DE102017130900A1

DE102017130900A1 - Walzbiegeverfahren und Walzbiegevorrichtung

Info

Publication number: DE102017130900A1
Application number: DE102017130900.4A
Authority: DE
Inventors: Chiaki Sasaki; Kenta Tateyama; Hidemasa Otsubo; Kengo Takeshita
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2017-04-03
Filing date: 2017-12-21
Publication date: 2018-10-04
Also published as: CN108687191A; JP6838466B2; US10894277B2; JP2018176163A; US20180281035A1

Abstract

Ein Stahlband (20, 60) wird zugeführt und zwischen einer Antriebsrolle (11) und einer Kompressionsrolle (12, 80, 90, 100) komprimiert, um eine Spannung in dem Stahlband (20, 60) zu erzeugen, die größer als eine Fließspannung ist, und um einen Umfangsabschnitt (28) des Stahlbands (20, 60), welcher auf einer Seite liegt, in einer Förderrichtung stärker zu verlängern als den anderen Umfangsabschnitt (29) des Stahlbands (20, 60), welcher auf der anderen Seite liegt. Die Kompressionsrolle (12, 80, 90, 100) umfasst einen ersten Kontaktabschnitt (121) und einen zweiten Kontaktabschnitt (13). Der zweite Kontaktabschnitt (13) erstreckt sich von einem Ende (124) des ersten Kontaktabschnitts (121) in der axialen Richtung der Kompressionsrolle (12, 80, 90, 100). Das Ende (124) des ersten Kontaktabschnitts (121) besitzt einen Außendurchmesser (D1), der kleiner ist als ein Außendurchmesser (D2) des zweiten Kontaktabschnitts (13).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Walzbiegeverfahren. Die vorliegende Offenbarung betrifft ferner eine Walzbiegevorrichtung.
Hintergrund
Ein Walzbiegeprozess ist als ein Herstellungsverfahren für eine gepresste Komponente in einer ringförmigen Gestalt bekannt. In dem Walzbiegeprozess wird ein Stahlband mit einer geneigten Rolle gewalzt und das Stahlband wird in der Plattenbreitenrichtung gebogen. Patentliteratur 1 lehrt ein Verfahren zum Herstellen eines Stators einer Rotationsvorrichtung durch das Durchführen einer Walzbiegebearbeitung.
(Patentliteratur 1)
Ungeprüfte japanische Patentveröffentlichung mit der Nummer JP 2006-217692 A
Es ist anzumerken, dass die Materialeigenschaften des Stahlbands, wie die Fließspannung, variieren können. Beispielsweise aufgrund der Variation der Fließspannung kann das bei der Walzbiegebearbeitung verarbeitete Stahlband hinsichtlich dessen Krümmung variieren.
Kurzfassung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein Walzbiegeverfahren zu schaffen. Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine Walzbiegevorrichtung zu schaffen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung dient ein Walzbiegeverfahren zum Walzen eines Stahlbands zwischen einer Antriebsrolle und einer Kompressionsrolle, während das Stahlband in einer Breitenrichtung des Stahlbands gebogen wird. Das Verfahren weist ein Zuführen des Stahlbands in einem Förderprozess zwischen die Antriebsrolle und die Kompressionsrolle auf. Das Verfahren weist ferner ein Komprimieren des Stahlbands in einem Walzprozess unter Verwendung der Antriebsrolle und der Kompressionsrolle auf, um eine Spannung in dem Stahlband zu erzeugen, die größer als eine Fließspannung ist, um einen Umfangsabschnitt des Stahlbands in einer Förderrichtung stärker zu verlängern als einen anderen Umfangsabschnitt des Stahlbands. Der eine Umfangsabschnitt liegt auf einer Seite in der Breitenrichtung des Stahlbands. Der andere Umfangsabschnitt liegt auf einer anderen Seite in der Breitenrichtung. Das Verfahren weist ferner ein Ausgeben des Stahlbands in einem Ausgabeprozess von einem Arbeitsraum zwischen der Antriebsrolle und der Kompressionsrolle auf. Die Kompressionsrolle umfasst einen ersten Kontaktabschnitt und einen zweiten Kontaktabschnitt. Der erste Kontaktabschnitt dient zum Komprimieren des Stahlbands. Der zweite Kontaktabschnitt erstreckt sich in einer axialen Richtung der Kompressionsrolle ausgehend von einem Ende des ersten Kontaktabschnitts. Das Ende des ersten Kontaktabschnitts besitzt einen Außendurchmesser, der kleiner ist als ein Außendurchmesser des zweiten Kontaktabschnitts.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist eine Walzbiegevorrichtung derart konfiguriert, dass diese ein Stahlband walzt, während das Stahlband in einer Breitenrichtung des Stahlbands gebogen wird. Die Walzbiegevorrichtung weist eine Antriebsrolle auf, welche derart konfiguriert ist, dass diese ein Drehmoment von einem Stellglied aufnimmt, um das Stahlband zu fördern bzw. zuzuführen. Die Walzbiegevorrichtung weist ferner eine Kompressionsrolle mit einem ersten Kontaktabschnitt und einem zweiten Kontaktabschnitt auf. Der erste Kontaktabschnitt ist derart konfiguriert, dass dieser das Stahlband komprimiert. Der zweite Kontaktabschnitt erstreckt sich von einem Ende des ersten Kontaktabschnitts in einer axialen Richtung der Kompressionsrolle. Das Ende des ersten Kontaktabschnitts besitzt einen Außendurchmesser, der kleiner ist als ein Außendurchmesser des zweiten Kontaktabschnitts. Die Walzbiegevorrichtung weist ferner einen Kompressionsteil auf, welcher derart konfiguriert ist, dass dieser die Kompressionsrolle in Richtung hin zu der Antriebsrolle bewegt, um zu veranlassen, dass der erste Kontaktabschnitt und der zweite Kontaktabschnitt eine Spannung in dem Stahlband erzeugen, die größer als eine Fließspannung ist.
Figurenliste
Die Vorstehende und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung, die unter Bezugnahme auf die beigefügten Abbildungen ausgeführt ist, ersichtlicher. In den Abbildungen sind:

1A eine Draufsicht, welche eine Walzbiegevorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt, und 1B eine Vorderansicht, welche die Walzbiegevorrichtung zeigt;
2 eine Schnittansicht entlang einer Linie II-II in 1A;
3A, 3B und 3C Ansichten, welche eine Walzbiegebearbeitung zeigen;
4A und 4B Ansichten, welche die Walzbiegebearbeitung zeigen;
5A, 5B und 5C Ansichten, welche die Walzbiegebearbeitung zeigen;
6A, 6B, 6C und 6D Ansichten, welche eine Walzbiegebearbeitung gemäß der ersten Ausführungsform zeigen;
7 eine Schnittansicht, welche ein Stahlband zeigt, das bei der Walzbiegebearbeitung gemäß der ersten Ausführungsform verarbeitet wurde;
8 eine perspektivische Ansicht, welche einen Stator einer Rotationsvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt;
9 eine Draufsicht, welche eine Walzbiegevorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform zeigt;
10 eine Schnittansicht entlang einer Linie X-X in 9; und
11A, 11B und 11C Ansichten, welche eine Kompressionsrolle gemäß weiteren Ausführungsformen zeigen.

Detaillierte Beschreibung
Im Folgenden werden Ausführungsformen eines Walzbiegeprozesses und einer Walzbiegevorrichtung gemäß der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Abbildungen beschrieben. In den mehreren nachfolgenden Ausführungsformen wird das gleiche Element mit dem gleichen Bezugszeichen bezeichnet und eine Beschreibung des gleichen Elements wird weggelassen.
