JPH0677785B2 - 冷間式液圧成形プレス - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、台と液圧発生装置とを備える冷間式液圧成形
プレスであつて、該プレスにおいて一方の交換可能な工
具部分が往復動自在のプレートに装着されており、他方
の交換可能な工具部分が不動のテーブルに設置されてお
り、それら相対して移動せしめられる工具部分は、枠形
の密閉した工具を構成するものであり、前記往復動を引
き起こす目的で前記プレートには、前記台に装着された
ピストン・シリンダ装置が係合しており、前記テーブル
には、前記台に装着されたピストン・シリンダ装置によ
り往復動可能なノツクアウト装置が配設されており、変
形圧力を与える作業ピストン・シリンダ装置が前記台に
装着されており、かつ該作業ピストン・シリンダ装置に
は制御主弁が配設されており、さらに、前記プレートに
係合する前記ピストン・シリンダ装置は、前記工具をそ
の中にある被成形物を変形させることなく密閉させると
ともに、冷間プレス成形を行うために該密閉を保持し、
かつ前記枠形の工具内に侵入し前記被成形物を冷間プレ
ス成形する交換可能なマンドレルが、前記作業ピストン
・シリンダ装置によつて加圧される形式のものに関す
る。

従来の技術 公知の冷間式成形プレス（ドイツ連邦共和国特許第2141
980号明細書）は、工具に関しては多段に構成されてい
る。プレートに係合するピストン・シリンダ装置は、作
業ピストン・シリンダ装置としても使用され、工具内の
被成形物を冷間プレス成形しながら該工具を密閉してい
る。主弁は、工具を密閉し冷間プレス成形を行うために
開弁され、また工具が密閉されそれに伴つて冷間プレス
成形が終了した時には閉弁される。これの欠点は、被成
形物が多段階で変形されることにある。また、素材を空
洞内において変形圧力に直角に流動（即ち変形）させな
ければならない場合には、このような方法では、製品を
造ることができない。

２部分から成る工具が、その中にある被成形物を変形さ
せることなく密閉し、かつ冷間プレス成形を行うために
該密閉が保持され、更に枠形の該工具内に侵入し被成形
物を冷間プレス成形するマンドレルが装備されているも
のも公知（ドイツ連邦共和国特許出願公開第2819167号
明細書）である。この場合、唯一の成形工程によつて、
ごく僅かな後処理をするだけで、形状の正確な製品を造
ることができる。

また素材は、シヤープな空洞内において変形圧力に直角
に流動する。そこでの工具及びマンドレルは、一つの液
圧で操作されており、その液圧の状態は詳細には示され
ていない。

発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、一面では、唯一の冷間プレス成形工程
によつて、シヤープな空洞内において素材を成形圧力の
方向に対し直角に変形させながら、ごく簡単な仕上げさ
え行えば被成形物を正確な寸法に加工することができる
ように成形し、そして他面では、そのプレス作業と装置
を種々の形状に加工されるべき被成形物に簡単に適合さ
せ得るような冒頭に記載の形式の冷間式液圧成形プレス
を提供することにある。

課題を解決するための手段 前述の課題を解決するために講じた本発明の冷間式液圧
成形プレスは、調節可能な主弁を操作する制御装置によ
り、マンドレルの成形行程及び成形速度が種々の値に調
節可能であり、さらにピストン・シリンダ装置により加
圧されるプレートが、前記マンドレルを互いに隔てられ
た協働ストツパによつて成形行程前の出発位置へ引つ張
るようになつており、さらに作業ピストン・シリンダ装
置が、互いに前後して配設されて同一のピストンロツド
を操作する２つの作業ユニツトに分割されており、前記
作業ピストン・シリンダ装置に供給される圧液の一部分
のみが前記主弁を介して前記一方の作業ユニツトに導か
れ、それに対して該圧液の他の部分が前記他方の作業ユ
ニツトに制御主弁を介することなく導かれるようになつ
ている。

