JP2018527204A - 動的衝撃加工力の生成設備 - Google Patents

Abstract

動的衝撃加工力の生成設備は、圧力室（１０）と連結室（２０）とボルト室（３０）とを備える。圧力室（１０）はプランジャ（１４）を有し、プランジャ（１４）は、圧力室（１０）にある液圧媒体（９１）の圧縮のために、圧力室（１０）の中へ押されるように配置されている。連結室（２０）において、段付きピストン（２５）は変位可能なように配置されており、オリフィス（１１）を閉合するためのバルブ本体（２６）を有し、オリフィス（１１）は圧力室（１０）を連結室（２０）に連結している。ボルト室（３０）において、インパクトボルト（３５）は変位可能なように位置し、比較的大きい断面を有する第１ボルト部（３５ａ）と比較的小さい断面を有する第２ボルト部（３５ｂ）とを有する。第１ボルト部（３５ａ）がボルト室（３０、３０’）の内部空間（３０ａ）を封止し、ボルト室（３０）が連結室（２０）に対して第２ボルト部（３５ｂ）を囲む。高圧の圧力媒体（９３）を収納する少なくとも１つの圧力リザーバ（３７、３８）はボルト室（３０）と連結しており、圧力リザーバは連結ポートを通ってボルト室（３０）の内部空間（３０ａ）と連通連結している。【選択図】図１

Description

本開示は、独立請求項１の前提部分に係る動的衝撃加工力の生成設備に、および、このような設備の利用に関する。

動的衝撃加工力は、例えば、成形機器において棒材からワークを切断するために、または、粉末冶金において材料を固める（圧粉成形する）ために、必要とされ力として理解されるべきである。

ＤＩＮ（ドイツ工業規格）８５８０に基づくと、成形は、主体の質量および材料の一貫性を保ちながら、形状、表面、および／または、主体の材料特性の特定の変更である。成形の結果として、材料がその形状の変化可能限界に達する場合、やり方によって、この結果は、例えば、材料が分離される（例えば、棒状材料から切断される）、または、材料が固められる（例えば、粉末冶金で圧密する（圧粉成形される））。成形のために、材料には、一般的に専用機器によって提供されるエネルギー供給が必要とされる。材料の温度は成形操作に渡って上昇してその周囲（ツール、空気など）に熱を与える。

文献および実務から知られるように、切断操作に渡って、増加した温度によって起こる強度低減が、硬化の歪みおよび硬化の歪み速度を原因とする強度増加よりも大きい場合、断熱の切断失敗が発生する。切断刃の増加した速度の結果として、温度増加は切断エッジのすぐ周辺において発生し、利用される材料の熱伝導率の結果として、温度増加の勾配は、隣接の区域に入る熱の消散の勾配より大きい。「切断バンド（shear band）」として知られるものが発展し、切断方向の伝播速度は刃速度の倍数（鋼に対しては10〜40倍という規模）である。切断バンドの発展の前提条件は、分離ツール（刃）の一定の速度または増加する速度である。速度条件を満たすために、分離工程または切断工程はエネルギーに供給される必要があり、当該エネルギーは、切断動作のために実際に必要な量の数倍も高い。

特許文献１は、液圧衝撃（hydraulic impulse）が生成されて、衝撃波の形式で管路を通って遠隔受け配置に伝送されることができる設備を説明し、当該遠隔受け配置は衝撃を転換して、例えばレール式交通のための信号装置を切り替える。設備は第１室と第２室とを有し、閉合可能な制限部および第２室と連結している管路を通って第２室が第１室と連結しており、第２室の端部において、受け配置が位置する。２つの室および管路は流体液圧媒体（fluid hydraulic medium）に充填される。プランジャは第１室に導入されるように配置され、当該プランジャを用いて液圧媒体は圧縮されることができ、よって、媒体の圧力が増加する。第２室においてバルブ本体を有する変位可能なピストンがあり、バルブ本体が設備の休止位置における制限部を閉合する。外力によってトリガーされるプランジャが一時的に第１室に導入される場合、第２室にあるピストンが移動してバルブ本体が制限から離れるまで第１室における圧力は増加する。このように、第１室において増加した圧力はピストンを作用させることができ、その結果、第２室において圧力による衝撃が生成され、音速で第２室および管路を通して受け配置へ伝播し、受け配置はバネ負荷式アクチュエータピストンを作用させ、その結果、バネ負荷式アクチュエータピストンは簡単に変位される。圧力による衝撃が収まると、アクチュエータピストンは弾力によって再びリセットされる。第２室におけるピストンはその開始位置に戻って制限を閉合する。同時に、プランジャは再び第１室の外側へ押される。

