(57)【要約】  本開示は、プレス（１）における工具（９）を対象とした第一及び第二のクランプ表面（５２、５３）に生じる変形の補償のための装置に関するものであり、工具（９）の第一及び第二の部品の各々を互いに近付けて、或いは離して動かすために、クランプ表面は互いに近付く、或いは離れるよう相互に移動可能であり、第一及び第二の工具部品は、第一及び第二のクランプ表面（５２、５３）に対して当接する、第一及び第二の当接面（５４、５５）を有し、変形は、工具（９）とクランプ表面（５２、５３）との間の少なくとも一の接触領域（５６）に不均一な圧力を発生させる。本発明によると、パワーユニットが、作動した際に少なくともクランプ表面（５２）と当接面（５４）との間の接触領域（５６）で、そこに位置する工具（９）の当接面（５４）の少なくとも一部を、接触領域（５６）に位置するクランプ表面（５２）から離すよう押圧すべく配置される。
2007514551.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス（１）における工具（９）を対象とした第一及び第二のクランプ表面（５２、５３）に駆動の際に生じる変形の補償のための装置（２０）であって、前記工具（９）の第一の部品（５０）及び第二の部品（５１）を相互に近付け、或いは離すよう動かすために、前記クランプ表面は互いに近付く、或いは離れるよう相互に往復移動可能であり、前記第一及び第二の工具部品（５０、５１）は、前記プレスの前記第一及び第二のクランプ表面（５２、５３）に対して当接する第一及び第二の当接面（５４、５５）を有し、前記変形は、前記工具（９）と前記クランプ表面（５２、５３）との間の少なくとも一の接触領域（５６）に不均一な圧力を発生させ、パワーユニット（２０）が、作動した際に少なくとも前記クランプ表面（５２）と前記当接面（５４）との間の前記接触領域（５６）で、前記接触領域に位置する前記工具（９）の前記当接面（５４）の少なくとも一部を前記接触領域（５６）に位置する前記クランプ表面（５２）から離すよう押圧するべく配置されることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記パワーユニット（２０）に影響を受ける前記当接面（５４）の前記部分は、前記当接面（５４）の外郭から間隔を置いて配置されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記パワーユニット（２０）が平坦な形状を有することを特徴とする請求項１または２記載の装置。
【請求項４】
前記パワーユニットが前記クランプ表面（５２）で加圧されることを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項５】
前記パワーユニット（２０）が上部板及び下部板（２２、２３）を備え、該板がその側部に沿って延長する枠部（２６）に包囲されることを特徴とする請求項１〜４記載の装置。
【請求項６】
前記枠部（２６）は、前記上部板及び前記下部板（２２、２３）の両方に固定的に溶接されることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記枠部（２６）に溝（４１）が設けられていることを特徴とする請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記溝（４１）の各側の前記枠部（２６）の前記厚さが前記板（２２、２３）の厚さより薄いことを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
前記材料が破損する傾向を減らすように前記溝（４１）が研磨されていることを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項１０】
前記上部板（２２）に垂直な貫通孔（３３）が設けられていることを特徴とする請求項５記載の装置。
【請求項１１】
前記上部板（２２）の下面に、前記垂直孔（３３）と連通する溝（３５、３６、３７、３８、３９、４０）が設けられていることを特徴とする請求項１０記載の装置。
【請求項１２】
プレス装置（１）の加工面（５２、５３）の応力変形の補償のための方法であって、前記プレス装置（１）の使用の際に、装置（２０）が、前記プレス装置（１）に配置された工具（９）に対して作用する加工面（５２、５３）上に配置されることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プレスにおける工具を対象とした第一及び第二のクランプ表面に生じる変形の補償のための装置に関する。工具の第一及び第二の部品（部分）を互いに近付ける、或いは離すよう動かすために、クランプ表面は互いに近付く、或いは離れるよう相互に移動可能であり、そのような変形は、工具とクランプ表面との間の接触部の少なくとも一の領域に不均一な圧力を発生させる。