発明の効果 それによつて、冷間式液圧成形プレスの密閉した工具内
に侵入するマンドレルによつて、プレス成形が実質的に
有効に実施される。種々の加工されるべき被成形物に応
じて交換される簡単な工具が、付加的な装置を使用する
ことなく、用いられる。また、工具に依存しないマンド
レルの交換も簡単である。種々の被成形物に対応する種
々の成形行程の調節及び種々の被成形物に対応する種々
の成形速度の調節は、液圧プレスにおいては、作業ピス
トン・シリンダ装置を制御する主弁と所属の制御装置と
によつて、簡単に行われる。工具は、テーブル上に固定
されている。引つ張り運転中は、主弁を、プレートと上
部マンドレルの速度に応じて、プレートの閉鎖位置に相
当する開度にサーボモータにより設定しなければならな
い。

マンドレルをプレートに相対的に可動に配設すること
は、該マンドレルが該プレートの閉鎖移動に追従しなけ
ればならないにもかかわらず、有利である。何故なら、
マンドレルは、不動の工具に対して作用するからであ
り、また所属の作業ピストン・シリンダ装置を機械の頂
部に取り付けることができるからである。マンドレル
は、プレートによつて作業位置にもたらされ、そしてそ
の位置から戻される。これによつて、作業ピストン・シ
リンダ装置の操作は簡単になる。マンドレルを成形移動
させるのに、時として非常に大量の圧力流体を作業ピス
トン・シリンダ装置内に導入しなければならず、それに
対して主弁はそのような大量の圧力流体を所望の短時間
に通過させることはできない。その結果、必要な圧力流
体の一部分だけが制御される。制御されなかつた圧力流
体は、単独では作用を奏し得ず、制御された部分と一緒
になりさえすれば有効になる。

主弁を操作する制御装置によつて、プレス行程後のマン
ドレルの停止時間が種々の値に調節可能である場合に
は、特に目的に適合し、かつ有利である。この値も、液
圧プレスの場合、簡単に制御及び調節することができ
る。成形速度及び停止時間は、加工される被成形物の品
質を向上させる上で重要である。成形行程、成形速度そ
して停止時間等可変のパラメータは、液圧プレスによつ
て与えられており、このことは、種々の高度な値を調節
する高性能で簡単な装置に関係している。

別のマンドレルがテーブルを往復動自在に貫通し、かつ
ノツクアウト装置が該マンドレルをスリーブ状に包囲す
る場合には、同様に特に目的に適合し、かつ有利であ
る。このマンドレルは、作業行程の範囲内でのみ往復動
せしめられる。ノツクアウト装置は、このマンドレルと
組合わされてスペースを節約して配設されている。

その次に、各マンドレルがテーブルとプレートに配設さ
れており、そして制御装置が、該２つのマンドレルを同
期作動させるように構成されている場合には、特に目的
に適合し、かつ有利である。この２つのマンドレルは、
互いに相対して作動し、マンドレルの作用に対する工具
の支持部は省略されている。前記同期作動は、材料の同
期的押しのけ又は同期速度について設定され得るもので
ある。この同期制御によつて、加工されるべき被成形物
の品質は向上する。しかしながら２つマンドレルの速度
は、互いに無関係に任意に調節可能であり、それによつ
て該２つのマンドレルの限定された不等作動もまた可能
である。

成形ポンチが、比較的小さい作業ピストン・シリンダ装
置によつて、マンドレルの動作方向に直角に往復動可能
に台に配設されている場合には、特に目的に適合し、か
つ有利である。マンドレルと比較して小さいこの成形ポ
ンチは、被成形物に穴を設けるものであり、比較的小さ
な作業ピストン・シリンダ装置のみを必要としている。

工具の両側には、それぞれ１つの成形ポンチが配設され
ており、該２つの成形ポンチは互いに逆方向に作用し、
かつ制御装置が、該２つの成形ポンチを同期作動させる
ように構成されている場合には、特に目的に適合し、か
つ有利である。成形ポンチの対向的作用によつて、工具
の固着は、該成形ポンチの力を受けて解除される。この
２つの成形ポンチの速度もまた互いに無関係に任意に調
節可能であり、それによつて、該２つの成形ポンチの限
定された不等作動もまた可能である。