特許文献１から知られた設備は原則として少ないエネルギーを含む弱い衝撃しか生成できず、その原因は、生成部を受け部に連結してその直径と比べると非常に長い伝送管路が、強い弾性効果を有し、力による衝撃を相当に減少する。よって、その設備は、高エネルギー含有を、例えば切断工程または固め工程における応用のために要求されるものを有する非常に強力な動的衝撃力を提供するには不適切である。また、この知られた設備を利用することには、信頼度が高い力または高衝撃圧力を用いて、受け配置側において、このような応用が必要とされるアクチュエータピストンの動きに適用できるほど十分な容量の流量を生成することが不可能である。

本発明の元にある課題は、短時間で大量なエネルギーを保存することができる動的衝撃加工力を比較的低い駆動力によって生成する設備を提供し、よって、同時に高エネルギー含有を有する（短期的に）高加工力を取得可能とすることである。

英国特許第１２８５８９号明細書

その問題は本発明に係る、特許請求の範囲の請求項１に定義されるような設備によって解決された。本発明の特に有益な変化例は付属項において見だすことができる。

本発明に係る動的衝撃加工力の生成設備は、
高圧の液圧媒体が内部に配置された圧力室と、
圧力室にある液圧媒体の圧力を一時的に増加する手段と、
圧力室の下流に配置されていて圧力室と連結している連結室と、
連結室の下流に配置されていて連結室と連結しているボルト室と、
連結室で変位可能のように配置されており、オリフィス（１１）を閉合するためのバルブ本体と、ボルト室に向かっているピストン部とを有する段付きピストンであって、オリフィスが圧力室を連結室に連結し、ピストン部によってピストン部とボルト室との間の連結室の伝送空間（transmission space）がボルト室から離れた連結室側に対して封止され、伝送空間がその中に配置された高圧の液圧媒体を有する、段付きピストンと、
ボルト室で変位可能なように配置されているインパクトボルトと、を備える。
インパクトボルトが比較的大きい断面を有する第１ボルト部と比較的小さい断面を有する第２ボルト部とを有し、第１ボルト部がボルト室の内部空間を封止し、ボルト室が連結室に対して第２ボルトを囲む。
高圧の圧力媒体を収納する少なくとも１つの圧力リザーバ（pressure reservoir）がボルト室と連結しており、圧力リザーバが連結ポートを通ってボルト室の内部空間と連通連結している。

ボルト室の内部空間が連結室に対して封止されるようなインパクトボルトの構造、および、高圧の液圧媒体を有する少なくとも１つの圧力リザーバを用いて内部空間との連通連結は、一方、高エネルギー含有を有する衝撃を用いてインパクトボルトに連結室の方向から作用させることを可能とし、他方、圧力媒体によってインパクトボルトにその開始位置へ確実に復帰させることを可能とする。設備は急な衝撃を生成するだけではなく、十分な容量流量、および、強い力と高エネルギー含有を有するインパクトボルトの十分な動きも生成する。

好ましくは、ボルト室は連結室のすぐ下流に配置されている。連結室のすぐ後にあるボルト室の配置によれば、非常に短い衝撃案内路（impulse guideway）が高い衝撃圧力とともに達成される。

正反対に配置されている、または、ボルト室において同間隔で離れているように配置されている連結ポートに関連する２つ以上の圧力リザーバを、設備は有利に有する。この構造は、インパクトボルトの外側への移動に渡って、流体誘起の横方向の力の発生を予防し、当該力はインパクトボルトを軸外で移動させて急速な摩耗を起こす。

有利なことに、インパクトボルトはボルト室において端部位置まで移動するように配置されており、動的衝撃加工力の生成設備は、インパクトボルトがその端部位置に到達する前にインパクトボルトをブレーキする端部位置減衰配置を有する。インパクトボルトの残留エネルギーが捕捉され、インパクトボルトが低減された速度でその端部位置に到達することが可能になり、よって、存在する可能性があるいかなる機械的な停止部においてもインパクトボルトからの強い衝撃が回避される。

特に有利な配置にしたがって、圧力リザーバのための少なくとも１つの連結ポートはボルト室において配置されており、よって、インパクトボルトの外側への移動に渡って、連結ポートは第１ボルト部によって閉合されていき、もたらした背圧はインパクトボルトが完全に停止するまでインパクトボルトをブレーキしていく。よって、インパクトボルトの端部位置減衰は簡単に実現できる。

好ましくは、端部位置は停止部によって画定される。その結果、インパクトボルトはツール側におけるオーバシュートを回避することができる。

有利なことに、少なくとも１つの連結ポートの開口断面は停止部へ向かって段付きピストンから離れる方向にかけて小さくなる。これは、インパクトボルトをブレーキする背圧の上昇に有益である。

有利なことに、インパクトボルトは少なくとも１つの圧力リザーバによって開始位置に復帰可能である。これは圧力媒体のボルト室の内部空間への流入によって影響され、その結果、インパクトボルトが連結室の方向へ押される。これによって、インパクトボルトのその開始位置への復帰は簡単に実現できる。

