JP5116964B2 - 多段プレス機 - Google Patents

Description

本発明は、独立請求項の序文に記載の多段プレス機および同プレス機を用いた飲料缶用蓋の製造に関する。

飲料缶の蓋の工業的製造には多段プレス機が主に使用され、このプレス機では、プレスプランジャーの上下方向の運動に加え、前記プランジャーに向かってまたは前記プランジャーから離れるように工具部材が移動する。この運動は、可動の工具部材がクランクまたはカム駆動によって、あるいはレバーまたはタイロッド（固定棒）の装着によって、プランジャーの駆動装置と連結されて、現在周知の多段プレス機により作り出される。しかしながら、周知の全ての多段プレス機は、それらが毎分比較的低数のストロークで駆動されることができるだけで、運動の精度は、ストローク数が増すと急激に低下する、という欠点を有している。

したがって、本発明の課題は、先行技術が有する上述の欠点を持たないか、または少なくともこれらの欠点の一部を除いた多段プレス機を提供することである。

前記課題は、請求項１の多段プレス機により解決される。

本発明の第１の態様は、機械に組込まれたクランピング板および該クランピング板に対峙し、前記クランピング板に抗して作用するプレスプランジャーを備えた多段プレス機である。クランピング板内にインサートが配置され、このインサートは、工具を受ける役目を果たし、駆動手段、例えば、サーボモーターまたはプレス機の駆動装置によって駆動される自在継手軸（ユニバーサル・ジョイント・シャフト）に接続され、プレス機のプランジャーの運動に従って、プレス機のプランジャーに向かってまたはそれから離れる方向に交互に運動する。インサートと駆動手段は、両運動方向に互いに確動接続（ポジティブ・コネクション）され、それは、それらの間に配置された連結手段によって行なわれ、該連結手段は、連結手段の旋回回転構造部品の個所で、駆動手段の旋回回転駆動運動を、形状トレース手段を用いて少なくとも一つの旋回案内面の形状をトレーシングすることにより、インサートの上下運動に変換する。

別々の形状トレース手段は、両方向の運動、即ち上方はもちろん下方の運動に対しても提供される。これにより、高ストローク数で稼動することが可能で、かつ同時に優れた精度の動きを提供する多段プレス機を提供することが可能である。

多段プレス機の好ましい実施例においては、双運動方向用の形状トーシング手段は、それらが少なくとも一つの案内面の形状をトレースするように、互いに対して予備応力（プレストレス）が掛けられる。これにより、回転駆動運動を上下運動へ自在に変換することが可能となり、それにより精度が更に増大する。

２方向の運動の各ケースにおいて、好ましくは別々の案内面が与えられ、インサートの非対称の運動シーケンスの実現が可能となる。

好ましくは、プレスプランジャーに向かってのインサートの運動方向に対する運動をトレースするために、プレスプランジャーから離れるインサートの運動方向に対するトレースのためよりも、多くの形状トレース手段が提供される。なぜならば、この様にして、一般的には変形または切断作業が行われるプレスプランジャーに向かう運動が、プレスプランジャーから離れる運動よりずっと高い負荷の下で可能となる。

多段プレス機の更に好ましい実施例では、少なくとも一つの案内面が、カムまたはカムディスクにより形成され、そこでは、形状トレース手段は、形状トレースローラーとして設計されることが更に好ましい。このようにして、大きな力が簡単な方法で伝達される。

双運動方向用の形状トレースローラーが一般的な構造部材に組込まれると、この場合さらに有利である。なぜならば、これによって余分なクリアランスが避けられ、かつ、互いに相反する２つの運動方向の形状トレースローラーに予備応力を掛けることが、さらに簡単な方法で、例えばそれらの軸受部を引張りネジ（straining screw）で連結することにより可能となる。

もし、その様な多段プレス機で、形状トレースローラーが一般のレバーに、即ち、好ましくはレバーの一端の領域に組込まれ、該レバーがプレス機枠に組込まれ、また、形状トレースローラーの一つにより与えられる力が、１より大きな伝達比でインサートに伝達される様にインサートに接続されると、非常に大きな吊り上げ力がインサートの個所で与えられる。

好ましくは、プレス機枠における一般的レバーのベアリングの位置は、それが製造公差を補償することができるように調整される。

多段プレス機の更に好ましい実施例では、インサートは、プレス機の材料フローの方向に、クランピング板の縦方向の張出し部の少なくとも半分、好ましくは２／３に取り付けられている縦方向の張出し部を有する。これにより、インサート上に幾つかの同一の工具を配置し、その結果プレスストローク当たり、対応する数の製品を製造することができる。

