КЛИНОВОЙ МЕХАНИЗМ С ПРИНУДИТЕЛЬНЫМ ВОЗВРАЩАЮЩИМ УСТРОЙСТВОМ Российский патент 2011 года по МПК B30B1/40 B21D28/32 

Область техники

Изобретение относится к клиновому механизму с первой частью, оснащенной обрабатывающим инструментом, и второй частью, причем обе части соединены между собой подвижным образом, и предусмотрено по меньшей мере одно принудительное возвращающее устройство, которое может зацепляться или зацепляется за обе части, и с третьей частью, соединенной с первой частью.

Уровень техники

Клиновые механизмы применяются, в частности, в автомобильной промышленности для перевода вертикально направленного усилия прессования в горизонтальное направление. В частности, при изготовлении деталей кузова таким образом могут выполняться деформации или обрезка, или вырубка деталей кузова, которые не могут быть выполнены посредством вертикального перемещения инструмента, то есть обычного направления движения пресса. Поэтому клиновые механизмы должны иметь такую конструкцию, чтобы они были в состоянии передавать очень высокое рабочее давление пресса в нужном направлении, например в горизонтальном направлении, причем одновременно предусматривается линейная направляющая. Возникающее при этом давление легко может превысить 5000 кН. При этом в прессе может быть установлено несколько, в частности десять или более подобных клиновых механизмов, выполняющих различные задачи и потому работающих с различными углами наклона по отношению к рабочему направлению.

В клиновом механизме всегда предусматривается линейная направляющая в форме основания клинового механизма, которое в зависимости от исполнения должно передавать в нужном направлении давление пресса величиной более 100 кН с зазором не более 0,02 мм. При этом ведущая клиновая шпонка, далее обозначаемая как ведущий элемент, должна переводить вертикальное усилие пресса на собственно подвижный элемент клинового механизма, салазки клинового механизма, в дальнейшем обозначаемые как салазки. Салазки содержат необходимые для обработки инструменты, то есть выполняют собственно обработку, и под действием пресса передвигаются вперед и назад по линейной направляющей. Устанавливаемые на салазках инструменты для обрезки или деформации заготовки, например детали кузова, могут иметь различную конструкцию. При этом, например, возможно установить один единственный пуансон либо несколько пуансонов или других инструментов, например несколько ножей общей длиной более одного метра. То же самое справедливо для заключительного формования, причем в качестве инструментов используется простой переключаемый штамп или дополнительная сушилка для заключительного формования различных участков заготовки, которые могут простираться в длину более чем на один или несколько метров. Поэтому на рынке имеются клиновые механизмы различной величины и с различными углами обработки, позволяющие удовлетворить разнообразные требования, предъявляемые к обработке давлением на прессе (без снятия стружки). Примеры таких клиновых механизмов описаны в WO 02/30659 А1, WO 99/28117 или ЕР 0484588 А1.

Параметры клинового механизма выбираются в зависимости от выполняемых работ, например в зависимости от толщины и качества листа обрабатываемой заготовки, длины обрабатываемого участка и вида обработки, например обработки резанием или давлением. В соответствии с задачами автомобильной промышленности необходимо гарантировать, что клиновой механизм выдержит не менее 1000000 рабочих циклов с требуемым рабочим усилием и зазором, что в свою очередь гарантирует, что соответствующий пуансон согласно технологии процесса встретится с матрицей или режущей втулкой. Смещение при соприкосновении пуансона или ножа может привести к повышенному износу пуансона или ножа и режущей втулки, что в самом худшем случае приведет к поломке режущего или формовочного инструмента, то есть, пуансона, ножа и т.п. Усилие к режущим и формовочным инструментам прикладывается не только во время собственно рабочего хода для прорезания или деформации заготовки, но и во время их обратного движения. Так, пуансон, который проходит сквозь листовую заготовку лишь на известную глубину, а оставшуюся часть заготовки пробивает за счет энергии разрыва, на обратном движении может быть заклинен, что в самом худшем случае может привести к повреждению заготовки и пуансона или ножа. Этот эффект усиливается отложениями цинка или алюминия, образующимися при обработки цинковых или алюминиевых листов, которые в настоящее время часто используются в автомобильной промышленности. Такие отложения на режущих инструментах приводят к загрязнению жирами или образованию масляной пленки, препятствующей дальнейшей обработке заготовок таким поврежденным режущим инструментом. Маслосъемное усилие, прикладываемое к режущему инструменту в форме пуансона, ножа и т.п. при извлечении его из заготовки, составляет примерно от 5 до 12% от собственно рабочего усилия.

В клиновом механизме такое маслосъемное усилие, называемое также возвратным усилием, осуществляется, например, возвратной пружиной. Разумеется, обнаружилось, что такие пружины только в очень редких случаях могут развить требуемое маслосъемное или возвратное усилие, составляющее от 5 до 12% рабочего усилия, так как вследствие ограниченного пространства, доступного в клиновом механизме, могут использоваться только очень малые и потому слабые пружины. Стремление автомобильной промышленности к достижению этих значений не может быть удовлетворено доступными на рынке пружинными системами, например спиральными пружинами, резиновыми и пластмассовыми амортизаторами, газонаполненными амортизаторами и т.п., так как доступное пространство внутри клинового механизма невелико. Например, для клинового механизма с рабочим усилием 5000 кН необходимо маслосъемное или возвратное усилие 600 кН и более, однако с помощью доступных пружинных систем не удается достичь даже значения в 300 кН. Это приводит к необходимости использования объемных и дорогих специальных решений, позволяющих достичь требуемых значений. Другой недостаток пружин заключается, в частности, в том, что при увеличивающейся нагрузке они теряют устойчивость. Требуемые значения в 1000000 циклов при этом не могут быть достигнуты даже приблизительно без дорогостоящей замены пружинных систем. В результате эксплуатация клинового механизма не только дополнительно удорожается, но и приводит к нестабильности процесса, так как выход из строя или по меньшей мере ограничение функциональности такой пружинной системы не могут быть спрогнозированы заранее. Выход из строя подобной возвратной пружины приводит к тому, что клиновой механизм более не возвращается в свое исходное положение и, тем самым, не позволяет извлечь обработанную заготовку. Это приводит к значительным потерям и огромным дополнительным расходам, которые, само собой разумеется, должны быть устранены. Поэтому потребовалось, с одной стороны, максимально увеличить возвратное усилие, а с другой стороны, одновременно увеличить срок службы такого клинового механизма и добиться его стабильности в процессе.

