JPH04270099A - 成形機械における駆動装置のエネルギ特性および動特性を制御する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、特に板金成形およびソ
リッド成形を行うリンクプレスにおいて一方では始動お
よび制動過程に他方ではクランク角度に関する物体力に
作用するような成形機械における駆動装置のエネルギ特
性および動特性を制御する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】間欠運転式成形機械の始動および制動過
程は、優先的に非同期投入可能な摩擦クラッチおよびブ
レーキで実施されている。その場合、クラッチおよびブ
レーキにおける調整過程中にその摩擦面に、非弾性ねじ
り衝撃に基づいて物理的作用として熱発生により不可逆
的なエネルギ損失を不利に生じ、これは連続的な摩耗過
程で引き起こされる。一方では摩擦材料の限られた熱負
荷容量および他方では継続ストロークおよび切換数が大
きく増大した場合の寿命の増加は、特に製造者において
かなりの材料費および製造費を必要とする。

【０００３】クラッチおよびブレーキにおける熱負荷を
減少するためおよび摩耗を減少するために、非制御作動
シリンダが機械本体に配置され、そのピストンロッドが
クランク軸に偏心して、これが上死点において加速トル
クを発生するように配置されているような装置が、ＤＤ
−ＷＰ特許第１０００６３号公報で提案されている。上
死点におけるこの外部トルクはブレーキの保持トルクに
対抗して作用し、これによってブレーキの故障の際にラ
ムは不意に加速される。更にエネルギがブレーキおよび
クラッチに残留熱の形で作動シリンダの伸長された位置
からのオーバーラン角度に関係して残存する。

【０００４】オーバーラン角度が大きくなればなる程、
エネルギ回収率は小さくなる。更にこの方式を実現する
ために追加的な材料費および製造費が必要である。上述
した公報において、ポンプおよびモータとして作用する
容積形ユニット、可制御位置切換弁および液圧式アキュ
ムレータから成る液圧式サーボ装置を採用することが提
案されている。一方では大きな加速ないし制動作用およ
び他方では短い加速および制動時間並びに時間変更可能
な最大の動力需要は、機器（容積形ユニット、弁および
液圧式アキュムレータ）を選択する際に、大きな構造お
よび配管系統における大きな内径を必要とする。この方
式の場合も、製造においてかなりの材料費および製造費
を必要とし、更に使用者において成形型および手入れに
対する費用が必要である。またサーボ装置は位置切換弁
による液圧アキュムレータの衝撃的な投入により激しく
振動され、大きな騒音を生ずる。

【０００５】ＳＵ−ＥＢ特許第６４３６８３号公報にお
ける別の公知の方式において、クラッチ軸と二次伝動装
置との間に配置されブレーキの摩擦ブロック支持体に連
結されている遊星歯車にばねを採用することが提案され
ている。この方式の場合も、特に追加的な遊星歯車装置
に対して大きな費用をかけねば実現できない。更にこの
方式の場合、停止中においてブレーキに対抗して作用す
るバイアストルクのために、運転保護対策を講じなけれ
ばならない。エネルギの回収も十分ではない。更に始動
過程における衝撃荷重は動的トルクおよび振動を生じさ
せ、これは大きな騒音および摩耗を生ずる。

【０００６】成形機械および特にレバーないしリンクプ
レスの場合、無負荷ストローク数は限られた範囲でしか
増加できない。これは、駆動系統における動的な力およ
びトルクが種々の大きさの激しい衝撃および戻り運動を
生じ、これは破壊的に作用し騒々しい運転および大きな
騒音を生ずるからである。その主因はバランスされる上
型ホルダにあり、その質量作用は、特にクランクの上部
角度範囲においてリンク機構の運動によってストローク
数の増大に伴って顕著に現れる。