圧力室にある液圧媒体の圧力を一時的に増加するための手段は、例えば、バルブを通って圧力室へ圧力の衝撃を伝達する高圧力リザーバを有してもよい。

有利なことに、その手段はプランジャによって実現され、プランジャは、圧力室にある液圧媒体の圧縮のために、圧力室の中へ押されるように配置されている。有利なことに、設備はプランジャを圧力室の中へ押すためのプランジャ駆動部を有する。プランジャ駆動部は比較的低い動力で大量なエネルギーを生成し、このエネルギーは非常に短時間内でインパクトボルトへ伝達される。

有利なことに、設備は、圧力室において、伝送空間において、および、ボルト室の内部空間において、充填圧力を維持するための手段を有する。充填圧力を維持するための手段は設備の動作の間において漏れ損失を償うことを可能とする。

有利なことに、設備は管路を有し、段付きピストンおよびインパクトボルトの変位における隙間の封止を抜けて変位されるまたは逃げ出す液圧媒体または圧力媒体は、管路を通って収集タンクに供給可能である。これにより、逃げ出したまたは排出された液圧媒体または圧力媒体が制御可能な方法で放出される。

本発明に係る設備は、成形装置、分離装置または固め装置におけるツールを駆動するための利用に特に適している。特に、ツールは、棒材からワークを切断するための切断ツールであってもよく、材料を固めるまたは割るための衝撃ハンマーであってもよい。

本発明に係る設備は、例示的な実施例に基づいて、添付図面を参照しながら詳細に説明される。
本発明に係る設備の第１例示的な実施例を通して軸方向の断面図を示す。 動作の様々な段階において、図１に係る設備の簡略化された断面図を示す。 動作の様々な段階において、図１に係る設備の簡略化された断面図を示す。 動作の様々な段階において、図１に係る設備の簡略化された断面図を示す。 動作の様々な段階において、図１に係る設備の簡略化された断面図を示す。 動作の様々な段階において、図１に係る設備の簡略化された断面図を示す。 本発明に係る設備の第２例示的な実施例を通して軸方向の断面図を示す。 インパクトボルトを示さずに、若干変更されたボルト室を通して軸方向の断面図を示す。 さらなる詳細を用いてボルト室を通して軸方向の断面図をさらに示す。 成形装置における設備の利用を示す図である。 成形装置における設備の利用を示す図である。

以下の注意事項が実施形態の説明に適用される。図面を明確にするために、参照符号は図に含まれているが、説明の直接的に関連する部分には言及されていない。説明の前または後の部分において、これらの参照符号の解説は参照されるべきである。一方、図面が複雑過ぎることを避けるために、即座の理解に対して関連性の低い参照符号は、すべての図に含まれていない。ある参照符号が特定な図に含まれていない場合、他の図を参照すべきである。

図１に示された設備は、共通軸Ａに沿って順次で一列に配置された３つの室を備え、さらに具体的にいうと、圧力室１０と、連結室２０と、ボルト室３０とを備える。

圧力室１０が液圧媒体リザーバを形成し、液圧媒体リザーバにおいて液圧媒体９１が配置される。圧力室１０を開けると軸方向規制部またはオリフィス１１を通って続いている連結室２０であり、この出口開口は円錐状のバルブシート１２の形をしている。圧力室１０の壁がオリフィス１１の反対側に位置している一端に軸方向通路開口１３が設けられ、軸方向通路開口１３を通して、円筒状のプランジャ１４という形である変位体が軸方向に中へまたは外へ変位可能であるように配置される。

連結室２０は続く２つの円筒状の室部２１、２２と円錐状の先細の室部２３とを有し、円錐状の室部２３は開けると隣のボルト室３０であり、中央で円筒状の室部２２は、圧力室１０に向かっている室部２１より多少に比較的大きい内径を有する。連結室２０において、２つのピストン部２５ａと２５ｂとを有する軸方向変位可能な段付きピストン２５が配置され、２つのピストン部２５ａと２５ｂとが連結室２０の２つの円筒状の室部２１、２２の内径に合わせている。ピストン部２５ｂは、比較的大きい直径にまたは断面を有してボルト室３０に向かっており、ピストン部２５ｂとボルト室３０との間の連結室２０の伝送空間２７を、ボルト室３０から離れていて圧力室１０に向かっている連結室２０側に対して、封止する。伝送空間２７において、高圧の液圧媒体９２が配置される。ピストン部２５ａは、比較的小さい直径または断面を有し、その端面において円錐状のバルブ本体２６を有する。バルブ本体２６は、圧力室１０のバルブシート１２に対して相補的形状を有し、図１に示された位置において、出口開口を閉合し、よって、圧力室１０のオリフィス１１を閉合する。バルブ本体２６とバブルシート１２とが異なる幾何的形状を有してもよい。同様に、段付きピストン２５と連結室２０とが必ずしも円形の外部断面および内部断面を有する必要はない。

