JP2004520938A - 板金材のワークを水圧機械的に深絞りする成形工具 - Google Patents

Abstract

水圧機械的に深絞り成形する板金材２のワーク用の成形工具１に関する。前記工具には水箱３が含まれ、この水箱は下部工具として作用し、液体作動媒体８で満たされ、成形ダイを形成する。工具にはまた成形リング１０が含まれ，このリングは水箱３の上部に配置され、下の作動媒体容積に対して密閉する。成形リング１０のリング開口１１の周囲はワーク２の成形縁を形成する。成形工具１にはまた成形ポンチ９が含まれるが、このポンチは板金材２の挿入下で、成形リング１０のリング開口１１を貫通して作動媒体８の領域に移動できる。この際、板金材は作動媒体８の目標変位によって適用圧力としての対抗圧力によって成形ポンチ９上に押圧される。発明によると、残りの水箱容積を空にした状態で作動媒体８で満たされた水箱嵌め込み体１４が水箱３内に配置され、成形リング１０のリング部が嵌め込み体側壁１５，１６，１９，２０の上縁で密接支持される。
【選択図】図１

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は請求項１の上位概念部に記載された板金材のワークを水圧機械的に深絞りする成形工具に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の公知の成形工具（定期刊行物「ＢＬＥＣＨ」ナンバー９／１９６３、５７５頁、図７）は主として水箱、成形リング、成形ポンチ及び操作可能な下向き押え具で構成される。
【０００３】
水箱は箱側壁及び箱底部を有する工具桶として実施され、この工具桶は下部工具として液体作動媒体で満たされ、それによって成形ダイが形成される。成形リングは平板形で実施され、水箱の上方領域に配置され、そのリング領域で下方の作動媒体容積を密閉する。成形リングのリング開口の縁でワークの成形角を形成する。
【０００４】
成形ポンチは位置調節可能なスライドを使用して移動可能に形成され、板金材の挿入の下で、成形リングのリング開口を貫いて作動媒体の領域内まで移動できる。操作可能な下向き押え具は挿入された板金材縁部を押えるために使用され、押え圧力は、成形ポンチで板金材に荷重をかけたとき、板金材縁部に滑りが可能なように決められる。
【０００５】
具体的には、成形リングのリング領域は水箱側壁の上方の角で密接支持される。さらに、下向き押え具は成形リングに嵌め込まれたパッキンに対して板金材の縁部領域を押さえ、それで作動媒体を含むシステムを外に対して密閉する。成形工程の際は、板金材の挿入下で、成形ポンチは通常、水−油−エマルジョンの作動媒体内に貫通し、調節可能な絞り弁を介して作動媒体が排除される。絞り弁の調節によって発生する対抗圧力は成形ポンチの個所の板金材を押さえ、それによってワークは対応した形状に製造される。
【０００６】
水箱が所定の大きさである場合、それぞれ異なったリング開口を有する異なった成形リング及びこれに適合した寸法の成形ポンチに交換して使用することによって、同一の成形工具でもってこれに対応する異なったワークが製造できる。しかし、この場合、次の問題が生じる。
【０００７】
比較的ワークが大きい場合、成形リングのリング領域は、水箱側壁から水箱の中央に向かってわずかの自由張出し部で突出するように水箱側壁上で支持される。成形工程の際に作動媒体に圧力がかかったとき、作動媒体はこの自由張出し部に下から圧力を及ぼすが、張出し幅が狭いため成形リングの変形は抑制され著しいものにはならない。比較的小さいリング開口の成形リングを使用してより小さいワークを製造する場合は状況が異なり、成形工具に固定して組み込まれた同一の水箱がこの場合も使用される。成形リングのリング領域は張出し部が広くなり、水箱側壁上の支持点から作動媒体を介して水箱中央まで突出する。このため成形工程の間は作動媒体の圧力が大きな張出し面の成形リングに対し垂直上向きにかなり大きい力を及ぼす。これは成形工程の間に、成形リングが残留変形及び／又は弾性変形をおこし一種の「膨れ呼吸」をする。これによってワーク製造の際に、製造品質と再現性に好ましくない避けられない影響を及ぼすことになる。このような変形はこのような成形リングをより頑丈なものにすることによって場合によっては回避できることもあるが、小さなリング開口の成形リングの場合で比較すると成形リングの平板強度を大きくする必要がある。このことは製造コストが高くなり、また重量がより重くなり成形リングの交換のとき困難を伴うので好ましくない。それに加え、下向き押え具位置と成形ポンチ経路との好ましくない適応により異なった成形リング強度が必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
