JPH05504726A - 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

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】 冷間変形可能な金属からぶる中亭体を静液圧変形する装置本発明はり中空体への 加圧液供給装置を持ち、型の成形空洞内で、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に関する。

上述の公知の装置（１９８４年３月９日発行の工Ｎａ１誌第２０号１％　１０６ 巻＋　１６及び１７１１！参照）によればｔ冷間変形可能な金属！例えば１６Ｍ ｎｃｒ５　＋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。この高い内圧に夕別個に管端面に作甫する軸線方向圧力 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を中空体壁が型の型彫 り部に接触する。

実際上、まっすぐな管が上型と下型の間の成形分屋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ば！押し欅と−［線をなじり変形され るべき管片をこれらの端面の間に受け入れる０次いで１軸線方同圧力を同時に使 用して加圧液を管の内部空間へ導入することによって変形が行われ嘗その際１両 方の押し欅は互いに向かって移動せしめられる。

公知の静液圧変形によって１周囲にわたって均一に成形される成形品と１部分的 に変形される成形品とν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Ｉ！Ｉｉａ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１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（例えば原電加工により）はじめて 作ることができる一アンダカッ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。更にツ公知の中空部分は！切削加工でＫ１される中空部分と異な り！比較的軽量でありかつ鍛造繊維の繊維配向に似ている有利な繊維配向の際の １変形と同時に現われる會低温硬化により非常に抵摂力がある。

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 べき管本体が瞥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 れは一十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９軸線方同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１角に延び ている（前述の「工業雑誌Ｊ１７頁を図４及び８参煕）。

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かっしかしこれらの 型は常に、　ｆｌシ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１即 ち原則的にまっすぐな基本形状９に拘束されている。

公知のＷ１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ｔ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）から出発して一本 発明の基礎になっている課題はツ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。

本発明によればこの課題は、供給装置が上型の中に受け入れられた中空体に対し て往復運動するように駆動可能なかつ供給位置に拘束可能な１加圧液を案内する 供給スリーブを形成し。

この供給スリーブの導入口が前方へ１型の成形空調の外部にある中空体の円筒状 保持範囲へ変位可能でありｔこの保持範囲を供給位置に軸線方向に相対変位可能 に受け入れかつ液圧により自ｗＪ的に密封するスリーブ密封片によって覆うこと によって解決される。　゛ 公知の装置（前述の「工Ｗ雑誌」参照）とは異なってｔ本発明による装置は！別 個の軸線方向圧力を発生するための別体の手段（例えば押し欅）を必要としない 。本発明によれば１静液圧変形は伸び変形の行程における加圧液の作用によるだ けで行われる。

中空体の保持範囲が軸線方向に移動可能に浮遊するように供給スリーブにより受 け入れられていることによって管変形されるべき中空体内の加圧液により作用す る内圧だけで中空体壁を型の型彫り部に密着させることができかつこの場合９軸 線方向に移動可能に受け入れられた中空体側の保持範囲から材料を成形空洞の中 へ、「博引つ張り」することができる。

更にｔ本発明による装置は高い動作顕度を許容する。即ち少産形されるべき中空 体を型に挿入しさえすれｉｆよく嘗それｌよ。

例えば装入ロボットによって自動的に行うことができ！その後。

それぞれの供給スリーブは型の方へ並進運動せしめられ力１つこの場合に中空体 の円筒状保持範囲へ変位せしめられる。供給スリーブにより案内された加圧液が 圧力を加えられるとすぐスリーブ密封片は中９体側の保持範囲の外周面に密着し かつこの場合自動的に諦め付けられる。

静液圧変形が終わりかつ内圧が遮断されたらすぐスリーブ密Ｅ片は荷重を除かれ 瞥その後に供給スリーブは、変形された中空体及び型における処理範囲をこの型 の操作のために釈放するように、戻され得る。