Известны скобообразные принудительные возвращающие устройства, позволяющие достигнуть этих целей и используемые, например, в вышеупомянутых изданиях современного уровня техники. Эти скобообразные принудительные возвращающие устройства устанавливаются на клиновой механизм с геометрическим замыканием и удерживают вместе салазки и ведущий элемент таким образом, что происходит воспроизводимый возврат в исходное положение. Однако принудительные возвращающие устройства современного уровня техники не предназначены для длительной эксплуатации. Они служат только для прекращения кратковременного момента покоя. Далее обнаружилось, что эксплуатация таких принудительных возвращающих устройств современного уровня техники с особо длительным технологическим интервалом невозможна. При этом проблема заключается в том, что перегруженное принудительное возвращающее устройство ломается и в качестве постороннего тела наносит клиновому механизму или прессу еще больший ущерб по сравнению с нежелательным застреванием клинового механизма вследствие ослабевания пружины.

Сущность изобретения

Поэтому задачей предлагаемого изобретения является доработка клинового механизма согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения таким образом, чтобы создать улучшенное принудительное возвращающее устройство, выдерживающее требуемую нагрузку в 1000000 циклов и при этом обеспечивающее воспроизводимый возврат клинового механизма в исходное положение. В частности, принудительное возвращающее устройство должно развивать возвратное усилие в объеме 12% и более от собственно рабочего усилия, и одновременно не должно приводить к особому удорожанию по сравнению с существующими решениями, включающими пружинную систему, или по сравнению с известными скобообразными принудительными возвращающими устройствами (как описано, например, в WO 02/30659 А1, WO 99/28117 А1 или ЕР 0484588 А1).

Задача решена клиновым механизмом согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения за счет того, что по меньшей мере одно принудительное возвращающее устройство не имеет возвратной пружины и имеет по меньшей мере одно устройство для запуска и/или поддержания возврата первой части и/или для увеличения возвратного усилия, развиваемого при возврате первой части и подъеме третьей части. Варианты изобретения описываются в зависимых пунктах формулы изобретения.

Таким образом, может быть создан клиновой механизм, в котором возвратное усилие развивается устройством, не являющимся возвратной пружиной. Например, для возврата салазок совершенно не подходит газовый амортизатор, используемый в уровне техники в других случаях. Такие газовые амортизаторы при длительном использовании склонны к нагреву и отказам. Отказ газового амортизатора из уровня техники приводит к заклиниванию клинового механизма. Отказ от использования такого газового амортизатора в предлагаемом изобретении (так как принудительный возврат уже осуществляется или поддерживается по меньшей мере одним другим устройством) может иметь большое преимущество по сравнению с современным уровнем техники, выражающееся в повышении стабильности процесса благодаря отказу от использования газовых амортизаторов. Устройство согласно изобретению имеет конструкцию, позволяющую выгодным образом минимизировать развиваемое при возврате возвратное усилие, так что возврат первой части клинового механизма может быть легко произведен без единой возвратной пружины. При этом устройство для запуска и/или поддержания возврата и/или для увеличения развиваемого возвратного усилия выгодным образом имеет соединение между обеими частями, основанное на трении качения. Усилие, прикладываемое к основанному на трении качения соединению, невелико, так что усилие, необходимое для возврата первой части клинового механизма, можно уменьшить по сравнению с решениями современного уровня техники, в которых используются уже упомянутые соединения на скобах и газовые амортизаторы.

Предпочтительно по меньшей мере одно принудительное возвращающее устройство имеет по меньшей мере один ролик или роликоподобный элемент для качения по поверхности первой части клинового механизма для поддержки возврата первой части и/или для увеличения развиваемого при возврате первой части возвратного усилия. В результате создан клиновой механизм, в котором в отличие от современного уровня техники используется трение качения посредством тела качения. Такое трение гораздо меньше, чем трение скольжения по поверхностям скольжения. Тем самым уменьшается развиваемое для возврата усилие. В решениях, известных из уровня техники принудительное возвращающее устройство, выполненное в виде стальной скобы или лапки, закрепляется сбоку от салазок и зацепляет ведущий элемент за поверхностью скольжения, параллельной ведущей поверхности. При расхождении элементов нагрузка принудительного возвращающего устройства с силой на современном уровне техники приводит к тому, что скользящие друг по другу поверхности ведущего элемента и принудительного возвращающего устройства удерживаются вместе до тех пор, пока между ними сохраняется линейное соприкосновение, после чего происходит расхождение ведущего элемента и принудительного возвращающего устройства. Незадолго перед разделением или расхождением эти скользящие друг по другу поверхности или эта оконечность ведущего элемента подвергается повышенному износу, даже если на современном уровне техники здесь предусмотрено закругление поверхности скольжения ведущего элемента.

