JP5526024B2 - 打抜きプレス機関連する出願の指摘本件出願は、2007年6月28日付で提出された欧州特許出願第07012661の優先権を主張するものであり、したがってその開示内容全体を援用する。 - Google Patents

打抜きプレス機関連する出願の指摘本件出願は、2007年6月28日付で提出された欧州特許出願第07012661の優先権を主張するものであり、したがってその開示内容全体を援用する。 Download PDF

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Description

本発明は、請求項1の前提項に記載された打抜きプレス機に関する。
高い要求が課せられる打抜き部品を工業的に製造するために、実際の現場では、打抜き平面の下方に配置され、引張柱を介してプレスラムと連結された駆動機構を備えている打抜きプレス機が格別に適していることが判明している。このような打抜きプレス機により、特にプレスラムが各々の4つの外側コーナーのところで引張柱とそれぞれ連結されている実施形態の場合に、進行方向だけでなくこれに対して鉛直にも、最大限可能な傾動安定性を実現できるからである。このようなプレス機の例として、1965年以来1100台以上が生産されているBruderer AG社(スイス、フラズナハト所在)の型式BSTA 60の自動打抜き機を挙げておく。この打抜きプレス機では、4つの引張柱のうちそれぞれ2つが共通のクランク機構を介して駆動され、そのために、クランク機構のコンロッドのクランクシャフトから遠い方の端部は、両方の引張柱を固定的に連結するヨークへ直接的に枢支されている。
生産のフレキシビリティ、打抜きの頻度、および打抜き精度に関わる要求事項が高まる一方であることを考えると、現在では、このような機械設計があらゆる要求事項を全面的に満たすことはできなくなっており、その理由は特に、過度に増大したコンポーネント荷重およびこれに伴う相応の磨耗のせいで、ないしは相応に増大するメンテナンス集中度のせいで、最大の打抜き頻度のいっそうの向上や、ラムに著しく偏心的な荷重がかかる動作が妨げられるためである。
したがって本発明の課題は、上に述べた従来技術の欠点を有しておらず、またはこれを少なくとも部分的に回避する、打抜きプレス機を提供することにある。
この課題は、請求項1に記載の打抜きプレス機によって解決される。
それによると本発明は、定置の固定板と、固定板の上面と向かい合い、固定板に対して作動するプレスラムとを備える打抜きプレス機に関するものである。打抜きプレス機の動作のために、打抜きプレス機で使用されるべき打抜き金型の定置の金型部分は固定板の上面で支持されるのに対して、可動の金型部分はプレスラムにより担持される。プレスラムは、プレスラムへ駆動力を伝達する役目をする引張柱を介して、打抜き平面の下方に配置された駆動機構により駆動可能であり、それにより、打抜き動作のために必要な上昇運動と下降運動をプレスラムが行うようになっている。プレスラムの案内は、好ましくは固定的にこれと連結された引張柱を介してのみ行われ、これらの引張柱は、打抜きプレス機の構造部で垂直方向へスライド可能なように案内部で案内されている。これらの案内部は、ラムにおける偏心的な荷重作用の結果として引き起こされるプレスラムおよび引張柱の斜め位置を、ベルト走行平面の領域に延びる傾斜軸を中心とする引張柱の傾きによって行えるようになっている。「ベルト走行平面の領域」とは、ここでは理想的ないし平均的なベルト走行平面の上方40mmから下方40mmの間の領域を意味している。このことは、たとえば傾斜軸がベルト走行平面の領域に延びている、傾きを許容する単一の案内部をそれぞれの引張柱ごとに利用することで実現することができ、または、ベルト走行平面の領域に延びる傾斜軸を中心として一緒に傾くことができるようにプレス構造部で受けられた、相互間隔をおいて配置された2つの案内部をそれぞれの引張柱ごとに利用することで実現することができる。
本発明の構成により、管理不能な動作条件および高い磨耗につながることになる、偏心的な荷重のもとでの打抜きプレス機のゆがみが回避される。この設計形態では、引張柱の曲げ荷重がいくらか生じる可能性があるのはプレスラムと引張柱の連結部が高い曲げ剛性で施工されている場合だけであり、しかも、それは引張柱とプレスラムの間の移行個所に限られており、そこではこのような曲げ荷重は問題にはならない。さらに本発明に基づく構成により、ラムが斜め位置になったとき、高い金型の磨耗あるいは金型の破損にさえつながりかねない金型のずれが生じないことも保証される。それに応じて本発明により、偏心的な荷重が生じたときでも、機械側および金型側の両方の最小限の磨耗を最大限の打抜き精度と結びつける打抜きプレス機を提供することができる。
打抜きプレス機の好ましい実施形態では、引張柱は打抜きプレス機のベルト走行平面の領域でのみ案内されており、好ましくは打抜きプレス機の理想的ないし平均的なベルト走行平面で案内されており、すなわち、好ましくは傾きを許容する案内部で案内されており、さらに好ましくはこれらの案内部は実質的にモーメントフリーである。傾きを許容する案内部とは、ここでは、その設計上の構成によって、通常は垂線であるニュートラルな案内軸に対して少なくとも0.05°、好ましくは少なくとも0.10°の引張柱の斜め位置を許容し、その際に、損傷や大幅に増える磨耗につながることがない案内部を意味している。このような種類の軸受が実質的にモーメントフリーであるとみなされるのは、それが傾斜を妨げるような力を実質的に作用させない場合である。このような構成により、ラム案内部を具体化するための設計コストを最低限に引き下げることができ、また、非常に短い引張柱を用いることが可能となり、このことは、荷重のもとでの引張柱の望ましくない長さ伸長という観点から好ましい。
打抜きプレス機の別の好ましい実施形態では、互いに向き合うそれぞれ2つの引張柱はたとえばヨークのような連結部材を介して相互に固定的に連結されている。それにより、2つの引張柱の力成分を統合することができ、傾いた力成分をヨークによって補償できるという利点がもたらされる。両方の引張柱を駆動するには、たとえば1つの中央のクランク機構があれば足りる。連結は、プレスラムと反対を向いている方の引張柱の端部の領域で行われるのが好ましい。しかしながら引張柱案内部の構成によっては、および駆動機構への引張柱の結合によっては、それぞれの引張柱の両方の端部の間の領域で前述した連結部を成立させることも同様に考えられる。この実施形態が特に好ましいのは、プレスラムと引張柱との間の連結も固定的であり、それによってプレスラムと引張柱と連結部材とが、全体として傾斜運動を行うことができる、引張柱の長軸で形成される平面で実質的に角度固定的なフレーム構造を形成している場合である。