さらに、液圧発生装置が、ポンプとアキユームレータを
含むユニツトにより構成されている場合には、特に目的
に適合し、かつ有利である。これによつて、特に高い成
形速度が達成される。本発明の冷間式成形プレスは、例
えば200m/sまで成形速度が出せるようになつている。成
形工程の時間は、通常約0.15秒である。

実施例 図示された冷間式液圧成形プレスの枠形の台１は、上部
架溝、２本の側柱そして下部架溝を備えている。下部架
溝には、固定のテーブル２が取り付けられており、そし
て側柱には、プレート４が案内装置３によつて上下動可
能に案内されている。プレートを正確に案内することは
重要である。プレートは、台１の上部架溝に固定された
２つのピストン・シリンダ装置５と同じく２つのピスト
ン・シリンダ装置６によつて上下動せしめられる。この
ピストン・シリンダ装置５は、プレート４を下方へ運
び、締付け位置に保持するためのみに用いられる。２つ
のピストン・シリンダ装置６は、一方では、プレート４
を下方へ運び、締付け位置に保持するために用いられ、
そして他方では、該プレートを再び上方へ戻すためにも
用いられる。

このピストン・シリンダ装置６には、引き戻しを行うた
めに、圧液が伸縮ロツドを介して同心的に供給される。
４つのピストン・シリンダ装置5,6によつて、プレート
４は傾斜することなく締付け位置にもたらされる。

上部架溝には、作業ピストン・シリンダ装置７が同心的
に設けられており、該装置は、プレート４を貫通突出す
るマンドレル11を一端に持つ同一のピストンロツド10に
作用するところの２つの作業ユニツト8,9を含んでい
る。マンドレル11を成形行程へ移動せしめるために、一
方の作業ユニツト８に主弁12ないしはサーボ弁を介して
分岐管13から圧液が供給され、そして他方の作業ユニツ
ト９に分岐管14から圧液が供給される。作業ピストン・
シリンダ装置７が元に戻る時には、作業ユニツト8,9
は、それぞれ制御弁15を介してタンクへ開放され、その
時該２つの作業ユニツト8,9のピストンには圧液が下方
から供給される。

下部架溝には、同様に作業ピストン・シリンダ装置16が
同心的に設けられており、該装置は、テーブル２を貫通
突出するマンドレル20を一端に持つ共通のピストンロツ
ド19に作用するところの２つの作業ユニツト17,18に同
様に分けられる。作業ピストン・シリンダ装置16の液圧
操作は、他方の作業ピストン・シリンダ装置７のそれと
同様である。しかしながら、後者の装置は、マンドレル
11を成形行程せしめるだけでなく、プレート４と共に空
動も行う。この空動を実施させるために、ピストンロツ
ド10は、プレート４の後部に１つのストツパ21を有して
おり、該ストツパは、互いに隔てられた２の協働ストツ
パ22,23間で往復動可能である。この協働ストツパはプ
レート４に固定されている。

ピストンロツド19は、スリーブ状のノツクアウト装置24
によつて主に取囲まれており、該ノツクアウト装置は、
テーブル２内に往復動可能に案内されるとともに、テー
ブル２の下部に配設されたピストン・シリンダ装置25に
よつて摺動され得る。台１の各側柱には、テーブル２に
比較的接近して、２つの成形ポンチ26が設けられてい
る。この成形ポンチの一方だけが図示されている。この
成形ポンチは、それぞれ比較的小さな作業ピストン・シ
リンダ装置27によつて操作可能であり、該装置には主弁
28を介して圧液が供給される。各成形ポンチ26は、加工
されるべき被成形物に穴を形成するものであり、通常は
対を成して互いに相対的に作動するように設定されてい
る。この場合、必要に応じて各側に、１、２又はそれ以
上の成形ポンチが設けられる。