Согласно изобретению предусмотренная на принудительном возвращающем устройстве поверхность скольжения, предназначенная для скольжения по поверхности скольжения ведущего элемента, заменяется роликом или роликоподобным элементом или дополняется роликом или роликоподобным элементом. Благодаря ролику или роликоподобному элементу не происходит скобления скользящих друг по другу поверхностей как раз в области оконечности поверхности скольжения ведущего элемента. Более того, по всей длине поверхности скольжения ведущего элемента, по которой катится ролик или роликоподобный элемент, обеспечивается равномерное движение ролика или роликоподобного элемента. Благодаря использованию ролика можно достичь меньшего трения качения по сравнению с трением скольжения в принудительных возвращающих устройствах современного уровня техники. Выгодным образом благодаря использованию ролика или роликоподобного элемента устраняется напряжение поверхности, возникавшее в области оконечности поверхности скольжения ведущего элемента между скользящими друг по другу поверхностями принудительного возвращающего устройства и ведущего элемента. В зависимости от параметров диаметра или роликоподобного элемента на каждом участке поверхности ведущего элемента, по которой катится ролик или роликоподобный элемент, имеет место одинаковое линейное соприкосновение и, тем самым, передача усилия. Поэтому более не следует опасаться скола конечной области поверхности ведущего элемента, по которой катится ролик.

Принудительное возвращающее устройство с по меньшей мере одним роликом или роликоподобным элементом при подъеме пресса использует теряющееся в противном случае усилие пресса для возврата салазок как первой части с помощью уклона ведущего элемента и охват с геометрическим замыканием соответствующей поверхности на ведущем элементе как второй части с помощью ролика или роликоподобного элемента. В результате возможно получить возвратное усилие в объеме не менее 12% от рабочего усилия. Далее клиновой механизм принудительно управляется движением пресса, причем клиновой механизм как в рабочем направлении, так и в направлении возврата использует энергию пресса, за счет чего можно получить возвратное усилие, многократно большее возвратного усилия, развиваемого пружиной. Благодаря очень малому износу за счет использования трения качения можно создать не требующее технического обслуживания и долговечное решение, позволяющее длительно использовать и так уже доступное внутри пресса усилие пресса. В части эксплуатационных расходов предлагаемое изобретение также имеет существенное преимущество по отношению к современному уровню техники. Эксплуатационные расходы могут быть снижены более чем на 20%, а расходы на производство такого клинового механизма - более чем на 30% за счет отказа от дорогостоящих пружинных систем. Дополнительная экономия может быть достигнута за счет почти полного отсутствия необходимости в техническом обслуживании. Далее благодаря отказу от пружинной системы устраняется опасность несчастного случая при демонтаже деталей, находящихся под натяжением, так что эксплуатация клинового механизма с конструкцией согласно изобретению может быть проще и безопаснее. Таким образом, преимущества перед клиновыми механизмами современного уровня техники заключаются не только в значительной экономии, но и в повышенной безопасности.

Принудительное возвращающее устройство предпочтительно имеет скобообразную конструкцию и размещается на внешней стороне клинового механизма. При этом принудительное возвращающее устройство может иметь по меньшей мере одну первую деталь, зацепляющуюся за салазки как за несущую инструмент часть, и по меньшей мере одну вторую деталь, снабженную роликом или роликоподобным элементом и зацепляющуюся за поверхность ведущего элемента как за вторую часть клинового механизма. Предпочтительно принудительное возвращающее устройство своей первой деталью закреплено на салазках, а второй деталью, снабженной по меньшей мере одним роликом или по меньшей мере одним роликоподобным элементом, размещено на ведущем элементе с силовым замыканием. Благодаря размещению принудительного возвращающего устройства в виде скобообразного элемента на внешней стороне клинового механизма облегчается монтаж и, при необходимости, демонтаж, чтобы заменить, например, ролик или роликоподобный элемент, износившийся через несколько миллионов циклов. За счет одностороннего крепления принудительного возвращающего устройства на салазках возможно точное позиционирование на салазках и по отношению к ведущему элементу, так что обеспечивается охват предусмотренной для этого поверхности ведущего элемента с геометрическим или силовым замыканием.

Предпочтительно ролик или роликоподобный элемент располагается несимметрично по отношению к принудительному возвращающему устройству, в частности его второй детали. Предпочтительно ролик или роликоподобный элемент располагается со смещением в сторону рабочего направления салазок относительно осевой линии принудительного возвращающего устройства. За счет этого возможно особенно качественно выровнять или компенсировать перекашивание салазок при возвратном движении, не допуская опасности заклинивания клинового механизма.

Зазор, необходимый для стабильного функционирования клинового механизма в области между ведущим элементом и принудительным возвращающим устройством, не должен превышать 0,02 мм. Так как клиновой механизм состоит из нескольких отдельных деталей, а их производственные допуски, вместе взятые, в каждом конкретном клиновом механизме приводят к отличающимся размерам и соответственно отличающемуся зазору, то для соблюдения узкого поля допуска для зазора необходимы доводочные работы. Эта проблема может быть устранена путем дополнительной юстировки отдельных деталей с помощью пришлифовки или притирки. Возникающие при этом высокие затраты на ручную и индивидуальную обработку привели бы к очень сильному удорожанию решения. Поэтому в настоящее время производители отказываются от узкого поля допуска, чтобы избежать высоких производственных затрат. Разумеется, следствием этого является то, что хотя внешне стабильность кажется обеспеченной благодаря наличию принудительного возвращающего устройства, фактически она отсутствует, так как вследствие высоких производственных допусков не может быть создано стабильно функционирующее принудительное возвращающее устройство.