【背景技術】
【０００２】
油圧プレスにおいて、工具を配置することにより、異なる物体を所望の形状と外観に圧縮成形する。油圧プレスは高圧で動作し、それにより、油圧プレスに配置された工具ならびに油圧プレス内の部品が極度の応力を受ける。これらの応力が非常に高いため、油圧プレスの部品および工具が変形する。この変形は、最終製品の形状および外観を不均一にする工具の圧力分配をもたらす。例えば、圧力は工具の中心においてより低く、その周囲ではより高くなる。その結果、最終製品が不均一に形成され、容認できない品質をもたらす。
【０００３】
プレスにおいてこの変形を補償して、より均一に圧力を配するために、これまで、工具と油圧プレスの加工面との間に中間層の形でシムが使用されていた。キャンバリングまたはクラウニングもまた、変形の補償のための既知の方法である。キャンバリングまたはクラウニングは、圧縮圧がより均一に分配されるよう、変形を補償するために、加圧動作中に変形するそれらの面がアーチ型であることを意味する。
【０００４】
従来技術に固有の短所は数多くある。シムの利用により、変形の補償が付与され、得られるが、正確な設置が必要であり、これは耐性が無く、補償は不完全で、とりわけ一定ではないが、補償は一定の間隔で繰り返されなければならない。これは、補償のための不必要な時間損失となり、プレスの生産能力を低下させる。シムに固有の他の短所は、更にシムの厚さが一定であり可変的でないことである。シムを使用する精度も達成が困難であり、プレスにおいて工具を使用して製造される製品の質に負の影響を及ぼす。
【０００５】
キャンバリングまたはクラウニングに固有の短所は、作成されるアーチは、必要とされても単純な方法で変化することが困難なことである。柔軟性の欠如も、新たな工具がプレスに配置される際に多くの時間損失となる。さらに、工具のためにカスタマイズされたプレスの加工面のキャンバリングまたはクラウニングが利用されなければならない。したがって、キャンバリングまたはクラウニングは低い柔軟性を示す。
【０００６】
従来技術においてこれまで欠如していたものは、プレスの変形を補償するために、柔軟性を有し、且つ、所与の状態に適合する厚さを呈することが可能な装置である。更に、簡単且つ迅速にプレスに配置される新たな工具に適合可能である装置が欠如していた。新たな工具のための調整時間を短縮し、それによりプレスにおける生産性を高める変形の補償のための装置は従来技術において長く求められてきた。さらに、外側へ膨らむことにより補償可能な補償装置も要求されてきた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、上記で概説した欠点を取り除く、或いは少なくとも最小化することであり、該目的は少なくともクランプ表面と当接面との間の接触領域に配置され、作動した状態では接触領域に位置するクランプ表面から離れるよう、そこに位置する当接面の少なくとも一部を付勢するパワーユニットを備えることをことを特徴とする装置により達成する。
【０００８】
本発明の目的は、本発明が適用されるプレスに配設された工具においてより一様な圧縮深さを得られるよう、可撓（柔軟）性を有し、且つ、外側への膨張（バルジング）により変形を補償可能であり、それにより、変形の補償を達成する装置を得ることである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、以下の利点を享受する。本発明の装置は、生じる変形を補償するために、プレスの面全体に渡って必要とされる十分な厚さまたは十分な薄さを有して形成され得る。本発明の高い可撓性は、プレスに配置された新たな工具の補償を容易にし、その結果、プレスにおける取り替え時間を短縮し、生産能力を向上させる。したがって、本発明による装置は厚さが可変であるという利点を享受する。
【００１０】
添付図面を参照して本発明を以下に詳細に記載する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、２つの大径プレスシリンダ２、３と、送り台(slide)８に作用する４つの小径プレスシリンダ４、５、６、７とを有する油圧プレス１を示す。該送り台の下方に、作業台１０に載置される工具９が配置される。油圧プレスの下部１１は作業台１０の下方に配置される。
【００１２】
工具９は二重構造であり、送り台８に固定する上部と作業台１０に固定する下部とを有する。