本発明によればｔ自動的に密封するスリーブ密封片として豐できるだけ十分に非 圧縮性の材料から成る溝管スリーブが好ましいことが分かった。

スリーブ密封片の時に好ましい実施例は９本発明によれば。

なるべ（９３−９５シヨア＾の硬度のような、９０シヨア＾以上の硬度を持つエ ラストマーポリウレタン注型樹脂から成る。

台状内周面によりｌＸ［ｌされて９はば漏斗状に形成されていることによって達 成される。

導入口が、スリーブ本体に係合する袋ナツトの構成要素であり、密封スリーブが この袋ナツトとスリーブ本体の間に保持されているのが好ましい。

中空体側の保持範囲における供給スリーブの精確な案内は！本発明によればう円 錐台状内周面にほぼ円筒状の内周面が続いていることによって達成される。

本発明による特に本質的な特徴は１少なくとも導入口の円筒状内周面、場合によ っては付加的に円錐台状円周面、が粒状硬質金属層を備えていることに存する。

この硬質金属層は！約８Ｏないし約８２　ＨＲｅの硬度を持つ瞥放電加工による 炭化タングステン被覆であるのが好ましい。

餌ち、ステンレス鰐の加工の際の密甜スリーブの薄効寿命が思わしくないことが 分かった。導入口の円筒状内周面が粒状硬質金属層を備えておりかつこの円筒状 内周面が管状中空体の円筒状保持範囲をぴったり合わされて包囲することによっ て、中空体側の保持範囲の外周面においてその母線に沿って軸線方向に延びる溝 が生ぜしめられる。これは１粒状硬質金属層を備えた導入口の内層状範囲が保持 範囲を経て押しやられる間に行われる。これらの軸線方向溝は＋８００〜１００ ０パ一ル以上の変形圧力において、保持範囲の外周面におけるスリーブ密Ｅ片の 材料の拘束を引き起こす。この拘束は、８００〜ｌ０００バールを超える圧力に おけるスリーブ密封片の材料のクリープを防止する。

しかしこのように高い圧力はステンレス調の静液圧変形の際に必要である。Ｍｔ 則的にν本発明の上述の特徴により３０００パ一ル以上の内圧を支配することが できる。

本発明の別の拡張においてｔ供給スリーブは液圧及び／又は空２圧で並進Ｎ勤さ れる。これは、中空体の円筒状保持範囲に対して同軸に配置された供給スリーブ がｆ空気圧及び／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って行われるのが好ましい。

２面にｔ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ツ一部垂直断面図 で示された審プレス台に配置された型を示図２は１図１に目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１中空体を静液圧変形する装置は！全体として符号ｌＯで示 されている。

プレス台ｌｌ上に型１２が取り付けられており審この型全体は上型１３及び下型 １４から成る。

上型１３及び下型１４は上側成形空間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ｔ全体として共通の成形空ｉＢ＋７になるように 補い合っている。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＋７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１ 他方１上型１３はｌ　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Ｉ３は＋ＩｉＵ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鼠線Ｔの左側に変形範囲２Ｉがあり１分層！ＩＴの石側 に管状中亭体１９の保持範囲２２がある。保持範囲２２の償断面はほぼ環状であ る。

るピストン−シリンダ装置のピストンＳ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１ピストン棒端部２４と同じように！はぼ回転対称的 に構成されている。

供給スリーブ２３はスリーブ本体２５を持っており１このスリーブ本体の８向き 延長部２６は雄ねじ２７を持っており１この雄ねじは、ピストンｍ；ｉａ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９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ン を送るためのＰｇｌｌｊｌ１通路２８を持っている。この通路２８へ９ピストン 棒ａ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＃６２９の ピストンｍ側の接ｍ部３０に管状の高圧管路３１が続いており瞥この高圧管路は １図示されていないｔ加圧液用の高圧発生装置に通じて袋ナツト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ｇＩＩ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カ片１１！Ｉ］ち溝管スリーブ３６！がはまり 合って受（プ入れられている。

溝管スリーブ３６は環状基体３７を持っており亨この基体に２つの密封リップ３ ８Ｉ３９が続し１ておりｔこれらの−ＥリップはＲ状溝４０をこれらのＩｓ！封 リフリップに形成し！この溝は後方へ！即ち液体接続部３０の方へ、開いている 。

袋ナツト３２のず半径方向に延びる板状！！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とず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の硬度を持っ 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 化勇から成る袋ナツト３２とｌ！！Ｊｌ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ｒＸで示された両方向矢印に沿っ て並進往復可能である。

供給スリーブ２３はＸに沿って左へ移動せしめられ！先ず１点ｍ線で示された中 間位置に達し９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 ］９の端部を通過する。