第２図は、２つの工具部分30,31から成る工具29を示し
ており、その一方の工具部分30はテーブル２に交換可能
にボルトで取り付けられており、他方の工具部分31はプ
レート４に交換可能に取り付けられている。プレート４
内で案内されたマンドレル11は、工具29の孔に突入し、
そしてテーブル２内で案内されたマンドレル20は、同様
に工具の孔に突入し、その場合に、該２つのマンドレル
は同軸的に配置されて、相対して作動する。第２図は、
素材から加工して造られた被成形物32と、工具部分30,3
1間の部分平面内を延びる孔33を示しており、該孔を通
つて成形ポンチは前記被成形物に作用する。互いに向か
い合つて配設された成形ポンチは、同軸的に配置され、
相対して作動する。

第３図に示された作業ピストン・シリンダ装置7,16,27
用の液圧発生装置34は、モータを備えるポンプ35を含
む。ポンプ35は、逆止弁36を介してアキユームレータ37
に接続されており、該アキユームレータの反対側にはガ
スボンベ38と安全弁39が接続されている。ポンプ35から
アキユームレータ37に供給された圧液は、２つの分岐管
13,14に分岐される共通の管路に達する。各分岐管に
は、アキユームレータがいつぱいになると突然開口する
接続弁40が設けられている。

第４図に示された制御装置は、コンピユータないしは計
算機41を含んでおり、該計算機には、オドメータ（走行
距離計）42を介して、上部工具部分31の各位置が入力さ
れるとともに、オドメータ43を介してノツクアウト装置
24の各位置が入力される。圧力計44は、上部マンドレル
11のロツド側の圧力を測定し、圧力計45は、下部マンド
レル20のロツド側の圧力を測定する。圧力計46と47は、
上部マンドレル11と下部マンドレル20の底部側の各圧力
を測定する。マンドレルの動作の制御は、ロツド側と底
部側の圧力値の比較によつて行われる。圧力計48を介し
て工具の閉鎖圧力が確認される。別の圧力計49は、第３
図の液圧発生装置によつて与えられた圧力を計算機に入
力する。

計算機は、成形を行うために、上部マンドレルの主弁な
いしはサーボ弁のサーボモータ50と、下部マンドレルの
主弁のサーボモータ51とを操作する。同様に、弁・サー
ボモータ57を介して、閉鎖及び開放時の上部工具部分の
速度が制御される。４つの側方の成形ポンチのために、
それぞれ１つの調整部材52が用意されていて、該調整部
材は、成形ポンチの動作を該成形ポンチに属する主弁の
閉鎖に変える。入力装置56は、各所望の運転を行うため
に用意されており、該装置によつて、計算機は、例えば
マンドレル及び成形ポンチの成形行程、成形速度及び停
止時間を種々の値に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、液圧成形プレスの概略的部分断面図を示し、
第２図は、第１図の成形プレスの工具の拡大断面図を示
し、第３図は、第１図の成形プレスの液圧発生装置を示
し、第４図は、第１図の液圧成形プレスの制御装置の概
略的な一部を示す。 １…台、２…テーブル、４…プレート、5,6…ピストン
・シリンダ装置、７…作業ピストン・シリンダ装置、8,
9…作業ユニツト、10…ピストンロツド、11,20…マンド
レル、12,28…主弁、16…ピストン・シリンダ装置、22,
23…協働ストツパ、24…ノツクアウト装置、26…成形ポ
ンチ、27…作業ピストン・シリンダ装置、29…工具、3
0,31…工具部分、32…被成形物、34…液圧発生装置、35
…ポンプ、37…アキユームレータ、41…制御装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルベイト・リユーガー ドイツ連邦共和国シユネツケンローエ・オ ー・テー・バイクハイム・ハウス‐ヌンマ ー 62 (56)参考文献 特開 昭47−2235（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−76240（ＪＰ，Ａ)