Смысл и цель принудительного возвращающего устройства заключается в том, чтобы вернуть салазки в исходное положение с помощью зацепления с геометрическим замыканием принудительного возвращающего устройства перед отведением от ведущего элемента. Однако это действие имеет смысл лишь тогда, когда не устраняется лежащий в области сотых долей миллиметра зазор между ножом или пуансоном, закрепленным на салазках, и матрицей, в которую он входит. Если этот зазор будет устранен при обратном движении салазок, то это приведет к разрушению или по меньшей мере к дополнительному износу ножа или пуансона, так как он во время обратного хода салазок касается матрицы, трется или ударяется об нее. Поэтому желательно настроить принудительный возврат таким образом, чтобы такое соприкосновение более не возникало, а нож или пуансон прослужили весь заданный или требуемый срок.

Согласно изобретению этот эффект достигается за счет того, что предусматривается по меньшей мере одно устройство регулировки принудительного возвращающего устройства, компенсирующее допуски. В результате регулировка принудительного возвращающего устройства может выполняться таким образом, что можно будет отказаться от утомительных и затратных доводочных работ, заключающихся в пришлифовке и притирке поверхностей скольжения. В результате легко и просто можно получить необходимый зазор в размере 0,02 мм или менее.

Выгодным образом регулировочное устройство имеет подвижный, в частности смещаемый, поперечный клин. Путем его движения или смещения можно отрегулировать зазор до 0,02 мм или меньшего размера, то есть выполнить необходимое выравнивание допусков.

Непосредственно в связи с зазором в размере 0,02 мм и менее может стабильно восприниматься усилие при обратном движении салазок. В результате можно развить оптимальное возвратное усилие в объеме примерно 10% от собственно рабочего усилия салазок.

Особенно выгодной оказывается комбинация движения качения при наезде принудительного возвращающего устройства на поверхности скольжения ведущего элемента, чтобы минимизировать износ при наезде на зацепление салазок и ведущего элемента. В комбинации с клином, являющимся устройством для регулировки принудительного возвращающего устройства, принудительное возвращающее устройство достигает оптимальной эффективности.

Предпочтительно усилие принудительного возврата принудительного возвращающего устройства выбирается таким образом, чтобы оно составляло примерно 10% усилия прессования салазок, направленного вперед. Это приблизительно соответствует усилию, необходимому для извлечения режущего инструмента, в частности ножа или пуансона, из заготовки, то есть очистки режущего инструмента об заготовку, например листовую деталь, с учетом возможных отложений цинка, алюминия и т.п в зазоре между матрицей и пуансоном.

В следующем выгодном варианте поперечный клин регулировочного устройства располагается между зацепляющейся за салазки первой деталью принудительного возвращающего устройства и салазками, так как здесь может быть предусмотрено крепление на салазках. Таким образом, он выгодным образом размещается между присоединяемым с геометрическим замыканием к салазкам плечом принудительного возвращающего устройства и соответствующей канавкой или выемкой в салазках, в которую входит плечо.

Полезно, чтобы поперечный клин или регулировочное устройство крепился или мог крепиться на салазках. Для обеспечения регулировки может быть предусмотрено удлиненное отверстие, через которое на салазках может закрепляться регулировочное устройство или поперечный клин. Благодаря поперечному смещению поперечного клина принудительное возвращающее устройство после монтажа салазок может быть легко настроено на соответствующий технологический размер поверхности ведущего элемента, так как он воздействует на принудительное возвращающее устройство. После этого принудительное возвращающее устройство фиксируется или закрепляется в отрегулированном положении. В результате достигается явная и значительная экономия по сравнению со сложными доводочными работами современного уровня техники. Кроме того, становится возможна стабильная компоновка всего клинового механизма, в частности соединения компонентов салазок и ведущего элемента.

Далее в особо выгодном варианте по меньшей мере одна поверхность ведущего элемента имеет закругленную оконечность, которую без проблем может проскальзывать ролик или роликоподобный элемент, чтобы выйти из зацепления с поверхностью ведущего элемента или войти в зацепление с ней.

В следующем выгодном варианте по меньшей мере один ролик или по меньшей мере один роликоподобный элемент имеет диаметр, соответствующий по меньшей мере удвоенному радиусу закругленной оконечности или величине, превышающей половину ширины принудительного возвращающего устройства. В особо предпочтительном варианте ролик или роликоподобный элемент выступает своей окружностью над внешней кромкой принудительного возвращающего устройства. Благодаря использованию такого большого ролика, с одной стороны, обеспечивается особенно надежный и качественный линейный контакт ролика или роликоподобного элемента с поверхностью ведущего элемента, а с другой стороны, возможно восприятие большого усилия, так как ролик достаточно стабилен для того, чтобы воспринимать или принимать на себя большие усилия прессования. Кроме того, может быть обеспечено отсутствие перекосов при качении по поверхности ведущего элемента, что позволяет избежать опасности заклинивания клинового механизма даже в отсутствие газового амортизатора или иной пружинной системы.