ボルト室３０は円筒状の室部３１と円筒状の通路開口３２とを有し、連結室２０に向かっている室部３１は、円筒状の通路開口３２より大きい内径または断面を有する。円筒状の室部３１と通路開口３２との間の遷移領域３３は円錐状の構造である。２つのボルト部３５ａ、３５ｂを有するインパクトボルト３５はボルト室３０に配置されて軸方向に変位可能であり、２つのボルト部３５ａ、３５ｂはボルト室３０の円筒状の室部３１および通路開口３２の内径に合わせている。比較的大きい断面を有する第１ボルト部３５ａと比較的小さい断面を有する第２ボルト部３５ｂとの間の遷移領域３５ｃは、円筒状の室部３１と通路開口３２との間の遷移領域３３に対して、相補的な円錐形状を有する。比較的大きい断面を有する第１ボルト部３５ａはボルト室３０の内部空間３０ａを封止し、ボルト室３０は連結室２０に関して第２ボルト部３５を囲んでいる。インパクトボルト３５およびボルト室３０は環状以外の形状の外部断面および内部断面を有してもよい。インパクトボルト３５は図１、５に示された両端位置の間に前へおよび後ろへ移動可能であり、比較的小さい直径または断面を有するボルト３５ｂは、インパクトボルト３５の位置に基づいて大きい程度または小さい程度で（移動されて）ボルト室３０から突出する。

設備の動作に渡って、圧力室１０および連結室２０、または、伝送空間２７は、それぞれ（流体）液圧媒体９１、９２に、特に作動油（hydraulic oil）に、完全に充満されている。圧力室１０および連結室２０は、管路（参照番号が振られていない）を通っておよび逆止バルブ４１および４２のそれぞれを通って、高圧の液圧媒体のための第１圧力源４０（象徴的に示すのみ）と連結している。ボルト室３０またはその内部空間３０ａは同様に圧力媒体９３に完全に充満されており、圧力媒体は、通常に（流体）液圧媒体であり、特に作動油である。代替的に、圧力媒体は気圧媒体であってもよい。ボルト室３０またはその内部空間３０ａは管路（参照番号が振られていない）および逆止バルブ５１を通って、高圧の圧力媒体９３のための第２圧力源５０と連結している。プランジャ１４と通路開口３２との間の環状隙間、ピストン部２５ａ、２５ｂとそれらを囲んでいる連結室２０の室部２１、２２の内壁との間の環状隙間、ボルト部３５ａとそれを囲んでいるボルト室３０の室部３１の内壁との間の環状隙間、および、ボルト部３５ｂと通路開口３２との間の環状隙間から逃げた液圧媒体または圧力媒体（漏れ）は、管路（参照番号が振られていない）を通って収集タンクに放出され、圧力源４０、５０から補充される。

２つの圧力リザーバ３７、３８は２つの正反対の位置にボルト室３０と連結しており、連結管路３７ａ、３７ｂは、開けると円筒状の室部３１であり、通路開口３２を閉合する。圧力リザーバ３７、３８は通常は液圧リザーバであるが、圧縮ガスリザーバの形式であってもよい。２つ以上の圧力リザーバがボルト室３０の周りに配置されること、特にこれらが等間隔に配置されることも可能である。のちに説明される設備の機能のように、圧力リザーバはインパクトボルト３５をリセットするように動作する。

圧力リザーバはできるだけ周囲に均一に配置されるべきであり、それは、インパクトボルト３５の外側へ（図における右側へ）の移動に渡って、インパクトボルトを軸外で移動させて急速な摩耗を起こす流体誘起の横方向の力を発生させないためである。２つ以上の圧力リザーバの代わりに、ボルト室３０への２つ以上の連結管路を有する単一の圧力リザーバを提供することも可能であり、その連結管路の２つ以上の連結口はボルト室３０の周囲に均一に分布されるべきである。

プランジャ１４には、プランジャ１４を圧力室１０の中へ特定な距離に押すことができるプランジャ駆動部７０が付与される。示された例示的な実施例において、プランジャ駆動部７０は、モータ駆動装置（未図示）によって、例えば、電動モータまたは油圧モータによって、駆動可能なカム板（cam plate）の形式である。代替的に、プランジャ駆動部が電動リニア駆動装置または油圧リニア駆動装置の形式であることも可能である。

のちに詳細に説明されるその動作のように、本発明に係る設備は比較的低い動力の手段で大量なエネルギーを液圧蓄積することを可能とし、すなわち、比較的長い充填時間を可能とし、および、蓄積された液圧エネルギーを非常に短い排出時間で伝達することを可能とする。プランジャ１４のために備えられた駆動力に基づいて、排出時間に対して蓄積時間の割合は約１００：１から１０００：１までである。

