JP2546768B2 - 冷間変形可能な金属から成る中空体を静液圧変形する装置 - Google Patents

冷間変形可能な金属から成る中空体を静液圧変形する装置

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JP2546768B2 JP4503458A JP50345892A JP2546768B2 JP 2546768 B2 JP2546768 B2 JP 2546768B2 JP 4503458 A JP4503458 A JP 4503458A JP 50345892 A JP50345892 A JP 50345892A JP 2546768 B2 JP2546768 B2 JP 2546768B2
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    • B21D26/00—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02—Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は，冷間変形可能な金属から成る中空体を型の
成形空洞内で静液圧により変形する装置が，型に受け入
れられる中空体に対して往復運動可能で供給位置に固定
可能でありかつ加圧液を導く供給スリーブの形の加圧液
供給装置を持ち，この供給スリーブの導入口が，型の成
形空洞外にある中空体の支持又は接続範囲上へはめられ
て，供給位置において液圧で密封を行う密封片により支
持又は接続範囲を包囲し，供給スリーブが，軸線方向外
方へ開くほぼ円錐台状の内周面とこれに続くほぼ円筒状
の内周面とを有するほぼ漏斗状の導入口を持つている，
冷間変形可能から成る中空体を静液圧変形する装置に関
する。
このような装置は欧州特許出願公開第0347369号明細
書から公知であるが，実際には普及していない。
別の公知の装置（1984年３月９日発行の工業雑誌第20
号，第106巻,16及び17頁参照）によれば，冷間変形可能
な金属，例えば16MnCr5,から成る管状中空部分は静液圧
により生ぜしめられる高い内圧の供給のもとに変形され
る。この高い内圧に，別個に管端面に作用する軸線方向
圧力が加わる。この軸線方向圧力及び内圧の同時の作用
の結果，中空体壁が型の型彫り部に接触する。
実際上，まつすぐな管が上型と下型の間の成形分離面
内に挿入されかつ型全体が閉じられる。しかし上型と下
型の間には，直径上に対向し，互いに同軸に配置された
２つの水平押し棒のための空間が十分残されており，こ
れらの押し棒の自由端面は，押し棒と一直線をなし，変
形されるべき管片をこれらの端面の間に受け入れる。次
いで，軸線方向圧力を同時に使用して加圧液を管の内部
空間へ導入することによつて変形が行われ，その際，両
方の押し棒は互いに向かつて移動せしめられる。
公知の静液圧変形によつて，周囲にわたつて均一に成
形される成形品と，部分的に変形される成形品と，均一
な変形及び部分的な変形を互いに組み合わせる成形品と
が製造され得る。
このように製造された中空部分の長所は，例えば鋳型
注入の際に，切削加工では作ることができない又は複雑
な工具を用いて（例えば放電加工により）はじめて作る
ことができる，アンダカツトされた中空内部空間を生ぜ
しめることができることに存する。更に，公知の中空部
分は，切削加工で製造される中空部分と異なり，比較的
軽量でありかつ鋳造繊維の繊維配向に以ている有利な繊
維配向の際の，変形と同時に現われる，低温硬化により
非常に抵抗力がある。
しかし公知の高内圧変形方法は不利と感じられる。な
ぜならば中空体壁のある程度の最小厚さを下回ることが
できないからである。これは本質的に，変形されるべき
管本体が，この管本体の端面に作用する比較的高い軸線
方向圧力を吸収するために相応に形状安定性を持つよう
に構成されなければならないことにあり，それは，十分
な肉厚を介してはじめて実現され得る。
更に、公知の高内圧変形方法は常に，軸線方向力を導
入するための力作用直線，即ち押し棒と管の縦中心軸
線，が正確に一致する部品だけに限られている。こうし
て，例えば十字形片又はＴ形片を製造するための最大限
側方の部分的外方折曲げ部が生ぜしめられ得る。この場