さらに別の好ましい実施形態では、打抜きプレス機は、プレスラムのコーナーにそれぞれ配置されたちょうど4つの引っ張り柱を有している。それにより、長手方向でもこれに対して横向きにも、ラムの最大限の傾動安定性を実現することができる。
この場合、それぞれ2つの向き合う引張柱が連結部材を介して固定的に相互に連結されている打抜きプレス機の実施形態では、それぞれベルト走行方向に対して横向きにプレス機と向き合う引張柱が、その下側の端部のところで横方向ヨークを介して相互に連結されていると好ましい。それにより、モジュール形式のプレス機構造が可能になるという利点がもたらされる。同一の駆動ユニットおよび案内ユニットを、長さのさまざまに異なるラムおよび固定板と組み合わせることで、少数の異なるコンポーネントから、さまざまな設計長さの打抜きプレス機を構成することができる。
さらに別の好ましい実施形態では、打抜きプレス機の駆動機構は、荷重に起因する引張柱の長さ伸長を補償するための手段を有しており、好ましくは、荷重に起因するそれぞれ個々の引張柱の長さ伸長を個別的に補償するための手段を有しており、それにより、偏心的な荷重のもとで作動時に発生する引張柱の異なる長さ伸長の修正、およびこれに伴うプレスラムの斜め位置の修正が可能である。それにより、本発明によるプレス機の構成に基づき、たとえば偏心的なラム荷重が生じる動作のために、荷重がないときにはプレスラムが傾いているが荷重のもとではまっすぐになるように、打抜きプレス機を調整することも可能となる。
打抜きプレス機のさらに別の好ましい実施形態では、駆動機構は、駆動モータにより提供される回転駆動運動を、プレスラムの少なくとも1つの引張柱の駆動のための間欠的な上昇運動と下降運動に変換することができる、クランクシャフトの1つまたは複数のクランクピンに配置された1つまたは複数のコンロッドを備える少なくとも1つのクランクシャフトを有している。すなわち設計形態に応じて、クランクシャフトは打抜きプレス機のただ1つの引張柱を駆動する役目をするか、または、複数の引張柱を駆動する役目をするか、または、すべての引張柱を駆動する役目をすることができる。このような種類の駆動コンセプトは打抜きプレス機の分野で成果が実証されており、システム上、好ましい打抜き力の推移を有している。また、整合化された運動過程に基づき、高い要求の課せられるコンポーネントの長い耐用寿命がもたらされる。
この場合、少なくとも1つのクランクシャフトは打抜きプレス機の長手方向すなわちベルト走行方向に延びているのが好ましく、さらに、長手方向に延びるちょうど1つのクランクシャフトがすべての引張柱の駆動のために設けられているのが好ましい。それにより、すべての引張柱が強制同期される本発明の打抜きプレス機を、簡単かつ低コストな方法で具体化することができる。
またこの場合、ちょうど1つのクランクシャフトは打抜きプレス機の長軸に沿って中央に配置されているのが好ましく、それにより、引張柱に関して左右対称の配置が生じるようになっている。それにより、プレス構造全体における左右対称の力分布という利点がもたらされ、それによって荷重のもとでの固定板とラムとの最大限の平行性のために、駆動側で最善の条件を確保することができる。
ちょうど1つのクランクシャフトを備えている上に述べた実施形態では、さらに、クランクシャフトがちょうど2つのクランクピンを有しているのが好ましく、これらのクランクピンはクランクシャフトの一方の端部の領域にそれぞれ配置されるとともに、少なくともそれぞれのシャフト端部と反対を向いている側で、当該クランクピンに付属する好ましくは転がり軸受として構成されたクランクシャフトのラジアルベアリングにより受けられているのが好ましい。このような種類の構造は、引張柱の長手方向位置にクランクピンを配置することが可能になるので、軸受力によってプレス構造部で長手方向に生成される場合がある曲げモーメントが回避されるという利点がある。
さらにこの場合、クランクピンは、それぞれのクランクピンに付属する好ましくは転がり軸受として構成されたクランクシャフトのラジアルベアリングにより両側で受けられているのが好ましく、それにより、クランクシャフトへの曲げモーメントの導入も実質的に回避される。
さらに、上に述べた打抜きプレス機の両方の実施形態では、クランクシャフトは、シャフト端部と反対を向いているそれぞれのクランクピンの側にそれぞれ配置されたラジアルベアリングの間の領域で、中空シャフトとして構成されているのが好ましい。それにより、同時に良好な回転剛性で、クランクシャフトの回転慣性モーメントを比較的小さく抑えることができる。
またこの場合、クランクシャフトは組立式のシャフトすなわち組み合わされてなるシャフトとして構成されており、中空シャフトとして構成された部分がクランクピンとは別個のコンポーネントとして構成されるようになっているのが好ましい。それにより、比較的小型のコンポーネントを別々に製造することが可能となり、いくつか少数のコンポーネントから種々のクランクシャフトを構成することができるので(モジュール性)、製造コストと在庫コストを引き下げることができる。
さらに、駆動機構が1つまたは複数の付属のコンロッドを備える少なくとも1つのクランクシャフトを有している打抜きプレス機の実施形態では、クランクシャフトは、そのクランクピンの行程距離を調整可能であるように構成されていると好ましい。さらにこの場合、クランクシャフトは偏心器とその上に回転可能に配置された偏心ブッシュとによってそれぞれ構成されるクランクピンを有しており、それにより、偏心器の上で偏心ブッシュを回すことによってクランクシャフトのさまざまに異なる行程距離を調整可能であるようになっているのが好ましい。それによって行程距離の調整可能性という利点がもたらされる。
この場合、それぞれのクランクピンの偏心器と偏心ブッシュは、クランクシャフトの特定の行程距離を設定するために相互の特定の位置で係止手段により、好ましくは係止ボルトにより、係止可能であり、そのようにして、正確に定義された特定の値に合わせた調整が簡単な方法で可能である。
上に述べた実施形態においてクランクシャフトが、好ましくはシャフト端部と反対を向いている方のそれぞれのクランクピンの側にそれぞれ配置されたラジアルシャフトの間の領域で中空シャフトとして構成されている場合、係止手段は、中空シャフトとして構成されているクランクシャフトの部分の内部空間を通って延びる中央の解除機構を介して解除可能であるのがさらに好ましい。このような設計形態は、簡単な係止解除可能性およびこれと結びついた別の行程距離への機械の簡単な変更可能性で、簡単な構造を可能にする。
