JP2007507349A - トランスファプレスにおける絞り成形過程を制御するための装置 - Google Patents
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Abstract
相互に作用し合う2つの成形ツール部分(11,12)を備えていて、両成形ツール部分の間に、変形加工したいワーク(10)が保持されている、トランスファプレスにおける絞り成形過程を制御するための装置が記載される。一方の成形ツール部分(11)は、一定の回転速度で駆動される機械的なクランク伝動装置(13)によって2つの反転点(OT,UT)の間を移動可能である。第2の成形ツール部分(12)は、ピストンロッド(17)を介してハイドロリック式の差動シリンダ(15)のピストン(16)に結合されている。第1の反転点と第2の反転点とにより仕切られた範囲内の第1の時間区分の間、ピストンのロッド側の面(Ar)は、両成形ツール部分の衝突時に両成形ツール部分が実質的に同じ速度で運動するように第2の成形ツール部分(12)を加速するために十分な大きさの圧力で負荷されている。底部側のチャンバ(15b)とタンク(26)との間には、制御可能な絞り(35)が配置されている。このようなトランスファプレスの運転時にエネルギを節約するために、第1の時間区分に続いて第2の反転点(UT)への到達にまで延びる第2の時間区分において、ピストンのロッド側の面(Ar)が、第1の時間区分の間の第1の圧力よりも小さな第2の圧力で負荷されている。
Description
本発明は、請求項1の上位概念部に記載の形式の、トランスファプレスにおける絞り成形過程を制御するための装置に関する。
トランスファプレスの形のプレスでは、変形加工したいワークが、相互に作用する2つの成形ツール部分の間に保持されている。両成形ツール部分のうち、特に雌型として形成されている方の成形ツール部分は、一定の回転数で駆動される機械的なクランク伝動装置によって上側の反転点と下側の反転点との間を移動可能である。この場合、上側の反転点から下側の反転点への運動は「前進ストローク(Vorhub)」と呼ばれ、引き続き行われる、下側の反転点から上側の反転点への運動は「後退ストローク(Rueckhub)」と呼ばれている。クランク伝動装置によって駆動される方の成形ツール部分の運動は、クランク伝動装置の構造的な設計およびその回転速度により規定されている。絞り成形過程の、「前進ストローク」と「後退ストローク」とから成る1回の作業サイクルの間、クランク伝動装置は完全な1回転を実施する。クランク伝動装置の回転速度が一定であるので、クランク角度と時間との間には固定的な関係が生じる。したがって、その都度のクランク角度の代わりに、当該クランク角度に対応する時間点を評価することが可能となる。この関係は、以下の説明においても使用される。特に絞り過程用クッションとして形成されている他方の成形ツール部分は、ピストンロッドを介して、ハイドロリック式の差動シリンダのピストンに結合されている。ピストンロッドの運動は差動シリンダの第1のチャンバ内への圧力媒体供給と、それぞれ他方のチャンバからの圧力媒体排出とにより制御されている。ピストンロッドに保持された成形ツール部分の運動には、差動シリンダに供給されかつ差動シリンダから導出される圧力媒体流の制御により、前記クランク伝動装置の運動とは別個に独立して影響を与えることができる。プレスの絞り成形過程の1回の作業サイクルは連続する一連の時間区分に分割される。選択された例で前進ストローク内に延びる第1の時間区分の間は、ピストンのロッド側の面が圧力媒体で負荷される。この場合、差動シリンダは、第1の成形ツール部分が第2の成形ツール部分に衝突したときに両成形ツール部分が実質的に同一の速度で運動するように第2の成形ツール部分を著しく加速する。前進ストローク内で第1の時間区分に続いて第2の時間区分が設定されており、この第2の時間区分は下側の反転点にまで延びている。この第2の時間区分では、両成形ツール部分が互いに反対の側からワークに接触し、このワークを変形加工する。変形加工の間、両成形ツール部分は引き続き互いに接近する。下側の反転点において、差動シリンダ内の圧力媒体のデコンプレッション(減圧)が行われる。クランク伝動装置の運動方向の反転と共に後退ストロークが開始する。後退ストロークは引き続き別の時間区分を有しており、この時間区分は最大で上側の反転点への到達時まで延びている。