合，型彫り部に合わせて部分的に生ぜしめられる外方折
曲げ部の縦軸線は押し棒及び管の共通な力作用直線に対
して直角に延びている（前述の「工業雑誌」17頁，図４
及び８参照）。
公知の高内圧変形方法によりある程度の数の型が製造
できるが，しかしこれらの型は常に，押し棒及び変形さ
れるべき管の共通な力作用直線の限定条件，即ち原則的
にまつすぐな基本形状，に拘束されている。
公知の装置（前述の「工業雑誌」参照）は，特に軸線
方向力導入のための押し棒による，非常に高い製作出費
のために不利と感じられる。
冒頭に述べた公知のこの種の装置（前述の「工業雑
誌」参照）から出発して，本発明の基礎になつている課
題は，著しく簡単化された構造様式において速い動作方
法，特に速やかに行える工作物交換，を可能にするよう
に公知の装置を改良することである。
この課題を解決するため本発明によれば，供給スリー
ブが往復駆動可能であり，その密封片がほぼ非圧縮性の
材料から成りかつ加圧液を中空体へ導く方向とは逆の方
向へ開く環状溝を区画する２つの密封リツプを持つスリ
ーブ密封片として構成されて，中空体の支持又は接続範
囲を相対移動可能に受け入れ，導入口の少なくとも円筒
状内周面が粒状硬質金属層を備えている。
こうして本発明によれば，まず高い動作頻度が可能と
なる。即ち中空体を型へ挿入しさえすればよく，それに
続いて供給スリーブが型の方へ駆動されて中空体の支持
兼接続範囲上へはまる。供給スリーブを介して，中空体
の変形を行う加圧液が供給されると，この加圧液はスリ
ーブ密封片へも作用して自動的にその環状溝を広げ，半
径方向内側の密封リツプが中空体の支持又は接続範囲の
外周面へ密着してこの範囲の密封を行う。このように中
空体の変形を行う加圧液が，支持又は接続範囲の密封用
圧力媒体としても使用されるので，密封のための特別な
圧力媒体源が不要になる。
静液圧による変形が終了して，中空体から加圧液が排
出されると，スリーブ密封片も自動的に圧力を除かれ，
供給スリーブが戻されて，変形の終つた中空体から外さ
れる。
更に供給スリーブの導入口の少なくとも円筒状周面が
粒状硬質金属層を備えているので，中空体上にはまる供
給スリーブの軸線方向移動の際，中空体の外周面に多数
の軸線方向条溝即ち縦溝が生じて，スリーブ密封片の内
周面を中空体へかみ込ませるので，加圧液の高い圧力を
受けてスリーブ密封片の材料が周方向へクリープするの
を防止される。しかも軸線方向相対移動の際中空体によ
りこすられる導入口の円筒状内周面に硬質金属層が設け
られているため，導入口の摩耗が殆どなく，その有効寿
命が著しく改善される。
スリーブ密封片は，本発明によれば,90シヨアＡ以上
なるべく93〜95シヨアＡの硬度を持つエラストマーポリ
ウレタン注型樹脂から成る。
導入口が，供給スリーブ本体に係合する袋ナツトの構
成要素であり，スリーブ密封片がこの袋ナツトとスリー
ブ本体との間に保持されているのが好ましい。
少なくとも導入口の円筒状内周面，場合によつては付
加的に円錐状内周面に設けられる粒状硬質金属層は，約
80ないし約82HRcの硬度を持つ，放電加工による炭化タ
ングステン被覆であるのが好ましい。
本発明の別の拡張において，供給スリーブは液圧又は
空気圧で駆動される。これは，中空体の円筒状支持又は
接続範囲に対して同軸に配置された供給スリーブが，空
気圧又は液圧で駆動されるピストン−シリンダ装置のピ
ストン棒の自由端に同軸的に保持されていることによつ
て行われるのが好ましい。
図面に，本発明による好ましい実施例が詳細に示され
ている。
図１は，一部縦断面図で示された供給スリーブが付属
している，一部垂直断面図で示された，プレス台に配置
された型を示している。
図２は，図１にIIで示された破線の丸印で囲まれた部
分の拡大詳細図である。
図１に一部示された，中空体を静液圧変形する装置
は，全体として符号10で示されている。
プレス台11上に型12が取り付けられており，この型全
体は上型13及び下型14から成る。
上型13及び下型14は上側成形空洞15及び下側成形空洞
16をそれぞれ形成しており，これらの成形空洞は，全体
として共通の成形空洞17になるように補い合つている。
成形空洞17の型彫り部18は管状中空体19の表面輪郭を，
