发明创造名称:一种基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置及方法
外观设计名称:
决定号:195623
决定日:2019-11-20
委内编号:1F259563
优先权日:
申请(专利)号:201610600454.1
申请日:2016-07-28
复审请求人:南昌航空大学
无效请求人:
授权公告日:
审定公告日:
专利权人:
主审员:李晓丽
合议组组长:王京
参审员:高晓颖
国际分类号:B21D26/021(2011.01);B21D26/031(2011.01);B21D26/027(2011.01)
外观设计分类号:
法律依据:专利法第22条第3款
决定要点
:如果一项权利要求所要求保护的技术方案与最接近的现有技术之间存在的区别技术特征,或被其它现有技术公开,或属于本领域的常规技术手段,且该权利要求相对于现有技术与本领域的常规技术手段的结合是显而易见的,则该权利要求不具有突出的实质性特点和显著的进步,从而不具备创造性。
全文:
本复审请求审查决定涉及申请号为201610600454.1,名称为“一种基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置及方法”的发明专利申请(下称本申请),本申请的申请人为南昌航空大学,申请日为2016年07月28日,公开日为2016年12月21日。
经实质审查,国家知识产权局原审查部门于2018年05月14日发出驳回决定,驳回了本申请,其理由是:权利要求1-9不具备专利法第22条第3款规定创造性。驳回决定所依据的文本为:申请日2016年07月28日提交说明书第1-76段(即第1-9页)、说明书附图1-4(即第1-4页)、说明书摘要及摘要附图,2018年01月19日提交的权利要求第1-9项。驳回决定引用的对比文件如下:
对比文件1:CN2510196Y,公开日为2002年09月11日;
对比文件2:CN102327945A,公开日为2012年01月25日。
驳回决定所针对的权利要求书如下:
“1. 一种基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置,其特征在于:
该装置包括凸模部分、压边部分和液室部分,其中,
所述凸模部分包括凸模(21)和凸模座(22),凸模(21)安装在凸模座(22)上,凸模座(22)与普通液压机的活动横梁(14)的下端面固定连接;
所述压边部分包括压边缸(15)、压边缸活塞杆(16)、压边圈(17)和压边缸控制部分,压边缸(15)与压边缸控制部分连接,多个压边缸(15)对称布置于凸模座(22)的两侧,且与普通液压机的活动横梁(14)的下端面固定连接,压边圈(17)与多个压边缸活塞杆(16)的底端固定连接,且压边圈(17)与凸模(21)可活动地套接;
所述液室部分布置在普通液压机的机床工作台(24)上,其包括液室(18)、液室型腔(23)和液室控制部分,液室型腔(23)位于液室(18)中,上端开口,液室型腔(23)与液室控制部分连接,液室(18)为一体式结构;
板材(20)置于液室型腔(23)上。
2. 根据权利要求1所述的基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置,其特征在于:
所述压边缸(15)的数量为4个。
3. 根据权利要求1所述的基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置,其特征在于:
所述压边缸控制部分包括压边缸油泵(7)和压边缸换向阀(10),压边缸(15)的上腔通过压边缸上腔油管(25)与压边缸换向阀(10)连接;压边缸(15)的下腔通过压边缸下腔油管(26)与压边缸换向阀(10)连接;压边缸换向阀(10)通过压边缸油泵连接油管(27)与压边缸油泵(7)连接,压边缸油泵(7)的进油口与油箱连接。
4. 根据权利要求3所述的基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置,其特征在于:
所述压边缸上腔油管(25)上设有压边缸比例溢流阀(11);
所述压边缸下腔油管(26)上设有压边缸吸油单向阀(12);
所述压边缸油泵连接油管(27)上设有压边缸压力表(8)和压边缸系统溢流阀(9);
所述吸油单向阀(12)中的液体流向为从油箱到压边缸(15)的下腔油管(26)。
5. 根据权利要求1所述的基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置,其特征在于:
所述液室控制部分包括液室油泵(1)和液室换向阀(4),液室型腔(23)通过液室油管(29)与液室换向阀(4)连接,液室换向阀(4)通过液室油泵连接油管(30)与液室油泵(1)连接,液室油泵(1)的进油口与油箱连接。
6. 根据权利要求5所述的基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置,其特征在于:
所述液室油管(29)上设有液室比例溢流阀(19)、液室单向阀(6)和液室压力继电器(5);
所述液室油泵连接油管(30)上设有液室压力表(2)和液室系统溢流阀(3);
