JPH01127118A - 板金部品の絞り加工用プレス - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、板金部品の絞り加工用プレスに関する。

〔従来の技術〕

しわ押さえとそれに対して相対運動可能な絞り加工用ポ
ンチとに分割された工具と、しわ押さえに付属され前記
工具の内部における相対運動中にしわ押さえ力を維持す
る少なくとも一つのクツシランを持った絞り加工装置と
を有し、前記クツシランが所定の液圧に抗して作動する
ピストンシリンダユニットとして形成されているような
板金部品の絞り加工用プレスは、既に例えばドイツ連邦
共和国特許第２４０７８６４号公報で公知である。

公知のように一般的なプレスは、時代の変化によって異
なった板金部品を製造するために利用される。最初の板
金部品の製造から別のワークの製造にプレスを変換する
場合、プレス工具を交換しなければならないだけでなく
、プレスの調整データも新たな工具ないし新たなワーク
に合わせて変更しなければならない、このプレスの製造
データの変更は、本来の工具の交換よりも非常に時間が
かかり経費がかかる。またプレスが新しいワークを高品
質で−様な精度で連続的に運転されるＡｉｌに、非常に
沢山の試験プレス加工を行わねばならない。

たとえ所定のワークないし工具に対するすべてのデータ
が先例の製造過程から精確に注意深く記録され、相応じ
て新しい製造経過に対して新たに調整されたとしても、
時間と経費がかかる沢山の試験プレス加工は避けられな
い、これに対して異なった要因が貢献するかも知れない
が、精確に明らかにできず、その範囲にも限度がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、冒頭に述べた形式のプレスを、変更し
た板金部品ないし相応した工具に”合わせてプレスを変
換した後、意図的に迅速に再現可能に変更した製造条件
に調整でき、特にそのプレスの変換が従来よりもほんの
僅かな試験プレス加工で済ませられるように、形成する
ことにある。

〔課題を解決するための手段〕 本発明によればこの目的は、各クツシランがそれぞれ制
御された液圧で直接付勢され、しわ押さえ力を決定する
各クソシッンの圧力室に圧力変換器が配置されるか、あ
るいはしわ押さえないししわ押さえの各クツシランに対
応した範囲に、しわ押さえ力ないししわ押さえの対応し
た範囲にかかるしわ押さえ力成分を検出する力変換器が
、しわ押さえあるいはその圧力ピン内に付属され、前記
圧力変換器ないし力変換器が圧力ないし力の値に相応し
た電気信号を発生し、各圧力変換器ないし力変換器に対
して同種の信号を与える目標（＊設定器が付属され、更
に各圧力変換器ないし力変換器に、その都度の実際値と
目標値とを連続的に比較する制御器が付属され、これら
の制御器がそれぞれ各クッションに付属された制御可能
な流出絞り（絞り弁）を介して、目標値と実際値との偏
差に応じて各クッション内の圧力を、クッション圧ない
ししわ押さえ力の目標値に合わせる意味において増加、
低減ないし一定に保持することによって達成される。

〔発明の効果〕

クッションにおいて力を決定する液圧を直接調整するこ
とにより、高い再現精度、無ヒステリシスおよび無慣性
で、その都度必要なしわ押さえ力が精確に調整できる。

液圧式しわ押さえ力制御は非常に正確であり、非常に精
確に再現でき、しかもプレスサイクル内において目標値
が予め調整できるプログラムに応じて行程ないしクラン
ク角度に関係して変更できる程度に慣性が小さい、しわ
押さえ力はプレス過程中に選択的に時間的に意図して精
確な再現性で増大されるか低減される。これは個々の場
合にその都度プレス加工すべきワークに左右され、場合
に応じて試験しなければならない。

