(57)【要約】【解決手段】本発明は、被加工物を加工するための装置に関し、該装置は、被加工物の一方にあるパンチと、被加工物の他方にあるダイと、被加工物を通って、パンチの外側の被加工物の一方に位置するコンポーネントからダイの外側の被加工物の他方に位置するコンポーネントへ流れる電流を生成する導電電気加熱システムとを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物（４）を加工するための装置であって、
被加工物（４）の一方にあるパンチ（１）と、
被加工物（４）の他方にあるダイ（２）と、
電流を生成する導電電気加熱システム（３）であって、電流は、パンチ（１）の外側であって被加工物の一方に位置するコンポーネントから、完全に又は主として、被加工物（４）を通って、ダイ（２）の外側であって被加工物の他方に位置するコンポーネントへ流れる導電電気加熱システム（３）と
を備える装置。
【請求項２】
パンチ（１）は、高強度の鋼から成り、導電体が長さ方向に通過し、該導電体は、熱的及び／又は電気的に、前記高強度の鋼から絶縁されている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
１つのコンポーネントは、パンチ（１）を囲む電気伝導性の良好な材料から成るスリーブ（５）であって、被加工物（４）上に載置可能であり、
他のコンポーネントは、ダイの穴（２．１）へ挿入可能な電気伝導性の良好な材料から成る相手方ホルダー（６）であり、
該相手方ホルダー（６）は、パンチの下方への移動に対応して下方に変位可能である請求項１に記載の装置。
【請求項４】
環状のエアギャップが、パンチ（１）とスリーブ（５）との間、及び／又は、ダイ（２）と相手方ホルダー（６）との間に存在する請求項２に記載の装置。
【請求項５】
ダイの穴（２．１）の下端は、電気的に絶縁性及び／又は熱的に絶縁性の材料（７）によって内張りされている請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
スリーブ（５）の下端は、熱的に絶縁性又は電気的に絶縁性の材料によって内張りされている請求項１〜５のいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
パンチ（１）は、その長軸の回りに回動可能であり、カラー（４．２）の下端にねじ山を成形するための螺旋鋳型（１．２）を備える請求項１〜６のいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
金属板プレート（４）の一側面に配置された打抜きパンチ（１０）、及び、金属板プレート（４）の他側面に配置された打抜きダイ（１１）であって、成形ゾーン（１４）を横切って互いにオフセットにされる打抜きパンチ（１０）及び打抜きダイ（１１）と、
打抜きパンチ（１０）の反対側に配置される第１の電流伝導体レール（１２）と、
打抜きダイ（１１）の反対側に配置される第２の電流伝導体レール（１３）とを備える請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
各々の成形面が膨らんだ輪郭を有するダイ（２）及び金属板ホルダー（１５）と、
導電性材料から成る棒（１８、１９及び２０）等の接触要素（１５）とを備え、
該接触要素（１５）は、ダイ（２）及び金属板ホルダー（１５）の中でガイドされ、成形面側端が被加工物（４）に少なくとも一時的に接触し、該被加工物（４）に対して垂直に変位可能であり、
前記接触要素（１８、１９及び２０）は、ダイ（２）及び金属板ホルダー（１５）から熱的に絶縁されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属成形装置に関するものであって、特に、カラーの成形等、部品の成形のための金属成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼の被加工物、例えば、プレートの材料から成る鋼板プレート、にカラーを成形することは、重要な分野である。例えば、特許文献１及び２を参照。被加工物はダイ（金型）の上に置かれる。ダイは、被加工物に隣接する穴を備える。そして、付刃パンチによって被加工物に孔が空けられ、それとともに金属板プレートの材料がダイの穴の中に引き込まれて絞られる。その結果、被加工物の一部としてのカラーが成形される。上記の方法は、特に自動車産業で使用される。
【０００３】
前記の成形工程は、成形ゾーン内の被加工物への応力の付与を含んでいる。正確には、金属板の端部にカラーが隆起される際には、主として引張応力が寄与する。成形可能なカラーの高さは制限される。カラーの直径と高さとの比が小さいほど、カラー部分の材料が破断する危険が高くなる。
【０００４】
成形の失敗は大問題である。時折、このことは被加工物を使用する前に認識されない。このような場合、不良部品を取り外して欠陥のない部品に取り替えることは、特に大変である。