所述液室单向阀(6)中的液体流向为从液室换向阀(4)的出油口到液室型腔(23)。
7. 根据权利要求1所述的基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置,其特征在于:
所述板材(20)与液室型腔(23)之间设有刚性密封。
8. 一种包括根据权利要求1-7任一项所述基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置的液压机。
9. 一种采用根据权利要求1-7任一项所述装置的基于在普通液压机上实现板材液压成形的方法,其特征在于:
包括如下步骤:
1)普通液压机的活动横梁(14)、凸模(21)处于最上部位置,板材(20)置于液室型腔(23)上;开启压边缸油泵(7),压边缸换向阀(10)通电,液压油通过压边缸换向阀(10)进入压边缸(15)的上腔,将压边缸活塞杆(16)顶出,使压边圈(17)的下端面与凸模(21)的下端面处于同一水平面;
2)普通液压机的主缸活塞杆(13)带动活动横梁(14)下行,从而进一步带动压边圈(17)和凸模(21)同时接触板材(20),至设定压力后主缸活塞杆(13)停止下行;
3)开启液室油泵(1),液室换向阀(4)通电,液压油通过液室换向阀(4)、液 室单向阀(6)进入液室型腔(23),液室压力继电器(5)检测液室型腔(23)的压力,当液室型腔(23)的压力达到设定值时,液室换向阀(4)断电,液室型腔(23)与液室油泵(1)断开,完成对液室型腔(23)的充液;
4)普通液压机的主缸活塞杆(13)带动活动横梁(14)并进一步带动凸模(21)继续下行冲压板材(20),液室型腔(23)的压力升高,在液室型腔(23)的压力作用下,使板材(20)贴合在凸模(21)表面,同时,通过压边缸(15)的上腔内部产生的压力使压边圈(17)始终与板材(20)受力接触而实现压边;液室型腔(23)的成形压力通过液室比例溢流阀(19)调节,压边力在成形时的大小通过从压边缸比例溢流阀(11)调节;
5)当凸模(21)运行到设定高度时,主缸活塞杆(13)停止下行,主缸卸压回程,达到设定位置时,回程停止;
6)主缸卸压回程过程中,压边缸(15)的压边缸活塞杆(16)下行顶出成形的零件,脱料。”
驳回决定认为,权利要求1与对比文件1的区别技术特征为:凸模座与普通液压机的活动横梁的下端面固定连接;多个压边圈与普通液压机的活动横梁的下端面固定连接。然而上述特征是本领域的常规连接方式,因此其不具备专利法第22条第3款规定的创造性。从属权利要求2、3、4、7的附加技术特征或者在对比文件1中公开,或者是本领域的常规技术手段,从属权利要求5、6的附加技术特征或者在对比文件2中公开,或者是本领域常规技术手段,因此都不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求8请求保护一种根据权利要求1-7任一项所述基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置的液压机,当“权利要求1-7任一项所述基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置”不具备创造性的条件下,权利要求8不具备专利法第22条第3款规定的创造性。独立权利要求9与对比文件1的区别技术特征为:1)普通液压机的活动横梁处于最上部位置,开启压边缸油泵,压边缸换向阀通电,液压油通过压边缸换向阀进入压边缸的上腔,将压边缸活塞杆顶出,使压边圈的下端面与凸模的下端面处于同一水平面;2)普通液压机的主缸活塞杆带动活动横梁下行,从而进一步带动压边圈和凸模同时接触板材,至设定压力后主缸活塞杆停止下行;3)开启液室油泵,液室换向阀通电,液压油通过液室换向阀、液室单向阀进入液室型腔,液室压力继电器检测液室型腔的压力,当液室型腔的压力达到设定值时,液室换向阀断电,液室型腔与液室油泵断开;4)普通液压机的主缸活塞杆带动活动横梁并进一步带动凸模继续下行,溢流阀为比例溢流阀;5)主缸活塞杆停止下行,主缸卸压回程;6)主缸卸压回程过程中,压边缸的压边缸活塞杆下行顶出成形的零件,脱料。上述特征部分在对比文件2中公开,部分是本领域的常规技术手段,因此不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
申请人(下称复审请求人)对上述驳回决定不服,于2018年08月29日向国家知识产权局提出了复审请求,同时修改了权利要求书,将从属权利要求3、4的附加技术特征写入独立权利要求1中。复审请求人认为:(1)对比文件1中的“液室”包括凹模面板和凹模体,为分体式结构,薄板坯料是放于凹模面板上,而不是直接放于液室或者液室型腔上方的;装置工作时,凹模面板和凹模体的连接处极易产生错位或产生相对位移,降低了装置整体的机构稳定性,直接影响薄板坯料的压边质量,且凹模腔室内的液体难以平稳的向薄板坯料施加反作用力,无法保证薄板坯料始终与凹模相接触,影响薄板坯料成型质量;而本申请中液室18为整体式结构,板材直接置于液室型腔上,当成形工作开始时,板材便与液室型腔内的液体接触,使板材贴合在凸模表面,保证成形质量。(2)对比文件2并没有公开本申请中压边缸包括上腔和下腔,更没有公开上腔、下腔与换向阀的连接方式,也没有关于本申请中所述压边缸下腔油管(26)上设有压边缸吸油单向阀(12);所述压边缸油泵连接油管路(27)上设有压边缸压力表(8)和压边缸系统溢流阀(9),压边缸系统溢流阀(9)的卸油端通过压边缸系统溢流阀回油管(28)与油箱连接的任何记载;(3)本申请通过在普通液压机上增加液室及其控制部分、压边缸及其控制部分、凸模部分,对普通液压机进行改造,能够在普通液压机上实现板材液压成形工艺,节约成本,提高竞争性,有利于液压成形技术的推广应用。