本発明の有利な実施態様は、特許請求の範囲の実施態様
項に記載しである。

〔実施例〕

以下図面に示した実施例を参照して本発明の詳細な説明
する。

第１図に垂直断面図で概略的に示したプレスはプレスス
タンド２とプレステーブル３とを有している。プレステ
ーブル３の上にはプレス加工すべき板金部品ｌに対する
下側工具９が固定されている。プレススタンド２におい
てプレスラム４が垂直に案内されている。プレスラム４
は対称に配置された連接棒を介して昇降駆動できる。第
４図に示した実施例の場合、プレスラム４の内部に後で
詳述する絞り加工装置５が設けられている。更にプレス
ラム４の下側には上側工具１０が固定されている。上側
工具ｌＯは分割構造をしており、即ちプレスラム４に固
く固定された絞り加工用ポンチ１４としね押さえ１３と
から成り、そのしわ押さえ１３は絞り加工用ポンチ１４
に対して垂直に案内され、絞り加工装置の作用下におい
て所定の力で追従できる。

絞り加工装置５はプレスラム４の中で垂直に移動可能に
支持された加圧板６を有している（この加圧板６はもっ
ともピストンロッドがダイスに直接作用する場合には省
略できる）、加圧板６の上側面にはピストンシリンダユ
ニットとして形成された全部で四つの絞り加工用のクッ
ション７゜７′、　　７″、　　７”’が垂直に立てて
配置されているが、第１図においてはその内の二つしか
見えない、各クッションはそれぞれ液体が供給される圧
力室１５゜１５′、　　１５″、　　１ｔ″を有してお
り、しわ押さえ１３が絞り加工用ポンチ１４に対して相
対変位する際に、その液体は所定の圧力で即ち所定の絞
り抵抗に抗して排出される。従って各クッションは加圧
液体の接続口を備えている。

本発明は詳しくはクッションの制御に関しており、これ
については以下に第４図に関連して詳細に説明する。

しわ押さえ１３は圧力ピンｓ、　　８′、　　ｓ”：　
　ｓ”等分して垂直方向に加圧板６に接し、従ってクッ
ション７、　７′、　　７’：　　７”’ｃ接している
。加圧板６が無い場合、ピストンロッドは直接しわ押さ
え１３まで達している。勿論しわ押さえは重力方向にも
保持されているが、これについては詳しく図示していな
い、四本の圧力ピンｅ、　　ｓ′、　　ｇ′、　　ｓ”
の分布は第２図から理解できる。四本の圧力ピン８，８
．８”。

８のそれぞれには、しわ押さえ１３の角に位置するしわ
押さえ範囲１８．１８′、１８″、１８″が対応されて
いる。更にこれらのしわ押さえ範囲にはそれぞれ固有の
クッションが付属されている。第１図から第４図に示し
た実施例の場合、各しわ押さえ範囲には、しわ押さえ１
３と一体にされた力変換器１８、　　ｔ　６′、　　１
　ｓ′′、　　１６’％＜付属されている。

これらの力変換器は、しわ押さえ１３の力束３４で荷重
される垂直の壁の中に互いに並んで位置する水平の一組
の孔３１が設けられ、これらの孔３１の、間に垂直な両
凹面状ウェブ３ｚが存在し、その最も薄い個所に両側に
それぞれストレーンゲージ２２が設けられることによっ
て形成されている。

各しわ押さえ範囲１８．１８′、１８′″、　　１８”
Ｃかかるしね押さえ力成分によって、この垂直なウェブ
３２は変形し、この変形はストレーンゲージ２２によっ
て検出される。

一般に力束３４によって荷重される壁に力変換器を一体
に構成する場合、その壁の負荷容重は小さな切欠き効果
によって局所的に意図して小さくされ、その弱点個所に
ストレーンゲージが装着される。ストレーンゲージを荷
重支持横断面の表面に設けることも考えられるが、その
場合敏感なストレーンゲージは接触によって害される表
面部分に置かれ、このために表面応力ないし表面変形し
か検出されず、これはどんな場合でも構造部品横断面の
総荷重を表さない、力変換器を中実体から作って一体に
構成することは、力変換器を相応した凹所にぴったりは
め込む場合よりも有利である。