【０００７】ＤＤ−ＷＰ特許第１４７９２７号公報にお
いて、バランスシリンダと圧力媒体アキュムレータとの
間に絞りを挿入して、ラムの上昇行程の際にバランスピ
ストンの下側の圧力を部分的に減少し、これによって動
的荷重を低減させることが知られている。しかしこの作
用は、絞りの最小横断面積がもっと小さくできないので
、限度がある。更にその絞りにおいてエネルギの未使用
による大きな熱発生が生ずる。

【０００８】ＤＤ−ＷＰ特許第２５６２８８号公報にお
いて、遊びが急変する恐れがある回転角度において可変
対抗トルクを発生することによって液圧物体力の補償を
行うような追加的な液圧装置が提案されている。この装
置を実施するために、大きな内径および構造をした追加
的な液圧機器並びに極めて大きなトルク変化速度に基づ
いて弁の大きな時間保持が必要である。更に補償過程中
に、無負荷損失によって一層増加する不可逆的なエネル
ギ損失が生ずる。

【０００９】ダイクッションを必要とする運転の場合、
特に「制御クッション」運転において液圧系統およびな
いし空気圧系統における熱として不可逆的なエネルギ損
失が生ずる。高価な冷却装置の採用は設備を高価にし、
監視費用を高める。更に効率を低下する。

【００１０】

【発明が解決しようとする問題点】本発明の目的は、一
方では制動および加速過程を高度に実現し、他方では上
型ホルダの物体力の作用を著しく低減し、ダイクッショ
ンを採用する場合にそのエネルギを二次伝動装置に導く
ような運転保護装置を提供することにある。

【００１１】

【問題点の解決手段】本発明によればこの目的は、請求
項１記載の手段によって達成される。

【００１２】

【実施例】以下図に示した実施例を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００１３】エネルギ特性および動特性が制御される駆
動装置は、フライホィール１、クラッチ２、作動要素５
を持ったブレーキ４および回転質量３として示されてい
る二次伝動装置の加速および制動すべき部品から成って
いる。偏心軸ないしクランク軸６ａ，６ｂは連接棒７ａ
，７ｂを介して公知のように上型ホルダ８およびそれに
配置された上型に結合されている。上型ホルダ８の両側
にバランスシリンダが配置されている。

【００１４】図５において連接棒７ａ，７ｂ間に作動シ
リンダ１８が配置されている。上型ホルダ８を加速する
ために作動シリンダ１８の右側室３３が、位置切換弁１
９の切換位置「ｃ」において圧力媒体アキュムレータ３
０に接続され、作動シリンダ１８の左側室３４が圧力変
換器２８に接続される。制動するために位置切換弁１９
は切換位置「ａ」をとり、これによって室３３は圧力変
換器２８に接続され室３４は圧力媒体アキュムレータ３
０に接続される。

【００１５】圧力変換器２８の高圧側は一方では圧力媒
体アキュムレータ２６に接続され、他方では圧力媒体ア
キュムレータ３０に接続されており、この接続配管およ
び中間挿入されている減圧弁２７を介して圧力媒体源が
接続されている。

【００１６】ダイクッションは公知のようにクッション
シリンダ２５およびノックアウトプレート２３付きのク
ッションピストン２４から成っている。これには押圧ピ
ン２２および下型のドローリング２１が付属されている
。クッションシリンダ２５の圧力媒体室は逆止め弁２０
を介して圧力変換器２８の高圧側に接続されている。 圧力変換器２８と逆止め弁２０との間の配管から位置切
換弁２９を介して圧力媒体アキュムレータ３０への接続
配管が出ている。ここには同時にエネルギ発生装置３５
が接続されている。クラッチ２およびブレーキ４の制御
は圧力媒体源１１により減圧弁１２および圧力媒体アキ
ュムレータ１３を介して行われる。そこにはブレーキ４
の作動要素５がプレス安全弁１６を介して接続されてい
る。プレス安全弁１６の第２のポートに消音器付きの位
置監視用の位置切換弁１７が配置されている。クラッチ
２の制御は位置切換弁１０を介して行われる。その第１
の制御は位置切換弁１０で直接行われ、第２の制御は絞
りと圧力媒体アキュムレータ１５を備えている回路を介
して行われる。位置切換弁１０とクラッチ２の作動要素
との間にプレス安全弁９が配置され、その１つのポート
に消音器が接続されている。

