[发明专利]用于冲压机器的驱动设备和方法

说明书

本申请是名称为“用于冲压机器的驱动设备和方法”、国际申请日为2008年11月7日、国际申请号为PCT/US2008/082831、国家申请号为200880124185.X的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉引用

本申请基于35U.S.C.§119(e)要求于2007年11月9日提交的美国临时申请No.60/986,942的较早的申请日的权益，在此以引用的方式将上述美国临时申请的内容包括在本文中。

技术领域

本发明涉及一种用于可动件（比如，可用在例如冲压机器中的压头）的驱动设备。

背景技术

冲压机器是用于通过改变材料（例如金属）的形状以及内部结构来对材料进行加工以形成工件（pieces）的工具。

冲孔机是用于形成和/或切割材料的一种类型的冲压机器。冲孔机具有一个或多个可小或可大的成套模具，这取决于待制造的工件的形状。该成套模具包括一组（阳）冲头和（阴）冲模，当两者挤压在一起时，可以在加工件中形成孔或以某些所需的方式使加工件变形。冲头和冲模是可拆卸的，在冲孔过程期间，冲头临时附接到压头的端部。压头以竖直线性运动的方式上下运动。

在其它设计中，冲压机器可包括在其中具有凸纹或基于深度的设计（depth－based design）的一组板，从而当金属置于各板之间并且各板互相抵靠挤压时，金属以所需的方式变形。这样的冲压机器可被用来铸币、压花或成形。

另外，如果冲压机器是自动化的，那么它可以通过使用冲压供给装置来进给材料（例如盘绕的存货材料）。

发明内容

本发明的总体构思涉及一种驱动设备，该驱动设备具体而言是用于具有可动件和至少一个致动器的冲压机。该总体构思可以与下列的可选方面中的任一个或多个相结合。本发明还涉及一种包括带有下列的可选方面中的任一个或多个的驱动设备的冲压机器。

根据第一方面，驱动设备包括可动件、至少一个用于产生第一力的线性电致动器和至少一个用于产生第二力的线性液压致动器。线性电致动器是产生线性运动并且其主要动力由电力供应的致动器。在最优选的实施例中，线性电致动器是直接驱动线性马达。在次优选的实施例中，线性电致动器是旋转电动机和用于将旋转运动转换为线性运动的机构。这些机构可以包括，但不限于，丝杠和螺母装置、齿条和小齿轮装置以及同步带和带轮装置。线性液压致动器是产生线性运动并且其主要动力由液压流体供应的致动器。在最优选的实施例中，线性液压致动器是液压缸。在次优选的实施例中，线性液压致动器是旋转液压马达和用于将旋转运动转换为线性运动的机构。这些机构可以包括，但不限于，丝杠和螺母装置、齿条和小齿轮装置以及同步带和带轮装置。至少一个线性电致动器和至少一个线性液压致动器如此布置，使得第一力和第二力平行作用于可动件上以产生合力，其中可动件可在第一方向上和与第一方向相反的第二方向上运动。该至少一个线性电致动器（或更确切地说，电致动器的可动部分）优选与可动件相联接，以使得该至少一个线性电致动器和可动件可同步地运动。该至少一个线性液压致动器优选与可动件相联接，以使得至少一个线性液压致动器和可动件可同步地运动。

虽然上述说明将至少一个线性液压致动器描述为优选与可动件相联接，需要指出的是，该至少一个液压致动器无需独立地与可动件相联接，而是可与至少一个线性电致动器的运动部分相联接并因此与可动件相联接。另外，至少一个线性电致动器可以与至少一个液压致动器的运动部分相联接并因此与可动件相联接。任何数目的联接装置都是可能的，只要由此形成的装置提供各种致动器的、作用在可动件上的平行合力。

至少一个线性电致动器和至少一个线性液压致动器的组合具有多种优点。驱动设备具有较小的内部摩擦，并且由于致动器可以直接与可动件相联接，动力传输装置和任何相关的不精确度或间隙可以降低和/或避免。进一步，冲击和动态响应可以增强，振动和噪声被降低，并且可动件（具体而言，冲压机的压头）的运动的可控性以及由致动器根据可动件的位置而施加在可动件上的力明显提高了。因此，当具有与预定曲线相一致地施加的力以及高度地控制的定位时，驱动设备可以被更快地驱动。具体而言，高速举升和下降动作是可能的，然而实际的冲压运动以较低的速度但以增大的力执行。