【０００５】
加熱によって絞り加工の工程を最適化することは既に行われている。例えば、パンチは、被加工品、例えば、金属板プレート、の成形ゾーンを加熱するために加熱された。しかしながら、パンチを加熱すると、加熱されたパンチの寿命が短くなるので、パンチの強度が失われるという、不利を招いてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】ＤＥ  １０  ２００６  ０２９  １２４  Ｂ４
【特許文献２】ＤＥ  １  ９１６  ８２６
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、それによって成形工程が改善され、カラーの破損の危険が低下すると同時に、使用される工作機械（ツール）要素の強度が維持されるような、特に金属板プレート等の金属板から成る被加工物にカラーを成形するための装置を提供することを目的とする。
【０００８】
この目的は、請求項１に記載の特徴によって達成される。
【０００９】
発明者は、工作機械、特にパンチ、ではなく、被加工物の成形部分を加熱することを含む解決策を見い出す必要があることを認識した。そのため、発明者は、「熱い被加工物、冷たい工作機械」の原則に応じたシステムを見い出さねばならなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明による解決策は下記の通りである。
【００１１】
パンチ又は金属板プレートの上に位置する別のコンポーネントから、ダイ又は金属板プレートの下に位置する別のコンポーネントへ流れる電流を生成するための誘導電気加熱システムを提供すること。
【００１２】
本発明によると２つの選択肢がある。最初の選択肢によれば、パンチは上部のコンポーネントとして使用され、下部のコンポーネントはダイによって構成される。この場合、パンチ及びダイの両方は、高強度であるが電気伝導度の高い材料から成る。ここでは、パンチは、好ましくは、良好な導電体であるだけでなく、加熱されたときでさえ高強度である材料から成る。
【００１３】
興味深い実施例によれば、パンチは、２つの材料、すなわち、高強度である必要のない導電性材料、及び、電気伝導度はそれほど高くないがその代わりに高強度である第２の材料から成るものであってもよい。例えば、電気伝導度の高い材料は、パンチのコアを構成してもよいし、別の高強度の材料はジャケットを構成してもよい。
【００１４】
第２の選択肢によれば、パンチを囲む電気伝導度の高い材料から成り、被加工物の上に配置することができるスリーブが、上部のコンポーネントとして使用される。スリーブはブランク・ホルダーとして機能する。下部のコンポーネントは、ダイの穴に挿入された電気伝導度の高い材料から成る相手方ホルダーである。
【００１５】
第２の選択肢は特に有益である。ここでは、電流がパンチを通ってではなく前記ブランク・ホルダー及び相手方ホルダーを通ってガイドされるので、パンチに熱が生じない。
【００１６】
本発明は優れた方法で根本的な課題を解決する。
【００１７】
−本質的に、被加工物だけが加熱され、また、成形部分内のみが加熱され、ゆえに、狭い部分に集中する。対照的に、工作機械は本質的に冷たいままである。
【００１８】
−本発明においては、カラーを成形する（絞り加工する）際に破損する危険性が減少するので、高強度の薄い金属板から成るプレカットされた部品、及び、成形された部品を使用することができる。これは重量及びコストを節約する。
【００１９】
さらに、興味深い実施例は、図の記載からも従属請求項からも得ることができる。
【００２０】
本発明は、図面を参照して詳細に説明される。図面は、特に次の中で示される。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】最初のバージョンを示す図である。ダイだけでなくパンチ、ブランク・ホルダー、更に被加工物を見ることができる。
【図２】第２のバージョンを示す図である。パンチ、ダイ及び被加工物、更にダイの中の相手方ホルダーだけでなくパンチを囲むスリーブを見ることができる。
【図３】図２の最初の変形を示す図である。
【図４】図２の別の変形を示す図である。
【図５】カラーを成形した後の図４の実施例を示す図である。
【図６】本発明の更なる応用として金属板プレートの剪断を示す図である。
【図７】本発明の更なる応用として金属板プレートの面取りを示す図である。
【図８】本発明の更なる応用として金属板プレートの膨張を示す図である。
【図９】図８を修正した実施例を示す図である。
【図１０】被加工物に比較的大きな孔を開けるための装置を示す図である。
【図１１】被加工物に比較的小さな孔を開けるための装置を示す図である。
【図１２】オープンカットを製造するための装置を示す図である。