经形式审查合格,国家知识产权局于2018年09月04日依法受理了该复审请求,并将其转送至原审查部门进行前置审查。
原审查部门在前置审查意见书中认为:(1)权利要求1记载了“液室(18)为一体式结构;板材(20)置于液室型腔(23)上”,从对比文件1的附图1可以看出板材至于凹模体型腔上方,因此,无法将权利要求1与对比文件1的该特征区分开,对本领域技术人员而言,凹模面板与凹模体两者连接时必然会采用固定装置将其固定,避免其出现相对位移;(2)从对比文件2的附图1的液压控制部分的图示可以确定压边缸12的上腔通过压边缸上腔油管与电磁换向阀24连接;压边缸12的下腔通过压边缸下腔油管与电磁换向阀24连接;电磁换向阀24通过压边缸油泵连接油管与压边缸油泵连接,压边缸油泵的进油口与油箱1连接;所述压边缸上腔油管上设有压边缸比例溢流阀23;所述压边缸油泵连接油管上设有压边缸系统溢流阀,压边缸系统溢流阀的卸油端通过压边缸系统溢流阀回油管与油箱连接,至于压力表及单向阀的设置是在液压系统中为控制压力采用的惯用技术手段;(3)对比文件1同样公开了对普通液压机进行改造,能够在普通液压机上实现板材液压成形工艺,即公开了本申请的发明构思,达到了本申请的技术效果。因而坚持原驳回决定。
随后,国家知识产权局成立合议组对本案进行审理。
合议组于2019年04月08日向复审请求人发出复审通知书,指出:修改后的权利要求1-7相对于对比文件1和对比文件2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的复审意见,合议组认为:(1)首先,对比文件1公开了油腔8设置在凹模体9中用于存放液体,凹模体相当于本申请的液室,从附图1可以看出凹模体9为一体结构,板材同样置于油腔8上,因此,权利要求1的特征已被对比文件1公开。对本领域技术人员而言,凹模面板与凹模体两者连接时必然会采用固定装置将其固定,避免其出现相对位移,因此二者固定后取得的技术效果与将二者设置为一体结构是基本相同的。(2)从对比文件2的附图1所示可以直接、毫无疑义的确定压边缸包括上腔和下腔,上腔通过压边缸上腔油管与电磁换向阀24连接,下腔通过压边缸下腔油管与电磁换向阀24连接;电磁换向阀24通过压边缸油泵连接油管与压边缸油泵连接,压边缸油泵的进油口与油箱1连接;所述压边缸上腔油管上设有压边缸比例溢流阀23;所述压边缸油泵连接油管上设有压边缸系统溢流阀,压边缸系统溢流阀的卸油端通过压边缸系统溢流阀回油管与油箱连接,至于压力表以及单向阀的设置是液压控制领域的公知常识,参见《锻压机械液压传动的设计基础》(唐英千编,机械工业出版社,1980年第一版)第216页与第221页。此外,本申请中对于压边缸控制部分以及液室控制部分的限定都属于液压控制领域的常规技术,无论线路设计还是具体元件的使用都是本领域的现有技术,例如《锻压机械液压传动的设计基础》第七章“液压系统的设计”的第二节“基本液压回路”中已经公开了多种液压控制的回路,第三节“锻压机械液压系统图例”中公开了多种锻压机械的液压系统,其中第296页公开了双动薄板冲压液压机的液压系统,本申请所限定的压边缸控制部分以及液室控制部分都是本领域技术人员在上述内容基础上的常规设计,其所取得的技术效果也是可以预期的常规的技术效果,因此其并不能带来突出的实质性特点和显著的进步。(3)对比文件1公开了在普通液压机上增加凹模体及其控制部分、压边缸及其控制部分、凸模部分,对普通液压机进行改造,能够在普通液压机上实现板材液压成形工艺,即公开了本申请的发明构思,达到了本申请的技术效果。
复审请求人于2019年05月21日提交了意见陈述书,同时修改了权利要求书,将附图中的特征“所述液室型腔(23)的上端开口直径小于下端腔体直径”加入权利要求1中,复审请求人在意见陈述中论述了本申请具备创造性的理由:(1)本申请的液室型腔的上端开口直径小于下端腔体直径,顶端直径较小的瓶口与凸模表面相贴合,配合瓶口处的液体,能够在成形初期对坯料进行限制,保证成形质量,取得了预料不到的技术效果。(2)本申请中液室为一体式结构,当成形工作开始时,板材便与液室型腔内液体接触,在液室型腔的压力作用下,使板材贴合在凸模表面,保证了成形质量,对比文件1中的凹模面板中部的通孔位置处并没有液体,当最初成形时,凸模带着薄板坯料穿过凹模面板内孔的过程中,薄板坯料未与液体接触,液体无法对薄板坯料产生反作用,无法使坯料紧贴凸模表面,严重影响成形质量。(3)公知常识中,通常是在活塞杆伸出时,单向阀从油箱中吸油,而本申请中单向阀是在压边缸压边时,活动横梁带动压边缸缸体向下运动,活塞杆固定不动,其相对于缸体向上伸缩,此时,缸体下腔内出现负压,液压油经吸油单向阀进入压边缸下腔,防止负压出现。(4)本申请的压边缸系统溢流阀的卸油端通过压边缸溢流回油管与油箱连接,以便油体回收,实现压边控制回路的压力调控,对比文件2中压边控制回路的压力调控是由比例溢流阀23实现的,对比文件2没有设置压边缸系统溢流阀。