この時間区分において、第2の成形ツール部分は特別な取出し位置へ移動するか、またはまずクランク伝動装置と一緒に上側の反転点の方向へ運動することができる。両方の場合とも、差動シリンダにより駆動される第2の成形ツール部分の速度は、クランク伝動装置により駆動される第1の成形ツール部分の速度よりも大きくない。差動シリンダ内に圧力媒体を供給するために設けられたポンプは、このポンプが第2の成形ツール部分を第1の時間区分の間、上で説明したように加速することができるように設計されていなければならない。この第1の時間区分は作業サイクル中の最大の所要圧力媒体量を必要とする時間区分である。ポンプはこの最大の所要圧力媒体量に合わせて設計されていなければならないので、このポンプは、より小さな所要圧力媒体量しか必要としない時間区分に対しては過剰寸法設定されていて、これらの時間区分では必要以上のエネルギを消費することになる。トランスファプレスにおける絞り成形過程を制御するためのこのような装置は、マンネスマン・レックスロース社(Mannesmann Rexroth AG;現在はBosch Rexroth AG社)により提供されて市販されている。
本発明の根底を成す課題は、冒頭で述べた形式の、トランスファプレスにおける絞り成形過程を制御するための装置を所要エネルギ量の減少を目的にして改良することである。
この課題は、請求項1の特徴部に記載の特徴により解決される。本発明は、絞り成形過程の第1の時間区分の間しか高い圧力は必要とならず、作業サイクルの少なくとも1つの別の時間区分では、第2の成形ツール部分を運動させるために、この高い圧力に比べて低い圧力で十分となるという思想に基づくものである。このために必要となる低圧ポンプの使用は、たしかにプレスの仕入れコストを高めるが、しかしこの過剰コストは運転コストの節約により補って余りあるので、プレスの全寿命にわたって見れば結果的にエネルギ節約の方が優勢となる。
本発明の有利な改良形は請求項2以下に記載されている。これらの改良形は、一層のエネルギ節約をもたらす手段およびこのような装置の詳細に関するものである。これらの手段に基づき、とりわけ一層小さな構成サイズのシリンダを使用することができる。さらに、必要となる冷却出力も減少する。圧力媒体のためには、より小さな容積を有するタンクを使用することができる。
以下に、本発明の3つの実施例を図面につき詳しく説明する。
図1は、トランスファプレスにおける絞り成形過程を制御するための本発明により形成された装置の第1実施例を示す概略図であり、
図2は、図1に示したトランスファプレスの両成形ツール部分の運動を1作業サイクルの個々の時間区分毎に示す線図であり、
図3は、トランスファプレスにおける絞り成形過程を制御するための本発明により形成された装置の第2実施例を示すハイドロリック部分の概略図であり、
図4は、トランスファプレスにおける絞り成形過程を制御するための本発明により形成された装置の第3実施例を示すハイドロリック部分の概略図であり、
図5は、図4に示した第3実施例で使用されるシリンダの拡大図であり、
図6は、図5に示したシリンダの、圧力媒体で負荷されたロッド側の環状面を示す断面図であり、
図7は、図5に示したシリンダの、圧力媒体で負荷された底部側の面を示す断面図である。
図2は、図1に示したトランスファプレスの両成形ツール部分の運動を1作業サイクルの個々の時間区分毎に示す線図であり、
図3は、トランスファプレスにおける絞り成形過程を制御するための本発明により形成された装置の第2実施例を示すハイドロリック部分の概略図であり、
図4は、トランスファプレスにおける絞り成形過程を制御するための本発明により形成された装置の第3実施例を示すハイドロリック部分の概略図であり、
図5は、図4に示した第3実施例で使用されるシリンダの拡大図であり、
図6は、図5に示したシリンダの、圧力媒体で負荷されたロッド側の環状面を示す断面図であり、
図7は、図5に示したシリンダの、圧力媒体で負荷された底部側の面を示す断面図である。