即ち後者の場合、接合隙間が荷重された際にヒステリシ
ス成分が力測定に入り込むからであり、これはできる限
り避けねばならない。

次に第４図における液圧回路を参照して液圧式しわ押さ
え力制御について説明する。第４図の上側部分に、しわ
押さえ周囲の種々の範囲１８．１直　１　Ｂ″、　　１
８’に付属され圧力室１５．　１５′、ｌｓ″、　　１
　ｓ”＋待った四つの液圧式クツシツン７，７′、７Ｉ
Ｉ：　　７ＩＬ沁示されている。上述した種々の四つの
力変換器１６．１６′、１６″、１６“も示されており
、これらは共通して一つの電池３５から給電され、それ
ぞれ並列的にエネルギーが供給される。それぞれホイー
トストンブリッジとなっている力変換器１６．１６′、
１６″、１１）＃′のひすみ抵抗の測定タップは、各力
変換器に対して別々に導き出されている０個々のクッシ
ョン７、　７′、　　？″、　　？”協よびそれらの力
変換器に対してそれぞれ制御器２０．２０′、　　２０
″、　　２０″力（付属されており、それらの入力端に
は力変換器１６．　１６′、　　１６′、　　１６’１
７１測定タツプが接続されている。上述した四つの制御
器２０にはそれぞれ目標値設定器１９．　１９′、　　
１９′：１９”′ｌ！Ｉ＜付属されており、それらの出
力端は同様に制御器入力端に接続されている。力変換器
および目標値設定器はいずれも同種の比較できる電気信
号を発生する。制御器２０は目標値信号としわ押さえ力
の実際値とを比較し、両者の差に応じてその出力端に相
応した信号を発生し、確認された目標値と実際値との偏
差を再び除去する制御が、その信号によって行われる。

この目的のために四つの制御領域に対してぞれぞれ絞り
弁２１，２１′、２１′、　　２１”が設けられている
。これらの絞り弁はまず制御器によって電液式パイロ７
）弁を介して電気的に予備制御される。電液式パイロッ
ト弁には、制御油槽２５から吸い上げる制御油ポンプ２
３から圧油が供給される。電液式パイロット弁の敏感さ
を考慮して、この液圧回路は特にきれいに保たれており
、このことはフィルタ２４によって示されている。制御
信号の大きさに応じて、電液式バイロフト弁は開閉され
、この電液式場＠量に応じて絞り弁２１も開閉され、従
って流れ抵抗が増大ないし減少される。絞り弁の一つの
流れ抵抗が増大した場合、しわ押さえ１３が絞り加工ポ
ンチ１４に対して相対運動する間、即ち加圧液体が圧力
室１５．１５′、１５′、１５’気）ら排出される過程
の間、そのクンシラン内の圧力は増加し、従ってしわ押
さえ１３の問題となる範囲におけるしね押さえ力も増大
する。絞り弁における流れ抵抗が減少した場合、同じよ
うにしてそのしわ押さえ範囲における押さえ力が減少す
る。絞り弁２１．２１′、　　２１′、　　２　ｔ”’
ｉｓう流出ｔ　ルｎｈハ作ｍ油４ｆ１３７　ニ流れる。

クツシランないしその圧力室がすべて再び広がるプレス
ラム１４の上昇行程において、逆止め弁３６．３６′、
３６′、３６′″を介して作用油は作用油［３７から再
び吸い上げられる。四つの別々の制御領域のために四つ
全部の圧力室１５，１５′、　　ｌ　５″、　　１５５
′は、力変換器１６．　１６′、　　１６”。

１６で求められたしわ押さえ力が所定の目標値に保たれ
るように圧力制御される。しわ押さえ力が範囲ごとにそ
の都度考慮された目標値以下に低下したとき、その絞り
弁は大きな流れ抵抗の方向に移動されるので、その圧力
室１５内の圧力は増大する。これに対して故障によって
しわ押さえ力が範囲ごとに所定の目標値を超えたとき、
その絞り弁２１は小さな流れ抵抗の方向に移動されるの
で、力を決定する圧力室１５内の圧力は低下する。この
ような制御作用によって所定のしわ押さえ力が再び得ら
れたとき、絞り弁はその開度に維持され、その流れ抵抗
が保たれて、力を決定する圧力室１５内にかかる圧力が
維持される。この過程は搬送すべき制御油量が少ないの
で非常に迅速に進行する。制御領域は非常に短く、はと
んどヒステリヒス無しに作動するので、制御過程は精確
に再現性で進行する。各しわ押さえ範囲ｉ　ｓ、　　ｔ
　ａ′、　　ｔ　ｓ”。