この中空体が成形空洞17の中で拡大により静液圧変形さ
れたらすぐ決定する。
中空体19の内部空間は20で示されている。
下型14は移動不可能に，プレス台11上に取外し可能に
取り付けられており，他方，上型13は,yで示された移動
方向矢印に応じて昇降せしめられ得る。このために上型
13は，図示されていないプレス上部に取外し可能に取り
付けられている。
図１に破線で示された分離線Ｔの左側に変形範囲21が
あり，分離線Ｔの右側に管状中空体19の支持又は接続範
囲としての保持範囲22がある。保持範囲22の横断面はほ
ぼ環状である。
供給スリーブ23は,1点鎖線で示された，液圧で駆動さ
れるピストン−シリンダ装置のピストン棒端部24に同軸
的に配置されている。この供給スリーブ23全体は，ピス
トン棒端部24と同じように，ほぼ回転対称的に構成され
ている。
供給スリーブ23はスリーブ全体25を持つており，この
スリーブ本体の右向き延長部26は雄ねじ27を持つてお
り，この雄ねじは，ピストン棒端部24の雌ねじに液密に
かつ圧力漏れなしにねじ込まれている。
供給スリーブ23は，両端において開いておりかつこの
供給スリーブに対して同軸的に延びている，加圧液（例
えば液圧加工の目的のために適している乳濁液）を送る
ための内側通路28を持つている。この通路28へ，ピスト
ン棒端部24の内部に設けられた角形通路29が開口してい
る。この通路29のピストン棒側の接続部30に管状の高圧
管路31が続いており，この高圧管路は，図示されていな
い，加圧液用の高圧発生装置に通じている。
袋ナツト32は33においてスリーブ本体25の雄ねじ上に
ねじ止めされている。袋ナツト32の内面34及びスリーブ
本体25の通路28の前側端部範囲は環状の内溝35を形成
し，この内溝の中にスリーブ密封片36がはまつて受け入
れられている。
スリーブ密封片36は環状基体37を持つており，この基
体に２つの密封リツプ38,39が続いており，これらの密
封リツプは環状溝40をこれらの密封リツプの間に形成
し，この溝は加圧液を中空体19へ導く方向とは逆の方向
へ，即ち液体接続部30の方へ，開いている。
袋ナツト32の，半径方向に延びる板状壁41は導入口42
を形成しており，この導入口は円錐台状内周面43と，こ
の内周面に続く円筒状内周面44とから形成されている。
これらの面43及び44はそれぞれ粒状硬質金属層49及び
48を備えており，この硬質金属層は炭化タングステン粒
子から成りかつ約82HRcの硬度を持つている。これらの
炭化タングステン粒子は放電加工により被覆されており
かつ硬化鋼から成る袋ナツト32と密接に結合されてい
る。
図１及び２に示された装置の動作は次の通りである。
ピストン棒端部24を持つ供給スリーブ23は,xで示され
た両方向矢印に沿つて並進往復可能である。
供給スリーブ23はｘに沿つて左へ移動せしめられ，先
ず１点鎖線で示された中間位置に達し，この中間位置に
応じて，充填圧力において開いている管状中空体19の端
部を通過する。供給スリーブ23は更にｘに沿つて左へ移
動せしめられ，袋ナツト32は型側の受入れ口46の中に十
分に入り込む。供給スリーブ23を持つピストン棒端部24
は次いで，図示されていないこの供給位置に,x方向に沿
う移動をしないようにされている。これは，ピストン棒
端部24だけが示されている液圧シリンダ内の動作液圧が
保たれていることによつて簡単に行われる。最終的に，
加圧液は管路31,30,28を介して管状中空体19の内部空間
20へ入れられる。この内圧は約65〜80バールの充填圧力
を経て約1500バールまでの変形圧力に確立され，この変
形圧力においてこの適用例では静液圧変形が終了され
る。
供給スリーブ23を管状中空体19の保持範囲22にはめる
間，袋ナツト32の円筒状内周面44にある粒状硬質金属層
48は中空体19の保持範囲22の外周面Ａに軸線方向縦溝を
生ぜしめる。これらの軸線方向縦溝は中空体19の外周面
Ａにおけるスリーブ密封片36の密接拘束を引き起こす。
この拘束は管状中空体19の外周面Ａに沿つたスリーブ
密封片36の材料の移動又はクリープを防止する。クリー
プ傾向は，上述の手段なしで,800〜1000バールより高い
圧力において生ずる。3000バール及びそれより高いこの
ような圧力は，特にステンレス鋼の変形の際に必要であ
