JPH04506183A - 物品の油圧機械的成形装置 - 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】 物品の油圧機械的成形装置 産業上の利用分野 本発明は、塑性金属加工技術に関し、高静水圧の状態下での金属の塑性変形用装 置に関し、特に物品の油圧機械的成形装置に関する。

従来の技術 産業は、高温強度と、腐蝕性媒体による浸蝕に対する高い化学的抵抗力とを有す る金属を広範囲に渡って使用する。しかし、これらの金属の多くは、塑性金属加 工状態下では、塑性特性がよくない。従って、低塑性金属を変形させることがで きる高い静水圧下での金属の塑性変形用装置が開発されてきた。このような装置 の中で、物品の油圧機械式成形装置が、先行技術（ＳＯ１ＡＩ４７３２１Ｂ）に おいて知られており、この装置は、同軸の関係に配列され、油圧分配器を介して 、作動流体源と、又排出作動流体を受け入れるようになったリザーバと連通した 低圧チャンバを有する増速装置と、油圧分配器を介して、作動流体源と、又排出 作動流体を受け入れるようになったリザーバと連通したロッド端部を有し、増速 装置ロッドの側に配列され、ブランクを、受けるようになったダイを収容し、か つブランク成形作業中可塑化液体で満たされるようになったチャンバを有する容 器を増速装置ロッドに関して同軸に取り付けて支持しているピストンを有するパ ワーシリンダーと、油圧管路を介して、作動流体源と又排出作動流体を受け入れ るようになったリザーバと連通した低圧チャンバを有する減速装置と、容器と減 速装置のロッドとの間に介在され、ブランク成形作業中容器のチャンバと連通圧 チャンバを作動流体源と又排出作動流体用リザーバと連通させるように働く油圧 管路は、油圧分配器及び絞り弁とを備える。

研究の結果、上述した装置では、作動サイクル当たり全エネルギー消費量の約６ ０％が、可塑化液体でブランクを塑性変形させるのに必要とされる圧力を容器チ ャンバ内に生み出しに、又ブランク成形作業中、液体が、容器チャンバから減速 装置の高圧チャンバに押し入れられるので、可塑化液体の流れによる抵抗に打ち 勝つのに必要とされることがわかった。換言すれば１、可塑化液体が、ブランク 成形作業中、多量のエネルギーを作り、この工程の終了まで、この液体が動力集 中担体を構成する。可塑化液体が、容器チャンバから減速装置の高圧チャンバに 押し入れられ、減速装置のロッド及びピストンは移動して、初期位置をとり可塑 化液体によって作られたエネルギーは、減速装置の低圧チャンバ内及び油圧管路 内の作動流体に伝達され、それにより減速装置の低圧チャンバは、作動流体源及 び排出作動流体を受け入れるようになったリザーバと連通ずる。油圧管路内の作 動流体は、この油圧管路の絞り弁を通過するので、そのエネルギーは、不可逆的 に失われ、エネルギーを失った作動流体１は、それを受け入れるようになったリ ザーバに排出される。その結果、ブランクの塑性変形中に作られた可塑化液体エ ネルギーは、装置の次の作動サイクルで使用されることなく、油圧管路の絞り弁 で取り返し不能に浪費される。これが、物品の油圧機械式成形の既知の装置の効 率が悪い主な理由のひとつである。

発明の開示 本発明は、油圧駆動の設計の適当な変更で、可塑化液体の取り返しできないエネ ルギー損失を減することができ、それによって、物品の油圧機械的成形装置の効 率を上げることができるという物品の油圧機械的成形装置の課題を解決する。