修改后的权利要求书如下:
“1. 一种基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置,其特征在于:
该装置包括凸模部分、压边部分和液室部分,其中,
所述凸模部分包括凸模(21)和凸模座(22),凸模(21)安装在凸模座(22)上,凸模座(22)与普通液压机的活动横梁(14)的下端面固定连接;
所述压边部分包括压边缸(15)、压边缸活塞杆(16)、压边圈(17)和压边缸控制部分,压边缸(15)与压边缸控制部分连接,多个压边缸(15)对称布置于凸模座(22)的两侧,且与普通液压机的活动横梁(14)的下端面固定连接,压边圈(17)与多个压边缸活塞杆(16)的底端固定连接,且压边圈(17)与凸模(21)可活动地套接;
所述液室部分布置在普通液压机的机床工作台(24)上,其包括液室(18)、液室型腔(23)和液室控制部分,液室型腔(23)位于液室(18)中,上端开口,所述液室型腔(23)的上端开口直径小于下端腔体直径,液室型腔(23)与液室控制部分连接,液室(18)为一体式结构;
板材(20)置于液室型腔(23)上;
所述压边缸控制部分包括压边缸油泵(7)和压边缸换向阀(10),压边缸(15)的上腔通过压边缸上腔油管(25)与压边缸换向阀(10)连接;压边缸(15)的下腔通过压边缸下腔油管(26)与压边缸换向阀(10)连接;压边缸换向阀(10)通过压边缸油泵连接油管(27)与压边缸油泵(7)连接,压边缸油泵(7)的进油口与油箱连接;
所述压边缸上腔油管(25)上设有压边缸比例溢流阀(11);
所述压边缸下腔油管(26)上设有压边缸吸油单向阀(12);
所述压边缸油泵连接油管(27)上设有压边缸压力表(8)和压边缸系统溢流阀(9),压边缸系统溢流阀(9)的卸油端通过压边缸系统溢流阀回油管(28)与油箱连接;
所述吸油单向阀(12)中的液体流向为从油箱到压边缸(15)的下腔油管(26)。
2. 根据权利要求1所述的基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置,其特征在于:
所述压边缸(15)的数量为4个。
3. 根据权利要求1所述的基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置,其特征在于:
所述液室控制部分包括液室油泵(1)和液室换向阀(4),液室型腔(23)通过液室油管(29)与液室换向阀(4)连接,液室换向阀(4)通过液室油泵连接油管(30)与液室油泵(1)连接,液室油泵(1)的进油口与油箱连接。
4. 根据权利要求3所述的基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置,其特征在于:
所述液室油管(29)上设有液室比例溢流阀(19)、液室单向阀(6)和液室压力继电器(5);
所述液室油泵连接油管(30)上设有液室压力表(2)和液室系统溢流阀(3);
所述液室单向阀(6)中的液体流向为从液室换向阀(4)的出油口到液室型腔(23)。
5. 根据权利要求1所述的基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置,其特征在于:
所述板材(20)与液室型腔(23)之间设有刚性密封。
6. 一种包括根据权利要求1-5任一项所述基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置的液压机。
7. 一种采用根据权利要求1-5任一项所述装置的基于在普通液压机上实现板材液压成形的方法,其特征在于:
包括如下步骤:
1)普通液压机的活动横梁(14)、凸模(21)处于最上部位置,板材(20)置于液室型腔(23)上;开启压边缸油泵(7),压边缸换向阀(10)通电,液压油通过压边缸换向阀(10)进入压边缸(15)的上腔,将压边缸活塞杆(16)顶出,使压边圈(17)的下端面与凸模(21)的下端面处于同一水平面;
2)普通液压机的主缸活塞杆(13)带动活动横梁(14)下行,从而进一步带动压边圈(17)和凸模(21)同时接触板材(20),至设定压力后主缸活塞杆(13)停止下行;
3)开启液室油泵(1),液室换向阀(4)通电,液压油通过液室换向阀(4)、液室单向阀(6)进入液室型腔(23),液室压力继电器(5)检测液室型腔(23)的压力,当液室型腔(23)的压力达到设定值时,液室换向阀(4)断电,液室型腔(23)与液室油泵(1)断开,完成对液室型腔(23)的充液;
4)普通液压机的主缸活塞杆(13)带动活动横梁(14)并进一步带动凸模(21)继续下行冲压板材(20),液室型腔(23)的压力升高,在液室型腔(23)的压力作用下,使板材(20)贴合在凸模(21)表面,同时,通过压边缸(15)的上腔内部产生的压力使压边圈(17)始终与板材(20)受力接触而实现压边;液室型腔(23)的成形压力通过液室比例溢流阀(19)调节,压边力在成形时的大小通过从压边缸比例溢流阀(11)调节;