【図１３】被加工物を成形するための装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１は以下のような個々の詳細を示す。
【００２３】
図に示される装置はパンチ１及びダイ（金型）２を備える。後者は、更に電源３を有する伝導性の電気加熱システムを備える。パンチ１はスリーブ形状のブランク・ホルダー５に囲まれている。これら２つの間に、熱絶縁被膜又は熱絶縁スリーブ７が配設される。
【００２４】
高強度の鋼から成る金属板プレート４は、ダイ２の上に置かれる。
【００２５】
パンチ１は高強度の材料から成る。パンチ１はチップ（刃先）１．１を備える。該チップは、金属板プレート４にある穴４．１に進入する。穴は成形工程に先立って金属板プレート４に成形されてもよい。しかしながら、金属板プレート４に穴がない可能性もあり、その場合、パンチ１を金属板プレート４に押圧すると、パンチ１が穴を形成する。パンチ１は、先端が尖っていないものであってもよい。パンチの前端の形状は、成形工程での必要性に適応するように変更することができる。
【００２６】
図に示されるように、電源３から、電気伝導性の良いブランク・ホルダー５を通って、更に金属板プレート４の成形部分を通って、ダイ２に流れる電流の流れ３．１がある。ダイ２は、銅等の電気伝導性の良い材料から成る。
【００２７】
図１に示される例において、成形工程は初期段階にある。成形工程が完了すると、ここには図示されていない所望のカラーの形とするために、穴４．１は広げられる。カラーは、パンチ１の直径と等しい内側の幅を有する。これがどのように見えるかは、図５から理解することができる。次に示される図１の興味深い変形には、（ここに示されない）次の外観がある。パンチ１は、本質的に硬い、高強度の鋼から成る。しかしながら、導電体は、パンチ１の上方端からチップ部分に達するようにパンチ全体を通過しており、成形工程中に金属板プレート４と導通状態で接触するように配置される。その結果、パンチの主要部分は、加熱されないか、又は、ほとんど加熱されず、それゆえに、その強度を維持する。前記導電体は、パンチ１が下方へ移動中であっても常に金属板プレート４と導通状態で接触して電流の流れを保つように、パンチのジャケット表面の多数のポイントで露出するように配置されていてもよい。前記導電体は、パンチ１から電気的に絶縁させられてもよい。
【００２８】
続いて、図２に示されるような実施例では、図１で言及されたコンポーネント、すなわち、パンチのチップ１．１を備えるパンチ１、ダイの穴２．１を備えるダイ２、電気加熱システム３が配設されている。金属板プレート４は、再び、穴４．１を有しているように見える。一般に、穴は必須ではない。
【００２９】
ここで、スリーブ形状のブランク・ホルダー５も配設されている。該ブランク・ホルダーには同時に３つの機能がある。１つの面ではブランク・ホルダーとして機能し、他の面では導電体として機能し、最後にかす取り（ストリッパ）として機能する。
【００３０】
図１に示される実施例との別の相違は、相手方ホルダー６である。該相手方ホルダーは、ダイの穴２．１内に位置する。相手方ホルダー６は、ダイ２とともに、又は、ダイ２と別個に、垂直方向に変位可能である。
【００３１】
電流の流れは、ブランク・ホルダー５及び金属板プレート４を通り、相手方ホルダー６を通って流れる。
【００３２】
この実施例において、パンチ１は、電流の流れが完全になく、能動的に加熱されない。したがって、それは、一般的な品質の工具鋼、又は、熱間加工鋼でもよい。
【００３３】
パンチ１とブランク・ホルダー５との間にエアギャップが存在してもよい。しかしながら、これは必須ではない。
【００３４】
ブランク・ホルダー５が大きな強度を有する必要はない。それは銅から成ってもよい。とにかく、それは、電気伝導度の高い材料から成るべきである。同じことは相手方ホルダー６にも当て嵌る。
【００３５】
この場合、ダイ２の材料は重要でない。それは、いかなる材料であってもよい、鋼又は銅でもよい、しかしながら、電流によって生じた熱が実際の成形部分に限定され続けるように、熱伝導性の低い材料であることがより望ましい。
【００３６】
図３に示されるような実施例でも、また、パンチ１、ダイ２及び金属板プレート４が示されている。ここで、電気加熱システムの説明及び効果については省略する。しかしながら、そのような加熱システムは存在する。
【００３７】
図３の中の重要なコンポーネントは絶縁被膜７である。該被膜はスリーブ又はパッドであってもよい。
【００３８】
成形工程は以下のように行われる。
【００３９】
最初に、金属板プレート４がダイ２の上に置かれる。ブランク・ホルダー５が下に移動して金属板プレート４の上に載り、これにより、電流の流れが活性化され、成形ゾーンが加熱される。その後、パンチが更に下へ移動し、ブランク・ホルダー５は内部へ移動する。パンチが金属板プレート４に触れる直前に、電力のスイッチが切られ、相手方ホルダー６は離間するように制御される。カラーは成形される間に隆起する。
