JP5795141B2 - シリンダ/ピストンユニットの同期を制御し、プレス機での変形および/または精密打抜きの際の圧力ピークを減らすための方法及び装置 - Google Patents
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Description
プレス機での打ち抜きあるいは切断の際に圧力ピークが発生することも周知である。圧力ショックは、例えばいわゆる切断ショック(Schneidschlag)の際に発生する。この切断ショックは、パンチが工作物から抜け材料の抵抗が突然無くなるときに、またはパンチが工具の上側部分と下側部分の間に挟まれた工作物に突き当たるときに常に発生する。
特許文献2から、プレス機内、特に油圧式プレス機内の、切断ショックを減衰するカウンター圧システムが周知である。このシステムは、少なくともピストンとシリンダからなる作動ユニット内の、圧力流体で満たされたカウンター圧室と、少なくとも一の付設される流出絞りとからなる。
この周知の先行技術は、圧力衝撃を絞り箇所を介してタンクに導くこととカウンター圧システムによって、切断ショックによる圧力ショックを確かに減衰するが、しかしながら、パンチが工作物に突き当たる際に、セットされた力の二倍の値にまで達する圧力ショックを捕らえることはできない。これは、部品の不本意な変形および品質損害と高い工具消耗という結果となる。
特許文献3には、少なくともシリンダ・ピストン・ユニットを有する、プレス切断の際の切断ショックを回避するための装置が記載されている。このシリンダ・ピストン・ユニットは、プレススライドのための突き当たり面の高さが調整可能なプレススライドと工具基礎プレートとの間に配置されており、その際、ピストンのストロークは、一方ではシリンダに設定されたバンドによって、他方ではピストンの前面に向かい合っているシリンダの内側の前壁によって境界付けられており、そしてその際、ピストンの前面とシリンダの前壁の間の圧力媒体室はインレットの方向において逆止弁を介して高圧の圧力媒体源と接続されておりアウトレットの方向において圧力制限弁が接続されている。圧力制限弁は、制御室を設けられており、この制御室は高圧の圧力媒体源と接続され、その際、制御室内の圧力は、制御配管を介して中心部の圧力制御弁によって調整可能である。
この周知の先行技術も、パンチが工作物に突き当たる際の圧力ショックを減らしあるいは回避するのには適していないので、その結果、前述した欠点は、この周知の解決方法においても発生する。
第一のアキュームレータから独立した第二のアキュームレータが、独立した制御オイルポンプによって、カウンターホルダまたはリング状刃が変形の際に供給しなければならない排除圧に充填される。カウンターホルダおよび/またはリング状刃は、アキュームレータから作用する低圧でもって出発する。カウンターホルダおよび/またはリング状刃が出発した後、油圧高圧源が接続され、カウンターホルダまたはリング状刃が排除圧に充填される。パンチが工作物に突き当たるとすぐに、発生する圧力ピークが、独立したタンクに、許容し得るとして予め定められた目標圧力まで導かれる。カウンターホルダおよび/またはリング状刃が排除され、カウンターホルダおよび/またはリング状刃のシリンダ/ピストンユニットが、バッファ圧まで開放される。スライドの引き戻しの際に、カウンターホルダが同期して取り外され、その際、スライドの引き戻し速度は、カウンターホルダのノックアウト速度と同じ値に調整される。
調整は量依存せず、それは、さまざまな条件のもとにおいても、より一定の圧力推移という結果をもたらす。特に、高い排除圧および/または長い油圧管においても、排除圧は安定したままである、言い換えると、アキュームレータ内の圧力の減少にもかかわらず、外部からの制御オイル供給に基づいて、排除弁内の制御圧は一定にとどまる。独立した回路からの制御オイルの供給は、低いプレス力の事前選択においても、カウンターホルダおよび/またはリング状刃のための最大の排除力を提供する。さらに、本発明に係る方法が、油圧式のみならず機械式駆動のプレス機に同様にふさわしいことは有利である。
シリンダ/ピストンユニットは、低圧源と、制御ユニットによりプログラム可能な第一の比例弁を介して、第一のアキュームレータに、比例弁によって予め定められかつ常時ピストン/シリンダユニットに隣接するバッファ圧を発生するために接続されている。高圧源は、制御ユニットによりプログラム可能で比例多方向弁により予制御される比例弁を介しピストン/シリンダユニットと、および、カウンターホルダおよび/またはリング状刃のための圧力を発生するための第二のアキュームレータと接続されており、その際、比例多方向弁は、圧力ピークを導くために独立したタンクと接続されている。第二のアキュームレータは、第二のアキュームレータ内の圧力を一定に保つために油圧流体を第二のアキュームレータに配送する制御オイルポンプと接続されている。二方向弁を通って、バッファ圧回路または排除圧回路はシリンダ/ピストンユニットに接続されることができ、その際、逆止弁がバッファ圧回路を排除圧回路から切り離している。