供給スリーブ２３は更にＩに沿って左へ移動せしめられ８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２ ４は次いで１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１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って簡単に行われる。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＋５００バ、−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Ｗ状中空体＋９の保持筒コ２２にはめる閲１袋ナツト３２の 円筒状内周面４４にある粒状硬質金１１８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ゼしのる。

これらの軸線方向縦溝は中空体１９の外周面Ａにおける溝管スリーブ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に沿った溝管スリーブ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ｔ上述の手段なしで１８００〜１０００ バールより高い圧力において生ずる。３０００パール及びそれより高いこのよう な圧力は！特にステンレス鰐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。

従っ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ｇ耗を防止す る。

溝管スリーブ３６は、ドイツ連邦共和国５０９０レーヴエルクーｒ　Ｖｕｌｋｏ ｌｌａｎ　Ｊのもとに販売されている。　９３シヨアＡの＠！度を持つエラスト マーポリウレタン注型Ｗｉ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審供給スリーブ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 部を持っているからである。

通路２８は冨スリーブ２３及び供給スリーブ２３において、中９体側の保持範囲 ２２の、はぼ軸線方向力なしの滑りはめ受入れのために使われる。

要　約　１ 型（１２）の成形空［（＋７）の中で冷間変形可能な金属から成る中空体（］９ ）を静液圧変形する装置はり中空体（１９）への加圧液供給装置を備えている。

この供給装置はｔ型（１２）の中に受け入れられた中空体（］９）に対して往復 運動するように駆動可能なかつ供給位置に向東可能な！加圧液を案内する供給ス リーブ（２３）により形成されている。供給スリーブ（２３）の導入口（４２） は前方へ。

型（１２）の成形空洞（１７）の外部にある中空体（１９）の円筒状保持範囲（ ２２）へ液位可能である。供給スリーブ（２３〕は保ｒ！範囲Ｃ２２）を供給位 置に軸線方向に相対液位可能に受け入れかつ液圧により自励的に密封するスリー ブ密Ｅ片（３６）によってこの保持範囲（２２）を覆う。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　中空体への加圧液供給装置を持ち，型の成形空洞内で，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において，供給装置が，型（１２）の中に 受け入れられた中空体（１９）に対して往復運動するように駆動可能なかつ供給 位置に拘束可能な，加圧液を案内する供給スリーブ（２３）を形成し，この供給 スリーブの導入口（４２）が前方へ，型（１２）の成形空洞（１７）の外部にあ る中空体（１９）の円筒状保持範囲（２２）へ変位可能であり，この保持範囲（ ２２）を供給位置に軸線方向に相対変位可能に受け入れかつ液圧により自動的に 密封するスリーブ密封片（３６）によって覆うことを特徴とする，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。 ２　スリーブ密封片（３６）が溝環密封片であることを特徴とする，請求項１に 記載の装置。 ３　スリーブ密封片（３６）ができるだけ十分に非圧縮性の材料から成ることを 特徴とする，請求項１又は２に記載の装置。 ４　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ること を特徴とする，請求項３に記載の装置。 ５　エラストマーポリウレタン注型樹脂の硬度が，例えば９３〜９５ショアＡの ように，９０ショアＡ以上であることを特徴とする，請求項４に記載の装置。 ６　導入口（４２）が，読線方向外側に関いている円錐台状内周面（４３）によ り区画されて，ほぼ漏斗状に形成されてい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　導入口（４２）が，スリーブ本体（２５）に係合する袋ナット（３２）の構 成要素であり，密封スリーブ（３６）がこの袋ナット（３２）とスリーブ本体（ ２５）の間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。 ８　円錐台状内周面（４３）にほぼ円筒状の内周面（４４）が続いていることを 特徴とする，請求項６又は７に記載の装置。 ９　少なくとも円筒状内周面（４４），場合によっては付加的に円錐台状内周面 （４３），が粒状硬質金属層（４８，４９）を備えていることを特徴とする，請 求項１ないし８のうち１つに記載の装置。 １０　硬質金属層（４８，４９）が，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ことを特徴とする，請求項９に記載 の装置。 １１　供給スリーブ（２３）が液圧及び／又は空気圧で並進駆動されることを特 徴とする，請求項１ないし１０のうち１つに記載の装置。 １２　中空体（１９）の円筒状保持範囲（２２）に対して同軸に配置された供給 スリーブ（２３）が，空気圧及び／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を特徴とする，請求項１ １に記載の装置。