１８’％過負荷から保護するために、各制御回路は安全
弁２６．２６′、２６″、２６”Ｇ備えている０作用配
管ないしその圧力室１５．１５′、１５′、１５″″の
圧力がその最大値を超えたとき、作用油が安全弁２６か
ら流出する。この加圧状態で流出する作用油によって、
四つ全部の安全弁２６．２６′、２６＃、　　２６”に
共通する非常遮断弁２７が作動され、この非常作動遮断
弁２７はプレスを場合によっては停止する。

力変換器をしわ押さえと一体に形成する代わりに、力変
換器は第５図から第７図に示したように圧力ピンｓ、　
　ｓ′、　　ｓ″、　　ｔ”に一体にすることもできる
。もっともこの場合には一体に構成された力変換器は、
第１図から第３図に示した実施例と異なって形成されて
いる。詳しくは荷重支持部品横断面は小さな切欠き効果
において局所的に意図して負荷容量が小さくされ、その
弱点個所にストレーンゲージ２２が設けられている。こ
こでは弱点個所はつぼ状の凹所３３の形に形成されてい
る。この凹所３３は圧力ピン８の円周に加工されている
。

凹所３３の平滑で平らな「底」にストレーンゲージ２２
が貼着されている。更に凹所３３から圧力ピン中心まで
小さな孔が延びており、その圧力ピン８の中央に軸方向
に延びる孔が通されている。

この孔の中をストレーンゲージのエネルギー用および測
定信号用の配線が防護して通されてＧする。

第６図に示したように、個々のひずみ抵抗がホイートス
トンブリフジの形にまとめられているような四つのひず
み抵抗を持った一体形のストレーンゲージを設けること
ができる。しかしいずれの場合も、ホイートストンブリ
フジの個々のひずみ抵抗を並列にするか、力束方向３４
に対して直角に位置するように注！しなければならない
、第５図から第７図における実施例の場合、圧力ピン８
の円周に三つの凹所３３が設けられており、種々のスト
レーンゲージの爛々のひずみ抵抗の接Ｖｔ線は個々に導
き出さねばならず、共通のブリッジ分岐回路を形成する
ために直列に接続されねばならない、詳しくは互いに比
較可能に位置するひずみ抵抗は、それぞれブリッジ分岐
回路の形に直列接続されている。このようにして凹所３
３において三つすべての変形量の平均値が形成される。

第８図に示した液圧回路の実施例は、第４図における実
施例とは、しわ押さえと一体の力変換器の代わりに、力
を決定する個々の圧力室１５，１５′、　　１５″、　
　１５′″にそれぞれ別々に圧力変換器１７゜１７′、
１７″、　　１７’ｈ＜付属されている点で相違してい
る。これらの圧力変換器は圧力信号を相応した電気信号
に変換し、この電気信号は対応した制御器２０．２０′
、ｚｃｒ、２０の入力端に入れられる。

なお第８図における液圧回路の作用は第４図における液
圧回路の作用にほとんど類偵しているが、所定のしわ押
さえ範囲１８．１８′、１８′、１８６のしね押さえ力
は直接制御されず、力を決定する圧力室１５．１５′、
１５″、１５”の圧力が予め設定できる目標値に関整さ
れる点で異なっている。

第８図には別の実施例として、クランク角度に応じて目
標値を変更できることも示されている。

プレスの概略的に示したクランク軸２８には角度変換器
２９が連結されており、この角度変換器２９はクランク
軸２８の瞬間的な角度位置に相応した電気信号を発生す
る。この信号は四つの種々の機能変換器３０．　３０′
、　　ｓ　Ｏ’ｌ　　３０”に入れられる。