【００１３】
図示の種類の油圧プレス１は以下のように動作する。送り台８と作業台１０との間に工具９が配置される。この工具９に、該工具によって形成される加工物（素材／ブランク）が配置される。加工物が工具９の適所に配置されると、送り台８は、プレスシリンダ２、３、４、５、６、７を用いて、工具９を作業台１０に対して加圧する。一旦、工具９に配置された加工物が所望の形状を得るのに十分に長い所定の時間間隔でこれらのプレスシリンダが作動すると、加圧された加工物を工具９から除去することができるよう、プレスシリンダの圧縮力は減少する。図１は、さらに送り台８上の第一のクランプ表面５２及び作業台１０の第二のクランプ表面５３が図示されている。送り台８の第一のクランプ表面５２は、送り台上に広がっており、工具９の第一の当接面５４に対して当接する。第二のクランプ表面５３は、作業台１０上に広がり、工具９の第二の当接面５５に対して当接する。それにより、接触領域５６が送り台８の第一のクランプ表面５２と工具９の第一の当接面５４との間に生じる。更なる接触領域５７が、作業台１０の第二のクランプ表面５３と工具９の第二の当接面５５との間に生じる。接触領域５６、５７では、プレスシリンダ２、３、４、５、６、７からの圧縮圧は、工具９と作業台１０との間並びに送り台８と工具９との間に伝達される。当接面５４、５５は、各当接面を定める外輪郭へと広がる。
【００１４】
図２は、油圧プレスが動作する際に、送り台８および作業台１０がどのように変形するかを示す。この変形は、結果的に、送り台８、工具９、更には作業台１０上に圧縮圧が不均一に分配される結果となる。この圧縮圧の不均一な分配が、本発明が補償することを目的とするものである。
【００１５】
本発明の一の好適な実施形態において、送り台８および作業台１０は金属製である。この金属は、油圧プレスが作動する高圧下では圧縮圧を受けると湾曲する、可撓性のゴムに例えられ得る。送り台８に関する限り、中心部１４が上方に湾曲する一方、送り台８の外部１２、１３が下方に湾曲する。
【００１６】
圧縮力が油圧プレスにおいて作用すると、作業台１０も湾曲する。作業台１０の中心領域１７が下方に湾曲する一方、作業台１０の外部１５、１６は上方に湾曲する。送り台８の中心領域１４が上方に湾曲し、作業台１０の中心領域１７が下方に湾曲することは、結果的に、工具９の中心部１８の圧縮圧が不十分となる。工具９に配置される加工物は、工具のプレス面上で変化する圧縮圧を受ける。外側部分１９では、圧縮圧は、所望の方法で加工物を形成するのに十分な大きさを有する、即ち、加工物は、所望の外形および所望の圧縮深さを有する。一方、工具９の中心領域１８では、圧縮圧が低いため、加工物が所望の外形およびプレス深さを有していないものとなる。このことは明らかに容認できないことであり、この問題に対してシムまたはクラウニング等の様々な解決策が施されてきた。本発明は、工具９において、外側部分１９の圧縮圧と中心領域１８の圧縮圧との差を最小に抑えるよう、変形を補償することを目的とした装置を提供する。
【００１７】
図３は、本発明の装置２０がどのように送り台８の下面２１に配置されるかを示す。本発明の装置は、送り台の中心領域１４で、且つ、工具９の中心領域１８の上方に配置される。図３は、送り台８、工具９および作業台１０の長手方向および横方向の中心面に沿った断面斜視図であり、第一の部分２２および第二の部分２３が、当実施形態では油から成る好適な液体によって充填される間隙２４によってどのように分離されるかが示されている。間隙２４が装置が配置された面全体に亘って増加または減少し、油圧を用いて、送り台８の変形の十分な補償を得ることができる。
【００１８】
図３は、圧縮圧が工具９の図示した領域で、どのように変化するかを概略的に示す。図３は、送り台８の領域ａ、ｂ及び工具９の領域ｃで、どれくらいの材料が垂直方向に動くかを概略的に示す。垂直方向のこの変化は、領域ａ、ｂ、ｃの圧縮圧の増加と一致する。送り台８の中心領域１４の装置２０の動作の結果として、領域ａにおいて、垂直方向の変化は大きくなるであろう。領域ｂにおいて、変化は、領域ａよりも若干少ないが、この領域においても、装置２０からの動作が示される。領域ｃにおいても、装置２０からの動作が示される。また、この領域ｃでは垂直方向の変化が生じ、工具９の中心領域１８に圧縮圧を付与する。
【００１９】