【００１７】プレス安全弁１６を投入したとき、ブレー
キ４の作動要素５は圧縮空気が供給され、位置切換弁１
９は切換位置「ｃ」に置かれる。これによって作動シリ
ンダ１８の右側室３３は圧縮空気が供給されている圧力
媒体アキュムレータ３０に接続される。圧力変換器２８
は高圧で蓄えられている圧油を切換弁１９を介して作動
シリンダ１８の左側室３４に搬送し、回転質量３から成
る二次伝動装置、偏心軸ないしクランク軸６ａ，６ｂ、
連接棒７ａ，７ｂおよび上型ホルダ８を加速する。圧力
変換器２８がそのストッパに到達したとき、プレス安全
弁９を介してクラッチ２の投入が行われる。

【００１８】位置切換弁１０の切換によって、クラッチ
２にトルクを保持するために急速に圧力が発生される。 続いて成形過程が実施される。その場合、上型ホルダ８
はその上型と共に下型のドローリング２１、押圧ピン２
２およびノックアウト板２３を介してクッションピスト
ン２４によって圧油をクッションシリンダ２５から位置
不変の位置切換弁１９を介して作動シリンダ１８に押し
出し、これによって成形過程における駆動が支援される
。

【００１９】上型ホルダ８の上昇過程において、作動シ
リンダ１８におけるピストンの左側への移動は相応した
油の流れによって行われる。

【００２０】クランク角度が約２６０〜３１０°の範囲
において、位置切換弁は位置「ｃ」に置かれ、これによ
って室３３が圧力変換器２８に接続される。エネルギア
キュムレータ３５の投入時点は有利に、一方では制動過
程が上死点で終了し、他方では加速過程において圧力変
換器のポテンシャルエネルギがクランク軸を再び定格回
転数にするのに十分であるするように選択されている。

【００２１】回収すべき駆動エネルギは作動シリンダ１
８のピストンを右側に動かし、室３３から押し出された
圧油は圧力変換器２８内に蓄えられる。

【００２２】上死点において制動過程は終了し、プレス
安全弁１６を介してブレーキ４の作動要素５が付勢され
る。これによってブレーキ４はただ保持ブレーキとして
作用する。

【００２３】図２には別の実施例がダイクッションなし
で示されている。構造および作用は図１の実施例に類似
している。必要に応じて、必要な駆動回転数を得るため
およびクラッチ２の残留摩耗を最小にするために、圧力
変換器２８と圧力媒体アキュムレータ３０との間に追加
的なエネルギ発生装置３５を設けることができる。

【００２４】作動シリンダ１８は、他の部品の構造およ
び作用を上述した実施例と同じにした状態で種々の形で
配置できる。即ち、シリンダ１８は次のように配置でき
る。 −　　図８に示されているように、一方では機械フレー
ム３１に他方では連接棒７ａ，７ｂに配置される。 −　　図９に示されているように、機械フレーム３１と
上型ホルダ８に配置される 。−　　図１０に示されているように、機械フレーム３
１と偏心軸ないしクランク軸６ａ，６ｂとの間に配置さ
れる。 −　　図１１に示されているように、機械フレーム３１
と中間軸３２との間に配置される。 −　　図３に示されているように、中間軸３２と偏心軸
ないしクランク軸６ａ，６ｂとの間に配置される。 −　　図１２に示されているように、中間軸３２と上型
ホルダ８との間に配置される。 −　　図４に示されているように、中間軸３２と連接棒
７ａ，７ｂとの間に配置される。 −　　図６に示されているように、２つの偏心軸ないし
クランク軸６ａ，６ｂ間に配置される。 −　　図１４に示されているように、偏心軸ないしクラ
ンク軸６ａ，６ｂと上型ホルダ８との間に配置される。 −　　図７に示されているように、連接棒７ａ，７ｂと
上型ホルダ８との間に配置される。 −　　図１３に示されているように、偏心軸ないしクラ
ンク軸６ａ，６ｂと連接棒７ａ，７ｂとの間に配置され
る。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば安価で騒音のない装置に
よって、駆動装置のエネルギ特性および動特性を改善で
きる。本発明の基本的思想は、二次伝動装置が停止する
までに運動制動エネルギをポテンシャルエネルギに変換
することにあり、このポテンシャルエネルギは、それが
動的エネルギに変換されることにより、加速過程を支援
する。