図1には、トランスファプレスならびに本発明による、絞り成形過程を制御するための装置の第1実施例が概略図で図示されている。変形加工したいワーク10が、相互作用する2つの成形ツール部分11,12の間に保持されている。両成形ツール部分のうち成形ツール部分11は雌型として形成されており、成形ツール部分12は絞り過程用クッション(Ziehkissen)として形成されている。成形ツール部分11は、図1には図示されていないモータにより一定の回転速度で駆動される機械的なクランク伝動装置13によって、上側の反転点OTと下側の反転点UTとの間を移動させられる。この場合、成形ツール部分11の下限位置は参照位置ssとして示されている。成形ツール部分12は、ピストン16と、成形ツール部分12に作用するピストンロッド17とを備えたハイドロリック式の差動シリンダ15によって、上下の反転点OT,UTにより仕切られた範囲内を移動させられる。この場合、成形ツール部分12の上限位置は参照位置skとして示されている。成形ツール部分11の位置ssのための尺度となるクランク伝動装置13の角度位置φは、回転角度センサ20によって電圧信号uφへ変換される。成形ツール部分12の位置skは、定規によりシンボル化されて図示されたストロークセンサ21によって別の電圧信号uskへ変換される。両電圧信号uφおよびuskは演算回路22に入力信号として供給される。この演算回路22はこれらの入力信号を規定のアルゴリズムに基づき結合して、制御信号ustbおよびustsを形成する。これらの制御信号は、差動シリンダ15に設けられた、符号15sおよび15bで示したチャンバに対する圧力媒体供給を制御する。
圧力媒体は、定吐出量形ポンプとして形成された第1のポンプ25によってタンク26から圧送される。この圧力媒体はアキュムレータ27を所定の圧力psHにまでチャージする。この圧力psHの高さは圧力遮断弁28によって制限されている。同じく定吐出量形ポンプとして形成された別のポンプ30が設けられており、このポンプ30は圧力媒体をタンク26から圧送して、別のアキュムレータ31を所定の圧力psNにまでチャージする。この圧力psNの高さは別の圧力遮断弁32によって制限されている。圧力psHは、成形ツール部分12が、運転時に最大に必要となる加速をもって移動され得るような大きさに設定されている。圧力psNは圧力psHよりも著しく小さく設定されている。1実施例では、圧力psNが圧力psHの1/4のオーダにある。
アキュムレータ27,31から差動シリンダ15のチャンバ15s,15bへの圧力媒体供給は比例弁35と切換弁36とによって、演算回路22により送出された制御信号ustbおよび制御信号ustsに相応して制御される。アキュムレータ31は逆止弁39と、ハイドロリック的な管路40,41とを介して差動シリンダ15のロッド側のチャンバ15sに接続されている。比例弁35の両終端位置のうちの一方の終端位置である、比例弁35の、図1に示した休止位置では、チャンバ15bが別のハイドロリック的な管路42を介してタンク26に接続されている。逆止弁39とチャンバ15bとの間の接続は比例弁35の休止位置では遮断されている。切換弁36も、図1に示した休止位置に位置していると、アキュムレータ27とハイドロリック的な管路41との間の接続が遮断されており、チャンバ15sはアキュムレータ31の圧力psNでしか負荷されていない。制御信号ustbの最大値に相当する、比例弁35の他方の終端位置では、チャンバ15sに対して付加的にチャンバ15bも圧力psNで負荷されている。制御信号ustbのゼロと最大値との間の中間に位置する値では、チャンバ15bがタンク26にもハイドロリック的な管路40にも接続されており、この場合、各流過横断面の大きさは制御信号ustbのその都度の大きさにより決定される。
切換弁36が作業位置に位置していると、チャンバ15sが圧力psHで負荷されており、面Arに圧力psHが作用する。上で説明したように圧力psHは圧力psNよりも大きいので、逆止弁39は遮断される。比例弁35が休止位置に位置していると、チャンバ15bはタンク26へ放圧されている。比例弁35および切換弁36のこのような位置では、ピストン16に、下方へ向けられた最大力が作用する。制御信号ustbが増大すると、タンク26に対する接続が絞られる。この場合には、ピストン16の底部の面Abに、制御信号ustbの大きさにより規定された、上方へ向けられた力が作用し、この力は下方へ向かって作用する力に抗して作用し、これによって、下方へ向かって作用する合成力を減少させる。