低圧源8から見ると、油圧管7は、比例圧弁9、第一のアキュームレータ10、および逆止弁11を介してシリンダ/ピストンユニット1に通じている。さらに比例圧弁9は中央制御ユニット12に接続されており、この中央制御ユニットにより比例圧弁9は適切なバッファ圧P1にプログラムされる。記載されていないプレス機のカウンターホルダシリンダ2のピストン3は高速に運動する(sich im Eilgang befinden)、つまり、ピストンは最初下死点UTから上死点OTへ向かって動作する。低圧源8、比例圧弁9、アキュームレータ10、逆止弁11、およびこれらに付随する油圧管7はシリンダ/ピストンユニットのための油圧的なバッファ圧回路A(Polsterdruckkreislauf)を形成する。
シリンダ/ピストンユニット1の作動室5は、さらに、二方向弁14を介し油圧管15を通じて高圧源13に接続されている。二方向弁14によって高圧源13が作動室5に切換え接続されることができる。油圧管7はこの場合逆止弁11によって遮断されているので、低圧源8は高圧源13から確実に切り離されている。
油圧管7は流れ上流で四方向プランジャー弁16、例えば比例多方向弁に通じており、この四方向プランジャー弁は、第二の比例圧弁17を所定の許容しうる目標圧力SPに予制御する。比例圧弁17は入口側で油圧管18を介して第二のアキュームレータ19と接続されており、この第二のアキュームレータは独立した制御オイルポンプ20から制御オイルを供給されている。
排出側では、四方向プランジャー弁16は油圧管21を介して独立したタンク22に接続されており、このタンクは圧力ピークによって排除された油圧流体を受け容れる。
高圧源13、二方向弁14、四方向プランジャー弁16、比例圧弁17、第二のアキュームレータ19、およびこれらに付随する油圧管18はシリンダ/ピストンユニット1のための油圧的な排除圧回路B(Verdraengerdruckkreislauf)を形成する。
アキュームレータ10および19は、ブラダ型アキュームレータとして実施される
シリンダ/ピストンユニット1のスライドは下死点付近に存在し、高速運動である。第一のステップでは、第一のアキュームレータ10が低圧源8を介して、工作物のクランプ力に一致するバッファ圧P1まで充填される。このバッファ圧はカウンターホルダのノックアウト力と同じである。
第一のアキュームレータ1がバッファ圧P1を達成した後、バッファ圧P1はカウンターホルダシリンダの作動室5に作用し、カウンターホルダはかけられた低圧で上死点OTにむけ出発する。カウンターホルダが上死点OTに向かって出発すると同時に、第二のアキュームレータ19は、比例圧弁17を介して前もって定められる排除圧P3に充填される。比例圧弁17のさまざまな排除圧に対するプログラムは、中央制御ユニット12を介して行われる。
圧力ピークによって生じる圧力衝撃は、油圧管7を介して、圧力衝撃を許容しうる目標圧力SPまで調整し油圧管21を介してタンク21へ導く四方向プランジャー弁16に達する。発生する圧力ピークの工作物への影響は、これによって縮小される。
第二のアキュームレータ19内の圧力は、制御オイルポンプ20によって独立した制御オイル源から適切な制御オイルの量を案内することによって、基本的に一定に保たれる。
作動室5あるいは6の排除圧P2からの開放は、第一のアキュームレータからの、未だ隣接するバッファ圧P1までのみ可能である。これによってバッファ圧P1は常時作動室5に作用する。シリンダ/ピストンユニット1は機械的なばねのようにふるまうので、その結果、シリンダ/ピストンユニットはスライド運動に対抗してまたは同方向に動作可能である。
2 カウンターホルダシリンダ
3 ピストン
5 作動室
7 油圧管
8 低圧源
9 バッファ圧回路A内の比例圧弁
10 第一のアキュームレータ
11 逆止弁
12 中央制御ユニット
13 高圧源
14 二方向弁
15 油圧管
16 四方向プランジャー弁
17 排除圧回路内B内の比例圧弁
18 油圧管
19 第二のアキュームレータ
20 制御オイルポンプ
21 油圧管
22 タンク
A バッファ圧回路
B 排除圧回路
OT 上死点
UT 下死点
P1 バッファ圧
P2 作動室5内の排除圧
P3 第二のアキュームレータ内の排除圧
PU 変形/精密打抜きのための圧
SP 目標圧力
Claims (9)
- リング状刃およびカウンターホルダのためのシリンダ/ピストンユニットのプレススライドとの同期を制御するため、並びに、少なくとも一の工具を備えるプレス機上での工作物の精密打ち抜きの際の圧力ピークを減らすための方法であって、該方法においてシリンダ/ピストンユニットが油圧流体の制御圧力で付勢され、プレススライドが機械式または油圧式に駆動される方法において、
まず、低圧源から供給されている第一のアキュームレータによって、シリンダ/ピストンユニットが、事前に調整可能なバッファ圧(P1)に常時保持され、
続いて、接続可能な高圧源によって、シリンダ/ピストンユニットが、事前に調整可能な排除圧(P2)に設定され、
この排除圧が、バッファ圧(P1)と切断のための圧力との間を変化する圧力(PU)に、中央制御ユニットによって駆動される比例圧弁を介して第二のアキュームレータへ独立した制御オイル量を供給することによって調整され、