それに対して本発明の課題は、この種の成形工具において、水箱上面に対して比較的小さいリング開口を有する成形リングを使用する場合、リング領域の変形が成形工程の間で大幅に防止される成形工具を構築することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は請求項１に記載する特徴によって解決される。
請求項１によると、成形工具は工具に組み込まれた水箱内で調節可能な少なくとも１つの水箱嵌め込み体が含まれ、この嵌め込み体はこれを取り囲む水箱容積部分を空にした状態で作動媒体を満たすことが可能である。その際に使用される成形リングのリング領域は嵌め込み体側壁の上縁部で密接支持される。この場合、嵌め込み体側壁の上端縁に周方向のパッキンを取り付けるのが好ましい。
【００１０】
それで、冒頭に述べた水箱側壁上の支持点に対して小さいリング開口で使用される問題の成形リングのリング領域の自由張出し部分は明らかに減少される。目的に応じて、多数の水箱嵌め込み体は異なった上面大きさのものと自由に組合わせることができるので、リング領域の自由張出し部がわずかしかないように、水箱嵌め込み体は異なった成形リングと組み合わされる。それで、成形工程の際に生じる作動媒体の圧力は成形リングの「膨れ呼吸」の方向にはわずかの力しか作用しないことになる。
【００１１】
工具に組み込まれた比較的大きい水箱をそのまま使用して、圧力で引き起こされる一種の「膨れ呼吸」による成形リングの変形問題をおこさずに、比較的小さいワークを製造するのに同一の成形工具が使用できる利点がある。さらに提案された水箱嵌め込み体は簡単で安価なコストで製造でき、また成形リングを交換するときは迅速簡単に水箱に調節できる。
【００１２】
請求項２に記載された水箱嵌め込み体の好ましい実施形態は嵌め込み体側壁で管状に形成されて、少なくとも１条の周囲の壁下端縁パッキングを介して水箱底部上で密接支持されることである。水箱嵌め込み体内の水箱底部に取り付けられた作動媒体の接続部は水箱全体の使用に応じて別の個所でも使用することができる。
【００１３】
また、請求項３に記載された水箱嵌め込み体はそれ自体の嵌め込み体底部を有する嵌め込み容器としても製造できる。このとき、嵌め込み容器側に作動媒体の接続部を備える。
請求項４に記載された好ましい実施形態では、嵌め込み体側壁の高さは成形工具に組み込まれた水箱の箱側壁と同じ高さである。したがって使用可能なすべての成形リングは成形工具と同じ高さ水準にあるので、水箱嵌め込み体の使用と関連して成形リングを交換するときにも工具調節は基本的に保持することができる。
【００１４】
請求項５の提案によると、嵌め込み体側壁の外側と、隣接する水箱側壁の内側の間に、間隔保持部材が取り付けられ、水箱嵌め込み体は水箱内で定まった形状で調節可能である。これによって、使用されたそれぞれの水箱嵌め込み体はずれることなく、また水箱内でそれぞれ同じ位置に保持されることに有利となる。
【００１５】
成形工具には開放位置から押え位置に調節可能な万能板金押え具が設けられる。より大きなリング開口サイズの成形リングを有する水箱の全容積を使用する場合は、板金部材の押えられる縁部が成形リングの個所にあるので、水箱側壁のほぼ上方に支持面が配置される。水箱嵌め込み体に関連して成形リングをリング開口のより小さいものに交換して使用する場合、下向き押え具によって押えられる、より小さい適切な板金材の縁部は明らかに水箱中央の方に寄った位置となる。姿勢駆動装置を有する万能板金押え具も使用されるので、請求項６に提案されるように、下向き押え具は万能板金押え具に追加して交換可能な板金押えリングを含み、そのリング開口はそれぞれの成形リングの開口にほぼ相当する。板金押えリングは直接又は間接的に万能板金押え具に取り外し可能に結合される。したがって万能板金押え具の制御距離と押え力は、水箱嵌め込み体の重要な領域である水箱中央の方に、問題の成形リングの比較的小さいリング開口の方に向かう。
【００１６】
また、万能板金押え具の押え力は板金押えリングの半径方向の外側に作用し、一方、支持力は成形リングの半径方向の内側にある板金材の縁部に作用するので、板金押えリングには非弾性及び／又は弾性変形が生じる。このような問題が生じるときは実状に応じて請求項７に提案されるように、それぞれの板金押えリングは頑丈な押え伝達リングに取り外し可能に結合されるが、押え伝達リングのリング開口は少なくとも板金押えリングの開口と同じ大きさとする。頑丈な押え伝達リングはそのリング側方領域で万能板金押え具に取り外し可能に結合される。したがって下向き押え具に生じる力は頑丈な押え伝達リングにほとんど変形を与えずに伝達される。押え伝達リングは広義の万能構造部品として使用され、そこに異なった板金押えリングを取り外し可能に接続することができる。成形リング開口を押え伝達リングのリング開口よりも大きくする必要がある場合は、押え伝達リングも交換しなければならない。
【００１７】