駆動機構が1つまたは複数の付属のコンロッドを備える少なくとも1つのクランクシャフトを有している打抜きプレス機のさらに別の好ましい実施形態では、クランクシャフトはラジアルベアリングで支承されており、クランクシャフトのラジアルベアリングのうちちょうど1つはクランクシャフトに作用する軸方向力を受けとめるための固定軸受として構成されている。それにより、普通である「浮動式」の支承部とは異なり、クランクシャフトが定義された軸方向の支承部を有しているという利点がもたらされる。
駆動機構が1つまたは複数の付属のコンロッドを備える少なくとも1つのクランクシャフトを有している打抜きプレス機のさらに別の好ましい実施形態では、クランクシャフトは、クランクピンのうちそれぞれ1つに付属し、クランクピンごとに別個のハウジング部分に支承されたラジアルベアリングで支承されており、このハウジング部分は、固定板を支持ないし形成する中央のハウジング部分と好ましくはねじ止めによって連結されている。それにより、打抜きプレス機の基本構造を、モジュール形式の複数の小型のコンポーネントで構成することが可能となり、このことは在庫コストや製造コストにおける節約を可能にする。
駆動機構が1つまたは複数の付属のコンロッドを備える少なくとも1つのクランクシャフトを有している打抜きプレス機の第1の代替的な好ましい実施形態では、各々のコンロッドのクランクシャフトから遠い方の端部は1つのレバーの第1の端部に枢支されており、または複数のレバーのそれぞれ第1の端部に枢支されており、このレバーはその第2の端部で打抜きプレス機の構造部に直接的または間接的に枢支されており、たとえば打抜きプレス機のハウジングに不動に支承された支持ボルトによって(直接的)、または、たとえばハウジングに対して位置調節可能なレバーの枢支点を備える、打抜きプレス機のハウジングに取り付けられた支持構造を介して、および/またはリンクプレートを介して(間接的)枢支されている。このとき枢支部は、クランクシャフトが回転することで、1つまたは複数のレバーがコンロッドにより第2の端部を中心として往復旋回できるようになっている。さらに、1つないし複数のレバーは第1の端部と第2の端部の間の領域で打抜きプレス機の少なくとも1つの引張柱とそれぞれ枢着結合されており、それにより、それぞれのレバーの往復旋回によって引張柱が上方および下方へ運動できるようになっている。このような打抜きプレス機の構成により、ラム駆動力の分割が引き起こされるという利点がもたらされ、それによってクランクシャフトの軸受荷重が明らかに低減され、このことは、ひいては打抜き頻度が高いときでもプレス機の長い耐用寿命(少ない磨耗)と高い精度に貢献する。クランク機構により生成される往復運動がプレス機のレバー機構で減速されるので、この実施形態は「ショートストロークプレス」として特別に適している。
このような打抜きプレス機では、それぞれのレバーはその第2の端部でリンクプレートを介して打抜きプレス機の構造部に間接的に枢支されているのが好ましい。それにより、実質的に垂直方向の力だけをこの枢支点を介して構造部へ伝達することができるので、枢支点を形成するコンポーネントの曲げ荷重が実質的に回避されるという利点がもたらされる。このことは特に、枢支点の垂直方向の位置を位置調節可能である位置調節可能な支持構造によって枢支点が形成される場合、たとえばねじ付きスピンドルによって形成される場合に好ましい。
またこの場合、それぞれのレバーは第1の端部と第2の端部の間の領域でリンクプレートを介して引張柱と連結されているのが好ましい。それによって水平方向の運動性がもたらされ、実質的に垂直方向の力だけをこの枢支点を介して伝達できるという追加の利点が得られる。
また、打抜きプレス機のこの実施形態では、それぞれのコンロッドのクランクシャフトから遠い方の端部が垂直方向に案内される案内部がそれぞれ設けられており、それにより、1つまたは複数のレバーのためのその枢支点が垂直方向へのみ可動であるようになっているのが好ましい。その結果としてこの枢支点の水平方向の固定がもたらされ、このことは、互いに鏡像対称に向かい合う2つのレバーの共通のコンロッドでの枢支が簡素化される。
それに応じてこの場合、それぞれのコンロッドのクランクシャフトから遠い方の端部は、クランクシャフト長手方向で見て鏡像対称に向かい合って配置された2つのレバーの第1の端部と共通の枢支点を形成するのが好ましく、これらのレバーは、クランクシャフト長手方向で見て鏡像対称をなすようにそれぞれ1つの引張柱に付属しているのが好ましい。それにより、コンパクトな設計形態および強制同期される2つの引張柱の駆動という利点がもたらされる。
駆動機構が1つまたは複数の付属のコンロッドを備える少なくとも1つのクランクシャフトを有している打抜きプレス機の第2の代替的な好ましい実施形態では、各々のコンロッドのクランクシャフトから遠い方の端部は少なくとも1つのレバーの第1の端部と連結されており、このレバーはその第1の端部と第2の端部との間の領域で打抜きプレス機の構造部に枢支されており、たとえば打抜きプレス機のハウジングに不動に支承された支持ボルトによって(直接的)、または、たとえばハウジングに対して位置調節可能なレバーの枢支点を備える、打抜きプレス機のハウジングに取り付けられた支持構造を介して、および/またはリンクプレートを介して(間接的)枢支されている。このとき枢支部は、クランクシャフトが回転することで、レバーがコンロッドによりその端部を中心として往復旋回できるようになっており、レバーはその第2の端部で打抜きプレス機の少なくとも1つの引張柱と枢着結合されており、それにより、レバーの往復旋回によって引張柱が上方および下方へ運動できるようになっている。打抜きプレス機のこの実施形態により、レバーを介しての運動の反転によって、可動質量の補償がすでにシステム上ある程度の行われるので、わずかな追加の補償質量しか必要なくなるという利点がもたらされる。またこの場合、ラム行程に対するクランク行程の1:1またはこれ以上の変速比を簡単な方法で具体化することができ、したがって、この実施形態は「ロングストロークプレス」として格別に適している。
この場合、それぞれのレバーはその第1の端部と第2の端部の間の領域で、好ましくは旋回軸を形成するボルトによって、打抜きプレス機の構造部に直接的に枢支されているのが好ましく、それにより、垂直方向の力と水平方向の力をいずれも枢支点を介して構造部へ伝達することができる。
またこの場合、それぞれのレバーはその第2の端部でリンクプレートを介して引張柱と連結される。それにより水平方向の可動性がもたらされ、実質的に垂直方向の力だけをこの枢支点を介して伝達できるという追加の利点が得られる。