その際、工具と工作物が突き当たる際に生じる圧力上昇が、圧力衝撃の本質的な部分を独立したタンクに導くことにより、許容し得る目標圧力まで調整され、
バッファ圧(P1)によって、工作物の取り出しがスライドの引き戻しとともに実施されることを特徴とする方法。 - 以下のステップ、
a)スライドの高速運動において第一のアキュームレータを、工具のベッドで工作物を挟持する力に一致し、カウンターホルダのノックアウト力に等しいバッファ圧(P1)に充填するステップ、
b)第一のアキュームレータから独立した第二のアキュームレータを、独立した制御オイルポンプによって、カウンターホルダまたはリング状刃が切断の際に供給しなければならない排除圧(P3)に充填するステップ、
c)カウンターホルダを低圧で出発するステップ、
d)油圧高圧源を接続し、カウンターホルダまたはリング状刃を排除圧(P2)に充填するステップ、
e)パンチが工作物に突き当たる際に発生する圧力ピークを、独立したタンクに、許容し得るとして予め定められた目標圧力(SP)まで導くステップ、
f)カウンターホルダまたはリング状刃を排除し、カウンターホルダおよびリング状刃のシリンダを、ステップa)による圧力(P1)まで開放するステップ、
g)スライドの引き戻しの際に、カウンターホルダを同期して取り外すステップで、その際、スライドの引き戻し速度が、カウンターホルダのノックアウト速度と同じ値に調整されているステップ、
を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。 - 第一のアキュームレータ内の圧力(P1)が、中央制御ユニットによってプログラム可能な比例圧弁によって調整されることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 工具が工作物に突き当たる際の目標圧力(SP)が四方向プランジャー弁により調整されることを特徴とする請求項1または2に記載の方法。
- 四方向プランジャー弁として比例弁が使用され、この比例弁が、工具が工作物に突き当たる際の圧力上昇を予め定められた目標圧力に調整し、その結果、圧力(P3)がおよそ一定にとどまることを特徴とする請求項4に記載の方法。
- 第一のアキュームレータ内で圧力(P1)が達成されたのち、高圧油圧源が二方向弁によって接続されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- アキュームレータとしてブラダ型アキュームレータが使用されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
- リング状刃およびカウンターホルダのためのシリンダ/ピストンユニットのプレススライドとの同期を制御するため、並びに、工作物の精密打ち抜きの際の圧力ピークを減らすための、請求項1に記載の方法を実施するための装置であって、
該装置が、上側部分と下側部分からなる少なくとも一の工具が装備される精密打ち抜きプレス機と、シリンダ/ピストンユニットと接続される油圧システムとを有し、
前記工具には、少なくとも工具のカウンターホルダおよびリング状刃のための少なくとも一のプレス機のシリンダ/ピストンユニット並びにプレス機のスライドが配設されており、
前記油圧システムが、油圧流体を貯めておくためのアキュームレータと、油圧流体をシリンダ/ピストンユニットへ供給しシリンダ/ピストンユニットから搬出するための油圧管と、油圧管を開きおよび閉じるための制御可能な調整手段と、調整手段を制御するための制御ユニットとを備え、
その際、プレススライドが、油圧システムに接続されるか、または独立した駆動システムと接続されている前記装置において、
シリンダ/ピストンユニット(1)が、低圧源(8)と、制御ユニット(12)によりプログラム可能な第一の比例圧弁(9)を介して、第一のアキュームレータ(10)に、比例圧弁(9)によって予め定められかつ常時シリンダ/ピストンユニット(1)にかかるバッファ圧(P1)を発生するために二方向弁(14)を介して接続されており、
この二方向弁が、シリンダ/ピストンユニット(1)を排除圧(P2)に充填するために、シリンダ/ピストンユニット(1)を接続し、
シリンダ/ピストンユニット(1)が、カウンターホルダ/リング状刃に作用する排除圧(P3)を発生するために、制御ユニット(12)によってプログラム可能であって四方向プランジャー弁(16)により目標圧力(SP)に予調整された比例圧弁(17)を介し第二のアキュームレータ(19)と接続され、
その際、工具が工作物に突き当たることによって発生する圧力ピークを導くために、四方向プランジャー弁(16)が独立したタンク(22)と接続されており、
第二のアキュームレータ(19)が、排除圧(P2)でもって、二方向弁(14)により、バッファ圧(P1)の下にあるシリンダ/ピストンユニット(1)上に接続可能に接続されており、
その際、逆止弁(11)が第一のアキュームレータ(10)を高圧源(13)から切り離していることを特徴とする装置。 - アキュームレータ(10,19)が、ブラダ型アキュームレータであることを特徴とする請求項8に記載の装置。
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