【００４０】
図４に示されるような実施例の重要なコンポーネントは、パンチ１上の螺旋鋳型１．２である。パンチ１は（図示されない）回転駆動機構を備えている。パンチ１が下方へ移動する場合、パンチ１及び螺旋鋳型１．２は回転させられる。その結果、作成される（図示されない）カラーには、ねじが通ってガイドされるねじ山が成形される。
【００４１】
図５に示されるような実施例において、初めてカラー４．２を見ることができるが、カラー４．２は残りの金属板プレート４と一体的となるように成形される。
【００４２】
この図においては、螺旋鋳型１．２を、図４に示されるような実施例と同様に、見ることができ、絶縁被膜７を、図３に示されるような実施例と同様に、見ることができる。
【００４３】
現存するカラーの成形能力がねじ山の成形のために十分でない場合、前記カラーを能動的に加熱することができる。
【００４４】
図６に示されるような実施例は、金属板プレート４を剪断することに関する。金属板プレート４の一側面上の打抜きパンチ１０、及び、金属板プレート４の他側面上の打抜きダイ１１が、工作機械（ツール）として機能する。
【００４５】
打抜きパンチ１０及び打抜きダイ１１の打抜き端は対向する側面に配置される。
【００４６】
さらに、電気伝導度の高い材料から成る２つのレール１２及び１３、例えば、銅のレール、が示されている。該レールも互いに対向するように、すなわち、鏡像反転又は点対称、となるように配置される。打抜きパンチ１０及び打抜きダイ１１の打抜き端間の接続線は、成形ゾーン１４の中心を通る。
【００４７】
（ここでは図示されない）電気加熱システムが配設され、一方の銅のレールから他方の銅のレールまでの電流の流れを生成する。電流の流れは、成形ゾーン１４の中心を通って流れる。これにより、打抜きの衝撃及び打抜きの抵抗が低い打抜きが可能となる。
【００４８】
図７には他の実施例が示される。これは金属板プレート４の面取りに関する。ダイ２及び金属板ホルダー１５が示されている。後者の２つは互いに対向して配置され、それらの間に金属板プレート４を締め付ける。また、それらは互いにオフセットにされてもよい。さらに、パンチ１及び相手方ホルダー６が協力している。
【００４９】
金属板プレート４の面取りされた端部分は、２つの電気接点１６及び１７の間に位置する。接点１６は、絶縁材料７によって、少なくとも伝熱に関連して、また、電流の流れにも関連して、パンチ１から絶縁させられている。同じものが、接点１７と相手方ホルダー６との間にも配設される。
【００５０】
ここで、面取りは、同様に、金属板プレート４の端部分をそれぞれ熱することによって容易になる。
【００５１】
図８及び９に示されるような実施例は、金属板プレート４のバルジ（張出し）の成形に関する。
【００５２】
最初に、図８に示されるような実施例について言及する。パンチ１５及びダイ２がともに押される間、又は、押された後に、伝導体１８、１９及び２０はパンチ１５、それぞれダイ２の中へ飛び出す。ダイ２は、主に伝熱に対して、スリーブ７によって伝導体１８から絶縁させられる。同様のスリーブで、パンチ１５の絶縁を達成するために、伝導体１９及び２０を囲むこともできる。内部のスプリング運動も力によって制御されてもよい。加工された状態で、つまり、成形後、金属板プレートは、ダイ２及び金属板ホルダー１５の輪郭によって、形が決められる。
【００５３】
図９に示されるような実施例においても、パンチ１、金属板ホルダー１５だけでなくダイ２を見ることができる。金属板プレート４は、前記コンポーネントの間で既に成形されている。
【００５４】
また、下部伝導体レール２３だけでなく、２つの上部伝導体レール２１及び２２を見ることができる。下部伝導体レールは、絶縁体２４によって金属板ホルダー１５に対して絶縁されている。
【００５５】
図１０に示される装置は、比較的大きな孔又はスロットを打ち抜くのに使用される。もう一度、金属板４の形をしている被加工物を見ることができる。タペット１００は、金属板の上側に位置する。銅のブロック２４は、前記タペットに固定的に接続される。ばね２５はタペット１００と銅のブロック２４との間に配置される。打抜きダイ２６は銅のリング２７に囲まれる。したがって、また、（ここでは図示されない）絶縁体は、打抜きダイ２６と銅の入口２７との間に位置する。
【００５６】
打抜きダイ２６は金属板の反対側面に位置する。前記ダイは、相手方ホルダー６、例えば、ねずみ鋳鉄体、に囲まれる。打抜きダイ２６は、セラミックの輪２８に隣接し、さらに、ねずみ鋳鉄から成る相手方ホルダー６、及び、相手方ホルダー６に挿入された銅の入口２７に隣接する。
【００５７】
装置は、孔かスロットのいずれかを切断するために使用される。孔が成形される場合、打抜きパンチ１及び打抜きダイ２６の両方は環状であり、同じことが銅の入口２７に当て嵌る。