また、打抜きプレス機のこの実施形態では、それぞれのコンロッドのクランクシャフトから遠い方の端部が垂直方向に案内される案内部がそれぞれ設けられており、それにより、この端部が垂直方向へのみ可動であるようになっているのが好ましい。このようにして水平方向で規定されるクランクシャフトから遠い方のコンロッドの端部は、リンクプレートを介して、少なくとも1つのレバーの第1の端部と連結される。それにより、互いに鏡像対称に向かい合う、水平方向で規定された2つのレバーの共通のコンロッドでの枢支が可能となる。
それに応じてこの場合、それぞれのコンロッドのクランクシャフトから遠い方の端部は、別個のリンクプレートを介して、互いに向かい合い水平方向に規定される、クランクシャフト長手方向で見て鏡像対称に配置された2つのレバーの第1の端部に枢支されるのが好ましく、これらのレバーは、クランクシャフト長手方向で見て鏡像対称をなすようにそれぞれ1つの引張柱に付属しているのが好ましい。それにより、コンパクトな設計形態および強制同期される2つの引張柱の駆動という利点がもたらされる。
このとき、それぞれのコンロッドのクランクシャフトから遠い方の端部がクランクシャフト長手方向で見て鏡像対称の2つのレバーの端部に枢支される、上に挙げた両方の代替的な好ましい打抜きプレス機の実施形態の態様では、鏡像対称に向かい合うレバーが付属する引張柱は、その案内部の下方の領域で特にヨークを介して互いに固定的に連結されているのが好ましい。それによって引張柱相互の安定化がもたらされ、ヨークを介して引張柱への駆動力の好ましい導入が可能となる。
荷重に起因する引張柱の長さ伸長を補償する手段を有する、上に挙げた両方の代替的な好ましい打抜きプレス機の実施形態の態様では、荷重に起因する引張柱の長さ伸長を補償する手段は、これによって打抜きプレス機の構造部におけるそれぞれのレバーの枢支点の位置および好ましくは垂直方向の位置を、好ましくはプレス機の打抜き動作中に調節可能であるように構成されているのが好ましい。それにより、好ましくは打抜き動作中に、ラム位置の調整が可能になるという利点がもたらされる。
このとき、打抜きプレス機の構造部におけるそれぞれのレバーの枢支点の位置は、ねじ付きスピンドルを用いて、好ましくはねじ付きスピンドルを有するサーボモータによって、調整可能であるのが好ましい。
別案として、打抜きプレス機の構造部におけるそれぞれのレバーの枢支点の位置は、好ましくはプラネタリギヤを備えるサーボモータを通じて回転可能な偏心器によって調整可能であるのも好ましい。
このような種類の解決法は実証済みであり、低コストかつ確実であり、そのうえ制御部を介しての枢支点の自動化された調整/調節を可能にする。
また、荷重に起因する引張柱の長さ伸長を補償する手段を有しており、引張柱を上昇運動および下降運動させるための複数のレバーが設けられており、各々のレバーがちょうど1つの引張柱に付属している、上に挙げた両方の代替的な好ましい打抜きプレス機の実施形態の態様では、レバーの枢支点の垂直方向の位置をグループごとに、または互いに独立して調整可能であるのが好ましい。すなわち、このような打抜きプレス機の好ましい実施形態は、請求項に記載された複数のレバーを有しており、クランクシャフトから遠い方のコンロッドの端部がその第1の端部にそれぞれ枢支されており、または第1の端部と連結されており、レバーは打抜きプレス機の構造部に直接的または間接的に枢支されており、それにより、クランクシャフトを回転させることで、それぞれのレバーがコンロッドによりその枢支点を中心として往復旋回できるようになっている。このときレバーは、場合により2つの引張柱を相互に連結するヨークへの枢支部を介して、それぞれのレバーに付属する打抜きプレス機の引張柱とそれぞれ枢着結合されており、それにより、レバーの往復旋回によって引張柱が上昇運動と下降運動できるようになっている。このとき打抜きプレス機は、レバーの枢支点の垂直方向の位置をグループごとに、または互いに独立して調整可能であるように構成されている。それによって特に、プレスラムの外側コーナーの領域にそれぞれ配置された4つのレバーの引張柱を備える打抜きプレス機について、偏心的な荷重によって引き起こされる打抜き作動時の不均等なコンポーネント変形(たとえば引張柱の長さ伸長)の最善の補償という可能性がもたらされる。レバーの枢支点の位置のそれぞれ的確に相違する調整によって、ラムを荷重のもとで固定板と平行に保つことができるからである。
本発明の上記以外の好ましい実施形態は、従属請求項および図面を参照した以下の説明から明らかである。
本発明による第1の打抜きプレス機を示す、図2のA−A線に沿った横断面図である。 図1のB−B線に沿った縦断面図である。 図1と図2の打抜きプレス機をプレスラムを取り外して示す平面図である。 図1から図3の打抜きプレス機の両方の機械ハウジングのうちの一方を示す2つの水平方向断面図であり、ラム高さ調節のためのスピンドル駆動装置のそれぞれ異なる態様を有している。 ラム案内部のうちの1つを示す、図3および図5bのF−F線に沿った垂直方向断面図である。 ラム案内部のうちの1つを示す、図2および図6のG−G線に沿った水平方向断面図である。 本発明による第2の打抜きプレス機を示す、図7のC−C線に沿った横断面図である。 図6のD−D線に沿った縦断面図である。 図6のE−E線に沿った断面図である。
本発明による第1の打抜きプレス機の基本構造が図1から図4から明らかであり、これらは横断面図(図1)、縦断面図(図2)、および打抜きプレス機の機械ハウジングのうちの1つの水平方向断面図(図4)を示しており、ならびに、プレスラムを取り外したときの打抜きプレス機の平面図(図3)を示している。
図面を見ると分かる通り、打抜きプレス機の基本構造は、ねじ15dにより相互に連結された、2つの機械ハウジング15,15bと、固定板23を備える横方向支持体15aとで成り立っている。固定板23の上方には、それぞれ外側コーナーのところに配置された4つの引張柱2と固定的に連結されたプレスラム1が配置されている。それぞれ2つの引張柱2に、後で説明する各引張柱2のための駆動機構をそれぞれ含む両方の機械ハウジング15,15bのそれぞれ一方が付属しており、垂直方向へスライド可能なように案内部3に支承されており、これらの案内部3は、それぞれの機械ハウジング15,15bのハウジングカバー4の一部を同時に形成する案内支持部に組み込まれている。構造については図5aと図5bを参照して別のところで詳しく説明する。案内部3は傾斜を許容し、実質的にモーメントフリーで構成されており、プレスラム1のための唯一の案内部3をなしている。図面から分かるように、これらの案内部はその軸方向長さの中心が、引張柱2の長手方向で、理想的ないし平均的なベルト走行平面Xにちょうど位置するように配置されている。