5)当凸模(21)运行到设定高度时,主缸活塞杆(13)停止下行,主缸卸压回程,达到设定位置时,回程停止;
6)主缸卸压回程过程中,压边缸(15)的压边缸活塞杆(16)下行顶出成形的零件,脱料。”
合议组于2019年07月01日向复审请求人发出第二次复审通知书,指出:修改后的权利要求1-7相对于对比文件1和对比文件2不具备专利法第22条第3款规定的创造性。针对复审请求人的复审意见,合议组认为:(1)对比文件1中的凹模面板与凹模体固定连接,共同构成了液室,从附图1可以看出,凹模面板开口直径小于凹模体直径,凹模面板与凸模表面相贴合,同样能够在成形初期对坯料进行限制,保证成形质量。(2)将液室设置为一体式结构是本领域的常规技术手段,对比文件1中凹模面板与凹模体固定连接,并没有记载凹模面板中部的通孔位置处并没有液体,而液体的高度是本领域技术人员可以根据需要而设置的。(3)根据《锻压机械液压传动的设计基础》(唐英千编,机械工业出版社,1980年第一版)第216页的记载可知,活塞杆伸出时,油泵可以通过单向阀从油箱吸油是本领域的公知常识。(4)对比文件2中的压边控制回路(相当于压边缸控制部分)包括压边缸油泵、比例溢流阀23和电磁换向阀24(相当于压边缸换向阀),所述压边缸上腔油管上设有压边缸比例溢流阀23(其相当于本申请的压边缸比例溢流阀11);从附图1还可以看出所述压边缸油泵连接油管上设有压边缸系统溢流阀A,其相当于本申请的压边缸系统溢流阀9,其一端与换向阀24连接,另一端通过油管与油箱B连接;且其在对比文件2中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同,都可用于调控压边控制回路的压力,即对比文件2给出了将上述技术特征运用到对比文件1的启示。
复审请求人于2019年08月15日提交了意见陈述书,没有修改申请文件,复审请求人在意见陈述中论述了本申请具备创造性的理由:(1)本申请的液室型腔为一体式结构,液室型腔相当于一个瓶体结构,瓶口处的液体能够在成形初期对坯料进行限制,保证成形质量。对比文件1中的坯料不是直接放于液室或者液室型腔上方的,没有在凹模面板中部的通孔位置处设置液体,当最初成形时,凸模带着薄板坯料穿过凹模面板内孔的过程中,薄板坯料未与液体接触,液体无法对薄板坯料产生反作用,无法使坯料紧贴凸模表面,严重影响成形质量。(2)公知常识中,通常是在活塞杆伸出时,单向阀从油箱中吸油,而本申请中单向阀是在压边缸压边时,活动横梁带动压边缸缸体向下运动,活塞杆固定不动,其相对于缸体向上伸缩,此时,缸体下腔内出现负压,液压油经吸油单向阀进入压边缸下腔,防止负压出现。
在上述程序的基础上,合议组认为本案事实已经清楚,可以作出审查决定。
二、决定的理由
审查文本的认定
复审请求人在提复审请求时以及答复复审通知书中均对权利要求书进行了修改。经查,上述修改符合专利法实施细则第61条第1款和专利法第33条的规定,因此本复审请求审查决定针对的文本是:2019年05月21日提交的权利要求第1-7项,申请日2016年07月28日提交说明书第1-9页、说明书附图第1-4页、说明书摘要及摘要附图,。
具体理由的阐述
专利法第22条第3款规定:创造性,是指与现有技术相比,该发明具有突出的实质性特点和显著的进步,该实用新型具有实质性特点和进步。
2.1 权利要求1不具备专利法第22条第3款的创造性。
独立权利要求1请求保护一种基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置。对比文件1(CN2510196Y,公告日为2002年09月11日)公开了一种金属薄板液压成型模具装置,该装置可安装在普通单动液压机上,因此,对比文件1公开了一种基于普通液压机上实现板材液压成形的装置,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第1页最后1段至第3页最后1段,图1):该装置包括凸模部分、压边部分和液室部分,其中,所述凸模部分包括凸模1和上底板14(相当于活动横梁),凸模1固定于和液压机滑块固联的上底板14上,所述压边部分包括油缸(相当于压边缸)、油缸活塞杆、压边圈12和压边液压系统2(相当于压边缸控制部分),油缸通过软管与压边液压系统2连接,多个油缸对称布置于上底板14的两侧,缸底与上底板连接,活塞杆头与压边圈连接,且压边圈12与凸模1可活动地套接;凹模面板11和凹模体9(二者的组合相当于液室)为厚壁腔体,对应于凸模固定于液压机工作台上,内部为油腔8(相当于液室型腔),上端开口,液室型腔的上端开口直径小于下端腔体直径,底部开有小孔经管道与成形液压系统5(相当于液室控制部分)相连,坯料11(相当于板材)置于油腔8上。压边液压系统2通过电磁比例溢流阀3由计算机4控制,成形液压系统通过电磁比例溢流阀6由计算机7控制。