流体液圧媒体に完全に充満されている圧力室１０がエネルギーリザーバを成形する。圧力室の液圧容量Ｃは下記数式によって計算される。

式中、Ｖ_０は圧力室の容積であり、Ｅは液体媒体の弾性率である。液圧容量の位置エネルギーは一般的には下記数式によって得られる。

式中、ｐは圧力室における液圧媒体の圧力である。

圧力室１０の中にある液圧媒体９１の体積が特定な量ｄＶだけ減る場合、例えば、プランジャ１４の進入によって減る場合、圧力ｄｐの増加は下記数式によって計算される。

物理学から、液体媒体の圧縮率Ｋおよび弾性率Ｅ（Ｅ＝１／Ｋ）は温度および圧力に依存することが分かる。２つの依存状態とも論理的に計算されて実際に決められることができ、工程の安定性を維持するための適切な措置は設計にまたは操作（例えば、設備の温度を制御する）に導入されてもよい。

本発明に係る設備の動作の機能及びモードは図１−６を参照しながら説明する。

圧力室１０と連結室２０の伝送空間２７とも、それぞれ液体媒体９１および９２に完全に充満されており、約１０〜１００バールの同様な充填圧力である。段付きピストン２５の端面の大きさが異なってピストン２５の周面が封止の種類（環状隙間封止）によって事実上加圧されていないため、段付きピストン２５は、その端面に作用している力によって（図における）左側へ移動し、バルブ本体２６を通って、圧力室１０に対して封止せずにオリフィス１１を連動閉合する（図１）。

段付きピストン２５の移動に渡って、オリフィス１１と段付きピストン２５のピストン部２５ａとの間の液圧媒体の制限量の少なくとも一部は、環状隙間封止を通って収集タンク６１への管路に逃げ出す。段付きピストン２５が封止部品で封止されている場合、バルブはこの位置に提供されるべきである。同時に、充填圧力は、プランジャ１４がプランジャ駆動部７０のカム板に接触するまで、プランジャ１４を圧力室１０において外側へ移動させる。

ボルト室３０の内部空間３０ａは圧力媒体９３に完全に充満されており、ボルト室３０の内部空間３０ａの充填圧力が連結室２０の伝送空間２７の充填圧力より高い。内部空間３０ａにおいて設定された充填圧力は、液圧媒体の設定された圧力に基づくものであり、大体、その圧力と反比例となる。比例は環状面３５ｃがインパクトボルト３５のボルト部３５ａのピストン端面に対する比率によって決められる。充填圧力は、ボルト部３５ａを有するインパクトボルト３５を（図における）左側へ内側の停止部まで遠く移動させる（図１）。インパクトボルト３５が同様に環状隙間封止によって封止されている。インパクトボルト３５が内部の停止部へ移動するように、ボルト部３５ａと段付きピストン２５のピストン部２５ｂとの間の伝送空間２７における液圧媒体の制限量の一部は、段付きピストン２５の環状隙間封止を通って、および、インパクトボルト３５の環状隙間封止を通って、収集タンク６１への管路に排出される。

ボルト室３０の内部空間３０ａと連通連結している圧力リザーバ３７および３８は、できるだけ小さい慣性を有すべきであり、インパクトボルト３５の外側への移動による圧力の上昇ができるだけ小さくするような寸法を有するべきであり、すなわち、圧力リザーバ３７および３８はできるだけ浅い特性曲線を有すべきである。

プランジャ駆動部７０のカム板が回転すると、プランジャ１４は圧力室１０へ押される。プランジャ１４が圧力室１０への進入はその中にある液圧媒体９１を圧縮し、圧力の増加はプランジャの移動とほぼ正比例となる。保存されたエネルギーは圧力の増加の２乗にしたがって増加する（図２）。

圧力室１０における（増加された）圧力によって決められ、かつ、段付きピストン２５に作用する力Ｆ１が、連結室２０の伝送空間２７における圧力によって決められ、かつ、他方から段付きピストン２５に作用する力Ｆ２より小さい場合、オリフィス１１は閉合を維持する。

プランジャ１４が決められた進入深度に到達して液圧媒体の対応する量の変位をさせるとき、力Ｆ１は力Ｆ２より大きく、段付きピストン２５は右側へ移動し、よって、オリフィス１１は開放される（図３）。

段付きピストン２５の比較的小さい断面を有するピストン部２５ａは、圧力室１０からの高圧によって０．２ｍｓより短い期間に渡って作用を受ける。相当な力によるその突発的な加圧は段付きピストン２５の（図における）右側への衝撃のような移動を起こし、当該移動は連結室２０の伝送空間２７において圧力サージ（pressure surge）をトリガーする。この圧力サージは音速（作動油に対しては約１３４０ｍ／ｓ）で伝送空間２７を横切る。段付きピストン２５とインパクトボルト３５との間の比較的短い距離によって、衝撃波は実際に時間遅延がなくインパクトボルト３５に到達する。