共通の機械ハウジング15,15bに付属する両方の引張柱2は、機械ハウジング15,15bの中で、ラム1と反対を向いている方の端部でそれぞれ横方向ヨーク5を介して相互に固定的に連結されており、さらに横方向ヨークは2つのリンクプレート6により、ボルト6aを介して4つのレバー7にリンク式に枢支されている。
これらのレバーのプレス機中心部と反対を向いている方の端部は、リンクプレート7aによりスピンドルナット20に枢支されており、これらのスピンドルナットは、それぞれの枢支点を位置調節するために、スピンドル19によって垂直方向へスライドさせることができる。このスピンドル19の駆動は、それぞれ軸受構造17と協働して各スピンドル19を支承する役目も担うウォーム歯車18から行われる。スピンドル19が回転運動するときに20が一緒に回転するのを防ぐために、スピンドルナット20はカバー20aに回り止めを有している。
レバー7のプレス機中心部の方を向いている端部は、共通のコンロッドボルトにより、2つの独立したコンロッド8と連結されている。コンロッド8の上側端部は作動時にストローク運動を行い、摺動片21により直線案内部22で案内されており、それにより、コンロッドボルトが垂直運動だけを行えるようになっている。
コンロッド8の下側の大きい方のコンロッド穴には、偏心器10と偏心ブッシュ9とで構成される駆動機構のクランクシャフト9,10,29の共通のクランクピン9,10が着座している。偏心器10に対して偏心ブッシュ9が回転することで、結果的に生じるクランクピン9,10の偏心度全体を変えることができ、このことはクランクシャフト9,10,29の行程の変化に相当しており、すなわち打抜きプレス機の行程の変化にも相当している。本例では、打抜きプレス機は厳密に定義された複数の行程距離に合わせて調整することができ、そのために、偏心ブッシュ9と偏心器10との間のさまざまに異なる相対角度位置が、係止ボルト32により嵌合式に規定される。係止ボルト32は、行程を変更するために、解除機構31によってロック解除可能である。そのようにして偏心器10を偏心ブッシュ9に対して回転させることができ、その間に偏心ブッシュ9は、ラッチピストン26により差込可能であるラッチ25によって一時的に回り止めされる。
クランクシャフト9,10,29は、それぞれ端部側に配置された両方のクランクピン9,10と、クランクピン9,10を相互に連結し、カバー15cで防護された中空シャフト29とで構成されている。クランクシャフトは3つの可動軸受30および1つの固定軸受33により、両方の機械ハウジング15,15bに支承されている。解除機構31は、中空シャフト29の中心に延びる連結シャフト28を介して相互に連結されており、それにより、固定軸受33を有している打抜きプレス機の側から一緒に操作可能である。打抜きプレス機の他方の側には、ブレーキ、クラッチ、フライホイールなどの駆動モジュール27が、クランクシャフト9,10,29とともに配置されている。
可動質量の補償を具体化するために、それぞれのボルト6aには、それぞれリンクプレート6に追加して、質量補償レバー16の前側端部が枢支されている。このレバー16の中心部は、ハウジング固定されたボルトで回転可能に支持されている。レバー16の後側端部はカウンタウェイト14と枢着結合されており、作動時にこれをラム1と反対の方向へ駆動する。このようにして、ストローク方向の慣性力が補償される。さらに、それぞれのコンロッド8の下面に配置され、レバー13を介してカウンタウェイト14をコンロッド8と反対の方向へ駆動して、水平方向の動的な力を補償するためのスラストロッド11が設けられている。
図3は、プレスラム1を取り除いたときの打抜きプレス機の平面図を示している。4つの引張柱2は切断して図示されている。図面から分かるように、各々の引張柱2について、サーボモータ34を備える調節用ギヤ35がそれぞれのリンクプレート7aの枢支点の位置を調節するために、および場合により制御するために設けられている。それぞれのサーボ・ギヤ付きモータユニット34,35は、ウォーム36を介して位置調節をするために、ねじ付きスピンドル19の固定的な構成要素であるそれぞれのウォーム歯車18を駆動する。リンクプレート7aの枢支点を適宜調整することで、プレスラム1に偏心的な荷重が生じたときに、特に引張柱2のそれぞれ異なる長さ伸長によって引き起こされるラム1の斜め位置が生じた場合に、これを補償することができる。荷重に起因する駆動機構の引張柱の長さ伸長を補償するための以上に説明した手段の詳細は、図1から図3の打抜きプレス機の両方の機械ハウジング15,15bのうちの一方の水平方向断面を示す図4の左半分に図示されている。
機械の長手方向での偏心的な荷重だけが予想される場合には、図4の右半分に図示するように、機械ハウジング15,15bごとにギヤ付きモータ34,35を備えている態様が意図される。図面から分かるように、この場合には4つの引張柱2について2つのモータ・ギヤユニット34,35だけが用いられ、それぞれ共通の機械ハウジング15,15bに配置されたウォーム36が中空シャフト24と回転結合される。
図5aと図5bは案内支持部のうちの1つの断面図を示しており、図5aは、図3および図5bのF−F線に沿った案内支持部の垂直方向部分断面を示しており、図5bは、図2および図6のG−G線に沿った水平方向断面を示している。図面から分かるように、4つの引張柱2の各々は案内支持部の中で2つの側から、オイルの貫流する円形の滑りシュー50により案内されている。引張柱2と向かい合う側で、このシュー50は半円形の穴を備えている。球状の端部をもつそれぞれ1つのナット51が、そのクリアランス調整または再調節に利用される。カバー52によって、一方では潤滑油および他方では調節用ナット51が覆われている。このようにして案内シュー50を柱2へ近づくように、またはこれから離れるように、前述したねじ山でナット51により調整可能である。それにより、長年の使用後にこの案内部のクリアランスを非常に簡単に再び再調節できるという利点がもたらされる。
本発明による第2の打抜きプレス機の基本構造を図6から図8に見ることができ、これらの図面は打抜きプレス機の横断面(図6)、打抜きプレス機の半分の縦断面(図7)、ならびにプレス機側のレバー機構の半分の断面(図8)を示している。