(Erste Ausführungsform)
Die Walzbiegevorrichtung wird unter Bezugnahme auf die 1 und 2 beschrieben. In der nachfolgenden Beschreibung ist die Gravitationsrichtung als eine untere Richtung angenommen und die entgegengesetzte Richtung zu der Gravitationsrichtung ist als eine obere Richtung bzw. Aufwärtsrichtung angenommen. 1A ist eine Draufsicht, welche die Walzbiegevorrichtung 10 zeigt. 1B ist eine Vorderansicht, welche die Walzbiegevorrichtung 10 zeigt. Die Walzbiegevorrichtung 10 umfasst eine Antriebsrolle 11, ein Antriebsteil 15, einen Nocken 17, eine Kompressionsrolle 12, einen Kompressionsteil 16, eine Zubringerführung 19, eine Haspel 50 und ein Aufwickelteil 51. Die Antriebsrolle 11 entspricht einer flachen Rolle mit einer zylindrischen Oberfläche 111, die mit einem Stahlband 20 in Kontakt kommt. Die Antriebsrolle 11 ist bei einem Halter 14 eingerichtet, an welchem die Walzbiegevorrichtung 10 montiert ist. Die Antriebsrolle 11 ist um eine Rotationsachsenmitte X1 rotierbar. Das Antriebsteil 15 entspricht einem Motor, um ein Drehmoment zu erzeugen. Das Antriebsteil 15 wird Feedback-gesteuert, um dessen Drehzahl zu erhöhen und zu verringern. Der Nocken 17 wandelt das Drehmoment des Antriebsteils 15 um und überträgt das gewandelte Drehmoment auf die Antriebsrolle 11.
Wie in 2 gezeigt ist, umfasst die Kompressionsrolle 12 einen Säulenabschnitt 121 und einen Vorsprungsabschnitt 13. Der Säulenabschnitt 121 kann äquivalent zu einem ersten Kontaktabschnitt sein. Der Vorsprungsabschnitt 13 kann äquivalent zu einem zweiten Kontaktabschnitt sein. Der Säulenabschnitt 121 weist eine abgeschrägte, konische Gestalt mit einem Querschnitt in einer trapezförmigen Gestalt auf. Der Säulenabschnitt 121 in der abgeschrägten, konischen Gestalt besitzt bei einer Bodenfläche 126 einen größeren Außendurchmesser. Der Säulenabschnitt 121 ist eingerichtet, so dass die Bodenfläche 126 dem Halter 14 gegenüberliegt. Der Halter 14 dient zum Anbringen der Kompressionsrolle 12 an der Walzbiegevorrichtung 10. Der Säulenabschnitt 121 besitzt eine Oberfläche mit einem Neigungswinkel θ relativ zu einer Rotationsachsenmitte X des Säulenabschnitts 121 als ein abgeschrägtes, konisches Objekt. Der Vorsprungsabschnitt 13 weist eine Säulengestalt mit einer zylindrischen Oberfläche auf. Der Vorsprungsabschnitt 13 erstreckt sich ausgehend von einer Bodenfläche 125 des Säulenabschnitts 121 entlang einer Rollenachse des Säulenabschnitts 121. Die Bodenfläche 125 des Säulenabschnitts 121 entspricht einer kleineren Fläche aus den beiden Bodenflächen des abgeschrägten, konisch gestalteten Säulenabschnitts 121. Die Rotationsachsenmitte X des Vorsprungabschnitts 13 fällt mit der Rotationsachsenmitte X des Säulenabschnitts 121 zusammen. Der Vorsprungsabschnitt 13 besitzt eine Nicht-Verbindungsfläche 132, bei welcher der Vorsprungsabschnitt 13 nicht mit dem Säulenabschnitt 121 verbunden ist. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Rotationsachsenmitte X1 der Antriebsrolle 11 und die Rotationsachsenmitte X der Kompressionsrolle 12 parallel zueinander. Der Säulenabschnitt 121 umfasst einen Nachbarabschnitt 124, welcher benachbart zu dem Vorsprungsabschnitt 13 liegt. Der Nachbarabschnitt 124 kann äquivalent zu einem Endabschnitt sein. Die strichpunktierte Linie mit zwei Punkten zeigt einen Bereich des Nachbarabschnitts 124. Ein Außendurchmesser D2 des Vorsprungabschnitts 13 ist größer als ein Außendurchmesser D1 des Nachbarabschnitts 124. Der Außendurchmesser D1 des Nachbarabschnitts 124 ist im Wesentlichen gleich dem Durchmesser der Bodenfläche 125. Der Vorsprungsabschnitt 13 steht um eine Vorsprungsabschnittshöhe h in einer Richtung senkrecht zu der Rotationsachsenmitte X vor. Der Vorsprungsabschnitt 13 besitzt eine Vorsprungsabschnittslänge 1 entlang der Rotationsachsenmitte X. Die Oberfläche des Säulenabschnitts 121 ist mit dem Neigungswinkel θ geneigt. Die Vorsprungsabschnittshöhe h, die Vorsprungsabschnittslänge 1, der Neigungswinkel θ und dergleichen werden gemäß einem tatsächlichen Produkt bestimmt.
Das Kompressionsteil 16 ist beispielsweise mit einem Luftzylinder und/oder einem Hydrauliksystem konfiguriert. Das Kompressionsteil 16 ist konfiguriert, um die Kompressionsrolle 12 in der vertikalen Richtung zu bewegen, wodurch die Länge zwischen der Antriebsrolle 11 und der Kompressionsrolle 12 in der vertikalen Richtung verändert wird. Auf diese Art und Weise ist das Kompressionsteil 16 konfiguriert, um eine auf das Stahlband 20 aufgebrachte Kompressionskraft zu verändern. Die Zubringerführung 19 ist konfiguriert, um das Stahlband 20 mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung (Breiten- bzw. Querrichtung) zu positionieren und das Stahlband 20 mit reduziertem Klappern gleichmäßig auszugeben. In der nachfolgenden Beschreibung entspricht die Plattenbreitenrichtung einer Richtung senkrecht zu der Förderrichtung. Die Plattenbreitenrichtung liegt in einer Plattenfläche. Die Haspel 50 ist mit dem Stahlband 20 umwickelt. Die Haspel 50 ist derart konfiguriert, dass diese das Stahlband 20 kontinuierlich mit einer konstanten Geschwindigkeit abgibt. Das Aufwickelteil 51 ist derart konfiguriert, dass dieses synchron mit einer Geschwindigkeit des abgegebenen Stahlbands 20 rotiert, während sich dieses nach unten bewegt. Auf diese Art und Weise ist das Aufwickelteil 51 derart konfiguriert, dass dieses das hergestellte Stahlband 20 in einer Spiralform aufwickelt.
Eine Walzbearbeitung wird bei dem Stahlband 20 unter Verwendung der Antriebsrolle 11 und der Kompressionsrolle 12 durchgeführt. Der Säulenabschnitt 121 ist in einer ersten Richtung hin zu dem Vorsprungsabschnitt 13 ausgerichtet. Die Kompressionskraft von der Kompressionsrolle 12 wird auf der Seite außerhalb bzw. hinter der Nicht-Verbindungsfläche 132 des Vorsprungsabschnitts 13 in der ersten Richtung nicht auf das Stahlband 20 aufgebracht. Daher wird die Walzbearbeitung bei dem Abschnitt des Stahlbands 20 auf der Seite hinter der Nicht-Verbindungsfläche 132 beendet und nicht durchgeführt. Ein Umfangsabschnitt 28 des Stahlbands 20 mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung wird entlang der Förderrichtung stärker verlängert als der andere Umfangsabschnitt 29 des Stahlbands 20. Der verlängerte Umfangsabschnitt 28 liegt bei einer Biegebearbeitung auf der radial äußeren Seite. Die Position, bei welcher der Vorsprungsabschnitt 13 mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung mit dem Stahlband 20 in Kontakt steht, ist für jedes tatsächliche Produkt bestimmt. Das Stahlband 20, welches bei der Biegebearbeitung verarbeitet wird, kann in einer Spiralform laminiert bzw. geschichtet werden.
Nachfolgend wird ein Walzbiegeprozess beschrieben. Der Walzbiegeprozess dient dazu, um ein Produkt unter Verwendung der Walzbiegevorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform herzustellen, bei welchem das Stahlband 20 in einer ringförmigen Form laminiert bzw. geschichtet ist.
Es wird ein Vorbereitungsprozess bei Schritt S1 beschrieben. Das Stahlband 20 wird zunächst vorbereitet. Das Stahlband 20 soll bei einer kontinuierlichen Bearbeitung verarbeitet werden. Um eine Schwankung der Krümmung des bei der kontinuierlichen Bearbeitung hergestellten Produkts zu reduzieren, ist es notwendig, die Dicke, die Breite, eine Fließspannung und/oder dergleichen des Stahlbands entsprechend regelmäßig bzw. ordnungsgemäß auf konstanten Werten zu halten. In der Realität ist es jedoch schwierig, sämtliche Zahlen auf den konstanten Werten zu halten. Das vorbereitete Stahlband 20 besitzt hinsichtlich der Dicke, der Breite, der Fließspannung und/oder dergleichen in Abhängigkeit eines Produktionsloses tatsächlich eine bestimmte Schwankung.