インパクトボルト３５の環状面に作用しているＦ４に打ち勝つのに十分に高い力Ｆ３を有する次第、インパクトボルト３５は移動し始める（図４）。

圧力室１０からの液圧媒体９１はさらに拡がって段付きピストン２５およびインパクトボルト３５を（図における）右側へ駆動し、インパクトボルト３５はボルト室３０の外へ移動する。構造変換によって、段付きピストン２５およびインパクトボルト３５の速度は異なる（図５）。

インパクトボルト３５における衝撃波の衝撃、および、インパクトボルト３５の関連する外側への移動は、課題において応用に要求される動的衝撃加工力を生成する。実用上、インパクトボルト３５はツール、例えば、切断刃または衝撃ハンマーなどを駆動する。

インパクトボルト３５の外側への移動に渡って、大きい断面を有するボルト部３５ａはボルト室３０において圧力リザーバ３７および３８の連結ポート３７ｂおよび３８ｂを通る。よって、インパクトボルト３５が外側へ移動するにつれて、連結ポート３７ｂおよび３８ｂの自由流れ断面（free throughflow cross-section）はだんだん小さくなる。したがって、インパクトボルト３５の外側への移動に渡って、背圧がリザーバ３７および３８の連結ポートの前端において上昇する。この背圧は、インパクトボルト３５のボルト部３５ａが連結ポートを通るにつれてさらに大きくなり、結果的に、端部位置においてインパクトボルトの速度を０まで減る反力を生成する。したがって、機械的な停止部３３においてインパクトボルト３５の強い衝撃が回避される。連結ポート３７ｂと３８ｂおよびそれらにおける配置は、それによって、ボルト室３０において端部位置減衰配置を形成する。有益なことに、図８に示されたように、連結ポートは環状以外の形状の断面を有し、当該断面は段付きピストン２５から停止部３３に向かう方向に小さくなっていく。連結ポートのこのような特別で洋ナシのような形状または液滴形状の断面形状は、背圧の上昇に有益である。

図８は、図１〜７のボルト室３０と異なる、若干変更されたボルト室３０’の外形のみを実質的に示す。さらに、ボルト室３０’は、それぞれ１つの圧力リザーバ（ここで示されていない）のための４つの連結ポートを有するが、連結ポート３７ｂ、３８ｂおよび３９ｂのみが図から見える。４つの連結ポートのそれぞれは前述した洋ナシのような形状または液滴形状の開口の断面を有し、当該断面は停止部３３に向かう方向に小さくなる。さらに、図８は室部３１および通路開口３２における２つの周方向凹部（環状溝）３４ａおよび３４ｂを示す。２つの周方向凹部３４ａおよび３４ｂは、漏れを収集タンク６１および６２に排出するための収集経路とされる。開けると周方向凹部３４ａである放射状の管路３４ｃは圧力センサ８２との連結とされる（図９を参照）。

理論上、ボルト部３５ｂに封止している環状隙間はインパクトボルト３５に連結ポート３７ｂおよび３８ｂ（該当する場合、３９ｂも）を完全に通らせる。インパクトボルト３５を端部位置から再び戻らせるために、この場合、特定な液圧措置は追加的に求められ、例えば、図９に示されたように、圧力リザーバ３７、３８に対して管路３７ｃおよび３７ｄが追加されている。少なくとも１つの管路３７ｃは停止部３３の区域においてボルト室３０’の内部空間３０ａを周方向環状管路３７ｄに連結しており、周方向環状管路３７ｄは順番に圧力リザーバ３７および３８と再び連結している。さらに、ボルト部３５ａおよび３５ｂは周方向凹部（環状溝）３６ａ、３６ｂおよび３６ｃの集合とともに提供されることが図９から見られ、周方向凹部３６ａ、３６ｂおよび３６ｃは潤滑剤分布およびインパクトボルト３５の中央にある取り付けのためである。参照番号８３は更なる圧力センサを示す。

設備はワーク加工、例えば、切断加工のために求められた駆動力またはエネルギーを伝達する。問題視されたワーク加工が一旦終わると、設備は再びその開始設置に戻る。その目的のために、プランジャ駆動部７０のカム板はさらに回転され、よって、プランジャ１４は圧力室１０内の圧力によって圧力室１０から再び外に移動される。リニア駆動の場合、プランジャ１４は相応に戻される。圧力リザーバ３７および３８からの圧力媒体９３の圧力によって、インパクトボルト３５は内側へ（図における左側へ）移動される。段付きピストン２５は伝送空間２７における液圧媒体９２によって（図における）左側へ押され、圧力室１０のオリフィス１１は閉合される。いかなる液圧媒体容量または圧力媒体容量の損失も液圧源４０または圧力源５０によって補われ、過剰の液圧媒体容量または圧力媒体容量は個別の室の漏れによって除去される（図６）。