すでに図1から図4に示した本発明の打抜きプレス機と同じように、打抜きプレス機の基本構造は、ねじによって相互に連結された、2つの機械ハウジング15(ここでは一方の機械ハウジングだけを示す)と、固定板23を備える横方向支持体15aとで成り立っている。固定板23の上方には、それぞれ外側コーナーのところに配置された4つ(2つだけが見えている)の引張柱2と固定的に連結されたプレスラム1が配置されている。引張柱2のうちそれぞれ2つが、後で説明する各引張柱2のための駆動機構を収容する両方の機械ハウジング15のそれぞれ一方に付属しており、垂直方向へスライド可能なように案内部3に支承されており、これらの案内部は、第1の実施例で使用される、図5aと図5bに詳細が示された案内部と同一である。すでに上で説明した実施例と同じく、ここでも案内部は理想的ないし平均的なベルト走行平面Xでそれぞれ機械ハウジング15に配置されており、そのために、同じくそれぞれの機械ハウジング15のハウジングカバー4の案内支持部へ組み込まれている。
さらに、ここでも共通の機械ハウジング15に付属する両方の引張柱2は、機械ハウジング15の中でラム1と反対を向いている方の端部で、ヨーク5を介して固定的に相互に連結されている。さらに各々のヨーク5は、鏡像対称に向かい合う2つのレバー7,7aのプレス中心部と反対を向いている方の端部に、リンクプレート6によってボルトを介してリンク式に枢支されている。レバー7,7aはそれぞれ両方の端部の間の中央で、ハウジング固定された偏心シャフト8,8aにより旋回可能なように機械ハウジング15に支承されている。偏心シャフト8,8aはサーボモータによって、プラネタリギヤ(図8に部分的に図示)によりハウジング15の中で回転可能であり、それによって構造部におけるレバー7,7aの枢支点の位置を変えることができる。
これらのレバー7,7aのプレス中心部の方を向いている端部は、それぞれボルトを介して押圧リンクプレート18,18aと枢着結合されており、さらにこれらの押圧リンクプレートは共通のボルトを介して、独立したコンロッド16,16aのクランクシャフトから遠い方の端部とそれぞれ枢着結合されている。コンロッド16の上側端部は作動時にストローク運動を行い、スライドブロック17により直線案内部17aで案内されており、それにより、共通のコンロッドボルトが垂直運動だけを行えるようになっている。
コンロッド16,16aの下側の大きい方のコンロッド穴には、偏心器10と偏心ブッシュ9とで構成される駆動機構のクランクシャフト9,10,28の、両方のコンロッドについて共通のクランクピン9,10が着座している。クランクシャフト9,10,28の構造および支承は、図1から図4に示す第1の実施例の場合と同じであり、したがってここで繰り返し説明する必要はない。
ハウジング固定された偏心シャフト8によってレバー7,7aの端部のところで運動が反転され、それにより、押圧リンクプレート18,18aが下方に向かって移動すると引張リンクプレート6は上方に向かって動き、その反対も行われるので、本発明による打抜きプレス機の本実施形態では、システム上、すでにある程度の可動質量の補償が行われる。
可動質量のそれ以外の補償は、ここでは、押圧リンクプレート18,18aの外側端部がそれぞれ補償ウェイト14の上側端部と枢着結合されていることによって具体化される。それによってストローク方向の慣性力が補償される。さらに、それぞれのコンロッド16,16aの下面に配置され、レバー13を介してカウンタウェイト14をコンロッド16,16aと反対の方向へ駆動して、水平方向の動的な力を補償するスラストロッド11が設けられている。
図8は、打抜きプレス機の一方の側のレバー機構の半分の断面を、図6のE−E線に沿って示している。図面から分かるように、レバー7,7aはプレス中心部で重なり合っており、そこでそれぞれボルトを介して、およびこれらに付属する押圧リンクプレート18,18aを介して、付属のコンロッド16,16aのクランクシャフトから遠い方の端部に枢支されている。レバー7,7aのプレス中心部と反対を向いている方の端部は、それぞれボルトを介して、およびこれらに付属する引張リンクプレート6を介して、引張柱2の横方向ヨーク5に枢支されている。レバー7,7aはそれぞれの中心部で、これらに付属する、両方の端部でハウジング15に支承された偏心シャフト8でそれぞれ旋回可能に支承されている。さらに偏心シャフト8は、それぞれサーボモータによって、プラネタリギヤ20,21,22,27によりその軸受個所を中心として回転可能であり、それによってそれぞれのレバー7,7aの旋回中心をハウジング15に対して変更することができ、そのようにして、ハウジング15におけるそれぞれのレバー7,7aの枢支点を変更することができる。このことは、固定板23の上側エッジに対するラム1の下側エッジの間隔を調節できるという結果にいたる。それにより、さまざまに異なる金型の高さに合わせた対処をすることができ、あるいは、ラム1の下死点の位置を修正することができる。また、それによって偏心的な荷重のもとでのラム1の斜め位置を修正することが可能である。

Claims (32)

  1. 固定板(23)と、前記固定板(23)の上面と向かい合い、前記固定板(23)に対して作動するプレスラム(1)とを備える打抜きプレス機において、該プレスラムは前記打抜きプレス機のベルト走行平面(X)の下方に配置された駆動機構により駆動可能であり、前記プレスラム(1)は引張柱(2)を介してのみ案内されており、
    ベルト走行平面(X)上に位置するモーメントフリーな案内部(3)によって前記引張柱(2)が傾動可能に支持されている、打抜きプレス機。
  2. それぞれ互いに向き合う2つの前記引張柱(2)は、前記プレスラムと反対を向いている方の端部の領域で、連結部材(5)を介して互いに固定的に連結されている、請求項1に記載の打抜きプレス機。
  3. 前記打抜きプレス機は前記ラム(1)の外側コーナーの領域にそれぞれ配置されたちょうど4つの前記引張柱(2)を有している、先行請求項のうちいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  4. それぞれ前記プレス機の前記ベルト走行方向(X)に対して横向きに向かい合う前記引張柱(2)はその下側端部でヨーク(5)を介して相互に連結されている、請求項2に記載の打抜きプレス機。