【００５８】
タペット１００を下方に移動させると、ばねによって付勢されている銅のブロック２４が、金属板４に押し付けられる。これにより、銅のブロック２４から銅の入口２７までの電気的接続が可能になる。後者の２つが電源に接続されれば、電流が流れ、金属板４の打抜きゾーンを加熱する。タペット１００が更に下方へ移動する間に熱が生じ、銅のブロック２４が内部へ跳ね返る。打抜きパンチ１が金属板４に触れる直前に、電力のスイッチが切られ、金属板が切断される。
【００５９】
図１１に示されるような実施例においても、金属板４を見ることができる。往復運動するタペット１００は、金属板４の上方に位置する。打抜きパンチ１はそこに取り付けられる。
【００６０】
さらに、銅の電極２８を見ることができる。ばね２５は、タペット１００と銅の電極２８との間に配置される。
【００６１】
打抜きダイ２６は金属板の下側面に位置し、パンチ１がダイの穴に向かうように、ダイが構成される。打抜きダイ２６は、セラミックの輪３０に囲まれる。セラミックの輪３０は、例えば、ねずみ鋳鉄から成る相手方ホルダー６に埋め込まれている。図に示される状態において、金属板は、打抜きダイ２６、相手方ホルダー６及び銅の輪３０の上に載置されている。
【００６２】
タペット１００を下方に移動させると、ばねによって付勢されている銅の電極２８は、金属板４に押し付けられ、電圧が印加されて、１つの電極から他の電極まで電流が流れる。ここで、打抜きダイ２６を囲むセラミックの輪は、電流が、打抜きダイ２６又は周囲の鋳物体６を通って流れることを防止する。したがって、金属板４だけが局所的に加熱される。タペット１００を更に下方に移動させると、金属板４は更に加熱される。打抜きパンチ１が金属板４に触れる直前に、電力のスイッチは切られ、金属板４が切断される。
【００６３】
図１２は以下の詳細を示す。
【００６４】
再び、金属板４を見ることができる。ブランク・ホルダー５は金属板の上方に位置し、打抜きダイ２６は前記金属板の下方に位置する。右側において、打抜きナイフ３１が、金属板４、さらに、電極２８の上方にあることを見ることができる。相手方ホルダー６は金属板の下方に位置する。
【００６５】
前記実施例は、オープンカットのために用いられる。金属板４は打抜きダイ２６とブランク・ホルダー５との間で締め付けられる。ブランク・ホルダー５は電気伝導度の高い材料から成る。ここで、金属板４は、また、相手方ホルダー６上にある。電極２８は、ばね２９を介してタペット１００に接続されている。打抜きダイ２６は、プレス台１０１上で支持されている。相手方ホルダー６は、ばね２５を介してプレス台１０１に接続されている。
【００６６】
タペット１００を下方に移動させると、ばねによって付勢されている電極２８は、最初に、金属板４と接触する。ここで、必要な反力が、相手方ホルダー６によって付与される。そして、電力のスイッチが入れられると、電極２８から相手方ホルダー６まで電流が流れる。これにより、金属板４の打抜きゾーンが熱せられる。タペット１００を更に下方に移動させる間に、ゾーンは更に加熱され、電極２８は、ばねによって付勢されているので、金属板４を押す。打抜きナイフ３１が金属板に当たる直前に、電力のスイッチが切られる。金属板は打ち抜かれ、同様に、ばねによって付勢されている相手方ホルダー６は、打抜きナイフ３１によって置き換えられる。
【００６７】
図１３に示されるような実施例は、金属板４の成形に関する。ダイ２は金属板の上方に位置し、パンチ１は下方に位置する。図８に示されるような実施例と同様の方法で、この場合も、２つの電極、すなわち、正極１９及び負極２０が配設されている。
【００６８】
セラミックの挿入物３３及び３４は、金属板の上方に位置し、ダイ２に埋め込まれている。
【００６９】
まず、金属板４は電極１９及び２０に載置される。（ここでは図示されない）タペットを下方に移動させると、金属板４はダイ２とパンチ１との間で締め付けられる。電流の流れが活性化され、電流は１つの電極から他の電極まで流れる。成形ゾーンは加熱され、電力のスイッチが再び切られる。ここで、セラミックの挿入物３３及び３４は、電流がダイ２を通って流れるのを防止する。
【００７０】
記載されたすべての実施例について、直流（ＤＣ）又は低周波の交流（ＡＣ）のいずれであっても、加熱に使用することができる。
【００７１】
すべての説明の中で、装置の個々の要素は互いに置き換えることができ、例えば、パンチ及びダイを置き換えてもよい。パンチが動く方向は、垂直に限定されない。
【００７２】
本発明の基礎となる根本概念は、もっぱら又は主として、被加工物が加熱されることである。  
【００７３】
対照的に、工作機械は加熱されないか、わずかに加熱されるのみであり、その結果、その強度はわずかに減少するだけである。
【符号の説明】
【００７４】
１    パンチ
１．１    パンチのチップ
１．２    螺旋鋳型
２    ダイ
２．１    ダイの穴