【図面の簡単な説明】

【図１】クラッチ、ブレーキおよびダイクッションに対
する並進運動形流体駆動装置の原理的構成図。

【図２】クラッチおよびブレーキに対する並進運動形流
体駆動装置の原理的構成図。

【図３】並進運動形流体駆動装置の種々の配置構造を示
した図。

【図４】並進運動形流体駆動装置の種々の配置構造を示
した図。

【図５】並進運動形流体駆動装置の種々の配置構造を示
した図。

【図６】並進運動形流体駆動装置の種々の配置構造を示
した図。

【図７】並進運動形流体駆動装置の種々の配置構造を示
した図。

【図８】並進運動形流体駆動装置の種々の配置構造を示
した図。

【図９】並進運動形流体駆動装置の種々の配置構造を示
した図。

【図１０】並進運動形流体駆動装置の種々の配置構造を
示した図。

【図１１】並進運動形流体駆動装置の種々の配置構造を
示した図。

【図１２】並進運動形流体駆動装置の種々の配置構造を
示した図。

【図１３】並進運動形流体駆動装置の種々の配置構造を
示した図。

【図１４】並進運動形流体駆動装置の種々の配置構造を
示した図。

【符号の説明】

６ａ　　偏心軸ないしクランク軸 ６ｂ　　偏心軸ないしクランク軸 ７ａ　　連接棒 ７ｂ　　連接棒 ８　　上型ホルダ １８　　作動シリンダ １９　　位置切換弁 ２５　　クッションシリンダ ２８　　圧力変換器 ３０　　圧力媒体アキュムレータ ３１　　機械フレーム ３２　　中間軸