  5. 前記駆動機構は荷重に起因する前記引張柱(2)の長さ伸長を補償する手段(18,19,20,34,35,36ないし8,20,21,22,27)を有しており、特に、荷重に起因するそれぞれ個々の前記引張柱(2)の長さ伸長を個別的に補償する手段を有している、先行請求項のうちいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  6. 前記駆動機構は、回転駆動運動を前記プレスラム(1)の前記引張柱(2)の駆動のための間欠的な上昇運動および下降運動に変換するために、1つまたは複数の付属のコンロッド(8,16,16a)を備える少なくとも1つのクランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)を有している、先行請求項のうちいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  7. 前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)は前記打抜きプレス機の長手方向に延びており、特に、長手方向に延びるちょうど1つのクランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)がすべての前記引張柱(2)を駆動するために設けられている、請求項6に記載の打抜きプレス機。
  8. 前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)は前記打抜きプレス機の長軸に沿って中央に配置されており、それにより前記引張柱(2)に関して左右対称の配置が生じるようになっている、請求項7に記載の打抜きプレス機。
  9. 前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)はちょうど2つのクランプピン(9,10)を有しており、該クランクピンは特にそれぞれ前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)の一方の端部の領域に配置されるとともに、それぞれのシャフト端部と反対を向いている側で当該クランクピン(9,10)に付属する特に転がり軸受として構成された前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)のラジアルベアリング(30)により受けられている、請求項8に記載の打抜きプレス機。
  10. 前記クランクピン(9,10)は当該クランクピン(9,10)に付属する特に転がり軸受として構成された前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)のラジアルベアリング(30)によりそれぞれ両側で受けられている、請求項9に記載の打抜きプレス機。
  11. 前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)はシャフト端部と反対を向いているそれぞれの前記クランクピン(9,10)の側にそれぞれ配置された前記ラジアルベアリング(30)の間の領域で中空シャフトとして構成されている、請求項9から10のいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  12. 前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)は組立式のシャフトとして構成されており、それにより中空シャフトとして構成された部分(29ないし28)が前記クランクピン(9,10)とは別個のコンポーネント(29ないし28)として構成されるようになっている、請求項10から11のいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  13. 前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)はそのクランクピン(9,10)の行程距離を調整可能であるように構成されており、前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)は偏心器(10)とその上に回転可能に配置された偏心ブッシュ(9)とによってそれぞれ構成されるクランクピン(9,10)を有しており、それにより、前記偏心器(10)の上で前記偏心ブッシュ(9)を回すことによって前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)のさまざまに異なる行程距離を調整可能であるようになっている、請求項6から12のいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  14. それぞれの前記クランクピン(9,10)の前記偏心器(10)と前記偏心ブッシュ(9)は前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)の特定の行程距離を設定するために相互の特定の位置で係止手段(32)により係止可能であり、特に係止ボルト(32)により係止可能である、請求項13に記載の打抜きプレス機。
  15. 前記係止手段(32)は中空シャフトとして構成されている前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)の部分(29ないし28)の内部空間を通って延びる中央の解除機構(31)を介して解除可能である、請求項11または請求項14に記載の打抜きプレス機。
  16. 前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)はラジアルベアリング(30,33)に支承されており、前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)の前記ラジアルベアリング(30,33)のちょうど1つは前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)に作用する軸方向力を受けとめるための固定軸受(33)として構成されている、請求項6から15のいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  17. 前記クランクシャフト(9,10,29ないし9,10,28)は前記クランクピン(9,10)のうちそれぞれ1つに付属するラジアルベアリングで支承されており、前記クランクピン(9,10)に付属する1つまたは複数の前記ラジアルベアリング(30,33)は別個のハウジング部分(15,15b)に支承されており、または前記固定板(23)を支持ないし形成する中央のハウジング部分(15a)と特にねじ止めされている、請求項6から16のいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  18. 