Es wird ein Zuführprozess bei Schritt S2 beschrieben. Das Stahlband 20 wird unter Verwendung einer Antriebsvorrichtung (nicht gezeigt) von der Haspel 50 abgezogen. Das abgezogene Stahlband 20 wird unter Verwendung der Zubringerführung 19 hinsichtlich der Form begradigt und bei einer konstanten Position mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung ausgerichtet. Das Stahlband 20 wird in die Walzbiegevorrichtung 10 geführt.
Es wird ein Walzprozess bei Schritt S3 beschrieben. Eine Walzbiegebearbeitung wird bei dem Stahlband 20 kontinuierlich durchgeführt. Parameter, wie die Rotationsgeschwindigkeit bzw. Drehzahl der Antriebsrolle 11, die Gestalt der Kompressionsrolle 12, die bei der Walzbearbeitung ausgeübte Kompressionskraft, die Bearbeitungsposition bei dem Stahlband 20 mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung, werden im Vorhinein für jedes Produkt berechnet. Insbesondere ist eine in dem Stahlband 20 unter Verwendung des Säulenabschnitts 121 erzeugte Spannung größer eingestellt als die Fließspannung des Stahlbands 20. Auf die Walzbiegebearbeitung folgend liegt ein Abschnitt des Stahlbands 20, welcher mit dem Säulenabschnitt 121 gewalzt wurde, auf einer radial äußeren Seite, und ein Abschnitt des Stahlbands 20, welcher mit dem Vorsprungsabschnitt 13 gewalzt wurde, liegt auf einer radial inneren Seite.
Ein Ausgabeprozess wird bei Schritt S4 beschrieben. Das Stahlband 20, welches bei der Walzbiegebearbeitung verarbeitet wurde, wird von der Walzbiegevorrichtung 10 ausgegeben und um das Aufwickelteil 51 gewickelt, um eine Spiralform aufzuweisen.
Ein Schneidprozess wird bei Schritt S5 beschrieben. Eine Bearbeitungslänge des Stahlbands 20 wird von einem bei der Zubringerführung 19 eingerichteten Zähler durch Multiplizieren einer Fördergeschwindigkeit mit einer verstrichenen Zeit und/oder dergleichen erlangt. Auf die Durchführung der Walzbiegebearbeitung bei dem Stahlband 20 mit einer vorbestimmten Länge folgend wird das Stahlband 20, welches bei der Walzbiegebearbeitung verarbeitet und um das Aufwickelteil 51 gewickelt wurde, getrennt. Das Stahlband 20 wird von dem Aufwickelteil 51 entfernt. Durch den vorstehend beschriebenen Prozess wird das Stahlband 20 ringförmig geschichtet, um einem Produkt zu entsprechen.
Im Folgenden wird das Produkt aus dem Stahlband 20 beschrieben. Für das Produkt wurde das Stahlband 20 mit der Walzbiegebearbeitung unter Verwendung der Walzbiegevorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verarbeitet.
3A ist eine erläuternde Ansicht, welche ein Vergleichsbeispiel der vorliegenden Ausführungsform zeigt. Bei diesem Vergleichsbeispiel wird eine Walzbiegebearbeitung bei dem Stahlband 20 unter Verwendung einer herkömmlichen Kompressionsrolle 21 mit einem geneigten Abschnitt bzw. Neigungsabschnitt durchgeführt. Hier ist der Querschnitt in 3A entlang einer Fläche angenommen, die senkrecht zu der Förderrichtung des bei der Walzbiegebearbeitung verarbeiteten Stahlbands 20 ist. Die Querschnitte in den 4B bis 7, welche später beschrieben werden, sollen entlang der gleichen Fläche wie dieser von 3A angenommen werden. 3B zeigt eine Beziehung zwischen der in dem Stahlband 20 erzeugten Spannung und der Position in dem Stahlband 20 mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung. Bei einem Punkt 22 schneidet eine mit der durchgehenden Linie gezeigte Anwendungsspannung die Fließspannung des Stahlbands 20, welche mit der strichpunktierten Linie mit einem Punkt gezeigt ist. Das Stahlband 20 wird auf der radial äußeren Seite von Punkt 22 als eine Grenze plastisch verformt. Das Stahlband 20 wird auf der radial inneren Seite von Punkt 22 elastisch verformt. 3C zeigt eine Beziehung zwischen einem plastischen Verformungsbetrag des Stahlbands 20 und einer Position mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung. In einem Bereich, in welchem sich das Stahlband 20 elastisch verformt, wird bei der Walzbearbeitung unter Verwendung der Kompressionsrolle 21 in einem Abschnitt des Stahlbands 20 keine Spannung erzeugt, die größer als die Fließspannung ist. Daher wird angenommen, dass sich der Abschnitt des Stahlbands 20 nicht plastisch verformt. Der Abschnitt des Stahlbands 20 verformt sich jedoch tatsächlich auf die plastische Verformung folgend. Der Verformungsbetrag ist als ein Folgeverformungsbetrag 25 mit dem schraffierten Bereich gezeigt.
Nachfolgend wird eine Beziehung zwischen der Walzbiegebearbeitung und der Krümmung des Stahlbands 20 beschrieben. Die 4A und 4B zeigen eine Beziehung zwischen der Querschnittsgestalt des Stahlbands 20, welches durch die Walzbiegebearbeitung gebogen ist, und der Krümmung.
In 4A weist das Stahlband 20 einen Radius R1 auf, der mit der durchgehenden Linie 30 und mit der strichpunktierten Linie 31 mit einem Punkt dargestellt ist. Die Krümmung entspricht 1/R1. Die durchgehende Linie 30 und die strichpunktierte Linie 31 mit einem Punkt weisen eine gemeinsame Mitte C1 auf.
In 4B zeigt die durchgehende Linie 33 den Querschnitt des Stahlbands 20 mit dem Radius R1 bei dem Schnitt entlang der durchgehenden Linie 30 in 4A. In 4B zeigt die strichpunktierte Linie 34 mit einem Punkt den Querschnitt des Stahlbands 20 mit dem Radius R1 bei dem Schnitt entlang der strichpunktierten Linie 31 mit einem Punkt in 4A. Der mit der durchgehenden Linie 33 gezeigte Querschnitt umfasst einen Neigungsverformungsabschnitt 331 und einen Folgeverformungsabschnitt 332. Der Neigungsverformungsabschnitt 331 entspricht einem Abschnitt, der mit dem Neigungsabschnitt der Kompressionsrolle 21 ausgebildet wird. Der mit der strichpunktierten Linie 34 mit einem Punkt gezeigte Querschnitt umfasst einen Neigungsverformungsabschnitt 341 und einen Folgeverformungsabschnitt 342. Der Neigungsverformungsabschnitt 341 entspricht einem Abschnitt, der mit dem Neigungsabschnitt der Kompressionsrolle 21 ausgebildet wird. Wie in 4B gezeigt ist, ist ein Verhältnis des Verformungsbetrags des Neigungsverformungsabschnitts 331 zu dem Verformungsbetrag des Folgeverformungsabschnitts 332 gleich einem Verhältnis des Verformungsbetrags des Neigungsverformungsabschnitts 141 zu dem Verformungsbetrag des Folgeverformungsabschnitts 342. In diesem Fall weist das Stahlband 20 die gleiche Krümmung auf, obwohl sich die Querschnitte voneinander unterscheiden.