В следующем выгодном варианте имеется по меньшей мере одна направляющая скольжения для восприятия больших усилий. При этом собственно ход принудительного возврата не обеспечивается исключительно по меньшей мере одним роликом или по меньшей мере одним роликоподобным элементом, но для восприятия больших усилий предусматривается комбинация с направляющей скольжения. По меньшей мере один ролик или по меньшей мере один роликоподобный элемент служат прежде всего для минимизации износа при прохождении закругленной оконечности как входного или выходного радиуса, так что можно добиться еще большего увеличения срока службы принудительного возвращающего устройства. Собственное усилие в выдвинутом состоянии салазок клинового механизма или пресса, то есть в рабочем положении или нижней мертвой точке пресса, может восприниматься главным образом направляющей скольжения, а не по меньшей мере одним роликом или по меньшей мере одним роликоподобным элементом. При этом развиваемое усилие по сравнению с вариантом, в котором имеется только по меньшей мере один ролик или по меньшей мере один роликоподобный элемент, может быть значительно повышено, причем их особые преимущества проявляются при обратном движении.

Краткое описание чертежей

Один из вариантов исполнения изобретения подробно поясняется ниже на основании чертежей.

На чертежах изображено:

фиг.1 - перспективный вид варианта исполнения клинового механизма с принудительным возвращающим устройством согласно изобретению;

фиг.2 - перспективный вид клинового механизма согласно фиг.1, развернутого на 180°, без ведущего элемента;

фиг.3 - перспективный вид клинового механизма согласно фиг.1 с более оттянутым назад принудительным возвращающим устройством по сравнению с его положением на фиг.1;

фиг.4 - перспективный вид клинового механизма согласно фиг.1, развернутого на 90° без принудительного возвращающего устройства;

фиг.5 - боковая проекция клинового механизма согласно фиг.1 с еще не оттянутыми назад салазками, находящимися в рабочем положении;

фиг.6 - боковая проекция клинового механизма согласно фиг.1 с почти полностью оттянутыми назад салазками;

фиг.7 - еще один перспективный вид клинового механизма согласно фиг.3;

фиг.8 - горизонтальная проекция принудительного возвращающего устройства согласно фиг.1;

фиг.9 - перспективный вид принудительного возвращающего устройства согласно фиг.8.

Осуществление изобретения

На фиг.1 показан перспективный вид варианта исполнения клинового механизма 1 с направляющей 10 салазок, салазками 20 и ведущим элементом 30. Направляющая 10 салазок и салазки 20 соединены друг с другом двумя направляющими скобами 40. Эта конструкция соответствует конструкции, описанной в WO 02/30659 А1. При этом направляющие скобы соединяются с ними фиксирующими выступами 41, 42, которые входят в соответствующие канавки направляющей салазок и собственно салазок. Кроме того, направляющие скобы соединяются с направляющей салазок посредством не показанного (только обозначенного) винта 43, что можно увидеть на фиг.2. Благодаря наличию направляющих скоб салазки и направляющая салазок особенно хорошо удерживаются вместе, причем необходимый зазор может быть обеспечен даже при нагревании клинового механизма, так как с помощью направляющих скоб можно скомпенсировать не только производственные допуски, но и возникающие растяжения материала.

Салазки 20 устанавливаются посредством призматической направляющей 50 на ведущий элемент 30 с возможностью смещения. Кроме того, салазки и ведущий элемент соединяются друг с другом двумя принудительными возвращающими устройствами 60. Каждое принудительное возвращающее устройство, хорошо показанное на перспективном виде на фиг.2, имеет скобообразную конструкцию. Каждое из этих устройств имеет первую деталь 61, зацепляющуюся за салазки 20, и вторую деталь 62, снабженную роликом 63. Ролик посредством не показанной оси устанавливается на подшипник во второй детали 62 принудительного возвращающего устройства с возможностью вращения.

Посредством ролика 63 принудительное возвращающее устройство 60 зацепляется за внешнюю поверхность 31 ведущего элемента 30. Это особенно хорошо показано на фиг.1 и 3. На внешней стороне ведущего элемента в этой области предусмотрен ступенчатый выступ 32, на нижней стороне которого имеется внешняя поверхность 31, предназначенная для контакта с роликом 63. Благодаря захождению на ступенчатый выступ 32 и закреплению принудительного возвращающего устройства 60 в области первой детали 61 на салазках можно добиться надежного захвата для дальнейшей передачи усилия (соединение с силовым замыканием), развиваемого прессом или его движением.

Помимо ролика 63 на каждом принудительном возвращающем устройстве 60 предусмотрена поверхность скольжения 68 на выступающем участке 69. Комбинация ролика с поверхностью скольжения позволяет воспринимать большие усилия.

Принудительное возвращающее устройство 60 крепится на салазках 20, например, винтами 64, обозначенными на фиг.2 и 3, а также 5 и 6. Эти винты входят в отверстия 21, 22 на боковой поверхности салазок 20. Это особенно хорошо видно на фиг.4. На фиг.4 принудительные возвращающие устройства 60 еще не установлены, так что особенно хорошо виден даже ступенчатый выступ 32 с внешней поверхностью 31 на ведущем элементе 30.