したがって全体として、この種の成形工具は、異なった大きさのワークを高い製造品質で製造するため、ワーク特有の工具構造部品をできるだけ交換せずにすべての場合に共通で使用される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図面に基づいて発明を詳細に説明する。
図４には従来技術の成形工具１００の一部分としての下部工具１０６を概略的に例示する。この成形工具１０６には箱側壁１０３，１０４と箱底部１０５を有する水箱１０２が含まれる。この水箱１０２は例えば水−油−エマルジョンの液体作動媒体で満たされ、それによって成形ダイを形成する。成形リング１０８はここでは平板形とされ、水箱１０２の上部領域に配置される。成形リング１０８はそのリング領域によってその下にある作動媒体容積を密閉する。成形リング１０８のリング開口縁はワーク１０１の成形角部を形成する。図示しない成形ポンチは同様に図示しない位置調節可能なスライドを使用して移動可能であるので、ワーク１０１挿入の下で成形リング１０８のリング開口１０９を貫通して作動媒体１０７の領域内に移動可能となる。板金材としてワーク１０１を挿入して成形を行うとき、成形ポンチは作動媒体１０７内に貫通し、作動媒体１０７は図示しない調節可能な絞り弁を介して排除される。絞り弁の調節によって決まる対抗圧力によって板金材は成形ポンチに押し付けられ、これによってワークは対応する形状に製造される。図４ではワーク１０１は比較的小さく描かれているので、成形リング１０８のリング開口１０９も同様に比較的小さく描かれている。さらに図４で明らかなように、成形リング１０８は、広い張出し部１１０を有するような場合は、水箱側壁１０３，１０４における支持個所から作動媒体１０７を介して水箱の中央まで突き出てくる。そのために、成形工程の間は、作動媒体１０７内で矢印１１１で示される圧力が張出し面１１０の成形リング１０８に対し垂直上向きのかなり大きい力を及ぼすことになる。これによって、成形工程の間は成形リング１０８が膨れ呼吸をすることになり、それによりワーク製造において製造品質と再現性に好ましくない避けられない影響を与えることになる。
【００１９】
この膨れ呼吸の問題を取り除くために、本発明の成形工具が提案され、これで上記の問題を回避することができる。図１で明らかなように、成形工具１には、板金材のワーク２を水圧機械的に深絞り成形するため箱側壁４，５と箱底部６を有する水箱３が含まれる。水箱３は下部工具７として液体作動媒体８が満たされ、それによって成形ダイが形成される。
【００２０】
さらに、この成形工具１には図示しない調節可能なスライドを使用して移動可能な成形ポンチ９が含まれる。成形ポンチ９は板金材２の挿入の下で、成形リング１０のリング開口１１を貫通して作動媒体８の領域内に移動できる。
【００２１】
さらに、被成形板金材２の周縁部を押える操作可能な下向き押え具１２に、成形ポンチ９を介して許容荷重を加える際に滑りの可能性をもたせる。
さらに図１から理解できるように、水箱３に水箱嵌め込み体１４が挿入され、水箱は残りの水箱容積部分を空にした状態で作動媒体８で満たされる。
【００２２】
図３に水箱嵌め込み体１４を有する水箱３の概略的な斜視図を示す。これで明らかなように、水箱嵌め込み体１４は管状に形成されている。再度図１で理解できるように、水箱嵌め込み体側壁１５，１６は、ここでは単に極端に概略的に示した周囲の壁下端パッキン１７を介して水箱底部６上に載置される。嵌め込み体側壁１５，１６の高さは水箱側壁４，５の高さに相当する。
【００２３】
特に図３で分かるように、水箱嵌め込み体１４の嵌め込み体側壁１５，１６，１９，２０の外側にそれぞれ間隔保持部材２１，２２，２３，２４が配置されて、水箱側壁４，５，２５，２６の隣接内側に接しているので、水箱嵌め込み体１４は水箱３内で形状の決まった状態でセットされる。
【００２４】
図１で明らかなように、成形リング１０のリング領域は嵌め込み体側壁１５，１６の上端縁で密接支持される。図１に単に非常に概略的に例示されるように、周囲に形成された壁上端パッキン２７を介して密閉される。図１と従来技術の図４との比較で分かるように、発明による水箱嵌め込み体１４によって、小さなリング開口１１を有する成形リング１０のリング領域の自由張出し部がかなり減少し、そのため成形工程の際の作動媒体８の圧力で、成形リングの「膨れ呼吸」方向に作用する力はわずかしか発生しなくなる。
【００２５】
さらに、図１で明らかなように、下向き押え具１２はそれぞれ万能板金押え具２８及び交換可能な板金押えリング３０で構成され、板金押えリング３０のリング開口３１は配設された成形リング１０の開口にほぼ相当し、板金押えリング３０はリング領域で万能板金押え具２８に直接結合される。
【００２６】