各々の前記コンロッド(8,16,16a)のクランクシャフトから遠い方の端部は少なくとも1つのレバー(7)の第1の端部に枢支されており、該レバーはその第2の端部で前記打抜きプレス機の構造部(15,15a,15b)に直接的または間接的に枢支されており、それにより、前記クランクシャフト(9,10,29)が回転することで前記レバー(7)が前記コンロッド(8)により第2の端部を中心として往復旋回できるようになっており、前記レバー(7)は第1の端部と第2の端部の間の領域で前記打抜きプレス機の少なくとも1つの前記引張柱(2)とそれぞれ枢着結合されており、それにより、前記レバー(7)の往復旋回によって前記引張柱(2)が上方および下方へ運動できるようになっている、請求項6から17のいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  19. それぞれの前記レバー(7)は第2の端部でリンクプレート(7a)を介して前記打抜きプレス機の構造部(15,15a,15b)に枢支されている、請求項18に記載の打抜きプレス機。
  20. それぞれの前記レバー(7)は第1の端部と第2の端部の間の領域でリンクプレート(6)を介して前記引張柱(2)と連結されている、請求項18から19のいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  21. それぞれの前記コンロッド(8)のクランクシャフトから遠い方の端部が垂直方向に案内される案内部(21,22)がそれぞれ設けられており、それにより、それぞれの前記レバー(7)におけるその枢支点が垂直方向へのみ可動であるようになっている、請求項18から20のいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  22. それぞれの前記コンロッド(8)のクランクシャフトから遠い方の端部はクランクシャフト長手方向で見て鏡像対称に向かい合う2つの前記レバー(7)の第1の端部に共通の枢支点で枢支されており、これらのレバーは特にクランクシャフト長手方向で見て鏡像対称をなすようにそれぞれ1つの前記引張柱(2)に付属している、請求項21に記載の打抜きプレス機。
  23. 各々の前記コンロッド(16,16a)のクランクシャフトから遠い方の端部は少なくとも1つの前記レバー(7,7a)の第1の端部と連結されており、該レバーはその第1の端部と第2の端部との間の領域で前記打抜きプレス機の構造部(15,15a)に枢支されており、それにより、前記クランクシャフト(9,10,28)が回転することで前記レバー(7,7a)が前記コンロッド(16,16a)によりその枢支点を中心として往復旋回できるようになっており、前記レバー(7,7a)はその第2の端部で前記打抜きプレス機の少なくとも1つの前記引張柱(2)と枢着結合されており、それにより、前記レバー(7,7a)の往復旋回によって前記引張柱(2)が上方および下方へ運動できるようになっている、請求項6から17のいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  24. 前記レバー(7,7a)はその第1の端部と第2の端部との間の領域でボルト(8)によって前記打抜きプレス機の構造部(15,15a)に直接的に枢支されている、請求項23に記載の打抜きプレス機。
  25. それぞれの前記レバー(7,7a)はその第2の端部でリンクプレート(6)を介して前記引張柱(2)と連結されている、請求項23から24のいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  26. それぞれの前記コンロッド(16,16a)のクランクシャフトから遠い方の端部が垂直方向に案内される案内部(17,17a)がそれぞれ設けられており、それにより、該端部が垂直方向へのみ可動であるようになっており、前記コンロッド(16,16a)のクランクシャフトから遠い方の端部はリンクプレート(18,18a)を介して少なくとも1つの前記レバー(7,7a)の第1の端部と連結されている、請求項23から25のいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  27. それぞれの前記コンロッド(16,16a)のクランクシャフトから遠い方の端部は別個のリンクプレート(18,18a)を介してクランクシャフト長手方向で見て鏡像対称の互いに向かい合う2つの前記レバー(7,7a)の第1の端部に枢支されており、該レバーはクランクシャフト長手方向で見て鏡像対称をなすようにそれぞれ1つの前記引張柱(2)に付属している、請求項26に記載の打抜きプレス機。
  28. 鏡像対称に向かい合う前記レバー(7,7a)が付属する前記引張柱(2)はその案内部の下方の領域で特にヨーク(5)を介して互いに固定的に連結されている、請求項22または請求項27に記載の打抜きプレス機。
  29. 荷重に起因する前記引張柱(2)の長さ伸長を補償する前記手段(18,19,20,34,35,36ないし8,20,21,22,27)は該手段によって前記打抜きプレス機の構造部(15,15a,15b)におけるそれぞれの前記レバー(7ないし7,7a)の枢支点の特に垂直方向の位置を前記プレス機の打抜き動作中に調節可能であるように構成されている、請求項5または請求項18から28のいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
  30. 前記打抜きプレス機の構造部(15,15a,15b)におけるそれぞれの前記レバー(7)の枢支点の位置はねじ付きスピンドル(19)を用いて調整可能であり、ねじ付きスピンドル(19)を駆動するサーボモータ(34,35)によって調整可能である、請求項29に記載の打抜きプレス機。
  31. 前記打抜きプレス機の構造部(15,15a)におけるそれぞれの前記レバー(7,7a)の枢支点の位置は偏心器(8)によって調整可能であり、特に、サーボモータを通じて特にプラネタリギヤ(20,21,22,27)により回転可能な偏心器(8)によって調整可能である、請求項29に記載の打抜きプレス機。
  32. 枢支点を中心とする付属の前記レバー(7ないし7,7a)の往復旋回によりそれぞれの前記引張柱(2)を上昇運動および下降運動させるためにそれぞれ1つの前記引張柱(2)に付属する複数のレバー(7ないし7,7a)を有しており、前記レバー(7ないし7,7a)の枢支点の垂直方向の位置はグループごとに、または互いに独立して調整可能である、請求項29から31のいずれか一項に記載の打抜きプレス機。
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