权利要求1与对比文件1的区别技术特征为:(1)凸模部分包括凸模和凸模座,凸模安装在凸模座上,凸模座与普通液压机的活动横梁的下端面固定连接,(2)所述压边缸控制部分包括压边缸油泵7和压边缸换向阀10,压边缸15的上腔通过压边缸上腔油管25与压边缸换向阀10连接;压边缸(15)的下腔通过压边缸下腔油管26与压边缸换向阀10连接;压边缸换向阀10通过压边缸油泵连接油管27与压边缸油泵7连接,压边缸油泵7的进油口与油箱连接;所述压边缸上腔油管25上设有压边缸比例溢流阀11;所述压边缸下腔油管26上设有压边缸吸油单向阀12;所述压边缸油泵连接油管27上设有压边缸压力表8和压边缸系统溢流阀9,压边缸系统溢流阀9的卸油端通过压边缸系统溢流阀回油管28与油箱连接;所述吸油单向阀12中的液体流向为从油箱到压边缸15的下腔油管26,(3)液室为一体式结构。
基于上述区别技术特征确定本申请实际解决的技术问题为如何控制压边圈的液压力。
对于区别特征(1),为了固定凸模,将凸模安装在凸模座上是本领域常规技术手段。
对于区别特征(2),对比文件2(CN102327945A,公开日为2012年01月25日)公开了一种充液拉深成型设备,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第[0027]-[0032]段,图1-6):所述压边控制回路(相当于压边缸控制部分)包括压边缸油泵、比例溢流阀23和电磁换向阀24(相当于压边缸换向阀),压边缸12的上腔(从附图1可知,压边缸包括上腔和下腔)通过压边缸上腔油管与电磁换向阀24连接;压边缸12的下腔通过压边缸下腔油管与电磁换向阀24连接;电磁换向阀24通过压边缸油泵连接油管与压边缸油泵连接,压边缸油泵的进油口与油箱连接;所述压边缸上腔油管上设有压边缸比例溢流阀23;从附图1可以看出所述压边缸油泵连接油管上设有压边缸系统溢流阀;且其在对比文件2中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同,都是为了控制压边圈的液压力,即对比文件2给出了将上述技术特征运用到对比文件1的启示,而进一步地为了防止压边缸的下腔形成负压,在压边缸下腔油管上设有压边缸吸油单向阀,所述吸油单向阀中的液体流向为从油箱到压边缸的下腔油管是本领域的公知常识,参见《锻压机械液压传动的设计基础》(唐英千编,机械工业出版社,1980年第一版)第216页记载“由于活塞两端作用面积不同,活塞运动时油缸两腔的进出流量不相同,造成油泵不能正常工作,为此,回路中在活塞杆腔一侧设有一个单向阀,当活塞杆伸出时,油泵可以通过它从油箱吸油”;同时,为了及时、准确对压边缸压力进行控制,在压边缸油泵连接油管上设置压边缸压力表也属于本领域的常规技术手段。
对于区别特征(3),本领域技术人员知晓,在冲模设计领域,由于凹模是板料冲压的工作部件,需要达到一定的硬度和刚度,因此,对凹模的材料具有较高的要求,而为了节约材料,通常将凹模设置为分体式,即将凹模面板固定连接在凹模体上,凹模体可以使用成本较低的材料。但是将凹模(凹模内腔形成液室)设置为一体结构也是本领域的常规设计,《中等专业学校试用教材 板料冲压与冲模设计》(佳木斯农机学院主编,机械工业出版社,1979年第1版)第114页(参见下图)公开了一种软凹模拉延,充水拉延是软凹模压延的一种特殊形式,从附图7-11可以看出,其凹模为一体式结构,凹模内腔构成的液室同样为一体式结构。
由此可知,在对比文件1的基础上结合对比文件2以及本领域的常规技术手段得到该权利要求所要求保护的技术方案对于本领域技术人员而言是显而易见的,因此,权利要求1不具备突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.2权利要求2是对权利要求1的进一步限定,对比文件1还公开了(参见说明书第1页最后1段-第3页最后1段,图1):环绕凸模均布的油缸活塞数量为4-8个(即公开了本权利要求的压边缸数量为4个);因此,在其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求2也不具备专利法第22条第3款的创造性。
2.3权利要求3-4是对在先权利要求的进一步限定,对比文件1还公开了(参见说明书第1页最后1段-第3页最后1段,图1):液室控制部分包括液压系统5,电磁溢流阀6和计算机7,对比文件2(CN102327945A)还公开了(参见说明书第[0027]-[0032]段,图1-6):所述充液室控制回路(相当于本权利要求的液室控制部分)包括液室油泵和电磁换向阀21(相当于本权利要求的液室换向阀),液室型腔通过液室油管与电磁换向阀21连接,电磁换向阀21通过液室油泵连接油管与液室油泵连接,液室油泵的进油口与油箱连接;所述液室油管上设有液室比例溢流阀20,所述液室油泵连接油管上设有液室系统溢流阀;且其在对比文件2中所起的作用与其在本申请中所起的作用相同,都是为了控制充液室的液压力,即对比文件2给出了将上述技术特征运用到对比文件1的启示,即对比文件2给出了将上述技术特征运用到对比文件1的启示,进一步地为了防止液室型腔的液压油倒流,在液室油管上设有液室单向阀;所述液室单向阀中的液体流向为从液室换向阀的出油口到液室型腔是本领域的常规技术手段,同时,为了控制补液发讯,在液室油管上设有液室压力继电器是本领域的常规设置;且液室油泵连接油管上设有液室压力表是本领域技术人员为及时,准确对液压型腔压力进行控制的常规设置。综上所述,在其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求3-4也不具备创造性。