以下に、図1に示した制御装置を備えたトランスファプレスの機能形式を図2につき詳しく説明する。図2には、トランスファプレスの1回の作業サイクルの間の成形ツール部分11の位置ss(曲線45)および成形ツール部分12の位置sk(曲線46)が示されている。クランク伝動装置13の回転速度は一定であるので、位置ssのための尺度となるクランク角度φと時間tとの間には一定の関係が生じる。これによって、その都度のクランク角度φiの代わりに、このクランク角度に対応する時点tiを評価することが可能となる。以下に説明する作業サイクルは、時点t0で前進ストロークと共に開始する。この前進ストロークでは、成形ツール部分11が上側の反転点OTから下側の反転点UTへ運動する。下側の反転点UTは時点t3で到達されている。前進ストロークには後退ストロークが続いている。後退ストロークでは、成形ツール部分11が下側の反転点UTから上側の反転点OTへ向かって後退する。この場合、上側の反転点OTは時点t6で到達されている。クランク伝動装置13の永続的な回転運動に基づき、時点t6では直ちに新たな作業サイクルが開始する。新たな作業サイクルも、時点t0と時点t6との間の作業サイクルと同様に進行する。クランク伝動装置13により固定的に規定されている運動を実施する成形ツール部分11の運動とは異なり、成形ツール部分12の運動は、差動シリンダ15のチャンバ15b,15sをハイドロリック的な圧力媒体で負荷することにより制御され得る。このためには、演算回路22に所定のプログラムがファイルされている。このプログラムは、成形ツール部分12の位置skが曲線46に相当するように信号uφおよびuskから比例弁35もしくは切換弁36のための制御信号ustbおよび制御信号ustsを形成する。時点t0で切換弁36はその作業位置に位置する。すなわち、チャンバ15sは圧力psHで負荷されている。時点t1にまで、比例弁35は、成形ツール部分12がsk0で示された初期位置を維持するように制御されている。この場合、チャンバ15b内には、互いに逆の側からピストン16に作用する力(成形ツール部分12の自重およびワーク10の自重を考慮して)がちょうど互いに相殺し合うような圧力が生じる。成形ツール部分11の運動に基づき、時点t0と時点t1との間の時間区分Δt1において、両成形ツール部分11,12の間の間隔は減少する。時点t1が超えられると、演算回路22は、時点t2で両成形ツール部分11,12が互いに衝突するまで両成形ツール部分11,12の間の間隔が引き続き減少するように比例弁35を制御する。時点t2で演算回路22は切換弁36を休止位置へ戻す。これによって、ポンプ25のエネルギ消費量は減少する。なぜならば、アキュムレータ27から圧力媒体が取り出されることなく、たんにアキュムレータ27の圧力psHだけが維持されるからである。前進ストロークの残りの時間に、つまり時点t2と時点t3との間の時間区分Δt3において、ならびに後退ストロークの最初の部分、つまり時点t3と時点t5との間の時間区分Δt4およびΔt5の間、切換弁36は休止位置を維持する。この時間中、差動シリンダ15のチャンバ15bおよびチャンバ15sはアキュムレータ31からの圧力媒体でしか負荷されていない。このときに演算回路22は比例弁35を再び制御し、この場合、比例弁35は、チャンバ15b内に生じる、ピストン16の面Abに作用する圧力が、ピストン16に作用するその他の力と相まって成形ツール部分12を曲線46の経過に相応して運動させるように制御される。曲線46は、両成形ツール部分11,12がその間に位置するワーク10と共に時点t4まで一緒に上方へ向かって移動する場合に適用される。時点t5にまで延びる時間区分Δt5において、両成形ツール部分11,12は互いに分離して、ワーク10を取出しのために解放する。時点t5で、成形ツール部分12はその初期位置sk0に到達しており、成形ツール部分11はさらに上側の反転点OTにまで移動する。時点t6で成形ツール部分11はこの上側の反転点OTに到達する。時点t6では、演算回路22が切換弁36を再びその作業位置へ切り換える。この作業位置では、差動シリンダ15の両チャンバにハイドロリック的な管路40,41を介して圧力psHが供給されている。原則的に作業位置への切換弁36の切換をもっと遅い時点で行うこともできるが、ただし遅くとも時点t1までには行わなくてはならない。破線47は曲線46に対して択一的に、成形ツール部分12が時点t3を超えてまずワーク10のための特別な取出し位置へ移動し、そして時点t5と時点t6との間でようやく再びその初期位置sk0に到達する事例を示している。