設備が利用される応用に基づいて、インパクトボルト３５によって駆動されるツール（例えば、切断刃またはインパクトハンマー）は、インパクトボルトに繋いでもよく繋がなくてもよい。

インパクトボルト３５とツールとの間の調整可能な空打ち（idle stroke）を加えることを用いて、インパクトボルトの運動エネルギーと圧力室１０の残留エネルギー（位置エネルギーから）との範囲が非常に広い組み合わせが利用可能である。この場合、ツールの残留エネルギーは適した減衰措置によって別々で除去されるべきである。

ツールがインパクトボルト３５に固定的に繋いでいる場合、両方の部品の残留エネルギーは設備内で内蔵端部位置減衰において内部的に除去される。

インパクトボルト３５によって駆動されるワーク加工は好ましくは、インパクトボルトが圧力リザーバ３７および３８へ連結ポート３７ｂおよび３８ｂを通る前に（端部位置減衰の開始の前に）行われるべきである。

室１０、２０および３０における充填圧力を制御するために、圧力源４０および５０の下流において、電気的作動を用いて、または、電気作動を用いず、サーボバルブまたは圧力比率バルブを利用することができる。逆止バルブ４１は絶対に必要である。逆止バルブ４２および５１は適した寸法を有するスロットルバルブによって代替されてもよい。

図７は本発明に係る設備の変形例を示し、この変形例は、図１〜６の例示的な実施例とは、追加的な高圧力容器８０のみが異なる。管路（参照番号が振られていない）を通って、および、遮断バルブ８１、例えば、電気的作動可能な遮断バルブを通って、遮断バルブの位置に基づいて、追加的な高圧力容器８０は圧力室１０と連通連結しており、または、圧力室１０から分離している。構造および機能に関しては、この変形例の他のところは図１に係る設備に完全に対応しているため、参照番号は全て図７に示されていない。

連続回転のプランジャ駆動部７０の場合、特定な理由で望ましいまたは必要とされるとき、追加的な高圧力容器８０はインパクト衝撃の発生を回避するものとして役立つ。この目的のために、通常閉合している遮断バルブ８１は開けており、よって、高圧力容器８０は圧力室１０と連結している。圧力室１０の容量はこれによって増加されプランジャ１４の一打ちが同様に維持される場合、圧力の増加は小さくなり、そして、システムが適切に配置されれば、オリフィス１１は開けない。

段付きピストン２５の不調の突発事故において、例えば、伝送空間２７における充填圧力が低すぎる場合またはオリフィス１１が閉合していない場合、内蔵変換に基づいて、インパクトボルト３５はプランジャ駆動部７０の運動またはプランジャ１４の移動に従う。

前述した本発明に係る設備の例示的な実施例は、特に直接的に分離加工（例えば、温度範囲にかかわらず棒材からワークを切断する加工）に利用されるが、例えば、固め加工において、例えば粉末冶金において、または材料を割るための加工に、利用されてもよい。

例示として、図示の形式で、図１０および１１は切断加工において本発明に係る設備の利用を示す。

参照番号１００は棒を示し、ワーク１０１はこの棒から切断されている。棒１００は固定刃１１１と挟持ジョー（clamping jaw）１１２との間に保持され、停止部１１３に対してワーク１０１が置かれている（図１０）。本発明に係る動的衝撃加工力の生成設備のインパクトボルト３５は、切断刃に対して置かれており、衝撃のような外側への移動において、ワークに対して非常に短い時間内に切断刃１１４を駆動し、棒１００の残部からワークを切断する（図１１）。

原則として、インパクトボルト３５が切断刃１１４に直接的に接触せず、他の部品がインパクトボルト３５と切断刃１１４との間に配置されていることも可能であることは理解されるべきである。

Claims (15)