図１において矢印３２，３３で概略的に示すように、図１に基づいて製造する際に、万能板金押え具２８の押え力の方は半径方向外側で板金押えリング３０に作用するが、支持力の方は成形リング１０の個所の板金材２の縁の半径方向内側に作用することによって、板金押えリング３０に非弾性及び／又は弾性変形が生じる。この問題を回避するために、特に好ましい図２に示す実施例により、万能板金押え具２８と板金押えリング３４の間に頑丈な押え伝達リング３５を挿入することが提案され、板金押えリング３４は押え伝達リング３５に取り外し可能に結合される。押え伝達リング３５のリング開口３６の大きさは板金押えリング３４のものと略等しく、板金押えリング３４を覆う、すなわち、成形リング１０のリング開口１１の上方に直接配置される。頑丈な押え伝達リング３５はリング側方領域で万能板金押え具２８に取り外し可能に結合される。したがって、このような構造では、下向き押え具１２，１３に生じる力は頑丈な押え伝達リング３５によってほとんど変形を伴わずに受け取られる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】板金材のワークを水圧機械的に深絞り成形する本発明の第１実施例の成形工具の概略図を示す。
【図２】板金材のワークを水圧機械的に深絞り成形する本発明の別の実施例の成形工具の概略図を示す。
【図３】水箱嵌め込み体の概略的な斜視図を示す。
【図４】板金材のワークを水圧機械的に深絞り成形する従来技術の成形工具の部分領域の概略図を示す。

Claims (7)

1. 板金材のワークを水圧機械的に深絞りする成形工具であって、
   箱側壁と箱底部を有する工具桶としての水箱を有し、この水箱は下部工具として液体作動媒体が満たされて成形ダイを形成し、
   平板形の成形リングを有し、この成形リングは水箱の上方の領域に配置されて、リング領域でもってその領域の下方の作動媒体容積を密閉するとともに、リング開口の縁でワークの成形角部を形成し、
   位置調節可能なスライドを使用した移動可能な成形ポンチを有し、このポンチは板金材の挿入下で成形リングのリング開口を貫いて作動媒体の領域内まで移動可能であり、作動媒体が目標どおり排除されることによって板金材が押付け圧力としての対抗圧力で成形ポンチに押し付けられ、
   成形ポンチによって荷重をかけるとき、滑りの可能性を許容する押え圧力で被成形板金材の縁部を押える操作可能な下向き押え具を有する
   成形工具において、
   水箱（３）内に調節可能な水箱嵌め込み体（１４）を設け、前記嵌め込み体（１４）に残りの水箱容積部分を空にした状態で作動媒体（８）を満たすことが可能であり、かつ
   成形リング（１０）のリング領域は嵌め込み体側壁（１５，１６，１９，２０）の上縁部で密接支持される
   ことを特徴とする成形工具。
2. 水箱嵌め込み体（１４）は嵌め込み体側壁（１５，１６，１９，２０）で管状に形成され、少なくとも１条の周囲の壁下端縁パッキング（１７）を介して水箱底部（６）上で密接支持されることを特徴とする請求項１に記載の成形工具。
3. 水箱嵌め込み体は嵌め込み容器として、水箱内で嵌め込み体側壁と嵌め込み体底部とで調節可能であることを特徴とする請求項１に記載の成形工具。
4. 嵌め込み体側壁（１５，１６，１９，２０）の高さは水箱側壁（４，５，２５，２６）の高さに相当することを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の成形工具。
5. 水箱嵌め込み体（１４）が水箱（３）内の同じ位置に決まった形状で繰り返し調節可能となるように、嵌め込み体側壁（１５，１６，１９，２０）の外側と、隣接する水箱側壁（４，５，２５，２６）の内側の間に、間隔保持部材（２１，２２，２３，２４）が取り付けられる
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の成形工具。
6. 下向き押え具（１２）は万能板金押え具（２８）で構成され、箱側壁（４，５）のほぼ上方に位置調節可能に配置され、
   下向き押え具（１２）には交換可能な板金押えリング（３０，３４）が含まれ、そのリング開口（３１，３６）はそれぞれの成形リング（１０）の開口にほぼ相当し、万能板金押え具（２８）のリング領域に直接又は間接的に取り外し可能に結合される
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の成形工具。
7. 万能板金押え具（２８）と板金押えリング（３４）との間に頑丈な押え伝達リング（３５）が挿入されて板金押えリング（３４）は押え伝達リング（３５）に取り外し可能に結合され、押え伝達リング（３５）のリング開口（３１）は少なくとも板金押えリング（３４）の開口と同じ大きさとして板金押えリングを覆い、かつ
   押え伝達リング（３５）はそのリング側方領域で万能板金押え具（２８）に取り外し可能に結合される
   ことを特徴とする請求項６に記載の成形工具。