３    電源
３．１    電流の流れ
４    金属板プレート
４．１    穴
４．２    カラー
５    ブランク・ホルダー
６    相手方ホルダー
７    絶縁被膜
１０    打抜きパンチ
１１    打抜きダイ
１２    銅のレール
１３    銅のレール
１４    成形ゾーン
１５    金属板ホルダー
１６    電気接点
１７    電気接点
１８    上部伝導体
１９、２０    下部伝導体
２１、２２    上部伝導体レール
２３    下部伝導体レール
２４    銅のブロック
２５    ばね
２６    打抜きダイ
２７    銅の入口
２８    銅の電極
２９    ばね
３０    セラミックの輪
３１    打抜きナイフ
３２    電極
３３    セラミックの挿入物
３４    セラミックの挿入物
１００    タペット
１０１    プレス台
【図１】
2016525453.tif 000003
【図２】
2016525453.tif 000004
【図３】
2016525453.tif 000005
【図４】
2016525453.tif 000006
【図５】
2016525453.tif 000007
【図６】
2016525453.tif 000008
【図７】
2016525453.tif 000009
【図８】
2016525453.tif 000010
【図９】
2016525453.tif 000011
【図１０】
2016525453.tif 000012
【図１１】
2016525453.tif 000013
【図１２】
2016525453.tif 000014
【図１３】
2016525453.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成27年8月5日(2015.8.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、金属成形装置に関するものであって、特に、カラーの成形等、部品の成形のための金属成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
鋼の被加工物、例えば、プレートの材料から成る鋼板プレート、にカラーを成形することは、重要な分野である。例えば、特許文献１及び２を参照。被加工物はダイ（金型）の上に置かれる。ダイは、被加工物に隣接する穴を備える。そして、付刃パンチによって被加工物に孔が空けられ、それとともに金属板プレートの材料がダイの穴の中に引き込まれて絞られる。その結果、被加工物の一部としてのカラーが成形される。上記の方法は、特に自動車産業で使用される。
【０００３】
前記の成形工程は、成形ゾーン内の被加工物への応力の付与を含んでいる。正確には、金属板の端部にカラーが隆起される際には、主として引張応力が寄与する。成形可能なカラーの高さは制限される。カラーの直径と高さとの比が小さいほど、カラー部分の材料が破断する危険が高くなる。
【０００４】
成形の失敗は大問題である。時折、このことは被加工物を使用する前に認識されない。このような場合、不良部品を取り外して欠陥のない部品に取り替えることは、特に大変である。
【０００５】
加熱によって絞り加工の工程を最適化することは既に行われている。例えば、パンチは、被加工品、例えば、金属板プレート、の成形ゾーンを加熱するために加熱された。しかしながら、パンチを加熱すると、加熱されたパンチの寿命が短くなるので、パンチの強度が失われるという、不利を招いてしまう。
【０００６】
特許文献３は、請求項１の前段部（プリアンブル）に記載されているような装置を開示する。該装置では、カップ状の素材が成形工程前に加熱される。そのために、電極は、被加工物に向かって前進させられた後、タペットがパンチとともに前進するための余地を設けるために後退させられる。
【０００７】
このように工程が２つのステージに分割されているので、時間がかかる。
【０００８】
特許文献４は、鋼板を加熱するための２つの電極を備える装置を記載している。前記板を加熱するときには、まず、タペットを上昇させ、加熱後に下降させる。これにより、時間がかかる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】ＤＥ  １０  ２００６  ０２９  １２４  Ｂ４
【特許文献２】ＤＥ  １  ９１６  ８２６
【特許文献３】特開２００９−２６２１８４号公報
【特許文献４】特開２００７−２６０７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、それによって成形工程が改善され、カラーの破損の危険が低下すると同時に、使用される工作機械（ツール）要素の強度が維持されるような、特に金属板プレート等の金属板から成る被加工物にカラーを成形するための装置を提供することを目的とする。特に、かかる装置は、少ないコンポーネントを備え、既知の装置よりも速く成形工程を実行する。