5A ist eine erläuternde Ansicht, welche das unter Verwendung der herkömmlichen Kompressionsrolle 21 gewalzte Stahlband 20 in einem Fall zeigt, in welchem die Fließspannung des Stahlbands 20 variiert. 5B zeigt eine Beziehung zwischen der in dem Stahlband 20 erzeugten Spannung und der Position in dem Stahlband 20 mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung. Es wird angenommen, dass die Fließspannung des Stahlbands 20 ausgehend vom A (MPa) über B (MPa) bis C (MPa) variiert. Wenn eine Spannung während der Walzbiegebearbeitung erzeugt wird, schneidet die mit der strichpunktierten Linie mit zwei Punkten gezeigte Fließspannung C (MPa) die mit der durchgehenden Linie gezeigte Anwendungsspannung bei einem Punkt 221. Wenn das Stahlband 20 die Fließspannung C (MPa) aufweist, verformt sich das Stahlband 20 auf der radial äußeren Seite von Punkt 221 plastisch und dieses verformt sich auf der radial inneren Seite von Punkt 221 elastisch. Die mit der strichpunktierten Linie mit einem Punkt gezeigte Fließspannung B (MPa) schneidet die mit der durchgehenden Linie gezeigte Anwendungsspannung bei einem Punkt 222. Wenn das Stahlband 20 die Fließspannung B (MPa) aufweist, verformt sich das Stahlband 20 auf der radial äußeren Seite von Punkt 222 plastisch und auf der radial inneren Seite von Punkt 222 elastisch. Die mit der durchgehenden Linie gezeigte Fließspannung A (MPa) schneidet die mit der durchgehenden Linie gezeigte Anwendungsspannung bei einem Punkt 223. Wenn das Stahlband 20 die Fließspannung A (MPa) aufweist, verformt sich das Stahlband 20 auf der radial äußeren Seite von Punkt 223 plastisch und auf der radial inneren Seite von Punkt 223 elastisch.
5C zeigt den plastischen Verformungsbetrag des Stahlbands 20 auf die Walzbiegebearbeitung folgend. Die durchgehende Linie stellt den Verformungsbetrag dar, welcher in dem Stahlband 20 der Fließspannung A (MPa) hervorgerufen wird. Die strichpunktierte Linie mit einem Punkt stellt den in dem Stahlband 20 mit der Fließspannung B (MPa) hervorgerufenen Verformungsbetrag dar. Die strichpunktierte Linie mit zwei Punkten stellt den in dem Stahlband 20 mit der Fließspannung C (MPa) hervorgerufenen Verformungsbetrag dar. Der Folgeverformungsbetrag 254, wenn die Fließspannung des Stahlbands 20 der Fließspannung A (MPa) entspricht, ist durch den schraffierten Bereich gezeigt. Der Folgeverformungsbetrag 255, wenn die Fließspannung des Stahlbands 20 der Fließspannung B (MPa) entspricht, ist durch den schraffierten Bereich gezeigt. Der Folgeverformungsbetrag 256, wenn die Fließspannung des Stahlbands 20 der Fließspannung C (MPa) entspricht, ist durch den schraffierten Bereich gezeigt. Jeder Betrag aus einem Neigungsverformungsbetrag 251, einem Neigungsverformungsbetrag 252 und einem Neigungsverformungsbetrag 253 stellt einen Betrag einer Neigungsverformung dar, welche hervorgerufen wird, wenn das Stahlband 20 mit dem Neigungsabschnitt gewalzt wird.
Das Stahlband 20, welches bei der Walzbiegebearbeitung unter Verwendung der allgemeinen Kompressionsrolle 21 verarbeitet wird, unterscheidet sich hinsichtlich der Startposition der Folgeverformung mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung, wenn die Fließspannung variiert. Verhältnisse des Verformungsbetrags sind mit Bereichsverhältnissen in 5C dargestellt. Insbesondere unterscheidet sich in 5C ein Verhältnis aus dem Neigungsverformungsbetrag 251 zu dem Folgeverformungsbetrag 254 von einem Verhältnis aus dem Neigungsverformungsbetrag 252 zu dem Folgeverformungsbetrag 255. Zusätzlich unterscheidet sich ein Verhältnis aus dem Neigungsverformungsbetrag 251 zu dem Folgeverformungsbetrag 254 von einem Verhältnis aus dem Neigungsverformungsbetrag 253 zu dem Folgeverformungsbetrag 256. Daher unterscheidet sich die Krümmung des Stahlbands 20, welches bei der Walzbiegebearbeitung verarbeitet wurde, für jedes der Stahlbänder 20, welche sich hinsichtlich der Fließspannung unterscheiden.
Nachfolgend wird das Stahlband 20 beschrieben, welches bei der Walzbiegebearbeitung unter Verwendung der Walzbiegevorrichtung 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform verarbeitet wurde.
6A ist eine erläuternde Ansicht, welche das unter Verwendung der Kompressionsrolle 12 der vorliegenden Ausführungsform gewalzte Stahlband 20 in einem Fall zeigt, in welchem die Fließspannung des Stahlbands 20 variiert. Die Walzbearbeitung wird bei dem Stahlband 20 bei einem Abschnitt auf der radial inneren Seite von einem Punkt 41 mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung durchgeführt. 6B zeigt eine Beziehung zwischen der in dem Stahlband 20 erzeugten Spannung und der Position in dem Stahlband 20 mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung. Die Kompressionsrolle 12 erzeugt in dem Stahlband 20 eine Spannung, welche größer bzw. höher als die Fließspannung des Stahlbands 20 ist, um das Stahlband 20 plastisch zu verformen. Die mit der durchgehenden Linie gezeigte Fließspannung A (MPa) schneidet die mit der durchgehenden Linie gezeigte Anwendungsspannung bei dem Punkt 41. Der Punkt 41 fällt mit der Grenze zusammen, die in 6A gezeigt ist. Mit Bezug auf diese Grenze wird der Abschnitt des Stahlbands 20 auf der radial äußeren Seite bei der Walzbearbeitung verarbeitet. Sowohl die mit der strichpunktierten Linie mit einem Punkt gezeigte Fließspannung B (MPa) als auch die mit der strichpunktierten Linie mit zwei Punkten gezeigte Fließspannung C (MPa) schneiden die Anwendungsspannung bei dem gleichen Punkt 41. Die unter Verwendung des Vorsprungsabschnitts 13 auf das Stahlband 20 aufgebrachte Spannung ist größer als die unter Verwendung des Nachbarabschnitts 124 des Säulenabschnitts 121, welcher benachbart zu dem Vorsprungsabschnitt 13 liegt, auf das Stahlband 20 aufgebrachte Spannung. Auf den Abschnitt des Stahlbands 20 auf der radial inneren Seite der Nicht-Verbindungsfläche 132 wird keine Kompressionskraft aufgebracht und der Abschnitt des Stahlbands 20 wird nicht mit der Walzbearbeitung verarbeitet. Das heißt, die Walzbearbeitung wird bei der Nicht-Verbindungsfläche 132 beendet.
6C zeigt den plastischen Verformungsbetrag des Stahlbands 20 mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung auf die Walzbiegebearbeitung folgend. Die durchgehende Linie stellt den Verformungsbetrag dar, welcher in dem Stahlband 20 mit der Fließspannung A (MPa) hervorgerufen wird. Die strichpunktierte Linie mit einem Punkt stellt den Verformungsbetrag dar, welcher in dem Stahlband 20 mit der Fließspannung B (MPa) hervorgerufen wird. Die strichpunktierte Linie mit zwei Punkten stellt den Verformungsbetrag dar, welche in dem Stahlband 20 mit der Fließspannung C (MPa) hervorgerufen wird. Ein Abschnitt des Stahlbands 20 mit der Fließspannung A (MPa) wird mit dem Säulenabschnitt 121 gewalzt und durch einen Neigungsverformungsbetrag 210 verformt. Ein Abschnitt des Stahlbands 20 mit der Fließspannung B (MPa) wird mit dem Säulenabschnitt 121 gewalzt und durch einen Neigungsverformungsbetrag 211 verformt. Ein Abschnitt des Stahlbands 20 mit der Fließspannung C (MPa) wird mit dem Säulenabschnitt 121 gewalzt und durch einen Neigungsverformungsbetrag 212 verformt. Ein Abschnitt des Stahlbands 20 mit der Fließspannung A (MPa) wird mit dem Vorsprungsabschnitt 13 gewalzt und durch einen Konzentrationsverformungsbetrag 213 verformt. Ein Abschnitt des Stahlbands 20 mit der Fließspannung B (MPa) wird mit dem Vorsprungsabschnitt 13 gewalzt und durch einen Konzentrationsverformungsbetrag 214 verformt. Ein Abschnitt des Stahlbands 20 mit der Fließspannung C (MPa) wird mit dem Vorsprungsabschnitt 13 gewalzt und durch einen Konzentrationsverformungsbetrag 215 verformt. Ein Abschnitt des Stahlbands 20 mit der Fließspannung A (MPa) bewirkt eine Folgeverformung auf die konzentrierte Verformung folgend durch einen Folgeverformungsbetrag 216, wie schraffiert. Ein Abschnitt des Stahlbands 20 mit der Fließspannung B (MPa) bewirkt eine Folgeverformung auf die konzentrierte Verformung folgend durch einen Folgeverformungsbetrag 217, wie schraffiert. Ein Abschnitt des Stahlbands 20 mit der Fließspannung C (MPa) bewirkt eine Folgeverformung auf die konzentrierte Verformung folgend durch einen Folgeverformungsbetrag 218, wie schraffiert. Der Vorsprungsabschnitt 13 beendet die Walzbearbeitung auf dem Stahlband 20 bei dem Punkt 41 mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung. Daher startet die Folgeverformung ungeachtet der Fließspannung bei dem Punkt 41.