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】台と液圧発生装置とを備える冷間式液圧成
   形プレスであつて、該プレスにおいて、一方の交換可能
   な工具部分が往復動自在のプレートに装着されており、
   他方の交換可能な工具部分が不動のテーブルに設置され
   ており、それら相対して移動せしめられる工具部分は、
   枠形の密閉した工具を構成するものであり、前記往復動
   を引き起こす目的で前記プレートには、前記台に装着さ
   れたピストン・シリンダ装置が係合しており、前記テー
   ブルには、前記台に装着されたピストン・シリンダ装置
   により往復動可能なノツクアウト装置が配設されてお
   り、変形圧力を与える作業ピストン・シリンダ装置が前
   記台に装着されており、かつ該作業ピストン・シリンダ
   装置には制御主弁が配設されており、さらに、前記プレ
   ートに係合する前記ピストン・シリンダ装置は、前記工
   具をその中にある被成形物を変形させることなく密閉さ
   せるとともに、冷間プレス成形を行うために該密閉を保
   持し、かつ前記枠形の工具内に侵入し前記被成形物を冷
   間プレス成形する交換可能なマンドレルが、前記作業ピ
   ストン・シリンダ装置によつて加圧される形式のものに
   おいて、調節可能な主弁（12,28）を操作する制御装置
   （41）により、前記マンドレル（11,20,26）の成形行程
   及び成形速度が種々の値に調節可能であり、さらに前記
   ピストン・シリンダ装置（5,6）により加圧される前記
   プレート（４）は、前記マンドレル（11）を、互いに隔
   てられた協働ストツパ（22,23）によつて成形行程前の
   出発位置へ引つ張るようになつており、さらに前記作業
   ピストン・シリンダ装置（７）は、互いに前後して配設
   されて同一のピストンロツド（10）を操作する２つの作
   業ユニツト（8,9）に分割されており、前記作業ピスト
   ン・シリンダ装置（７）に供給される圧液の一部分のみ
   が前記主弁（12）を介して前記一方の作業ユニツト
   （８）に導かれ、それに対して該圧液の他の部分が前記
   他方の作業ユニツト（９）に制御主弁を介することなく
   導かれることを特徴とする冷間式液圧成形プレス。
2. 【請求項２】前記主弁（12,28）を操作する前記制御装
   置（41）により、プレス工程後の前記マンドレル（11）
   の停止時間が種々の値に調節可能であることを特徴とす
   る請求項１記載の冷間式液圧成形プレス。
3. 【請求項３】別のマンドレル（20）が前記テーブルを往
   復動自在に貫通し、かつ前記ノツクアウト装置（24）が
   該マンドレル（20）をスリーブ状に包囲することを特徴
   とする請求項１又は２記載の冷間式液圧成形プレス。
4. 【請求項４】前記マンドレル（20）は前記テーブルに、
   また前記マンドレル（11）は前記プレート（４）に配設
   されており、かつ前記制御装置（41）は、該２つのマン
   ドレル（11,20）を同期作動させるように構成されてい
   ること特徴とする請求項１から３までのいずれか１項記
   載の冷間式液圧成形プレス。
5. 【請求項５】成形ポンチ（26）が、比較的小さい作業ピ
   ストン・シリンダ装置（27）によつて、前記マンドレル
   （11,20）の動作方向に直角に往復動可能に前記台
   （１）に配設されていることを特徴とする請求項１から
   ４までのいずれか１項記載の冷間式液圧成形プレス。
6. 【請求項６】前記工具（29）の両側には、それぞれ１つ
   の成形ポンチ（26）が配設されており、該２つの成形ポ
   ンチは互い逆方向に作用し、かつ前記制御装置（41）
   は、該２つの成形ポンチを同期作動させるように構成さ
   れていることを特徴とする請求項５記載の冷間式液圧成
   形プレス。
7. 【請求項７】前記液圧発生装置（34）は、ポンプ（35）
   とアキユームレータ（37）を含むユニツトにより構成さ
   れていることを特徴とする請求項１から６までのいずれ
   か１項記載の冷間式液圧成形プレス。
8. 【請求項８】前記プレート（４）は、一面では４つのピ
   ストン・シリンダ装置（5,6）により加圧されており、
   かつ他面では、前記マンドレル（11）を案内することを
   特徴とする請求項１から７までのいずれか１項記載の冷
   間式液圧成形プレス。