１　上述した課題は、同軸の関係に配置された以下の部品即ち、油圧分配器を介 して作動流体源と又排出作動流体を受け入れるようになったリザーバと連通した 低圧チャンバを有する増速装置と、油圧分配器を介して作動流体源と排出作動流 体を受け入れるようにされたレザーバとに連通されたロッド端を有し、増速装置 ロッドの側に配列され、ブランクを受けるようになったダイを収容し、かつブラ ンク成形作業中可塑化液体で満たされるようになったチャンバを有する容器を増 速装置ロッドに関して同軸に取り付けて支持しているピストンを有するパワーシ リンダーと、油圧管路を介して、作動流体源と又排出作動流体を受け入れるよう になったリザーバと連通した低圧チャンバを有する減速装置と、容器と減速装置 のロッドとの間に介在され、ブランク成形作業中容器のチャンバと連通された高 圧チャンバを有するポンチとからなる物品の油圧機械的成形装置において、本発 明によれば、減速装置の低圧チャンバを作動流体源と又排出作動流体用リザーバ と連通させるための油圧管路は、作動流体が減速装置の低圧チャンバから排出作 動流体用リザーバに移動するのを防止する目的で逆止弁を備え、かつ逆止弁と減 速装置の低圧チャンバとの間にある油圧管路の部分と連通した油圧機械式チャン バを有するアキュムレータをさらに備えていることを特徴とする物品の油圧機械 的成形装置を提供することによって解決される。

このような物品の油圧機械的成形装置では、ブランク成形作業中、可塑化液体を 容器チャンバから減速装置の高圧チャンバに押し入れ、さらに又減速装置のロッ ドとピストンの初期位置への移動によって、可塑化液体によって蓄えられたエネ ルギーが、減速装置の低圧チャンバ内及び逆止弁と減速装置の低圧チャンバとの 間に構成された油圧管路の部分内の作動流体に伝達される。

エネルギーは、アキュムレータによって管路のこの部分に蓄えられる。ブランク 成形作業の完了時、アキュムレータに蓄えられたエネルギーは、逆止弁と減速装 置の低圧チャンバとの間、に構成された油圧管路を充填する作動流体に伝えられ 、又低圧チャンバそれ自体を充填する作動流体にも伝えられる。その結果、この 作動流体は、減速装置の（ストン及びロッドを移動させ、ブランクの成形作業が 起こる位置に保持する。換言すれば、可塑化液体によって蓄えられたエネルギー の取り返し不能な浪、費を防止することを可能にし、さらに２つの目的、即ち１ 番目に、減速装置のピストン及びロッドをブランク成形が起こる位置に戻させ、 第２番目に、ブランクの成形作業中、容器チャンバからの可塑化液体の流出抵抗 を生じさせるために本発明の装置の引き続く作動サイクル中にこのエネルギーを 利用することを可能にする。可塑化液体のエネルギーの貯蔵及びその後の利用は 、装置のエネルギー消費を減じ、それにより効率を上げる。

図面の簡単な説明 本発明は、物品の油圧機械的成形装置の特定の実施例により、及び本発明による 物品の油圧機械式成形装置の長手方向断面を概略的に示す添付図面により説明さ れる。

実施例 本発明による物品の油圧機械式成形装置は、同軸の関係に配置された以下の部品 即ち、増速装置１、パワーシリンダー２、減速装置３からなる。増速装置Ｉは、 ハウジング４を有し、ハウジングはロッド６を有するピストン５を収納し、それ により増速装置１の低圧チャンバ７、装置Ｉの高圧チャンバ８及びロッド端部チ ャンバ９を形成する。増速装置１の低圧チャンバ７は、油圧管路１０によって油 圧分配器１１を介して、作動流体源１２及び排出した作動流体用リザーバ１３と 連通ずる。パワーシリンダー２は、ハウジング１４を有しハウジングは、ロッド １６を有するピストン１５を収容し、それによりピストンチャンバ１７及びロッ ドチャンバ１８を形成する。パワーシリンダー２のロッドチャンバ１８は、油圧 管路１９によって油圧分配器１１を介して、作動流体源１２及び排出作動流体用 リザーバ１３と連通ずる。パワーシリンダー２のピストン１５は、増速装置ｌの ロッド６の側に配置される。パワーシリンダー２のロッド１６はパワーシリンダ ーに同軸的に固定された容器２゜を支え、容器はブランクを受け入れるようなっ たダイ２２を収容し、ブランク成形作業中可塑化液体で満たされるチャンバ２１ を有する。減速装置３は、ハウジング２３を有し、ハウジングは、ロッド２５を 有するピストン２４を収納し、それにより減速装置３の低圧チャンバ２６、装置 ３の高圧チャンバ２７及び装置３のロッド端部チャンバ２８を形成する。減速装 置３の低圧チャンバ２６は、油圧管路２９を介して作動流体源１２及、び排出作 動流体用リザーバ１３と連通ずる。減速装置３の低圧チャンバ２６を作動流体１ ２及び排出作動流体用リザーバ１３から排出した作動流体用リザーバ１３への作 動流体の流出を防止するように設計された逆止弁３０を備え、さらに、油圧機械 式チャンバ３２を、逆止弁３０と減速装置３の低圧チャンバ２６との間に構成さ れた油圧管路２９の部分３３と連通させたアキュムレータ３１を備える。ポンチ ３４が、容器２０と減速装置３のロッド２５との間でロッド２５と同軸をなして 、パワーシリンダー２のロッド１６に設けられる。流路３５が、ブランクの成形 作業中減速装置３の高圧チャンバ２７を容器２ｏのチャンバ２１と連通させる目 的で、ポンチ３４に形成される。シュラウド３７が、パワーシリンダー２のハウ ジング１４の外面３６に設けられる。容器２０の外面３８は又、シュラウド３９ を支える。作動流体源１２は、安全弁４０を備える。