In 6C ist ein Verhältnis aus einer Gesamtverformung, welche der Summe des Neigungsverformungsbetrags 210 und des Konzentrationsverformungsbetrag 213 entspricht, zu dem Folgeverformungsbetrag 216 im Wesentlichen gleich einem Verhältnis aus einer Gesamtverformung, welche der Summe des Neigungsverformungsbetrags 211 und des Konzentrationsverformungsbetrags 214 entspricht, zu dem Folgeverformungsbetrag 217. Zusätzlich ist ein Verhältnis aus einer Gesamtverformung, welche der Summe des Neigungsverformungsbetrags 210 und des Konzentrationsverformungsbetrags 213 entspricht, zu dem Folgeverformungsbetrag 216 im Wesentlichen gleich einem Verhältnis aus einer Gesamtverformung, welche der Summe aus dem Neigungsverformungsbetrag 212 und dem Konzentrationsverformungsbetrag 215 entspricht, zu dem Folgeverformungsbetrag 218. Daher wird die Krümmung des Stahlbands 20, welches bei der Walzbiegebearbeitung verarbeitet wurde, für jedes der Stahlbänder 20, die sich hinsichtlich der Fließspannung unterscheiden, im Wesentlichen konstant.
6D zeigt einen Querschnitt des Stahlbands 20, welches bei der Walzbiegebearbeitung verarbeitet wurde. Die durchgehende Linie stellt den Querschnitt des Stahlbands 20 mit der Fließspannung A (MPa) dar. Die strichpunktierte Linie mit einem Punkt stellt den Querschnitt des Stahlbands 20 mit der Fließspannung B (MPa) dar. Die strichpunktierte Linie mit zwei Punkten stellt den Querschnitt des Stahlbands 20 mit der Fließspannung C (MPa) dar. Ein Neigungsverformungsabschnitt 145 stellt das Stahlband 20 dar, welches die Fließspannung A (MPa) aufweist und mit dem Säulenabschnitt 121 verarbeitet wird. Ein konzentrierter Verformungsabschnitt bzw. Konzentrationsverformungsabschnitt 155 stellt das Stahlband 20 dar, welches die Fließspannung A (MPa) aufweist und mit dem Vorsprungsabschnitt 13 verarbeitet wird. Ein Neigungsverformungsabschnitt 146 stellt das Stahlband 20 dar, welches die Fließspannung B (MPa) aufweist und mit dem Säulenabschnitt 121 verarbeitet wird. Ein Konzentrationsverformungsabschnitt 156 stellt das Stahlband 20 dar, welches die Fließspannung B (MPa) aufweist und mit dem Vorsprungsabschnitt 13 verarbeitet wird. Ein Neigungsverformungsabschnitt 147 stellt das Stahlband 20 dar, welches die Fließspannung C (MPa) aufweist und mit dem Säulenabschnitt 121 verarbeitet wird. Ein Konzentrationsverarbeitungsabschnitt 157 stellt das Stahlband 20 dar, welches die Fließspannung C (MPa) aufweist und mit dem Vorsprungsabschnitt 13 verarbeitet wird.
Einen Folgeverformungsabschnitt 165 stellt das Stahlband 20 mit der Fließspannung A (MPa) dar, welcher die Folgeverformung auf den Konzentrationsverformungsabschnitt 155 folgend hervorgerufen hat. Ein Folgeverformungsbetrag 166 stellt das Stahlband 20 mit der Fließspannung B (MPa) dar, welcher die Folgeverformung auf den Konzentrationsverformungsabschnitt 156 folgend hervorgerufen hat. Ein Folgeverformungsabschnitt 167 stellt das Stahlband 20 mit der Fließspannung C (MPa) dar, welcher die Folgeverformung auf den Konzentrationsverformungsabschnitt 157 folgend hervorgerufen hat. Sämtliche Folgeverformungsabschnitte 165, 166 und 167 haben die Folgeverarbeitung bei dem gleichen Punkt 41 begonnen. Die Walzbearbeitung auf dem Stahlband 20 wurde bei dem gleichen Punkt mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung ungeachtet der Fließspannung des Stahlbands 20 beendet. Daher beginnt der Folgeverformungsabschnitt konstant bei dem Punkt 41, auch wenn die Fließspannung variiert. Die Folgeverformungsabschnitte 165, 166 und 167 nehmen hinsichtlich des Verformungsbetrags in Richtung hin zu der radialen Innenseite ab und zeigen eine Verformung in einer Gestalt der Verfolgung eines Rocks. Da die Folgeverformung bei der Position startet, sind die Oberflächengestaltungen der Folgeverformungsabschnitte 165, 166 und 167 ähnlich zueinander.
7 zeigt einen Querschnitt des verarbeiteten Stahlbands 20 mit der Fließspannung A (MPa). Der Folgeverformungsabschnitt 165 des bei der Walzbiegebearbeitung verarbeiteten Stahlbands 20 umfasst einen ersten Folgeverformungsabschnitt 203 und einen zweiten Folgeverformungsabschnitt 204. Das Stahlband 20 umfasst einen nicht verformten Abschnitt 205. Die gepunkteten Linien zeigen Grenzen zwischen den Abschnitten. Eine imaginäre Oberfläche 27, welche durch die gepunktete Linie gezeigt ist, stellt eine Erstreckung bzw. Verlängerung der Oberfläche des Neigungsverformungsabschnitts 145, welcher mit dem Säulenabschnitt 121 verarbeitet wurde, in Richtung hin zu der radial inneren Seite dar. Eine Solldicke AT entspricht einer Länge zwischen der imaginären Oberfläche 27 und einer Rückfläche 26 des verarbeiteten Stahlbands, mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung. Die Solldicke AT entspricht der Länge bei einer Position innerhalb des verarbeiteten Stahlbands 20 in der Dickenrichtung.
Der erste Folgeverformungsabschnitt 203 entspricht einem Abschnitt, welcher sich infolge des mit dem Vorsprungsabschnitt 13 verarbeiteten Konzentrationsverformungsabschnitts 155 verformt hat. Der erste Folgeverformungsabschnitt 203 weist eine Dicke auf, die geringer als die Solldicke AT ist. Der zweite Folgeverformungsabschnitt 204 entspricht einem Abschnitt, welcher sich infolge des mit dem Vorsprungsabschnitt 13 verarbeiteten Konzentrationsverformungsabschnitts 155 verformt hat. Der zweite Folgeverformungsabschnitt 204 weist eine Dicke auf, die größer als die Solldicke AT ist. Der nicht verformte Abschnitt 205 entspricht einem Abschnitt, welcher nicht verformt wurde.
Ein dünner Abschnitt 230 entspricht einer Kombination aus dem Konzentrationsverformungsabschnitts 155 und dem ersten Folgeverformungsabschnitt 203. Der dünne Abschnitt 230 weist eine Dicke auf, die in ihrer Gesamtheit kleiner als die Solldicke AT ist. Ein dicker Abschnitt 231 entspricht einer Kombination aus dem zweiten Folgeverformungsabschnitt 204 und dem nicht verformten Abschnitt 205. Der dicke Abschnitt 231 weist eine Dicke auf, die in ihrer Gesamtheit größer als die Solldicke AT ist.