これらの機能変換器は、クランク角度に応じて目標値設
定器１９．　１　ｔａ′、　　１９″、　　１９’！調
整するような種々の機能値を発生するように形成されて
いる。制御領域が迅速に応動するために、これは行程中
に変化する目標値に非常に迅速に追従できる。

例えば個々のしね押さえ範囲１８．１８′、１Ｂ“。

１Ｂにおいて、しわ押さえ力はプレスサイクル内におい
て段階的に必要に応じて増大ないし低減される。（■々
の機能変換器３０．　３０′、　　３０″、　　３０”
は（それらが個々に所定のワークに対して最適にされた
後）取り外され、別のワークに対して最適な別の機能変
換器と交換できる。この機能変換器の交換は中央制御室
における切り換えによって行われる。その中央制御室に
は種々のワークに対して通したすべての機能変換器がグ
ループで備えられており、準備をととのえている。

勿論本発明に基づく液圧式しわ押さえ力の制御方法は、
多分割構造のクッションだけでなく、単純な絞り加工装
置に対しても同じように利用できる。第９図には幾分単
純なプレスの通用例が示されている。その場合絞り加工
装置５ａはプレステーブル３ａ内に組み込まれている。

このプレスのプレスラム４ａは第１図におけるプレスの
プレスラム４よりも非常に単純である。プレステーブル
３ａ内に絞り加工装置５ａを収納するために、下側工具
１２が絞り加工用ポンチ１４ａとしわ押さえ１３ａとに
分割されており、ここでは上側工具１１は単一構造であ
る。絞り加工装置５ａの内部に中央に配置された唯一の
クッション７ａを考慮して、加圧ボックス６ａが設けら
れている。この加圧ボックス６ａは、垂直方向の案内を
良好にするために、垂直方向に最小の寸法を有している
。

しわ押さえ１３ｇは圧力ピン８．　８′、　　８″、　
　ぎ″を介して加圧ボックス６ａの上に支持されている
。プレスの作動行程中に、しわ押さえ１３ａが絞り加工
用ポンチ１４ａに対して移動する間、加圧ボックス６ａ
は所定の抵抗に抗して下向きに移動する。

液圧式クッション７ａにおける力制御あるいは圧力制御
された流出抵抗はしわ押さえ力を決定し、もっとも第９
図における単純なプレスの場合、しわ押さえの総合力が
制御される。その液圧回路は第４図における例あるいは
第８図における例に基づいて形成される。その場合唯一
のクッション７ａの配置に相応じて、ただ一つの制御領
域を設けるだけでよい。

【図面の簡単な説明】

第１ｖ！Ｊはプレスラムの中に絞り加工装置が設けられ
ている板金絞り加工用プレスの概略断面図（第２図にお
けるＩ−１線に沿った断面図）、第２図は第１図におけ
る■−■線に沿った上側工具の水平断面図、第３図は力
変換器の範囲におけるしわ押さえの拡大部分側面図、第
４図はしわ押さえに一体にされている力変換器を利用し
たしわ押さえ力制御装置の液圧回路図、第５図、第６図
および第７図はそれぞれ圧力ピンに一体にされている力
変換器の部分縦断面図、側面図および横断面図、第８図
は圧力変換器を利用して液圧式にしわ押さえ力を制御す
るための第４図と異なった液圧回路図、第９図は唯一の
クッションを有しプレステーブル内に収納された絞り加
工装置を持ったプレスの概略断面図である。 ７　　クッション ７ａ　クッション １３　　しわ押さえ １３ａ　しわ押さえ １５　　圧力室 ｔＳａ　　圧力室 １６　　力変換器 １７　　圧力変換器 １８　　しわ押さえ範囲 １９　　目標値設定器 ２０　　制御器 ２１　　絞り弁 ２２　　ストレーンゲージ ３１孔 ３２　　ウェブ ３３　　凹所 ３４　　力束方向 Ｆｉｇ、３ 〜・９