【００１１】
この目的は、請求項１に記載の特徴によって達成される。
【００１２】
発明者は、工作機械、特にパンチ、ではなく、被加工物の成形部分を加熱することを含む解決策を見い出す必要があることを認識した。そのため、発明者は、「熱い被加工物、冷たい工作機械」の原則に応じたシステムを見い出さねばならなかった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による解決策は下記の通りである。
【００１４】
−パンチを取り囲み、電気伝導度の高い材料から成るスリーブが配設される。
【００１５】
−電気伝導性の良好な材料から成り、ダイの穴に挿入可能な相手方ホルダーが配設される。
【００１６】
−相手方ホルダーは、パンチの下方への移動に対応して下方に変位可能である。
【００１７】
−スリーブは、下降するホルダー及び電極として同時に機能する。
【００１８】
このような装置においては、電流が、パンチを通ってではなく、ブランク・ホルダー及び相手方ホルダーを通ってガイドされるので、パンチの加熱は行われない。
【００１９】
本発明は優れた方法で根本的な課題を解決する。
【００２０】
−本質的に、被加工物だけが加熱され、また、成形部分内のみが加熱され、ゆえに、狭い部分に集中する。対照的に、工作機械は本質的に冷たいままである。
【００２１】
−本発明においては、カラーを成形する（絞り加工する）際に破損する危険性が減少するので、高強度の薄い金属板から成るプレカットされた部品、及び、成形された部品を使用することができる。これは重量及びコストを節約する。
【００２２】
興味深い実施例は、図の記載からも従属請求項からも得ることができる。
【００２３】
本発明は、図面を参照して詳細に説明される。図面は、次の中で示される。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】パンチ、ダイ及び被加工物、更にダイの中の相手方ホルダーだけでなくパンチを囲むスリーブを備える装置を示す図である。
【図２】第２の実施例を示す図である。
【図３】他の実施例を示す図である。
【図４】カラーを成形した後の図３の実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は以下のような個々の詳細を示す。
【００２６】
図に示される装置はパンチ１及びダイ（金型）２を備える。更に電源３を有する伝導性の電気加熱システムを備える。パンチ１はスリーブ形状のブランク・ホルダー５に囲まれている。
【００２７】
高強度の鋼から成る金属板プレート４は、ダイ２の上に置かれる。
【００２８】
パンチ１は高強度の材料から成る。パンチ１はチップ（刃先）１．１を備える。該チップは、金属板プレート４にある穴４．１に進入する。穴は成形工程に先立って金属板プレート４に成形されてもよい。しかしながら、金属板プレート４に穴がない可能性もあり、その場合、パンチ１を金属板プレート４に押圧すると、パンチ１が穴を形成する。パンチ１は、先端が尖っていないものであってもよい。パンチの前端の形状は、成形工程での必要性に適応するように変更することができる。パンチ１はスリーブ５によって囲まれている。動作中、前記パンチに電流が流れる。
【００２９】
図に示されるように、電源３から、電気伝導性の良いブランク・ホルダー５を通って、更に金属板プレート４の成形部分を通って、ダイ２に流れる電流の流れ３．１がある。ダイ２は、銅等の電気伝導性の良い材料から成る。
【００３０】
図１に示される例において、成形工程は初期段階にある。成形工程が完了すると、ここには図示されていない所望のカラーの形とするために、穴４．１は広げられる。カラーは、パンチ１の直径と等しい内側の幅を有する。これがどのように見えるかは、図４から理解することができる。
【００３１】
スリーブ５には同時に３つの機能がある。１つの面ではブランク・ホルダーとして機能し、他の面では導電体として機能し、最後にかす取り（ストリッパ）として機能する。
【００３２】
さらに、相手方ホルダー６を見ることができる。
【００３３】
電流の流れは、ブランク・ホルダー５及び金属板プレート４を通り、相手方ホルダー６を通って流れる。
【００３４】
パンチ１は、電流の流れが完全になく、能動的に加熱されない。したがって、それは、一般的な品質の工具鋼、又は、熱間加工鋼でもよい。
【００３５】
パンチ１とブランク・ホルダー５との間にエアギャップが存在してもよい。しかしながら、これは必須ではない。
【００３６】
ブランク・ホルダー５が大きな強度を有する必要はない。それは銅から成ってもよい。とにかく、それは、電気伝導度の高い材料から成るべきである。同じことは相手方ホルダー６にも当て嵌る。
【００３７】