Как показано, в частности, на боковых проекциях на фиг.5 и 6, а также на фиг.1 и 3, ролик 63 соответствующего принудительного возвращающего устройства 60 движется вдоль ступенчатого выступа 32 и, тем самым, внешней поверхности 31 во время рабочего хода и обратного хода пресса и, тем самым, клинового механизма. На фиг.1 и 5 обозначена позиция, в которой происходит обработка не показанной заготовки, например, пробивание установленным на салазках пуансоном листовой заготовки. Чтобы после этого можно было извлечь пуансон из пробитого отверстия, дополнительно используется подъем пресса, причем принудительные возвращающие устройства 60 движутся вдоль внешней поверхности 31 ступенчатого выступа 32 справа налево (на чертеже), то есть навстречу рабочему направлению 70, обозначенному стрелкой. Другая стрелка обозначает это обратное направление 71. Они показаны на фиг.3 и 6. При этом отчетливо видно, что принудительное возвращающее устройство движется вдоль внешней поверхности 31 ступенчатого выступа 32 в обратном направлении 71. При этом ролик 63 катится по внешней поверхности 31 ведущего элемента. В целях компенсации и максимально возможного предотвращения перекашивания салазок относительно ведущего элемента ролик 63, как показано, в частности, на фиг.5 и 6, расположен со смещением относительно воображаемой осевой линии 72 скобообразного принудительного возвращающего устройства 60. Смещение V между осью 65 ролика 63 и осевой линией 72 особенно хорошо видно, в частности, на фиг.5 и 6. На фиг.5а видно, что диаметр ролика превышает половину ширины b принудительного возвращающего устройства в области второй детали 62. На фиг.5, напротив, диаметр ролика приблизительно соответствует половине ширины b принудительного возвращающего устройства. В соответствии с вариантом исполнения на фиг.5а ролик 63 выступает за внешние кромки 66, 67 второй детали 62 принудительного возвращающего устройства 60, как показано, в частности, на фиг.5 и 6. За счет того, что выбирается максимально возможная величина ролика, достигается особенно хорошая стабильность принудительного возвращающего устройства. В соответствии с вариантом исполнения на фиг.5 помимо ролика 63 предусматривается поверхность скольжения 68, которая также повышает стабильность. Чем стабильнее конструкция принудительного возвращающего устройства, тем лучше (само собой разумеется) будут восприниматься и передаваться высокие усилия пресса. При соответствующих параметрах принудительного возвращающего устройства можно отказаться от применявшегося в иных случаях пружинного возврата, так как только благодаря качению ролика 63 принудительного возвращающего устройства 60 по обеим сторонам ведущего элемента и салазок подъем пресса может использоваться для возврата салазок.

Так как благодаря наличию особо большого ролика 63 не только особенно хорошо воспринимаются и передаются возникающие усилия, но и трение качения оказывается существенно ниже, чем трение при скольжении поверхностей друг по другу, как это имеет место на современном уровне техники, с помощью принудительных возвращающих устройств 60 можно достичь возвратного усилия в объеме 10% или даже более 12% от рабочего усилия или максимального усилия прессования клинового механизма.

Как показано, в частности, на фиг.5 и 6, ступенчатые выступы 32 имеют закругленную оконечность 33. В отличие от современного уровня техники, например, WO 02/30659 А1, здесь не происходит контакта поверхности скольжения с этой закругленной оконечностью ступенчатого выступа. Вместо этого по ней надлежащим образом прокатывается ролик 63, как можно понять из фиг.6. На фиг.6 ролик расположен перед закругленной оконечностью 33 и может впоследствии прокатиться по ней, не разрушая и не изнашивая оконечность, за счет чего здесь может быть решена проблема современного уровня техники, заключающаяся в высоком износе этой области. Также явно возможен возврат ролика 63 через закругленную оконечность 33 на внешнюю поверхность 31 ступенчатого выступа 32 ведущего элемента 30. Таким образом, при наличии принудительных возвращающих устройств 60 можно создать в целом не требующее технического обслуживания и долговечное принудительное возвращающее устройство, использующее и так уже производимое движение пресса для принудительного возврата салазок после выполнения обработки заготовки. Радиус r закругленной оконечности выбирается таким образом, что ролик оптимальным образом мог катиться по ней.

Если дополнительно к ролику 63 предусмотрена поверхность скольжения 68, то ролик может служить для минимизации износа при прохождении входного и выходного радиуса r, в результате чего можно добиться увеличения срока службы принудительного возвращающего устройства. В рабочем положении, то есть в выдвинутой позиции на фиг.1 и 5, большая часть усилия может передаваться через поверхность скольжения, а не через ролик, что приводит к значительному увеличению развиваемого усилия по сравнению с вариантом, в котором имеется только ролик 63.

В представленном на чертежах варианте исполнения принудительное возвращающее устройство 60 крепится на салазках и устанавливается на подшипниках на ведущем элементе с возможностью качения. В принципе возможно также предусмотреть иное размещение принудительных возвращающих устройств, при, что само собой разумеется, иной конструкции клинового механизма с салазками и ведущим элементом. Разумеется, выгодно закреплять принудительное возвращающее устройство на подвижной части клинового механизма, чтобы максимально надежно предотвратить его перекашивание и, тем самым, заклинивание, что легче всего может быть выполнено, когда ролик катится по стационарному элементу клинового механизма, а не по подвижному элементу, то есть по салазкам на фиг.1-6. Хотя принципиально такое размещение возможно, выгодным все же оказывается размещение, представленное на фиг.1-6.

Как показано, в частности, на фиг.4, салазки на своей боковой поверхности имеют вырубку или канавку либо выемку, в которую своей первой деталью 61 может входить принудительное возвращающее устройство 60. Эта вырубка 23 выгодным образом соответствует форме и размерам принудительного возвращающего устройства 60. За счет этого возможно еще лучшее крепление на салазках, так как возможна боковая фиксация скобообразного принудительного возвращающего устройства 60 внутри этой вырубки 23. Как далее показано на фиг.4, внутри вырубки, канавки или выемки располагается поперечный клин 80. Поперечный клин 80 подпирает первую деталь 61, которая выступает в направлении салазок и этим выступающим участком ложится на поперечный клин 80. Это видно на фиг.5 и 6. Поперечный клин 80 служит для регулировки принудительного возвращающего устройства, позволяющей компенсировать различия в производственных допусках. В результате зазор между ведущим элементом и принудительным возвращающим устройством может быть установлен в размере 0,02 мм и менее, чтобы обеспечить стабильное функционирование клинового механизма.