図3には、トランスファプレスにおける絞り成形過程を制御するための本発明により形成された装置の第2実施例が示されている。図3には、この装置のハイドロリック部分しか図示されていない。第2実施例による装置は多くの部分で図1に示した第1実施例による装置と一致している。図1で一点鎖線50の上方に図示されている構成部分、つまり成形ツール部分11,12、クランク伝動装置13ならびに演算回路22は、図面を見易くするという理由から図3には図示されていない。差動シリンダ15の、図3において一点鎖線50のところで終わっているピストンロッド17は成形ツール部分12に通じている。ストロークセンサ21の出力信号uskは演算回路22に入力信号として供給される。演算回路22には、別の入力信号として回転角度センサ20の出力信号uφが供給される。演算回路22はこれらの信号からハイドロリック的な弁51のための制御信号ustbと、別のハイドロリック的な弁52のための制御信号ustsとを形成する。両弁51,52は比例弁として形成されている。この手段は圧力媒体流の微妙な制御を可能にする。ハイドロリック的な管路53を介してチャンバ15bに接続されている弁51は底部側のチャンバ15bに対する圧力媒体流を制御する。弁52はロッド側のチャンバ15sに対する圧力媒体流を制御する。図1に示した実施例の場合と同様に、図3の実施例にも2つのポンプ25,30、2つの圧力遮断弁28,32、2つのアキュムレータ27,31ならびに1つの逆止弁39が設けられている。アキュムレータ31は逆止弁39とハイドロリック的な管路40,41とを介してチャンバ15sに接続されている。
弁51は制御信号ustbによって2つの終端位置の間で無段階に制御可能である。図3に示した終端位置では、チャンバ15bがタンク26に対して放圧されている。弁51の他方の終端位置では、チャンバ15bが圧力psHで負荷されている。制御信号ustbの値がゼロと最大値との間の中間に位置する場合には、弁51が中間位置をとり、この中間位置ではチャンバ15bがタンク26にもアキュムレータ27にも接続されており、この場合、その都度の通過横断面の大きさは制御信号ustbのその都度の値によって規定される。弁52は制御信号ustsによって、やはり2つの終端位置の間で無段階に制御可能である。図3に示した終端位置では、チャンバ15sが圧力psHで負荷されている。弁52のこの終端位置では圧力psHが圧力psNよりも大きいので、逆止弁39は遮断されている。弁52の他方の終端位置では、弁52が遮断されていて、チャンバ15sは圧力psNで負荷されている。弁52の中間位置では、チャンバ15s内の圧力が、圧力psHと圧力psNとの間に位置する値をとる。この値は制御信号ustsの大きさに関連している。
演算回路22は、ピストンロッド17に結合された成形ツール部分12が図2に示した曲線46に従うように両弁51,52を制御する。作業サイクルは時点t0で前進ストロークと共に開始する。前進ストロークでは成形ツール部分11が上側の反転点OTから下側の反転点UTへ向かって運動する。時点t1と時点t2との間の時間区分Δt2では、両弁51,52が、図3に示した休止位置に位置している。この休止位置では、チャンバ15sが圧力psHで負荷されており、チャンバ15bがタンク26に対して放圧されている。このような弁位置組合せでは、ピストン16にできるだけ大きな力が作用する。成形ツール部分11が成形ツール部分12に衝突する時点t2で、弁52が閉じる。チャンバ15sはアキュムレータ31から逆止弁39とハイドロリック的な管路40,41とを介して圧力媒体で負荷されている。クランク伝動装置13により駆動された成形ツール部分11は、ピストンロッド17に保持された成形ツール部分12をアクティブに下方へ向かって押しのける。演算回路22はこのときに、成形ツール部分12の所望のカウンタ力が生じるように弁51を制御する。この場合に云えることは、チャンバ15bとタンク26との間の接続部の通過横断面を減少させることによって成形ツール部分12のカウンタ力が高められることである。弁51はこの限りでは、底部側のチャンバ15b内の圧力を決定する制御可能な絞りとして働く。時点t3において成形ツール部分12は下側の反転点UTに到達する。このときに演算回路22は、チャンバ15bもチャンバ15sも圧力psHで負荷されるように弁51,52を制御する。すなわち、両弁51,52は、成形ツール部分12が曲線46に従うように制御される。この場合にも、時間区分Δt2において差動シリンダ15には、圧力psHよりも低い圧力psNにまでチャージされたアキュムレータ31からのみ圧力媒体を供給することが有効となる。このことは、この実施例においても時間区分Δt2でのポンプ25のエネルギ消費量が作業サイクルの別の時間区分に比べて減少することを意味する。