2.4权利要求5是对权利要求1的进一步限定,为了防止漏液,提高密封性,设置板材与液室型腔之间设有刚性密封是本领域的常规技术手段。因此,在其引用的权利要求不具备创造性时,权利要求5也不具备专利法第22条第3款的创造性。
2.5权利要求6不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
独立权利要求6请求保护一种根据权利要求1-5任一项所述基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置的液压机,对比文件1(CN2510196Y)公开了一种金属薄板液压成型模具装置,该装置可安装在普通单动液压机上,因此对比文件1公开了一种基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置的液压机。权利要求1-5的技术方案已经在前述评述过,具体参见对权利要求1-5的评述,因此,当“权利要求1-5任一项所述基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置”不具备创造性的条件下,权利要求6不具备突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
2.6权利要求7不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
独立权利要求7请求保护一种采用根据权利要求1-5任一项所述装置的基于在普通液压机上实现板材液压成形的方法。对比文件1(CN2510196Y)公开了一种金属薄板液压成型模具装置及方法,该装置可安装在普通单动液压机上,因此,对比文件1公开了一种基于普通液压机上实现板材液压成形的方法,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第1页最后1段-第3页最后1段,图1):上底板14(相当于活动横梁)和凸模1处于最上部位置,坯料11(相当于板材)置于凹模面板10上(由于凹模面板位于液室型腔上,因此相当于公开了置于液室型腔上);开动液压机,液压机带动滑块15下行(由于上底板固定在滑块上,因此自然带动上底板同时下行),从而进一步带动压边圈12和凸模1接触坯料。压边力依靠油缸13(可直接、毫无疑义的确定油缸13中具有活塞杆)随上底板14和滑块15一起向下行程与活塞产生相对运动压缩油缸中液体而产生,压边圈12将薄板坯料11压紧,压力通过压边液压系统2、压边电磁溢流阀3由计算机4控制(相当于压边力在成形时的大小通过从压边缸比例溢流阀调节);随着滑块继续下行(可直接、毫无疑义的确定液压机的活塞杆带动上底板和凸模继续下行),固定在上底板14上的凸模1对薄板坯料11进行拉深变形,与此同时,被封闭在凹模体9油腔8中的液体(可直接、毫无疑义的确定需要对油腔8进行充液,使液压油进入油腔8)被压缩而在坯料11下面产生反向作用力(可直接、毫无疑义的确定油腔中的压力升高),该反向作用力除将坯料压紧在凸模1表面,还使相应于凸模上的凹陷部分的坯料产生局部成形而紧贴凹陷底部和侧壁,在凸模下行压制过程中,油腔8中的液体通过成形液压系统5上的成形电磁溢流阀6不断排出,其压力大小由计算机7控制(相当于液室型腔的成形压力通过液室比例溢流阀调节),当凸模下行至终点位置(相当于设定高度)时,整个成形过程结束(可直接、毫无疑义的确定油缸13停止下行),凸模1首先随滑块15回程(相当于主缸卸压回程),然后压边圈12随油缸活塞13回程,整个工作循环结束。
对比文件1未公开的技术特征包括:(1)开启压边缸油泵,压边缸换向阀通电,液压油通过压边缸换向阀进入压边缸的上腔,将压边缸活塞杆顶出,使压边圈的下端面与凸模的下端面处于同一水平面;(2)压边圈和凸模同时接触板材,至设定压力后主缸活塞杆停止下行;(3)开启液室油泵,液室换向阀通电,液压油通过液室换向阀、液室单向阀进入液室型腔,液室压力继电器检测液室型腔的压力,当液室型腔的压力达到设定值时,液室换向阀断电,液室型腔与液室油泵断开;(4)溢流阀为比例溢流阀;(5)主缸卸压回程过程中,压边缸的压边缸活塞杆下行顶出成形的零件,脱料。基于上述技术特征确定本申请实际解决的技术问题为如何精确控制压边圈和充液型腔的运动及压力。