上述した装置は、以下の仕方で運転される。

最初の作動サイクル開始前に、ブランクをダイ２２の上に置き、容器２０のチャ ンバ２１を可塑化液体で満たす。作動流体源１２を増速装置ｌの低圧チャンバ７ と連通させ、パワーシリンダー２のロッド端部チャンバ１８を排出した作動流体 用リザーバ１３と連通させる位置に油圧分配器１１を切り換える。そのとき、作 動流体は、作動流体源１２から油圧分配器１１を介して増速装置ｌの低圧チャン バ７まで油圧管路１０に沿って供給される。増速装置１の低圧チャンバ７内の作 動流体によって及ぼされる圧力の作用により、ロッド６を有するピストン５は移 動し、その結果、ロッド６は、増速装置１の高圧チャンバ８内及びパワーシリン ダー２のピストンチャンバ１７内の作動流体を圧縮する。増速装置１の高圧チャ ンバ８内及びパワーシリンダー２のピストンチャンバ１７内の作動流体によって 及ぼされる圧力は、パワーシリンダー２のロッド１６を有するピストン１５を移 動させ、その移動は、ダイ２２を有する容器２ｏに伝達され、ブランクは、ポン チ３４に向かってダイ２２の中へ置かれる。ピストン１５が移動すると、ロッド 端部チャンバ１８の容積は減り、これにより、チャンバ１８を満たしていた作動 流体を油圧管路１９に沿って油圧分配器１１を介して、排出作動流体用リザーバ １３に流出させる。同時に、作動流体は、逆止弁を経て油圧管路２９に沿って、 減速装置３の低圧チャンバ２６に供給される。減速装置３の低圧チャンバ２６内 の作動流体によって及ぼされる圧力によって、ロッド２５を有するピストン２４ は、ポンチ３４の方に動かされる。物品の油圧機械的成形用装置の部品及び油圧 駆動内の作動流体の上述した移動の結果、ポンチ３４は、容器２０のチャンバ２ １に入り、それによってチャンバ２１をシールし、チャンバ２１の容積を減じる 。