図4〜図7につき説明する実施例により、トランスファプレスの1作業サイクル中に消費されるエネルギの一層の低減が可能となる。図4には、制御装置が図1もしくは図3に相当する図で図示されている。図1、図3および図4において同一の構成部分が使用されている場合、これらの構成部分には同じ符号が付与されている。図4に示した実施例では、成形ツール部分12を駆動するために、図1および図3に示した実施例において使用された差動シリンダ15の構造とは異なる構造を有する差動シリンダ55が働く。既に図3においてそうであったように、成形ツール部分11,12ならびにクランク伝動装置13は図4には図示されていない。差動シリンダ55は図5に拡大されて図示されている。このような差動シリンダは実用車との関係で、たとえば米国特許第6145307号明細書に基づき公知である。差動シリンダ55はピストン56を有しており、このピストン56は孔57を備えている。この孔57内にはハウジング固定のピストン58が係合しており、このピストン58は孔57と一緒になって内側の底部側のチャンバ55biを形成している。チャンバ55biへの圧力媒体供給はピストン58に設けられた通路59を介して行われる。さらに差動シリンダ55は外側の底部側のチャンバ55baならびにロッド側のチャンバ55sを有している。ハイドロリック的な管路41(弁52から到来)およびハイドロリック的な管路53(弁51から到来)はチャンバ55s;55baに接続されている。ピストン56の、圧力媒体負荷される面は符号Ar,AbiおよびAbaで示されている。図6には、ロッド側のチャンバ55sの環状面Arが図示されている。図7には、外側の底部側のチャンバ55baの環状面Abaと、内側の底部側のチャンバ55biの円形面Abiとが図示されている。この場合、環状面Abaは円形面Abiよりも大きく形成されている。電動モータ62により、シャフト63を介してはずみ質量体64と可変吐出量形ポンプ65とが駆動される。可変吐出量形ポンプ65の圧送容量は制御信号ustHにより所定の最小値と所定の最大値との間で調節可能である。シャフト63にはクラッチ67を介して第2のシャフト66が結合されている。このシャフト66はハイドロリック機械70を駆動する。このハイドロリック機械70は制御信号ustMに関連して連続的にポンプ運転からモータ運転へ制御可能である。さらにシャフト66は、定吐出量形ポンプとして形成されたポンプ30を駆動する。ハイドロリック機械70はハイドロリック的な管路73を介して、差動シリンダ55のハウジング固定のピストン58に設けられた、チャンバ55biに通じた通路59に接続されている。アキュムレータ31とハイドロリック的な管路73との間には、逆止弁75が配置されている。この逆止弁75は、ハイドロリック的な管路73内の圧力がpsNよりも大きくなった場合には必ず遮断される。
演算回路77は規定のアルゴリズムに基づき、入力信号uψおよびuskから制御信号ustbおよびusts(弁51;52のための)ならびに別の制御信号ustH(可変吐出量形ポンプ65のための)およびustM(ハイドロリック機械70のための)を形成する。図面を見易くするという理由から、図4には演算回路77と作動機構(弁51,52、可変吐出量形ポンプ65、ハイドロリック機械70)との間の個々の電気的な線路は図示されていない。演算回路77はこれらの作動機構を、成形ツール部分12の位置skがこの実施例においても図2に示した曲線46に相当するように制御する。作業サイクルは再び時点t0で前進ストロークと共に開始し、この前進ストロークでは、成形ツール部分11が上側の反転点OTから下側の反転点UTへ運動する。時点t1と時点t2との間の時間区分Δt2では、弁51,52が図4に示した休止位置に位置しており、この休止位置では、チャンバ55sが圧力psHで負荷されており、チャンバ55baがタンク26に対して放圧されている。ハイドロリック機械70はこの時間区分では約50%のタンク圧送モードにセットされている。この組合せにおいて、ピストン56には、できるだけ大きな力が作用する。成形ツール部分11が成形ツール部分12に衝突する時点t2で、弁52が閉鎖される。時間区分Δt3の間、チャンバ55sはアキュムレータ31によって逆止弁39とハイドロリック的な管路40,41とを介して圧力媒体で負荷されている。ピストン56により保持された成形ツール部分12はアクティブにクランク伝動装置13によって成形ツール部分11と、両成形ツール部分11,12の間に位置するワーク10とを介して下方へ向かって押しのけられる。この時間区分において演算回路77は弁51を、成形ツール部分12の所望の対抗力もしくはカウンタ力が生じるように制御する。