对于区别特征(1),对比文件2(CN102327945A)公开了一种充液拉深成型设备及方法,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第[0027]-[0032]段,图1-6):首先安装好所需的凸模、凹模和压边圈,并放置好板料,系统运行后,由液压控制系统向压边缸供油(相当于开启压边缸油泵),实现压边圈下行,液压控制系统包括压边控制回路,压力调控由比例溢流阀23实现,压边滑块的上下运动通过换向阀24的换位来实现,而压边缸换向阀通电,液压油通过压边缸换向阀进入压边缸的上腔,将压边缸活塞杆顶出,使压边圈的下端面与凸模的下端面处于同一水平面属于液压控制领域常规的技术手段;对于区别特征(2),则属于液压机冲压过程的常规设计;对于区别特征(3),对比文件2公开了一种充液拉深成型设备及方法,并具体公开了如下技术特征(参见说明书第[0027]-[0032]段,图1-6):充液室控制回路的压力调控通过比例溢流阀20来实现,在比例溢流阀20和超高压充液室14之间采用了增压缸16,增压缸16的低压控制腔与比例溢流阀20压力输出口相连,高压腔则和充液室14用高压管路相连,当所需压力小于20MPa时,通过调节电磁换向阀19由系统直接向充液室14供油,通过电磁换向阀21的换向,可以实现增压缸的往复运动,通过实时调节比例溢流阀20的出口压力,使增压缸16达到所需压力。而其余的特征“开启液室油泵,液室换向阀通电,液压油通过液室单向阀进入液室型腔,液室压力继电器检测液室型腔的压力,当液室型腔的压力达到设定值时,液室换向阀断电,液室型腔与液室油泵断开”是液压控制领域常规的技术手段;对于区别特征(4),已在对比文件2中公开(参见说明书第[0027]-[0032]段,图1-6);对于区别特征(5),为了便于脱模,设置主缸卸压回程过程中,压边缸的压边缸活塞杆下行顶出成形的零件,脱料是本领域技术人员容易想到的。
因此,当“权利要求1-5任一项所述基于在普通液压机上实现板材液压成形的装置”不具备创造性的条件下,权利要求7不具备突出的实质性特点和显著的进步,不具备专利法第22条第3款规定的创造性。
对复审请求人相关意见的评述
复审请求人在答复第二次复审通知书时的意见陈述如下:
(1)本申请的液室型腔的上端开口直径小于下端腔体直径,液室为一体式结构,板材置于液室型腔上,整个液室型腔相当于一个瓶体结构,顶端直径较小的瓶口与凸模表面相贴合,配合瓶口处的液体,能够在成形初期对坯料进行限制,保证成形质量。对比文件1中的坯料是放置在凹模体上部的凹模面板上,并不是直接放于液室或者液室型腔上方的,液体设置在油腔内,没有在凹模面板中部的通孔位置处设置液体,当最初成形时,凸模带着薄板坯料穿过凹模面板内孔的过程中,薄板坯料未与液体接触,液体无法对薄板坯料产生反作用,无法使坯料紧贴凸模表面,严重影响成形质量。
(2)本申请压边缸下腔油管上设有压边缸吸油单向阀,吸油单向阀的液体流向为从油箱到压边缸的下腔油管,防止负压出现。公知常识中,通常是在活塞杆伸出时,单向阀从油箱中吸油,而本申请中单向阀是在压边缸压边时,活动横梁带动压边缸缸体向下运动,活塞杆固定不动,其相对于缸体向上伸缩,此时,缸体下腔内出现负压,液压油经吸油单向阀进入压边缸下腔,防止负压出现。
对此,合议组认为:
(1)首先,对比文件1中的凹模面板与凹模体固定连接,共同构成了液室,从附图1可以看出,凹模面板开口直径小于凹模体直径,凹模面板与凸模表面相贴合。本申请没有设置凹模面板,而是将液室设置为一体式结构,坯料直接放置在液室型腔上,然而,将液室设置为一体式结构是本领域的常规设计,其与分体式结构各自具有的效果也是本领域技术人员公知的。在板料冲压时,上模和下模的形状决定了板料的形状,在对比文件1的分体式结构中,凹模面板的内孔轮廓与所成形的薄板部件的外边缘轮廓一致,当需要成形不同形状尺寸的板料时,只需要选用不同的凹模面板即可,而本申请没有设置凹模面板,因此需要将液室型腔的上部开口尺寸设置为与所成形板材的外边缘轮廓一致,当需要成形不同形状尺寸的板料时,必须整体更换液室型腔,成本相对较高,因此本领域技术人员可以根据需要进行选择和设计。
其次,复审请求人认为,本申请的一体式液室型腔可以在瓶口处充满液体,从而可以在成形初期对坯料进行限制,而对比文件1中不能在凹模面板处充满液体,因此在成形初期,没有液体对薄板产生反作用力,无法使薄板贴近凸模。从上述意见可知,成形初期使薄板贴近凸模的技术效果并不是由于一体式液室型腔的结构本身所带来,而是在其使用过程中的液体充满位置而带来的,但是,上述技术特征以及其所带来的技术效果并未在说明书中记载,而且,对比文件1虽然在液室上方设置了凹模面板,并不意味着在凹模面板处不能充满液体,本申请虽然是一体式液室型腔, 但是在说明书中并没有记载在瓶口处充满液体,因此其并不能与对比文件1的结构构成实质性的区别。
(2)《锻压机械液压传动的设计基础》(唐英千编,机械工业出版社,1980年第一版)第216页记载“由于活塞两端作用面积不同,活塞运动时油缸两腔的进出流量不相同,造成油泵不能正常工作,当活塞伸出时,活塞杆腔的排油不足,油泵将吸不足油,需要补油,为此,回路中在活塞杆腔一侧设有一个单向阀,当活塞杆伸出时,油泵可以通过它从油箱吸油”。从上述内容可知,当活塞杆运动时,油缸两腔内由于进出流油量不相同而导致压力不同,而设置单向阀对其进行吸油补油、防止负压出现属于本领域的常规技术手段。
因此,复审请求人所陈述的意见不具有说服力,合议组不予接受。
基于上述事实和理由,合议组做出如下复审请求审查决定。
三、决定
维持国家知识产权局于2018年05月14日对本申请作出的驳回决定。
如对本复审请求审查决定不服,根据专利法第41条第2款的规定,复审请求人可以自收到本决定之日起三个月内向北京知识产权法院起诉。
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