好ましくは、インサートは、板形状、好ましくは実質的に矩形であり、その結果、出来る限り工具に自在に適合しかつ同時に頑強な構造を形成することができる。

多段プレス機の更に好ましい実施例では、少なくとも一つの回転案内面、またその結果として、この案内面の回転軸をも与える連結手段の構造部品の回転軸が、プレス機の材料フローの方向に平行に配置され、それにより、案内面を有する幾つかの連結形態、および材料フローの方向に一つの単軸に沿った形状トレース手段を配置することが可能となり、それによりそれらを互いに運動自在に結合することが可能となる。

さらに好ましい実施例では、インサートは、案内手段により直線状（リニア）に案内され、一般的なレバーに取り付けられた形状トレース手段を有する実施例において、好ましくは、案内手段が、上方および下方線形ベアリング内で案内される少なくとも一つの案内コラムを有し、また、レバーが両線形ベアリング間の領域において案内コラムと係合をすることにより行われる。この様にして、特に強固な構造が得られる。

多段プレス機は、それぞれが案内面および形状トレース手段を備えた、数個の同じ連結手段または形態を有すると、例えば数個のカム領域が、インサートの延長部の上から見たとき、幾つかの位置、好ましくは、ぴたり２つの位置で、好ましくは、断続的な順でプレス機の材料フローの方向に配置され、かつ、インサートに接続され、また、比較的長いインサートが、詰まった状態となることなく実現可能である。

回転駆動運動をインサートの運動に変換するのに必要な連結手段の全部材（部品）が機械基部中に一体化されれば、それは好ましいことであり、外側に位置しかつ運動する部分を最小限有するコンパクトな構造のデザインが得られ、結果として怪我の危険が減り、さらに、運動部分が汚れや損傷から保護される。

連結手段、好ましくはプレス機の駆動装置またはサーボモーターに接続された自在継手軸、に対して回転駆動運動を与える駆動手段が存在するため、最初に述べた変形例は機械的に同調して連結されるという利点を有し、後に述べた変形例は現存する製造プラントへ簡単に適用できる利点を有する。

自在継手軸またはサーボモーターが減速装置（ギア）で、少なくとも一つの案内面を与える構造部品と連結されると、自在継手軸またはサーボモーターでのトルクは減少し、それにより関与する構造部品のねじり応力が減少する。

本発明の第２の面は、先に示した発明の第１の面による多段プレス機を使用しての飲料缶用蓋の製造に関する。その様な使用で、本発明の利点が特に明らかになる。

本発明のさらに好ましい実施例は、従属請求項および図に基づく以下の記載から説明される。
図１ａは、本発明による第１の多段プレス機の正面図であり；
図１ｂは，図１ａのプレス機の機械基部を通る、プレス機の材料フローの方向における垂直断面図であり；
図１ｃは、図１ｂのＡ−Ａ線に沿った図１ａのプレス機の機械基部を通る垂直断面図であり；
図１ｄは、図１ｃ中のＢ−Ｂ線に沿った断面図であり；
図２は、本発明の第２の多段プレス機を通る図１ｂに対応する断面図であり；
図３は、本発明の第３の多段プレス機を通る図１ｃに対応する断面図である。

本発明による第１の多段プレス機の基本構造は、図１ａ〜図１ｄから認識でき、これらの図はプレス機の機械基部１１を通した、プレス機の正面図と様々な断面図を示す。図から分かる様に、プレス機は、プレスプランジャー２を有し、これは、それに固定された工具（図示せず）でパンチングおよび／または変形作業を行うためのプレス機駆動装置（図示せず）で断続的に上下運動をすることができる。プランジャー２に対向して、機械に組込まれたクランピング板１が配置され、その中にインサートプレート３が配置されている。インサートプレート３は、２つの案内コラム１３により機械基部１１中に垂直摺動状に案内され、案内コラム１３の各々は、上部および下部リニアベアリング１２内を案内され、かつ、インサートプレート３に固定された工具部品（図示せず）のプランジャー運動に重ね合わされた運動を作り出すために、プランジャー２の動きに応じてそれに向かう方向にまたそれから離れる方向に動かされる。