この場合に云えることは、チャンバ55baとタンク26との間の接続の通過横断面を減少させることにより成形ツール部分12のカウンタ力が高められることである。ハイドロリック機械70はモータとして働いて、はずみ質量体64に機械的なエネルギを送出する。可変吐出量形ポンプ65は100%圧送容量モードへ切り換わる。チャンバ55ba内の圧力制御は弁51とハイドロリック機械70とを介して行われる。時点t3で成形ツール部分12は下側の反転点UTへ到達する。このときに演算回路77は弁51,52を、チャンバ55baもチャンバ55sも圧力psHで負荷されるように制御する。さらに、チャンバ55biは逆止弁75と、このために演算回路77によりポンプとして運転されるハイドロリック機械70とを介して充填される。作動機構(弁51,52、可変吐出量形ポンプ65、ハイドロリック機械70)は、成形ツール部分12が曲線46に従うように制御されている。この場合にも、時間区分Δt2において差動シリンダ55には、より高い圧力psHにまでチャージされたアキュムレータ27から圧力媒体が供給されないことが云える。このことは、この実施例においても時間区分Δt2におけるポンプ25のエネルギ消費量が1作業サイクルのその他の時間区分に比べて減少することを意味する。この場合、ハイドロリック機械70の使用により、電動モータ62への供給のために使用されるエネルギの一層改善された利用が与えられている。
Claims (19)
- トランスファプレスにおける絞り成形過程を制御するための装置であって、相互に作用し合う2つの成形ツール部分が設けられており、両成形ツール部分の間に、変形加工したいワークが保持されており、両成形ツール部分のうち一方の成形ツール部分、特に雌型が、一定の回転速度で駆動される機械的なクランク伝動装置によって2つの反転点の間を移動可能であり、両反転点のうち第1の反転点が作業サイクルの開始に対応しており、両成形ツール部分のうち第2の成形ツール部分、特に絞り過程用クッションが、ピストンロッドを介してハイドロリック式の差動シリンダのピストンに結合されており、該ピストンの運動が、差動シリンダの第1のチャンバ内への圧力媒体供給と、差動シリンダの第2のチャンバからの圧力媒体導出とによって制御されており、しかも前記ピストンのロッド側の面は、第1の反転点と第2の反転点とにより仕切られた範囲内に延びている第1の時間区分の間、第1の成形ツール部分と第2の成形ツール部分との衝突時に両成形ツール部分が実質的に同じ速度で運動するように第2の成形ツール部分を加速するために十分な大きさの圧力で負荷されており、さらに差動シリンダの底部側のチャンバとタンクとの間に制御可能な絞りが配置されており、該絞りが、底部側のチャンバ内の圧力を決定している形式のものにおいて、第1の時間区分(Δt2)に続いて第2の反転点(UT)への到達にまで延びる第2の時間区分(Δt3)が設定されていて、該第2の時間区分(Δt3)では、ピストン(16;56)のロッド側の面(Ar)が、第1の時間区分(Δt2)の間の第1の圧力(psH)よりも小さな第2の圧力(psN)で負荷されていることを特徴とする、トランスファプレスにおける絞り成形過程を制御するための装置。
- ピストン(16;56)のロッド側の面(Ar)が、作業サイクルの、クランク伝動装置(13)の運動方向の反転と共に開始する第3の時間区分(Δt4+Δt5)で再び第1の圧力(psH)で負荷されており、ただし第3の時間区分は遅くとも、クランク伝動装置(13)が第1の反転点(OT)へ到達する時点(t6)で終了する、請求項1記載の装置。
- ピストン(16;56)のロッド側の面(Ar)が、作業サイクルの、ピストン(16;56)の運動方向の反転と共に開始する第3の時間区分(Δt4+Δt5)で引き続き第2の圧力(psN)で負荷されており、ただし第3の時間区分は遅くとも、クランク伝動装置(13)が第1の反転点(OT)へ到達する時点(t6)で終了する、請求項1記載の装置。
- 2つのアキュムレータ(27,31)が設けられており、両アキュムレータのうち第1のアキュムレータ(27)は第1の圧力(psH)にまで、第2のアキュムレータ(31)は第2の圧力(psN)にまで、それぞれチャージされており、差動シリンダ(15;55)のロッド側のチャンバ(15s;55s)の圧力媒体負荷が、各時間区分(Δt2,Δt3,Δt4+Δt5)のためにそれぞれ規定された圧力(psH,psN)にまでチャージされている方のアキュムレータ(27;31)からの圧力媒体で行われる、請求項1から3までのいずれか1項記載の装置。