図４は図３に似ているが、図４では装置２０の間隙２４の油圧はさらに増加し、それにより、第一の部分２２は、送り台８の下面２１に対してより強く加圧され、第二の部分２３は、工具９の上部２５をより強く加圧する。このような手段によって、工具９の中心領域１８の圧縮力は増加する。図４では、増加した圧力が、膨張した領域ａ、ｂ、ｃで示される。装置２０からの動作によって、図４では、図３と比較すると、領域ｃの垂直方向の変化が工具９の中心領域１８の、より大きな部分を占めることが明らかとなる。図４では、垂直方向のこの変化、即ち、圧縮圧の増加が作業台１０にも伝達することも分かる。装置２０の動作により、領域ａ、ｂの垂直の変化はまた、膨張した装置２０の変化よりも大きい。図示の領域ａ、ｂ、ｃを概略的に示す。
【００２０】
図５は、変形の補償のための装置２０を示す平面図である。装置２０は膜になぞらえることができ、その初期の外形から拡張し、この拡張された状態で動作が可能であり、その後、必要に応じてその初めの外形に戻ることができる。膜２０は、中央に配置された長方形の第一の部分２２を備え、該膜は枠部２６に包囲され、上部溶接部に沿って第一の部分２２と溶接される。上部溶接部は、枠部２６と第一の部分２２との間全体に延長する。
【００２１】
第一の膜部２２は、丸コーナ２８、２９、３０、３１を有する。枠部２６は貫通孔３２が設けられ、それにより、例えば、送り台のクランプ表面２１（図３、４）に膜２０を固定するために、ねじが通過し得る。丸コーナを有する長方形の第一の部分２２の中心に貫通孔３３が設けられる。
【００２２】
枠部２６は、第一の部分２２の外形をたどり、やはり丸コーナを有する。
【００２３】
図６は、枠部２６の横断面と共に、装置２０が備える第一の部分２２の下側の平面図を示す。第一の部分２２の中心に貫通孔が設けられる。孔３３の周りには円形凹部３４が設けられる。この円形凹部３４から溝３５が第一の部分２２の下面全体へと延出する。本発明の図示の実施形態において、二つの溝３５、３６は円形凹部３４から外方へ延長する。各溝３５、３６は、それぞれが第一の部分２２の外縁部へ伸長する溝３７、３８、３９、４０にＴ字状に分岐する。貫通孔３３、凹部３４及び溝３５、３６、３７、３８、３９、４０は、液体、例えば油を膜２０に供給できるよう設計される。多くの異なる方法で溝のパターンを設計することは自然に考えられる。溝３７、３８、３９、４０は枠部２６に設けられた周囲溝４１に液体を放出する。周囲溝４１は枠部全体の周囲に延長する。
【００２４】
図７は膜２０の平面図を示し、低部溶接部４２により枠部２６に固定的に溶接した第二の部分２３も示す。第二の部分２３も、丸コーナ４３、４４、４５、４６を有する矩形板である。枠部２６は、第二の部分２３全体を囲み、第二の部分２３の丸コーナに関連した丸コーナも有する。枠部２６において、孔３２が設けられ、膜２０を例えば送り台内で固定するために利用されるねじ頭を収容するための窪み４７により囲まれる。
【００２５】
図８は図５に示す平面Ａ−Ａに沿った膜２０の断面を示す。該図では、どのように第一の部分２２が第二の部分２３に載置され、どのように該部分が枠部２６に関して配置されるかが明らかである。更に、該図は、枠部２６よりへこませることにより設けられた周囲溝４１と共に第一の部分２２の貫通孔３３を示す。
【００２６】
図９は、第一の部分２２及び第二の部分２３の各々と枠部２６との間の固定部(anchorage)の周りの領域の詳細図である。この領域の構成は極めて重要であり、どのように膜２０が移動し、変形を補償することができるのかに影響を及ぼす。工具が油圧プレス内で作動する際に生じる非常に大きい応力を提供するために、周囲溝４１のみならず上部溶接部２７および低部溶接部４２の構成において、機械強度特性が大きく強調される。周囲溝４１は水平に枠部２６に入り、力が溝の面の周辺で均一に分配されるよう丸コーナ４８、４９を有する。更に、材料の破損を生じさせる不均一さを最小にするために、溝の内面は高度に研磨される。第一の部分２２及び第二の部分２３の各々と枠部２６との間の当接面を構成する垂直面内で互いの上方に上部溶接部２７および低部溶接部４２を配置することによって、溶接部において優れた機械的強さが得られる。枠部２６を構成する材料のひずみの大部分は、周囲溝と関連して発生する。
【００２７】