In dem Querschnitt entlang der Richtung senkrecht zu der Förderrichtung ist ein Bereich (erster Bereich) 206 durch die Oberflächenlinie des dünnen Abschnitts 230 und eine Oberflächenlinie, welche durch die imaginäre Oberfläche 27 dargestellt ist, umgeben. In dem Querschnitt ist ein Bereich (zweiter Bereich) 207 durch die Oberflächenlinie des dicken Abschnitts 231 und eine Oberflächenlinie, welche durch die imaginäre Oberfläche 27 dargestellt ist, umgeben. Der Bereich 206 ist im Wesentlichen gleich dem Bereich 207. Das heißt, ein Abschnitt, der dicker als die Solldicke AT ist, und ein Abschnitt, der dünner als die Solldicke AT ist, sind zueinander ausgeglichen. Mit anderen Worten, der Abschnitt auf der radial äußeren Seite, welcher eine große Verformung hervorgerufen hat, und der Abschnitt auf der radial inneren Seite, welcher eine geringe Verformung hervorgerufen hat, kompensieren sich gegenseitig. Folglich wird das Stahlband 20 insgesamt im Durchschnitt durch einen Verformungsbetrag um die Solldicke AT verformt.
Im Folgenden wird ein Effekt der Walzbiegebearbeitung beschrieben, welche auf dem Stahlband 20 unter Verwendung der Walzbiegevorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform verarbeitet bzw. durchgeführt wird. (a) Der Vorsprungsabschnitt 13 beendet die Walzbearbeitung bei dem Zwischenpunkt mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung des Stahlbands 20. Das vorliegende Merkmal stellt die Startposition der Folgeverformungsabschnitte 165, 166 und 167 ungeachtet der Fließspannung des Stahlbands 20 bei dem konstanten Punkt bei dem Stahlband 20 mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung ein. Daher ermöglicht das Merkmal, das Verhältnis aus dem Verformungsbetrag des mit der Kompressionsrolle 12 verarbeiteten Abschnitts zu dem Folgeverformungsbetrag ungeachtet der Fließspannung des Stahlbands 20 konstant zu halten, obwohl die Fließspannung des Stahlbands 20 variiert. Daher kann die Krümmung des Stahlbands 20 auch in einem Fall, in welchem die Fließspannung des Stahlbands 20 variiert, auf einer konstanten Krümmung gehalten werden. (b) Das Stahlband 20, welches bei der Walzbiegebearbeitung bearbeitet wurde, umfasst den mit dem Säulenabschnitt 121 verarbeiteten Neigungsverformungsabschnitt 145. Die imaginäre Oberfläche 27 entspricht der Erstreckung bzw. Verlängerung der Oberfläche des Neigungsverformungsabschnitts 145 in Richtung hin zu der radial inneren Seite. Das Stahlband 20, welches verarbeitet wurde, weist die Rückfläche 26 auf. Die Solldicke AT entspricht der Länge zwischen der imaginären Oberfläche 27 und der Rückfläche 26 in der Dickenrichtung. Das Stahlband 20, welches verarbeitet wurde, umfasst den dicken Abschnitt 231 und den dünnen Abschnitt 230. Der dicke Abschnitt 231 weist die Dicke auf, die größer als die Solldicke AT ist. Der dünne Abschnitt 230 weist die Dicke auf, die kleiner als die Solldicke AT ist. Unter der Annahme eines Falles, in welchem das Stahlband 20 beispielsweise eine übermäßige Verformung über ein Ziel hervorruft, kann das Stahlband 20 eine ungleichmäßige Dicke aufweisen. Folglich kann das Stahlband 20, welches bei der Walzbiegebearbeitung verarbeitet wurde, Falten verursachen. Im Gegensatz dazu ermöglicht das Merkmal, zu veranlassen, dass ein Abschnitt, welcher um den großen Verformungsbetrag verformt wurde, und ein Abschnitt, welcher um den geringen Verformungsbetrag verformt wurde, sich gegenseitig ausgleichen. Folglich ermöglicht das Merkmal, das sich das verarbeitete Stahlband 20 im Durchschnitt insgesamt um einen Verformungsbetrag um die Solldicke AT verformt. Auf diese Art und Weise ermöglicht das Merkmal, dass die Walzbiegebearbeitung Falten reduziert oder vermeidet. (c) In dem Querschnitt senkrecht zu der Förderrichtung des bei der Walzbiegebearbeitung verarbeiteten Stahlbands 20 ist der Bereich 206 durch die Oberflächenlinie des dünnen Abschnitts 230 und die Oberflächenlinie, welche durch die imaginäre Oberfläche 27 dargestellt ist, umgeben. In dem Querschnitt ist der Bereich 207 durch die Oberflächenlinie des dicken Abschnitts 231 und die Oberflächenlinie, welche durch die imaginäre Oberfläche 27 dargestellt ist, umgeben. Der Bereich 206 ist im Wesentlichen gleich dem Bereich 207. Das heißt, bei dem Stahlband 20 sind ein Betrag eines Abschnitts mit der größeren Dicke als die Solldicke AT und ein Betrag eines Abschnitts mit der geringeren Dicke als die Solldicke AT gleich. Folglich stimmt der Verformungsbetrag im Mittel mit der Solldicke AT überein. Das Merkmal ermöglicht eine stabile Walzbiegebearbeitung mit weniger Falten.
(Zweite Ausführungsform)
Im Folgenden wird die zweite Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die 8 bis 10 beschrieben. Die nachfolgende Beschreibung ist insbesondere auf die Herstellung eines Stators für eine Rotationsvorrichtung unter Verwendung der Walzbiegevorrichtung 10 bei dem Walzbiegeprozess gemäß der ersten Ausführungsform gerichtet. Wie in der perspektivischen Ansicht von 8 gezeigt ist, wird ein stationärer Eisenkern 1 durch Laminieren bzw. Schichten eines Stahlbands 60 in einer Spiralform ausgebildet. Das Stahlband 60 weist eine Kammgestalt und einen Magnetismus auf. Das Stahlband 60 ist durch einen Zähneabschnitt 62 segmentiert. Das Stahlband 60, welches kontinuierlich in der Spiralform geschichtet wurde, entspricht dem stationären Eisenkern 1 mit Schlitzen 2 radial innen. Die Schlitze 2 sollen in eine Wicklung (nicht gezeigt) eingefügt werden. Das Stahlband 60 besitzt einen Abschnitt, welcher nicht mit dem Zähneabschnitt 62 ausgebildet ist, als Jochabschnitt 61.
Die Draufsicht in 9 zeigt einen Zustand, in welchem das Stahlband 60 mit der Walzbiegevorrichtung 10 verarbeitet wird. Dessen Querschnitt ist in 10 gezeigt. Die Kompressionsarbeitskraft wird selektiv auf den Jochabschnitt 61 aufgebracht. Der Zähneabschnitt 62 wird von der Kompressionsarbeitskraft fern gehalten. In 10 stellt die gepunktete Linie den Zähneabschnitt 62 dar. Bei dem Stahlband 60, welches bei der Walzbiegebearbeitung verarbeitet wurde, ist der Jochabschnitt 61 auf der radial äußeren Seite angeordnet und der Zähneabschnitt 62 ist auf der radial inneren Seite angeordnet.
Im Folgenden wird der Walzbiegeprozess beschrieben, welcher dazu dient, den Stator der Rotationsvorrichtung durch Schichten des Stahlbands 60 in der ringförmigen Form zu erzeugen. Es wird ein Vorbereitungsprozess bei Schritt S1 beschrieben. Das Stahlband 60, welches dem Zähneabschnitt 62 umfasst, wird vorbereitet. Der Zähneabschnitt 62 wird beispielsweise über einen Stanzprozess unter Verwendung eines Stempels bearbeitet. Es wird ein Zuführprozess bei Schritt S2 beschrieben. Das Stahlband 60 wird mit der Zubringerführung 19 ausgerichtet, so dass die erste Richtung mit der Richtung, die von dem Jochabschnitt 61 in Richtung hin zu dem Zähneabschnitt 62 ausgerichtet ist, zusammenfällt. Das Stahlband 60 wird geführt und in die Walzbiegevorrichtung 10 geführt, so dass der Vorsprungsabschnitt 13 den Jochabschnitt 61 walzt. Die Schritte S3 bis S5 sind gleich diesen der ersten Ausführungsform.