この場合、ダイ２の材料は重要でない。それは、いかなる材料であってもよい、鋼又は銅でもよい、しかしながら、電流によって生じた熱が実際の成形部分に限定され続けるように、熱伝導性の低い材料であることがより望ましい。
【００３８】
図２に示されるような実施例でも、また、パンチ１、ダイ２及び金属板プレート４が示されている。
【００３９】
ここで、電気加熱システムの説明及び効果については省略する。しかしながら、そのような加熱システムは存在する。
【００４０】
図２の中の重要なコンポーネントは絶縁被膜７である。該被膜はスリーブ又はパッドであってもよい。
【００４１】
成形工程は以下のように行われる。
【００４２】
最初に、金属板プレート４がダイ２の上に置かれる。ブランク・ホルダー５が下に移動して金属板プレート４の上に載り、これにより、電流の流れが活性化され、成形ゾーンが加熱される。その後、パンチが更に下へ移動し、ブランク・ホルダー５は内部へ移動する。パンチが金属板プレート４に触れる直前に、電力のスイッチが切られ、相手方ホルダー６は離間するように制御される。カラーは成形される間に隆起する。
【００４３】
図３に示されるような実施例の重要なコンポーネントは、パンチ１上の螺旋鋳型１．２である。パンチ１は（図示されない）回転駆動機構を備えている。パンチ１が下方へ移動する場合、パンチ１及び螺旋鋳型１．２は回転させられる。その結果、作成される（図示されない）カラーには、ねじが通ってガイドされるねじ山が成形される。
【００４４】
図４に示されるような実施例において、初めてカラー４．２を見ることができるが、カラー４．２は残りの金属板プレート４と一体的となるように成形される。
【００４５】
この図においては、螺旋鋳型１．２を、図３に示されるような実施例と同様に、見ることができ、絶縁被膜７を、図２に示されるような実施例と同様に、見ることができる。
【００４６】
現存するカラーの成形能力がねじ山の成形のために十分でない場合、前記カラーを能動的に加熱することができる。
【００４７】
記載されたすべての実施例について、直流（ＤＣ）又は低周波の交流（ＡＣ）のいずれであっても、加熱に使用することができる。
【００４８】
すべての説明の中で、装置の個々の要素は互いに置き換えることができ、例えば、パンチ及びダイを置き換えてもよい。パンチが動く方向は、垂直に限定されない。
【００４９】
本発明の基礎となる根本概念は、もっぱら又は主として、被加工物が加熱されることである。
【００５０】
対照的に、工作機械は加熱されないか、わずかに加熱されるのみであり、その結果、その強度はわずかに減少するだけである。
【符号の説明】
【００５１】
１    パンチ
１．１    パンチのチップ
１．２    螺旋鋳型
２    ダイ
２．１    ダイの穴
３    電源
３．１    電流の流れ
４    金属板プレート
４．１    穴
４．２    カラー
５    ブランク・ホルダー
６    相手方ホルダー
７    絶縁被膜
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工物（４）を加工するための装置であって、
被加工物（４）の一方にあるパンチ（１）と、
被加工物（４）の他方にあるダイ（２）と、
電流を生成する導電電気加熱システム（３）であって、電流は、パンチ（１）の外側であって被加工物の一方に位置するコンポーネントから、完全に又は主として、被加工物（４）を通って、ダイ（２）の外側であって被加工物の他方に位置するコンポーネントへ流れる導電電気加熱システム（３）と、を備え、
１つのコンポーネントは、パンチ（１）を囲む電気伝導性の良好な材料から成るスリーブ（５）であって、被加工物（４）上に載置可能であり、
他のコンポーネントは、ダイの穴（２．１）へ挿入可能な電気伝導性の良好な材料から成る相手方ホルダー（６）であり、
該相手方ホルダー（６）はパンチの下方への移動に対応して下方に変位可能であり、
前記スリーブ（５）は、ブランク・ホルダーとして機能すると同時に電極として機能することを特徴とする装置。
【請求項２】
ダイの穴（２．１）の下端は、電気的に絶縁性及び／又は熱的に絶縁性の材料（７）によって内張りされている請求項１に記載の装置。
【請求項３】
スリーブ（５）の下端は、熱的に絶縁性又は電気的に絶縁性の材料によって内張りされている請求項１又は２に記載の装置。
【請求項４】
パンチ（１）は、その長軸の回りに回動可能であり、カラー（４．２）の下端にねじ山を成形するための螺旋鋳型（１．２）を備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2016525453.tif 000021
2016525453.tif 000022
2016525453.tif 000023
2016525453.tif 000024
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