ここで、インサートプレート３の駆動は、自在継手軸４を経由して、駆動エネルギーがプレス機の主モーターから伝達されて可能となり、このモーターの駆動エネルギーは、それから角減速装置１４およびプレス機の材料フローＤの方向に平行なカム軸１５への耐ねじれ−金属盤継手を経由して伝えられ、そのカム５は、インサートプレート３に接続されたレバー９を前後に動かし、かつ、そうすることにより、インサートプレート３を上げ下げする。ここで、カム軸１５は、各ケースにおいて、交換可能な装置として設計された数個のベアリング１８で機械基部１１に支持され、また、各ケースにおいて、２つの比較的広い吊り上げカム５とそれらの間に配置された比較的狭い吊り下げカム５により構成されるそれぞれ２つのカム領域を有する。各吊り上げカム５のカムトラック８ａは、２つの吊り上げローラー６によってトレースされ、対して、吊り下げカム５のカムトラック８ｂは、一つのシングル吊り下げローラー７によってトレースされる。

ここで、各カム領域の吊り上げおよび吊り下げローラー６，７は、レバー９の一端で組込まれ、かつ、それらが圧力下のカムトラック８ａ，８ｂの形状をトレース出来る様に、互いに対して予備応力が掛けられている。他端では、レバー９は、シャックル（掛金）１６によって機械に組込まれた回り継手（スイベルジョイント）１０にヒンジ接続され、この回り継手は、機械基部１１に取り外し可能なインサートとして配置され、その位置を偏心機構によって調節することができる。その２つの端部間に、レバー９はピン１７によって連合案内コラム１３に連結され、その結果、案内トラック８ａ，８ｂの形状をトレースする間、レバー９により実行される傾斜運動は、案内コラム１３およびこれに支持されたインサート３のまさに直動上下運動に変換される。

図２は、本発明による第２の多段プレス機の機械基部１１を通る材料フローＤの方向の垂直断面図であり、これは、機械基部１１の中央に配置されたたった１つのカム領域が存在し、しかしながら、それは、ここでは３つの吊り上げカム５と２つの吊り下げカム５を有しており、そこでは、同様に各吊り上げカム５のカムトラック８ａが２つの吊り上げローラー６によってトレースされ、かつ、各吊り下げカム５のカムトラック８ｂが、単一吊り下げローラー７によってトレースされる、という点で図１のそれとは本質的に異なる。

図３は、本発明による第３の多段プレス機の機械基部１１を通る材料フローＤの方向に直交する垂直断面図であり、それは、吊り上げおよび吊り下げローラー６，７が案内コラム１３中に直接組込まれ、かつ、その結果レバーがなくて済む、という点で先に示した他の２つのモデルとは本質的に異なる。さらに、各カム領域のために、たった一つのシングルカム５が存在し、そのカムトラックは、吊り上げローラー６および吊り下げローラー７によりトレースされる。

本実施例においては、専らローラー６，７が請求項に記載の形状トレース手段として用いられているが、他の形状トレース手段、例えば、案内面を有するレバーもまた考えられる。

本発明による第１の多段プレス機の正面図である。 図１ａのプレス機の機械基部を通るプレス機の材料フローの方向の垂直断面図である。 図１ｂのＡ−Ａ線に沿った図１ａのプレス機の機械基部を通る垂直断面図である。 図１ｃのＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 本発明の第２の多段プレス機を通る図１ｂに対応する断面図である。 本発明の第３の多段プレス機を通る図１ｃに対応する垂直断面図である。

符号の説明

１…クランピング板、
２…プレスプランジャー、
３…インサート（インサートプレート）、
４…駆動手段（自在継手軸）、
５…構造部品（カム）、
６，７…形状トレースローラー、
５，６，７…連結手段、
８，８ａ，８ｂ…案内面、
９…レバー、
１０…機械組込み点（回り継手）、
１１…機械基部、
１２…下部リニアベアリング（案内手段）、
１３…案内コラム（案内手段）、
１４…減速装置、
Ｄ…材料フロー。

Claims (19)