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、しわ押さえとそれに対して相対運動可能な絞り加工
   用ポンチとに分割された工具と、しわ押さえに付属され
   前記工具の内部における相対運動中にしわ押さえ力を維
   持する少なくとも一つのクッションを持った絞り加工装
   置とを有し、前記クッションが所定の液圧に抗して作動
   するピストンシリンダユニットとして形成されているよ
   うな板金部品の絞り加工用プレスにおいて、各クッショ
   ン（７ａ、７、７′、７″、７′″）がそれぞれ制御さ
   れた液圧で直接付勢され、しわ押さえ力を決定する各ク
   ッション（７ａ、７、７′、７″、７′″）の圧力室（
   １５ａ、１５、１５′、１５″、１５′″）に圧力変換
   器（１７、１７′、１７″、１７′″）が配置されるか
   、あるいはしわ押さえ（１３ａ、１３）ないししわ押さ
   え（１３）の各クッション（７、７′、７″、７′″）
   に対応した範囲（１８、１８′、１８″、１８′″）に
   、しわ押さえ力ないししわ押さえ（１３）の対応した範
   囲（１８、１８′、１８″、１８′″）にかかるしわ押
   さえ力成分を検出する力変換器（１６、１６′、１６″
   、１６′″）が、しわ押さえ（１３）あるいはその圧力
   ピン（１８、１８′）内に付属され、前記圧力変換器な
   いし力変換器が圧力ないし力の値に相応した電気信号を
   発生し、各圧力変換器（１７、１７′、１７″、１７′
   ″）ないし力変換器（１６、１６′、１６″、１６′″
   ）に対して同種の信号を与える目標値設定器（１９、１
   ９′、１９″、１９′″）が付属され、更に各圧力変換
   器（１７、１７′、１７″、１７′″）ないし力変換器
   （１６、１６′、１６″、１６′″）に、その都度の実
   際値と目標値とを連続的に比較する制御器（２０、２０
   ′、２０″、２０′″）が付属され、これらの制御器が
   それぞれ各クッション（７ａ、７、７′、７″、７′″
   ）に付属された制御可能な流出絞り（絞り弁２１、２１
   ′、２１″、２１′″）を介して、目標値と実際値との
   偏差に応じて各クッション（７ａ、７、７′、７″、７
   ′″）内の圧力を、クッション圧ないししわ押さえ力の
   目標値に合わせる意味において増加、低減ないし一定に
   保持することを特徴とする板金部品の絞り加工用プレス
   。 ２、個々の各制御器（２０、２０′、２０″、２０′″
   ）に対する目標値が、各プレスサイクル中にそれぞれ反
   復モデルに応じて行程あるいはクランク角度に関係して
   変更できることを特徴とする請求項１記載のプレス。 ３、一つあるいは複数の力変換器（１６、１６′、１６
   ″、１６′″）がしわ押さえ（１３、１３ａ）内に一体
   にされていることを特徴とする請求項１又は２記載のプ
   レス。　 ４、力変換器（１６、１６′、１６″、１６′″）が、
   しわ押さえ（１３、１３ａ）の荷重支持壁部分に設けら
   れたストレーンゲージ（２２）の形に形成されているこ
   とを特徴とする請求項１ないし３の１つに記載のプレス
   。 ５、ストレーンゲージ（２２）の個所における壁部分が
   、小さな切欠き効果で局所的に意図して負荷容量を小さ
   くされていることを特徴とする請求項４記載のプレス。 ６、壁部分に並んで位置する一対の水平の孔（３１）が
   設けられ、この一対の孔（３１）が両者の間に力束方向
   に立っている両凹面状ウェブ（３２）を取り囲み、その
   最も薄い個所に一つあるいは複数のストレーンゲージ（
   ２２）が設けられていることを特徴とする請求項５記載
   のプレス。 ７、壁部分の少なくとも片側につぼ状凹所（３３）が形
   成され、その平滑で平らな「底」に一つあるいは複数の
   ストレーンゲージ（２２）が設けられていることを特徴
   とする請求項５記載のプレス。