図１０は工具９を示し、本発明の装置がどのように工具９の中心部の下方への窪みを形成するかを示す。図１０は、工具９の斜視図を示す。工具９は、第一の工具部品５０および第二の工具部品５１から成る。第一の工具部品５０および第二の工具部品５１は、互いに離れていてもよく、工具９にて形成されるべき素材（blank）はこれらの二つの工具部品５１、５２の間に配置される。工具の上面の工具の中心領域上で圧縮圧が上昇した結果、工具部品５０と工具部品５１との間に配置される素材は、油圧プレスが工具９に作用する際、面全体にわたってより均一なスタンピング（stamping）を受ける。領域ｃ、ｄ、ｅは図中に見ることができる。領域ｃ、ｄ、ｅは、工具９に作用した際に本発明の装置がもたらす異なる圧力を有する領域を示す。工具９の中心領域ｃでは、最大の圧縮圧が発生する。この圧縮圧は外側に行くにつれて減少し、領域ｄは領域ｃより低い圧縮圧を示し、領域ｅは、領域ｄより低い圧縮圧を示す。これらの領域は概略的にこの図に示される。垂直方向の変化は圧縮圧に対応する、即ち、工具９の材料の垂直方向の変化は、領域ｃで最も大きく、領域ｄ、ｅでは領域ｃより少ない。したがって、領域ｃ、ｄ、ｅはより高い圧縮圧を得るために垂直方向の最大変化が必要な箇所、即ち、工具９の中心を示し、本発明の装置も最も大きな変化および圧縮圧を引き起こす。本発明の装置が工具９と送り台との間で配置されない場合、工具９では圧縮圧の分配がより不均一となり、結果として工具部品５０と部品５１との間に配される素材へのスタンピングがより不均一となる。スタンピング作用は、縁部でより高く、素材の中心領域でより低い。
【００２８】
上記の本発明の実施形態は、数多くの異なる方法で多様であり得る。図３に示される装置２０の位置決めが多様であり得ることは、熟練した読者には容易に理解されるだろう。例えば、必要に応じて、更なる装置２０は下面２１に配置されてもよい。前述の記載において、送り台８と工具９との間、つまり図１中の接触領域５６で、装置２０または装置２０のタイプの幾つかの装置を配置することを記載した。一つ以上の装置２０を作業台１０の第二のクランプ表面５５に配置することも考えられる。その後、装置２０は作業台１０上の第二のクランプ表面５３と工具９の第二の当接面５５との間の接触領域５７で作用する。この種の手段によって、工具９の圧縮の結果を改良するために更なる補償が達成される。
【００２９】
図５、６、７、８に示す装置の形状は多様であり得る。装置の寸法も多様であり得る。したがって、例えば、完全な正方形の形状、三角形の形状、円形の形状のほかに、四つ以上の縁部を有する形状、例えば六角形又は八角形の形状を有することも考えられる。これらの全ては、プレスで最高の可能な補償を達成することを目的としている。したがって、装置２０の形状は完全に自由であり、装置に最も適した様式で設計され得る。
【００３０】
図７は、例えば、送り台８または作業台１０で膜２０を固定するねじのための孔３２を示す。極めて高い力がプレスの膜に作動するので、固定ねじを破損から保護するために、膜は僅かに弾性を有するように固定しなければならない。この若干弾性を有する固定は、膜が作用している際に発生する外形の変化を補償するために、例えば、膜と固定ねじとの間に配置されるばね座金を用いて得ることができる。固定ねじを破損から保護するために一定の弾性ばね特性を与える異なる種類のばねを設けることも考えられる。
【００３１】
本発明は、上記の実施形態に制限されず、添付の特許請求の範囲内で多様であり得る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】工具が配置された、製品を所望の外形に加圧する油圧プレスの側面図である。
【図２】工具が上部の送り台と下部の作業台との間でどのように配置されるか、及び、加圧の間、送り台および作業台がどのように変形するかを示す側面図である。
【図３】本発明の装置が工具の上面と送り台の下面との間でどのように配置されるかを示す、横断面がＸ、Ｙ方向にある断面斜視図である。
【図４】変形を補償し、工具の中心の圧縮力を高めるために、本発明の装置が膨張している図３の断面斜視図である。
【図５】本発明の装置の上部を示す平面図である。
【図６】本発明の装置の上部の下面を示す平面図である。
【図７】本発明の装置の第二の部分を示す平面図である。
【図８】本発明の装置の横断側面図である。
【図９】図８の装置の詳細図である。
【図１０】工具の上面を示し、本発明の装置を送り台と工具との間に配置した場合、どのように該工具が下方に窪むかを示す。
【図１】
2007514551.tif 000003
【図２】
2007514551.tif 000004
【図３】
2007514551.tif 000005
【図４】
2007514551.tif 000006
【図５】
2007514551.tif 000007
【図６】
2007514551.tif 000008
【図７】
2007514551.tif 000009
【図８】
2007514551.tif 000010
【図９】
2007514551.tif 000011
【図１０】
2007514551.tif 000012
【国際調査報告】
2007514551.tif 000013
2007514551.tif 000014
2007514551.tif 000015