1. 機械に組み込まれたクランピング板（１）と、該クランピング板（１）と対向して位置されてクランピング板に抗して作用するプレスプランジャー（２）とを有する多段プレス機であって、クランピング板（１）内には、駆動手段（４）と接続されるインサート（３）が配置され、それにより、インサートは、プレスプランジャー（２）の動きに応じて駆動手段（４）によりプレスプランジャー（２）へと向かう方向およびこのプランジャーから離れる方向に交互に移動することができ、これらの移動方向のいずれにおいても駆動手段（４）との確動的な連結が存在し、駆動手段（４）とインサート（３）との間に連結手段（５，６，７）が配置され、これらの連結手段は、該連結手段の旋回回転構造部品（５）において、少なくとも１つの旋回案内面（８，８ａ，８ｂ）の形状を形状トレース手段（６，７）によってトレースすることにより、駆動手段（４）の旋回回転駆動動作をインサート（３）の動作へと変換するようになっている多段プレス機において、別個の形状トレース手段（６，７）が前記２つの移動方向のそれぞれに対して存在することを特徴とする多段プレス機。
2. 前記両方の移動方向における形状トレース手段（６，７）には互いに抗する予備応力が掛けられ、それにより、これらの形状トレース手段が予備応力下で案内面（８，８ａ，８ｂ）の形状をトレースすることを特徴とする請求項１に記載の多段プレス機。
3. 別個の案内面（８ａ，８ｂ）が前記２つの移動方向のそれぞれに対して存在することを特徴とする請求項１または２に記載の多段プレス機。
4. プレスプランジャー（２）へと向かうインサート（３）の移動方向においては、プレスプランジャー（２）から離れるインサートの移動方向におけるよりも多くの形状トレース手段（６）が設けられることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の多段プレス機。
5. 少なくとも１つの案内面（８，８ａ，８ｂ）がカム（５）またはカムディスクによって形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の多段プレス機。
6. 形状トレース手段（６，７）が形状トレースローラー（６，７）として形成されることを特徴とする請求項５に記載の多段プレス機。
7. 前記両方の移動方向における形状トレースローラー（６，７）が共通の構造部品（９）に組み込まれることを特徴とする請求項６に記載の多段プレス機。
8. 形状トレースローラー（６，７）が共通のレバー（９）、特にレバー（９）の一端の領域に組み込まれ、レバー（９）が機械基部（１１）の機械組み込み点（１０）とインサート（３）とに接続され、それにより、形状トレースローラー（６，７）によって与えられる力が１よりも大きい伝達比でインサート（３）に伝えられることを特徴とする請求項７に記載の多段プレス機。
9. 機械組み込み点（１０）が調整可能に形成されることを特徴とする請求項８に記載の多段プレス機。
10. インサート（３）がプレス機の材料フローの方向（Ｄ）に長手方向延在部を有し、該長手方向延在部は、この方向（Ｄ）におけるクランピング板（１）の延在部の少なくとも１／２、特に少なくとも２／３に相当することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の多段プレス機。
11. インサート（３）がプレート形状態様に形成され、特にインサートが略矩形であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の多段プレス機。
12. 少なくとも１つの旋回案内面（８，８ａ，８ｂ）を備える連結手段の構造部品（５）の回転軸は、プレス機の材料フローの方向（Ｄ）と平行に配置されることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の多段プレス機。
13. インサート（３）が案内手段（１２，１３）によって直線的に案内されることを特徴とする請求項１〜１２のいずれか１項に記載の多段プレス機。
14. 案内手段（１２，１３）が上部および下部リニアベアリング（１２）内で案内される少なくとも１つの案内コラム（１３）を有し、レバー（９）が２つのリニアベアリング（１２）間の領域で案内コラム（１３）と接続されることを特徴とする請求項８および１３に記載の多段プレス機。
15. プレス機は、インサート（３）の延在部上にわたって見て幾つかの位置で、特に正確に２つの位置でインサート（３）と接続される幾つかの同一の連結手段（５，６，７）を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれか１項に記載の多段プレス機。
16. 旋回駆動動作をインサート（３）の動作へと変換するために必要とされる連結手段（５，６，７）の全ての要素が機械基部（１１）に組み込まれることを特徴とする請求項１〜１５のいずれか１項に記載の多段プレス機。
17. 連結手段（５，６，７）に回転駆動動作を与えるために、プレス機駆動装置またはサーボモーターに接続される自在継手軸（４）が存在することを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載の多段プレス機。
18. 自在継手軸（４）またはサーボモーターが、少なくとも１つの案内面（８，８ａ，８ｂ）を備える構造部品（５）と減速装置（１４）により連結されることを特徴とする請求項１７に記載の多段プレス機。
19. 飲料缶用蓋を製造するための請求項１〜１８のいずれか１項に記載の多段プレス機の使用。

Images