る。円錐台状の内周面43は導入口42内の保持範囲22の自
動心合わせのために使われる。従つて円錐台状の内周面
43上の硬質金属層49は袋ナツト32の摩耗を防止する。
スリーブ密封片36は，ドイツ連邦共和国5090リーヴエ
ルクーゼン所在のバイエル・アクチエンゲゼルシヤフト
社の商標「Vulkollan」のもとに販売されている,93シヨ
アＡの硬度を持つエラストマーポリウレタン注型樹脂か
ら成る。
変形されるべき中空体19へ両端において加圧液が同じ
構造の供給スリーブ23を介して供給され得ることを付言
しておく。一端における供給の場合は，供給スリーブ23
の他に，圧力媒体供給装置を持たない盲スリーブ23が使
用される。なぜならば通路28は端部に47の所に接続部を
持つているからである。通路28は盲スリーブ23及び供給
スリーブ23において，中空体側の保持範囲22の，ほぼ軸
線方向力なしの滑りばめ受入れのために使われる。

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】冷間変形可能な金属から成る中空体を型の
    成形空洞内で静液圧により変形する装置が，型に受け入
    れられる中空体に対して往復運動可能で供給位置に固定
    可能でありかつ加圧液を導く供給スリーブの形の加圧液
    供給装置を持ち，この供給スリーブの導入口が，型の成
    形空洞外にある中空体の支持又は接続範囲上へはめられ
    て，供給位置において液圧で密封を行う密封片により支
    持又は接続範囲を包囲し，供給スリーブが，軸線方向外
    方へ開くほぼ円錐台状の内周面とこれに続くほぼ円筒状
    の内周面とを有するほぼ漏斗状の導入口を持つているも
    のにおいて，供給スリーブ（23）が往復駆動可能であ
    り，その密封片がほぼ非圧縮性の材料から成りかつ加圧
    液を中空体へ導く方向とは逆の方向へ開く環状溝（40）
    を区画する２つの密封リツプ（38,39）を持つスリーブ
    密封片（36）として構成されて，中空体（19）の支持又
    は接続範囲（22）を相対移動可能に受け入れ，導入口
    （42）の少なくとも円筒状内周面（44）が粒状硬質金属
    層（48,49）を備えていることを特徴とする，冷間変形
    可能から成る中空体を静液圧変形する装置。
  2. 【請求項２】スリーブ密封片（36）がエラストマーポリ
    ウレタン注型樹脂から成つていることを特徴とする，請
    求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】エラストマーポリウレタン注型樹脂の硬度
    が90シヨアＡ以上であることを特徴とする，請求項２に
    記載の装置。
  4. 【請求項４】導入口（42）が，供給スリーブ（23）のス
    リーブ本体（25）上に係合する袋ナツト（32）の構成要
    素であり，スリーブ密封片（36）がこの袋ナツト（32）
    とスリーブ本体（25）との間に保持されていることを特
    徴とする，請求項１ないし３のうち１つに記載の装置。
  5. 【請求項５】硬質金属層（48,49）が，約80ないし約82H
    Rcの硬度を持ち，放電加工により設けられる炭化タング
    ステン被覆であることを特徴とする，請求項１ないし４
    のうち１つに記載の装置。
  6. 【請求項６】供給スリーブ（23）が液圧又は空気圧で駆
    動されることを特徴とする，請求項１ないし５のうち１
    つに記載の装置。
  7. 【請求項７】中空体（19）の円筒状支持又は接続範囲
    （22）に対して同軸に設けられる供給スリーブ（23）
    が，空気圧又は液圧で駆動されるピストン−シリンダ装
    置のピストン棒の自由端（24）に同軸的に保持されてい
    ることを特徴とする，請求項６に記載の装置。
JP4503458A 1991-02-01 1992-01-31 冷間変形可能な金属から成る中空体を静液圧変形する装置 Expired - Lifetime JP2546768B2 (ja)

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