Im Folgenden wird ein Effekt der Herstellung des Stators der Rotationsvorrichtung über die Walzbiegebearbeitung unter Verwendung der Walzbiegevorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. (d) Der Prozess ermöglicht es, eine Schwankung in der Krümmung zu reduzieren, welche über die Biegebearbeitung erzeugt wird, auch wenn eine Fließspannungseigenschaft des Stahlbands 60 variiert. Daher ermöglicht der Prozess eine Reduktion einer Variation des Durchmessers des Stahlbands 20, welches aufgerollt wurde. Daher ermöglicht der Prozess, eine Variation der Position des Zähneabschnitts 62 des Stahlbands 60 zu reduzieren. Daher erleichtert der Prozess das Einführen der Wicklung in den Zähneabschnitt 62. Zusätzlich ermöglicht der Prozess, eine Isolation der Wicklung vor einem Verkratzen zu schützen. (e) Der Prozess ermöglicht, einen Spalt zwischen der Wicklung und dem Zähneabschnitt 62 zu reduzieren. Daher ermöglicht der Prozess, eine Anlegerate der Wicklung zu erhöhen, wodurch eine Ausgangsleistung der Rotationsvorrichtung erhöht wird. (f) Der Prozess ermöglicht, ein Falten bei dem Stahlband 60 zu reduzieren. Daher erleichtert der Prozess ein enges Schichten des Stahlbands 60 mit einem reduzierten Spalt, wodurch die Dichte des Eisenkerns erhöht wird. Daher ermöglicht der Prozess, eine Ausgangsleistung der Rotationsvorrichtung zu erhöhen. (g) Der Prozess ermöglicht es, eine Genauigkeit der Kreisform des gewickelten Stahlbands 20 zu erhöhen, wodurch ein Luftspalt reduziert wird, um einen Verlust eines Magnetkreises zu reduzieren. Daher ermöglicht der Prozess, eine Ausgangsleistung der Rotationsvorrichtung zu erhöhen.
(Weitere Ausführungsform)
(a) Eine in 11A gezeigte Kompressionsrolle 80 kann anstelle der Kompressionsrolle 12 gemäß der ersten Ausführungsform eingesetzt werden. Die Kompressionsrolle 80 umfasst einen Vorsprungsabschnitt 81 als einen zweiten Kontaktabschnitt. Der Vorsprungsabschnitt 81 besitzt eine geneigte Oberfläche, welche sich nach radial innen in Richtung hin zu der Rotationsachse X entlang der Richtung ausgehend von dem Säulenabschnitt 121 in Richtung hin zu dem Vorsprungsabschnitt 81 neigt. Diese Konfiguration definiert die Startposition der Verformung bei einem konstanten Punkt mit Bezug auf die Breitenrichtung, wodurch eine Variation der Krümmung des verarbeiteten Stahlbands 20 reduziert wird.
Eine in 11B gezeigte Kompressionsrolle 90 kann anstelle der Kompressionsrolle 12 gemäß der ersten Ausführungsform eingesetzt werden. Die Kompressionsrolle 90 umfasst einen Vorsprungsabschnitt 91 als einen zweiten Kontaktabschnitt. Der Vorsprungsabschnitt 91 besitzt eine geneigte Oberfläche, welche sich nach radial außen von der Rotationsachse X weg entlang der Richtung ausgehend von dem Säulenabschnitt 121 in Richtung hin zu dem Vorsprungsabschnitt 91 neigt. Diese Konfiguration definiert ebenso die Startposition der Verformung bei einem konstanten Punkt mit Bezug auf die Breitenrichtung, wodurch eine Variation der Krümmung des verarbeiteten Stahlbands 20 reduziert wird.
Eine in 11C gezeigte Kompressionsrolle 100 kann anstelle der Kompressionsrolle 12 gemäß der ersten Ausführungsform eingesetzt werden. Die Kompressionsrolle 100 umfasst einen Säulenabschnitt 101 als einen ersten Kontaktabschnitt. Der Säulenabschnitt 101 besitzt keine geneigte Oberfläche. Diese Konfiguration definiert ebenso den Startpunkt der Verformung bei einem konstanten Punkt mit Bezug auf die Breitenrichtung, wodurch eine Variation der Krümmung des verarbeiteten Stahlbands 20 reduziert wird.
(b) Bei den ersten und zweiten Ausführungsformen weist die Antriebsrolle 11 die zylindrische Oberfläche auf. Anstelle dieser Konfiguration kann die Antriebsrolle einer Rolle mit einer geneigten Oberfläche entsprechen.
(c) Bei den ersten und zweiten Ausführungsformen sind die Rotationsachsenmitte X1 der Antriebsrolle 11 und die Rotationsachsenmitte X der Kompressionsrolle 12 parallel zueinander. Anstelle dieser Konfiguration können die Rotationsachsenmitte der Antriebsrolle 11 und die Rotationsachsenmitte der Kompressionsrolle 12 zueinander geneigt sein.
Das Verarbeitungsverfahren gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung liegt darin, die Walzbiegebearbeitung auf den Stahlbändern 20 und 60 durchzuführen. Das Verarbeitungsverfahren umfasst den Zuführprozess S2, den Walzprozess S3 und den Ausgabeprozess S4. Der Zuführprozess S2 umfasst das Zuführen eines Stahlbands zwischen die Antriebsrolle 11 und die Kompressionsrolle 12. Der Walzprozess S3 umfasst das Veranlassen, dass die Antriebsrolle und die Kompressionsrolle bei dem Stahlband eine Spannung erzeugen, die größer als die Fließspannung ist, und einen Umfangsabschnitt 28 des Stahlbands in der Förderrichtung stärker verlängern als den anderen Umfangsabschnitt 29 des Stahlbands. Der eine Umfangsabschnitt 28 des Stahlbands liegt auf einer Seite mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung. Der andere Umfangsabschnitt 29 des Stahlbands liegt auf der anderen Seite mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung. Der Ausgabeprozess S4 umfasst das Ausgeben des Stahlbands aus dem Arbeitsraum zwischen der Antriebsrolle und der Kompressionsrolle. Die bei dem Walzprozess verwendete Kompressionsrolle umfasst den ersten Kontaktabschnitt 121 und den zweiten Kontaktabschnitt 13. Der erste Kontaktabschnitt 121 walzt das Stahlband. Der zweite Kontaktabschnitt 13 erstreckt sich ausgehend von dem Ende 124 des ersten Kontaktabschnitts in der Rollenaxialrichtung. Der Außendurchmesser D1 des Endes des ersten Kontaktabschnitts und der Außendurchmesser D2 des zweiten Kontaktabschnitts weisen eine Beziehung auf, bei welcher der Außendurchmesser D1 kleiner als der Außendurchmesser D2 ist.
Der zweite Kontaktabschnitt der Kompressionsrolle übt eine große Kompressionskraft auf das Stahlband aus und formt den Konzentrationsverformungsabschnitt. Der Folgeverformungsabschnitt verformt sich in Folge des Konzentrationsverformungsabschnitts. Die Startposition des Folgeverformungsabschnitts ist mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung des Stahlbands konstant. Daher wird das Verhältnis der Gesamtverformung, welche der Summe des Verformungsbetrags des Neigungsverformungsabschnitts und des Verformungsbetrags des Konzentrationsverformungsabschnitts entspricht, zu dem Verformungsbetrag des Folgeverformungsabschnitts konstant, auch wenn die Fließspannung des Stahlbands variiert. Daher wird die Krümmung des Stahlbands, welches bei der Walzbiegebearbeitung verarbeitet wurde, konstant, auch wenn die Fließspannung des Stahlbands variiert.
Die Walzbiegevorrichtung 10 gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Offenbarung biegt die Stahlbänder 20 und 60 in der Plattenbreitenrichtung. Die Walzbiegevorrichtung 10 umfasst die Antriebsrolle 11, die Kompressionsrolle 12 und das Kompressionsteil 16. Die Antriebsrolle 11 nimmt ein Drehmoment von dem Stellglied 15 auf und fördert das Stahlband. Die Kompressionsrolle 12 umfasst den ersten Kontaktabschnitt 121 und den zweiten Kontaktabschnitt 13. Der erste Kontaktabschnitt 121 komprimiert das Stahlband. Der zweite Kontaktabschnitt 13 erstreckt sich ausgehend von dem Ende 124 des ersten Kontaktabschnitts in der Rollenaxialrichtung. Der Außendurchmesser D1 des Endes des ersten Kontaktabschnitts und der Außendurchmesser D2 des zweiten Kontaktabschnitts weisen die Beziehung auf, bei welcher der Außendurchmesser D1 kleiner als der Außendurchmesser D2 ist. Das Kompressionsteil 16 ist derart konfiguriert, dass dieses die Kompressionsrolle in Richtung hin zu der Antriebsrolle bewegt, so dass der erste Kontaktabschnitt und der zweite Kontaktabschnitt eine Spannung erzeugen, die größer als die Fließspannung in dem Stahlband ist.