1. 高圧の液圧媒体（９１）が内部に配置された圧力室（１０）と、
   前記圧力室（１０）にある前記液圧媒体（９１）の圧力を一時的に増加する手段（１４）と、
   前記圧力室（１０）の下流に配置されていて前記圧力室（１０）と連結している連結室（２０）と、
   前記連結室（２０）の下流に配置されていて前記連結室（２０）と連結しているボルト室（３０、３０’）と、
   前記連結室（２０）で変位可能なように配置されており、オリフィス（１１）を閉合するためのバルブ本体（２６）と、前記ボルト室（３０、３０’）に向かっているピストン部（２５ｂ）とを有する段付きピストン（２５）であって、前記オリフィス（１１）が前記圧力室（１０）を前記連結室（２０）に連結し、前記ピストン部（２５ｂ）によって前記ピストン部（２５ｂ）と前記ボルト室（３０、３０’）との間の前記連結室（２０）の伝送空間（２７）が前記ボルト室（３０、３０’）から離れた前記連結室（２０）側に対して封止され、前記伝送空間（２７）がその中に配置された高圧の液圧媒体（９２）を有する、前記段付きピストン（２５）と、
   前記ボルト室（３０、３０’）で変位可能なように配置されているインパクトボルト（３５）と、を備える動的衝撃加工力の生成設備であって、
   前記インパクトボルト（３５）が比較的大きい断面を有する第１ボルト部（３５ａ）と比較的小さい断面を有する第２ボルト部（３５ｂ）とを有し、前記第１ボルト部（３５ａ）が前記ボルト室（３０、３０’）の内部空間（３０ａ）を封止し、前記ボルト室（３０、３０’）が前記連結室（２０）に対して前記第２ボルト部（３５ｂ）を囲み、高圧の圧力媒体（９３）を収納する少なくとも１つの圧力リザーバ（３７、３８）が前記ボルト室（３０、３０’）と連結しており、前記圧力リザーバ（３７、３８）が連結ポート（３７ｂ、３８ｂ、３９ｂ）を通って前記ボルト室（３０、３０’）の前記内部空間（３０ａ）と連通連結している、動的衝撃加工力の生成設備。
2. 前記ボルト室（３０、３０’）は前記連結室（２０）のすぐ下流に配置されている、請求項１に記載の動的衝撃加工力の生成設備。
3. 前記動的衝撃加工力の生成設備は、正反対に配置されている、または、前記ボルト室（３０、３０’）において同間隔で離れているように配置されている連結ポート（３７ｂ、３８ｂ、３９ｂ）に関連する２つ以上の圧力リザーバ（３７、３８）を有する、請求項１または２に記載の動的衝撃加工力の生成設備。
4. 前記インパクトボルト（３５）は前記ボルト室（３０、３０’）において端部位置まで移動するように配置されており、前記動的衝撃加工力の生成設備は、前記インパクトボルト（３５）がその端部位置に到達する前に前記インパクトボルト（３５）をブレーキする端部位置減衰配置（３７ｂ、３８ｂ）を有する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の動的衝撃加工力の生成設備。
5. 前記圧力リザーバ（３７、３８）のための前記少なくとも１つの連結ポート（３７ｂ、３８ｂ、３９ｂ）は前記ボルト室（３０、３０’）において配置されており、よって、前記インパクトボルト（３５）の外側への移動に渡って、前記連結ポート（３７ｂ、３８ｂ、３９ｂ）は前記第１ボルト部（３５ａ）によって閉合されていき、もたらした背圧は前記インパクトボルト（３５）が完全に停止するまで前記インパクトボルト（３５）をブレーキしていく、請求項４に記載の動的衝撃加工力の生成設備。
6. 前記端部位置は停止部（３３）によって画定される、請求項４または５に記載の動的衝撃加工力の生成設備。
7. 前記少なくとも１つの連結ポート（３７ｂ、３８ｂ、３９ｂ）の前記開口断面は前記段付きピストン（２５）から離れる方向にかけて小さくなる、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の動的衝撃加工力の生成設備。
8. 前記インパクトボルト（３５）は前記少なくとも１つの圧力リザーバ（３７、３８）によって開始位置に復帰可能である、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の動的衝撃加工力の生成設備。
9. 前記圧力室（１０）にある前記液圧媒体（９１）の圧力を一時的に増加するための手段は、前記圧力室（１０）にある前記液圧媒体（９１）の圧縮のために、プランジャ（１４）を有し、前記プランジャ（１４）は前記圧力室（１０）の中にまたは高圧リザーバの中へ押されるように配置されており、圧力による衝撃は当該高圧リザーバからバルブを通って前記圧力室へ伝達可能である、請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の動的衝撃加工力の生成設備。
10. 前記動的衝撃加工力の生成設備は、前記プランジャ（１４）を前記圧力室（１０）の中へ押すためのプランジャ駆動部（７０）を有する、請求項９に記載の動的衝撃加工力の生成設備。
11. 前記動的衝撃加工力の生成設備は、前記圧力室（１０）において、前記伝送空間（２７）において、および、前記ボルト室（３０、３０’）の前記内部空間（３０ａ）において、充填圧力を維持するための手段（４０、５０、４１、４２、５１）を有する、請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の動的衝撃加工力の生成設備。
12. 前記動的衝撃加工力の生成設備は管路を有し、前記管路を通って、前記段付きピストン（２５）および前記インパクトボルト（３５）の変位における隙間封止を通って排出されるまたは逃げ出す液圧媒体（９１、９２）または圧力媒体（９３）は、収集タンク（６１、６２）に供給可能である、請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の動的衝撃加工力の生成設備。
13. 成形装置、分離装置または圧密装置におけるツールを駆動するための、請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の動的衝撃加工力の生成設備の使用。
14. 前記ツールは棒材からワークを切断するための切断ツールである、請求項１３に記載の使用。
15. 前記ツールは材料を固めるまたは割るための衝撃ハンマーである、請求項１３に記載の使用。

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