その結果、容器２０のチャンバ２１内の可塑化液体によって及ぼされる圧力は、 ブランクを構成する金属の降伏点を越え、ついにはダイ２２の成形及びポンチ３ ４の形体によって確定的に形づ（られるブランクの成形の変化を引き起こす。容 器２２のチャンバ２１の容積が減すると、可塑化液体は、容器２２のチャンバ２ １からポンチ３４に形成された流路３５を通って減速装置３の高圧チャンバ２７ に押し出される。これにより、減速装置３の高圧チャンバ２７の容積の増加をも たらし、ロッド２５を有するピストン２４が移動してポンチ３４から遠ざけられ る。可塑化液体によって蓄えられたエネルギーは、減速装置３の低圧チャンバ２ ６及び油圧管路２９の部分３３を満たす作動流体に伝達され、エネルギーの蓄積 が、アキュムレータ３１により起こる。逆止弁３０は、作動流体が減速装置３の 低圧チャンバ・２６から排出作動流体用リザーバ１３に流出するのを防止し、そ れにより、アキュムレータ３１が可塑化液体のエネルギーを蓄えるのを可能にす ることに注目する必要がある。そのうえで、作動流体源１２をパワーシリンダー ２のロッド端部チャンバ１８と連通させ、増速装置１の低圧チャンバ７を、排出 作動流体用リザーバ１３と連通させる位置に油圧分配器１１を切り換える。その 結果、ピストン５及び増速装置ｌのロッド６及びパワーシリンダー２のロッド１ ６を有するピストン１５は、移動してポンチ３４から遠ざけられる。ポンチ３４ は、容器２２のチャンバ２１を去り、その結果シールを果たさなくなり、完成物 品が容器２２のチャンバ２１から取り出される。かくして、装置の第１作動サイ クルは終了する。その後の作動サイクルの各々は、第１作動サイクルで説明した 工程に従って行われ、唯−異なる点は、アキュムレータ３１によって蓄えられた エネルギーが、逆止弁３０と減速装置３の低圧チャンバ２６との間に構成される 油圧管路２９の部分３３を満たす作動流体に伝達され、又減速装置３の低圧チャ ンバ２６を満たす流体にも伝達されることである。その結果、作動流体は移動し 、次のブランクの形成が起こるような位置に、減速装置３のロッド２５及びピス トン２４を保持する。換言すれば、可塑化液体のエネルギーの取り返しのつかな い浪費を防止することが可能になる。か（して、このエネルギーは、２つの目的 のために即ち、１番目には、ピストン２４及び減速装置３のロッド２５を、ブラ ンク成形位置に戻すために、２番目にはブランク成形作業中、容器２２のチャン バ２１からの可塑化液体の流れに抵抗を与えるために、本発明の装置の引き続く 作動サイクルに利用される。可塑化液体のエネルギーの貯蔵及び引き続く再使用 は、装置の運転用のエネルギー消費を低減し、それにより効率を上げる。

工業上の利用性 複雑な外部形体を有する物品の油圧機械的成形に要求されるエネルギーの評価を 行う研究が行われてきており、この複雑な外部形体は、可塑化液体の圧力を増大 するために、物品の油、圧機械的成形成の上述した装置によって、及び装置の油 圧駆動によりエネルギー損失を完全に回収する対策をする上述した工程の使用に よって、鉄道車両のアクセルボックス等のスピルトダイの使用を必要とする。

この研究結果によると、同様な公知な装置と比較して、本装、置は、油圧機械的 成形に要求される動力を半分以上節減することを可能にする。

要約 １）、パワーシリンダー（２）及び減速装置（３）からなる。

ランクを受けるようになったダイを収容し、ブランクの成形作国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 同軸の関係に配置され、油圧分配器（１１）を介して作動流体源（１２）又び排 出作動流体を受け入れるようになったリザーバ（１３）に連通する低圧チャンバ （７）を有する増速装置（１）と、油圧分配器（１１）を介して作動流体源（１ ２）と又排出作動流体を受け入れるようになったリザーバ（１３）に連通したロ ッド端部チャンバ（１８）を有し、増速装置（１）のロッドの側に配列され、ブ ランクを受けるようになったダイ（２２）を収納し、かつブランク成形作業中、 可塑化液体で満たされるようになったチャンバを有する容器（２０）を増速装置 （１）のロッドに関して同軸に取り付けて支持しているピストン（１５）を有す るパワーシリンダー（２）と、油圧管路（２９）を介して作動流体（１２）又排 出作動流体を受け入れるようにされた前記リザーバ（１３）と連通された低圧チ ャンバ（２６）を有する減速装置（３）と、前記減速装置（３）のロッドと前記 容器（２０）との間に介在されたポンチ（３４）であって、その高圧チャンバ（ ２７）が、ブランクの成形作業中、前記容器（２０）のチャンバ（２１）と連通 されたものとからなる物品の油圧機械的成形装置において、前記減速装置（３） の低圧チャンバ（２６）を前記作動流体源（１２）又排出作動流体用のリザーバ （１３）と連通させるように働く前記油圧管路（２９）は、前記作動流体が前記 減速装置（３）の前記低圧チャンバ（２６）から排出作動流体用リザーバ（１３ ）へ流出するのを防止するようにされた逆止弁（３０）を有し、前記逆止弁（３ ０）と前記減速装置（３）の前記低圧チャンバ（２６）との間に構成された油圧 管路（２９）部分（３３）と連通された油圧機械的タンク室（３２）を設けたア キュムレータ（３１）をさらに有することを特徴とする物品の油圧機械的成形装 置。