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】成形機械における駆動装置を加速中および
   制動中にエネルギ特性および動特性を制御する装置であ
   って、その駆動装置がフライホィール、クラッチ、ブレ
   ーキおよび二次伝動装置から成り、上型ホルダへの運動
   伝達が偏心軸ないしクランク軸によって連接棒あるいは
   リンク機構を介して行われるような成形機械における駆
   動装置のエネルギ特性および動特性を制御する装置にお
   いて、好適には作動シリンダ（１８）として形成されて
   いる１つあるいは複数の可制御流体式駆動装置が、二次
   伝動装置の駆動素子間にないしはその駆動素子と機械フ
   レームとの間に配置され、エネルギアキュムレータと共
   働して上型ホルダ（８）を加速ないし制動することを特
   徴とする成形機械における駆動装置のエネルギ特性およ
   び動特性を制御する装置。
2. 【請求項２】成形過程中に熱に変換されるダイクッショ
   ン作用が、クッションシリンダ（２５）とエネルギアキ
   ュムレータとの間の媒体結合により上型ホルダ（８）に
   導かれることを特徴とする請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】エネルギアキュムレータが好適には圧力変
   換器（２８）および圧力媒体アキュムレータ（３０）と
   して形成され、これが上死点および下死点のクランク角
   度範囲において少なくとも１つの位置切換弁（１９）を
   介して少なくとも１つの作動シリンダ（１８）に接続さ
   れることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
4. 【請求項４】上型ホルダ（８）を加速するために作動シ
   リンダ（１８）の第１の室（３３）が圧力媒体アキュム
   レータ（３０）に接続され作動シリンダ（１８）の第２
   の室（３４）が圧力変換器（２８）に接続され、上型ホ
   ルダ（８）を制動するために第１の室（３３）が圧力変
   換器（２８）に接続され第２の室（３４）が圧力媒体ア
   キュムレータ（３０）に接続されるように、位置切換弁
   （１９）が投入されることを特徴とする請求項１ないし
   ３のいずれか１つに記載の装置。
5. 【請求項５】加速過程の際にクラッチ軸を定格回転数に
   するためおよびクラッチにおける残留摩耗を最小にする
   ために二次伝動装置の制動過程の開始前に、圧力変換器
   （２８）が作動シリンダ（１８）の第１の室（３３）に
   接続されることを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
   か１つに記載の装置。
6. 【請求項６】クラッチにおける必要な駆動回転数を得る
   ために圧力変換器（２８）と圧力媒体アキュムレータ（
   ３０）との間の媒体結合に、必要に応じてエネルギ発生
   装置（３５）が採用されることを特徴とする請求項１な
   いし４のいずれか１つに記載の装置。
7. 【請求項７】作動シリンダ（１８）が連接棒（７ａ，７
   ｂ）間に配置されていることを特徴とする請求項１ない
   し６のいずれか１つに記載の装置。
8. 【請求項８】作動シリンダ（１８）が一方では機械フレ
   ームに他方では連接棒（７ａ，７ｂ）にヒンジ接続され
   ていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１
   つに記載の装置。
9. 【請求項９】作動シリンダ（１８）が機械フレーム（３
   １）と上型ホルダ（８）との間に配置されていることを
   特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の装
   置。
10. 【請求項１０】作動シリンダ（１８）が機械フレーム（
    ３１）と偏心軸ないしクランク軸（６ａ，６ｂ）との間
    に配置されていることを特徴とする請求項１ないし６の
    いずれか１つに記載の装置。
11. 【請求項１１】作動シリンダ（１８）が機械フレーム（
    ３１）と中間軸（３２）との間に配置されていることを
    特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の装
    置。
12. 【請求項１２】作動シリンダ（１８）が中間軸（３２）
    と偏心軸ないしクランク軸（６ａ，６ｂ）との間に配置
    されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれ
    か１つに記載の装置。
13. 【請求項１３】作動シリンダ（１８）が中間軸（３２）
    と上型ホルダ（８）との間に配置されていることを特徴
    とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の装置。
14. 【請求項１４】作動シリンダ（１８）が中間軸（３２）
    と連接棒（７ａ，７ｂ）との間に配置されていることを
    特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の装
    置。
15. 【請求項１５】作動シリンダ（１８）が２つの偏心軸な
    いしクランク軸（６ａ，６ｂ）間に配置されていること
    を特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の
    装置。
16. 【請求項１６】作動シリンダ（１８）が偏心軸ないしク
    ランク軸（６ａ，６ｂ）と上型ホルダ（８）との間に配
    置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいず
    れか１つに記載の装置。
17. 【請求項１７】作動シリンダ（１８）が連接棒（７ａ，
    ７ｂ）と上型ホルダ（８）との間に配置されていること
    を特徴とする請求項１ないし６のいずれか１つに記載の
    装置。
18. 【請求項１８】作動シリンダ（１８）が偏心軸ないしク
    ランク軸（６ａ，６ｂ）と連接棒（７ａ，７ｂ）との間
    に配置されていることを特徴とする請求項１ないし６の
    いずれか１つに記載の装置。
19. 【請求項１９】作動シリンダ（１８）の各種配置構造が
    互いに複合されて採用されていることを特徴とする請求
    項１ないし１８のいずれか１つに記載の装置。
20. 【請求項２０】流体式駆動装置として好適には中間軸（
    ３２）およびないし偏心軸ないしクランク軸（６ａ，６
    ｂ）における回転モータ並びに揺動モータが採用されて
    いることを特徴とする請求項１又は２記載の装置。
21. 【請求項２１】並進および回転流体式駆動装置が互いに
    組み合わせて採用されていることを特徴とする請求項１
    ないし２０のいずれか１つに記載の装置。