- 第2のアキュムレータ(31)が逆止弁(39)を介して差動シリンダ(15;55)のロッド側のチャンバ(15s;55s)に接続されている、請求項4記載の装置。
- 差動シリンダ(15;55)の底部側のチャンバ(15b;55ba)に通じた管路(42;53)に、制御可能な絞りとして働く比例弁(35;51)が配置されており、該比例弁(35;51)が、両アキュムレータ(27,31)のうちの一方のアキュムレータから差動シリンダ(15;55)の底部側のチャンバ(15b;55ba)へ圧力媒体流と、該底部側のチャンバからタンク(26)への圧力媒体流とを制御する、請求項5記載の装置。
- 第1のアキュムレータ(27)内の圧力(psH)が第1のポンプ(25;65)により維持されており、第2のアキュムレータ(31)内の圧力(psN)が第2のポンプ(30)により維持されている、請求項4から6までのいずれか1項記載の装置。
- 前記両ポンプ(25,30)が定吐出量形ポンプであり、該ポンプ(25,30)と、対応するアキュムレータ(27,31)との間にそれぞれ圧力遮断弁(28,32)が配置されている、請求項7記載の装置。
- 第1のポンプ(65)が可変吐出量形ポンプである、請求項7記載の装置。
- 第1のアキュムレータ(27)と差動シリンダ(15;55)のロッド側のチャンバ(15s;55s)との間に、圧力媒体流を制御する弁(36;52)が配置されており、該弁(36;52)の出口接続部が、前記逆止弁(39)からロッド側のチャンバ(15s;55s)に通じた管路(40,41)に開口している、請求項4から9までのいずれか1項記載の装置。
- 第1のアキュムレータ(27)と差動シリンダ(15;55)のロッド側のチャンバ(15s;55s)との間に配置された弁が切換弁(36)である、請求項10記載の装置。
- 第1のアキュムレータ(27)と差動シリンダ(15;55)のロッド側のチャンバ(15s;55s)との間に配置された弁が比例弁(52)である、請求項10記載の装置。
- 差動シリンダ(55)のピストン(56)の底部側の面が、互いに大小異なる大きさの2つの部分面(Aba,Abi)に分割されており、両部分面(Aba,Abi)が、互いに異なる大きさの圧力(pba,pbi)によって負荷されており、大きい方の部分面(Aba)を負荷する圧力(pba)が前記比例弁(51)により制御されており、小さい方の部分面(Abi)を負荷する圧力(pbi)が、ポンプ運転からモータ運転へ連続的に切換制御可能なハイドロリック機械(70)により制御されている、請求項6記載の装置。
- 差動シリンダ(55)のピストン(56)が孔(57)を備えており、該孔(57)内にハウジング固定のピストン(58)が係合しており、該孔(57)と該ハウジング固定のピストン(58)とから形成された内側の底部側のチャンバ(55bi)に対する圧力媒体供給が、ハウジング固定のピストン(58)に設けられた通路(59)を介して行われる、請求項13記載の装置。
- 前記ポンプ(30,65)および前記ハイドロリック機械(70)が電動モータ(62)によって1つの共通のシャフト(63,66)を介して駆動されており、該シャフト(63)にはずみ質量体(64)が結合されている、請求項13または14記載の装置。
- 小さい方の部分面(Abi)を負荷する圧力(pbi)は、該圧力(pbi)が第1の時間区分(Δt2)では第1の圧力(psH)よりも小さくなり、第2の時間区分(Δt3)では第2の圧力(psN)に等しくなるように制御されている、請求項13から15までのいずれか1項記載の装置。
- 小さい方の部分面(Abi)を負荷する圧力(pbi)は、該圧力(pbi)が第3の時間区分(Δt4+Δt5)では第1の圧力(psH)に等しくなるように制御されている、請求項16記載の装置。
- 前記ハイドロリック機械(70)が、作業サイクルの開始(t0)に対応する反転点(OT)と、第1の時間区分(Δt2)の開始(t1)との間でタンク圧送モードに切換制御されている、請求項13から17までのいずれか1項記載の装置。
- 第2のアキュムレータ(31)と、前記ハイドロリック機械(70)から差動シリンダ(55)の内側の底部側のチャンバ(55bi)に通じた管路(73)との間に、別の逆止弁(75)が配置されている、請求項14から18までのいずれか1項記載の装置。
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