Поперечный клин 80 снабжается удлиненным отверстием 81, и через это отверстие закрепляется на салазках посредством винта 82 или иного средства крепежа. В результате возможно поперечное смещение поперечного клина 80, позволяющее установить необходимый зазор даже после монтажа салазок. После регулировки принудительного возвращающего устройства оно закрепляется в установленном положении на салазках. Это особенно хорошо видно на перспективном виде принудительного возвращающего устройства 60 и его горизонтальной проекции на фиг.8 и 9. На фиг.8 и 9 также детально показаны все участки и детали принудительного возвращающего устройства 60. В частности, на фиг.8 и 9 показана конструкция ролика 63 и поверхности скольжения 68 на выступающем участке 69.

По соображениям симметрии и для обеспечения работы принудительного возвращающего устройства 60 благодаря равномерной нагрузке клинового механизма с левой и правой стороны на фиг.1-6 представлено два таких принудительных возвращающих устройства 60. В принципе также возможно предусмотреть более двух подобных принудительных возвращающих устройств, например по два с каждой стороны, если это потребуется на основании передаваемых усилий пресса и желания ограничить размеры принудительного возвращающего устройства. В принципе, в клиновом механизме может быть предусмотрено любое другое количество принудительных возвращающих устройств, однако по соображениям стоимости, а также простоты и надежности монтажа/демонтажа обычно достаточно предусмотреть только два принудительных возвращающих устройства с роликом или роликоподобным элементом согласно изобретению.

Если зазор между ведущим элементом и принудительным возвращающим устройством не превышает 0,02 мм, можно говорить о стабильном восприятии усилия обратного хода пресса. Только в этом случае развивается требуемое возвратное усилие в объеме примерно 10% от собственного рабочего усилия салазок. Наоборот, принудительное возвращающее устройство рассчитывается таким образом, чтобы предоставляемое им усилие составляло примерно 10% усилия прессования салазок. Такое усилие необходимо для извлечения режущего инструмента, например пуансона, из заготовки, даже с учетом возможных отложений в зазоре между пуансоном и матрицей, осложняющих извлечение.

Помимо вышеописанных вариантов исполнения клинового механизма, оснащенного принудительным возвращающим устройством согласно изобретению с по меньшей мере одним роликом или роликоподобным элементом, возможно множество других вариантов, в которых по меньшей мере одно принудительное возвращающее устройство не имеет возвратной пружины, в частности газового амортизатора. Для обеспечения поддержки функции возврата иным образом, и для развития как можно большего возвратного усилия, значительно превышающего усилие, достижимое с помощью газового амортизатора, принудительное возвращающее устройство имеет по меньшей мере одно другое устройство, снижающее потребное возвратное усилие. Примером такого устройства могут служить уже упоминавшиеся ролики или роликоподобные элементы, прокатывающиеся по поверхности некоей детали клинового механизма. Если такие ролики или роликоподобные элементы предусмотрены, то их размеры могут быть выбраны соответствующим образом, и они могут быть установлены на принудительном возвращающем устройстве, чтобы обеспечить надежный захват взаимно подвижных деталей клинового механизма, и чтобы передвигающаяся в рабочем направлении часть клинового механизма принудительно возвращалась в свое исходное положение. Альтернативой такому ролику(ам) или роликоподобному элементу могут быть другие устройства, которые служат и могут использоваться для поддержки принудительного возврата по меньшей мере одной части клинового механизма или для увеличения развиваемого возвратного усилия вместо возвратной пружины. Такое устройство может использовать, например, требующее меньших затрат энергии трение качения вместо трения скольжения или трения сцепления. Чтобы можно было установить малый зазор в размере 0,02 мм и менее между ведущим элементом и принудительным возвращающим устройством, помимо поперечного клина можно также предусмотреть другое устройство для регулировки принудительного возвращающего устройства и компенсации допусков. Такое устройство может быть предусмотрено непосредственно на принудительном возвращающем устройстве и/или на салазках или ведущем элементе.

Изобретение относится к клиновому механизму. Клиновой механизм содержит первую, вторую и третью части. Первая часть выполнена с возможностью оснащения ее обрабатывающим инструментом. Первая и вторая части расположены подвижно относительно друг друга. Третья часть соединена с первой частью. Предусмотрено по меньшей мере одно принудительное возвращающее устройство, выполненное с возможностью зацепления за первую и вторую части. Упомянутое принудительное возвращающее устройство имеет по меньшей мере одно основанное на трении качения соединение между первой и второй частями. Упомянутое соединение используют для запуска и/или поддержания возврата первой части и/или для увеличения возвратного усилия, развиваемого при возврате первой части и подъеме третьей части. Далее описан второй вариант клинового механизма и принудительное возвращающее устройство для клинового механизма. В результате обеспечивается повышение длительности эксплуатации и выдерживание требуемой нагрузки. 3 н. и 19 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Клиновой механизм (1), содержащий первую часть (20), выполненную с возможностью оснащения ее обрабатывающим инструментом, и вторую часть (30), причем обе части (20, 30) расположены подвижно относительно друг друга, и предусмотрено по меньшей мере одно принудительное возвращающее устройство, выполненное с возможностью зацепления за обе части (20, 30), и третью часть (10), соединенную с первой частью (20), причем по меньшей мере одно принудительное возвращающее устройство не имеет возвратной пружины, отличающийся тем, что принудительное возвращающее устройство имеет по меньшей мере одно основанное на трении качения соединение между первой и второй частями (20, 30) для запуска и/или поддержания возврата первой части (20) и/или для увеличения возвратного усилия, развиваемого при возврате первой части (20) и подъеме третьей части (10).

