、前記パンチングプレス（１）が前記ばねダンパ要素（２）において特定の振幅で、特に、最大限の許容可能な振幅で振動するように変更される、請求項１２に記載の方法。
14. 前記振幅は、特に１つ又は複数の距離測定センサ（１４）によって測定され、前記ばねダンパ要素（２）の前記過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差の調整はそれぞれ、前記パンチングプレス（１）が前記ばねダンパ要素（２）において所望の振幅で振動するように、機械コントローラによって自動的に調節される、請求項１３に記載の方法。
15. 前記振幅は、各ばねダンパ要素（２）について別個に測定され、その過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差の調整はそれぞれ制御される、請求項１４に記載の方法。
16. 前記ばねダンパ要素（２）の前記過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差の調整はそれぞれ、特定の空気圧に晒される空気圧シリンダ（１１）によって行われる、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
17. 前記ばねダンパ要素（２）の前記過負荷弁（７）が開く前記流体圧力又は前記圧力差の調整はそれぞれ、１つ又は複数の弁ばね（１３）に作用するねじスピンドル（１２）によって行われる、請求項１１〜１５のいずれか１項に記載の方法。
    

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