Die Walzbiegevorrichtung bewirkt unter Verwendung des Kompressionsteils, dass der erste Kontaktabschnitt und der zweite Kontaktabschnitt eine Spannung erzeugen, die größer als die Fließspannung des Stahlbands ist. Der zweite Kontaktabschnitt bildet dadurch den Konzentrationsverformungsabschnitt in dem Stahlband. Die Startposition des Folgeverformungsabschnitts, welcher auf den Konzentrationsverformungsabschnitt folgt, wird mit Bezug auf die Plattenbreitenrichtung des Stahlbands konstant. Die Gesamtverformung entspricht der Summe des Verformungsbetrags des Neigungsverformungsabschnitts, welcher mit dem ersten Kontaktabschnitt verarbeitet wird, und des Verformungsbetrags des Konzentrationsverformungsabschnitts. Das Verhältnis aus der Gesamtverformung zu dem Verformungsbetrag des Folgeverformungsabschnitts wird konstant, auch wenn die Fließspannung des Stahlbands variiert. Daher wird die Krümmung des Stahlbands, welches bei der Walz- und Biegebearbeitung verarbeitet wurde, konstant, auch wenn die Fließspannung des Stahlbands variiert.
Es ist anzumerken, dass, während die Prozesse der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hierin mit einer spezifischen Abfolge von Schritten beschrieben wurden, weitere alternative Ausführungsformen mit verschiedenen anderen Abfolgen dieser Schritte und/oder zusätzlicher Schritte, die hierin nicht offenbart sind, ebenso in den Schritten der vorliegenden Offenbarung liegen sollen.
Während die vorliegende Offenbarung mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsformen davon beschrieben wurde, ist ersichtlich, dass die Offenbarung nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen und Konstruktionen beschränkt ist. Die vorliegende Offenbarung soll verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen abdecken. Neben den verschiedenen bevorzugten Kombinationen und Konfigurationen liegen ebenso weitere Kombinationen und Konfigurationen mit mehr, weniger oder lediglich einem einzelnen Elemente ebenso in dem Grundgedanken und Schutzumfang der vorliegenden Offenbarung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2006217692 A [0003]

Claims

Walzbiegeverfahren zum Walzen eines Stahlbands (20, 60) zwischen einer Antriebsrolle (11) und einer Kompressionsrolle (12, 80, 90, 100), während das Stahlband (20, 60) in einer Breitenrichtung des Stahlbands (20, 60) gebogen wird, wobei das Verfahren aufweist: Zuführen des Stahlbands (20, 60) in einem Zuführprozess (S2) zwischen die Antriebsrolle (11) und die Kompressionsrolle (12, 80, 90, 100); Komprimieren des Stahlbands (20, 60) in einem Walzprozess (S3) unter Verwendung der Antriebsrolle (11) und der Kompressionsrolle (12, 80, 90, 100), um eine Spannung in dem Stahlband (20, 60) zu erzeugen, die größer als eine Fließspannung ist, um einen Umfangsabschnitt (28) des Stahlbands (20, 60) in einer Förderrichtung stärker zu verlängern als einen anderen Umfangsabschnitt (29) des Stahlbands (20, 60), wobei der eine Umfangsabschnitt (28) auf einer Seite in der Breitenrichtung des Stahlbands (20, 60) liegt und der andere Umfangsabschnitt (29) auf einer anderen Seite in der Breitenrichtung liegt; und Ausgeben des Stahlbands (20, 60) in einem Ausgabeprozess (S4) von einem Arbeitsraum zwischen der Antriebsrolle (11) und der Kompressionsrolle (12, 80, 90, 100), wobei die Kompressionsrolle (12, 80, 90, 100) einen ersten Kontaktabschnitt (121) und einen zweiten Kontaktabschnitt (13) umfasst, wobei der erste Kontaktabschnitt (121) dazu dient, das Stahlband (20, 60) zu komprimieren, wobei sich der zweite Kontaktabschnitt (13) in einer axialen Richtung der Kompressionsrolle (12, 80, 90, 100) ausgehend von einem Ende (124) des ersten Kontaktabschnitts (121) erstreckt, und wobei das Ende (124) des ersten Kontaktabschnitts (121) einen Außendurchmesser (D1) aufweist, der kleiner ist als ein Außendurchmesser (D2) des zweiten Kontaktabschnitts (13).
Walzbiegeverfahren nach Anspruch 1, wobei das Stahlband (20, 60), welches gewalzt wurde, einen Neigungsverformungsabschnitt (145, 146, 147) umfasst, der mit dem ersten Kontaktabschnitt (121) gewalzt wurde, eine imaginäre Oberfläche (27) einer Erstreckung einer Oberfläche des Neigungsverformungsabschnitts (145, 146, 147) entspricht, die hin zu der radial inneren Seite erstreckt ist, eine Solldicke (AT) einer Länge zwischen der imaginären Oberfläche (27) und einer Rückfläche (26) des Stahlbands (20, 60) in einer Dickenrichtung des Stahlbands (20, 60) entspricht, das Stahlband (20, 60), welches gewalzt wurde, ferner einen dünnen Abschnitt (230) und einen dicken Abschnitt (231) umfasst, wobei der dünne Abschnitt (230) eine geringere Dicke als die Solldicke (AT) aufweist, und wobei der dicke Abschnitt (231) eine größere Dicke als die Solldicke (AT) aufweist.
Walzbiegeverfahren nach Anspruch 2, wobei das Stahlband (20, 60), welches gewalzt wurde, einen Querschnitt senkrecht zu der Förderrichtung aufweist, wobei der Querschnitt einen ersten Bereich (206) und einen zweiten Bereich (207) umfasst, wobei der erste Bereich (206) durch eine Oberflächenlinie, welche die imaginäre Oberfläche (27) darstellt, und eine Oberflächenlinie, welche eine Oberfläche des dünnen Abschnitts (230) darstellt, umgeben ist, wobei der zweite Bereich (207) durch eine Oberflächenlinie, welche die imaginäre Oberfläche (27) darstellt, und eine Oberflächenlinie, welche eine Oberfläche des dicken Abschnitts (231) darstellt, umgeben ist, und wobei der erste Bereich (206) gleich dem zweiten Bereich (207) ist.
Walzbiegeverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Stahlband (60) einen Jochabschnitt (61) und eine Mehrzahl von Zähneabschnitten (62) umfasst, wobei der Jochabschnitt (61) eine lineare Gestalt und einen rechtwinkligen Querschnitt aufweist, und die Zähneabschnitte (62) in der Breitenrichtung des Stahlbands (20, 60) von dem Jochabschnitt (61) vorstehen.
Walzbiegevorrichtung (10), welche derart konfiguriert ist, dass diese ein Stahlband (20, 60) walzt, während das Stahlband (20, 60) in einer Breitenrichtung des Stahlbands (20, 60) gebogen wird, wobei die Walzbiegevorrichtung (10) aufweist: eine Antriebsrolle (11), welche derart konfiguriert ist, dass diese ein Drehmoment von einem Stellglied (15) aufnimmt, um das Stahlband (20, 60) zu fördern; eine Kompressionsrolle (12, 80, 90, 100) mit einem ersten Kontaktabschnitt (121) und einem zweiten Kontaktabschnitt (13), wobei der erste Kontaktabschnitt (121) derart konfiguriert ist, dass dieser das Stahlband (20, 60) komprimiert, wobei sich der zweite Kontaktabschnitt (13) von einem Ende (124) des ersten Kontaktabschnitts (121) in einer axialen Richtung der Kompressionsrolle (12, 80, 90, 100) erstreckt, wobei das Ende (124) des ersten Kontaktabschnitts (121) einen Außendurchmesser (D1) aufweist, der kleiner ist als ein Außendurchmesser (D2) des zweiten Kontaktabschnitts (13); und einen Kompressionsteil (16), welcher derart konfiguriert ist, dass dieser die Kompressionsrolle (12, 80, 90, 100) in Richtung hin zu der Antriebsrolle (11) bewegt, um zu veranlassen, dass der erste Kontaktabschnitt (121) und der zweite Kontaktabschnitt (13) eine Spannung in dem Stahlband (20, 60) erzeugen, die größer als eine Fließspannung ist.