2. Клиновой механизм (1) по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере одно принудительное возвращающее устройство (60) имеет по меньшей мере один ролик (63) или роликоподобный элемент для качения по поверхности (31) второй части (30) клинового механизма (1) для поддержки возврата первой части (20) и/или для увеличения развиваемого при возврате первой части (20) возвратного усилия.

3. Клиновой механизм (1) по п.2, отличающийся тем, что принудительное возвращающее устройство (60) выполнено в виде скобы и расположено на внешней стороне клинового механизма (1).

4. Клиновой механизм (1) по п.2 или 3, отличающийся тем, что принудительное возвращающее устройство (60) имеет по меньшей мере одну первую деталь (61), зацепляющуюся за салазки, и по меньшей мере одну вторую деталь (62), снабженную роликом (63) или роликоподобным элементом и зацепляющуюся за поверхность (31) ведущего элемента.

5. Клиновой механизм (1) по п.4, отличающийся тем, что принудительное возвращающее устройство (60) своей первой деталью (61) закреплено на салазках, а своей второй деталью (62), снабженной по меньшей мере одним роликом (63) или по меньшей мере одним роликоподобным элементом, зацепляется на ведущем элементе с силовым замыканием.

6. Клиновой механизм (1) по п.1 или 2, отличающийся тем, что предусмотрено по меньшей мере одно устройство (80) регулировки принудительного возвращающего устройства (60) для компенсации допусков.

7. Клиновой механизм (1) по п.6, отличающийся тем, что устройство регулировки имеет подвижный поперечный клин.

8. Клиновой механизм (1) по п.2, отличающийся тем, что ролик (63) или роликоподобный элемент расположен несимметрично по отношению к принудительному возвращающему устройству (60), в особенности, его второй детали (62).

9. Клиновой механизм (1) по п.2 или 8, отличающийся тем, что ролик (63) или роликоподобный элемент расположен со смещением в сторону рабочего направления (70) салазок относительно осевой линии (72) принудительного возвращающего устройства (60).

10. Клиновой механизм (1) по п.2 или 8, отличающийся тем, что по меньшей мере одна поверхность (31) ведущего элемента имеет закругленную оконечность (33).

11. Клиновой механизм (1) по п.2 или 8, отличающийся тем, что по меньшей мере один ролик (63) или по меньшей мере один роликоподобный элемент имеет диаметр (d), соответствующий по меньшей мере удвоенному радиусу закругленной оконечности (33).

12. Клиновой механизм (1) по п.2 или 8, отличающийся тем, что ролик (63) или роликоподобный элемент выступает своей окружностью над внешней кромкой (66, 67) принудительного возвращающего устройства (60).

13. Клиновой механизм (1) по п.2 или 8, отличающийся тем, что предусмотрена по меньшей мере одна направляющая (68) скольжения для восприятия больших усилий.

14. Клиновой механизм (1), содержащий первую часть (20), выполненную с возможностью оснащения ее обрабатывающим инструментом, и вторую часть (30), причем обе части (20, 30) расположены подвижно относительно друг друга, и предусмотрено по меньшей мере одно принудительное возвращающее устройство, выполненное с возможностью зацепления за обе части (20, 30), и третью часть (10), соединенную с первой частью (20), причем по меньшей мере одно принудительное возвращающее устройство не имеет возвратной пружины, отличающийся тем, что предусмотрено по меньшей мере одно устройство (80) регулировки принудительного возвращающего устройства (60) для компенсации допусков, причем упомянутое устройство регулировки имеет подвижный поперечный клин.

15. Клиновой механизм (1) по п.14, отличающийся тем, что поперечный клин выполнен с возможностью смещения.

16. Клиновой механизм (1) по п.14 или 15, отличающийся тем, что поперечный клин расположен между зацепляющейся за салазки первой деталью (61) принудительного возвращающего устройства (60) и салазками.

17. Клиновой механизм (1) по п.14 или 15, отличающийся тем, что регулировочное устройство (80) закреплено на салазках.

18. Принудительное возвращающее устройство (60) для клинового механизма (1) по любому из пп.1-17, выполненное в виде скобы, характеризующееся тем, что оно имеет по меньшей мере один ролик (63) или роликоподобный элемент на детали (62) для качения по поверхности (31) второй части (30) клинового механизма (1).

19. Принудительное возвращающее устройство (60) по п.18, в котором ролик (63) или роликоподобный элемент расположен несоосно принудительному возвращающему устройству (60).

20. Принудительное возвращающее устройство (60) по п.18 или 19, в котором диаметр (d) ролика (63) или роликоподобного элемента превышает половину ширины (b) принудительного возвращающего устройства (60).

21. Принудительное возвращающее устройство (60) по п.20, в котором ролик (63) или роликоподобный элемент выступает за внешние кромки (66, 67) принудительного возвращающего устройства (60).

22. Принудительное возвращающее устройство (60) по п.18 или 19, в котором принудительное возвращающее устройство (60) имеет по меньшей мере одно крепежное устройство (64) для закрепления на выполненной с возможностью оснащения обрабатывающим инструментом части клинового механизма (1), в частности на салазках.