JP2001523166A - アキシャル・ダイ型圧延機で傘歯車を圧延する方法及び該方法を実施するための工具ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、成形工具の変形加工域外に位置する素材輪郭がすでにほぼ仕上げ輪郭に相当するように前処理の施されたワーク素材から出発して、ワークの変形加工すべき素材輪郭を圧延前に加熱し、成形工具が、一緒に同時回転する少なくとも１つの開鎖装置と相俟って、前記ワークの加熱された輪郭に対して閉じた空間を形成し、２つの回転する工具間でワークに変形加工を施し、その際に傾斜した上部工具を該工具の対称線の方向に送り込むようにして行なう形式の、閉じたダイ内で傘歯車の歯列、殊にハイポイド歯列を有する傘歯車の歯列をリング圧延する方法に関する。この傘歯車歯列のリング圧延法において本発明は、圧延工程中に閉鎖装置を、成形された上部工具の対称線に沿って軸方向にシフトさせることを提案する。更に本発明は、製造すべき傘歯車の輪郭に対応して互いに傾斜して上下に配置された２つの回転する工具から成り、しかも、成形された上部工具がその対称線の方向で軸方向に送り込み可能であり、圧延工程中に変形加工を施すべきワーク輪郭が、前記成形された上部工具と、該工具と一緒に同時回転する少なくとも１つの閉鎖装置とによって形成される閉じた空間内に配置されている形式の、前記方法を実施するための工具ユニットにも関し、この場合本発明の閉鎖装置は、圧延工程中に送り込み方向で見て、成形された上部工具（３）に対して相対的にシフト可能に構成されたインナーバンデージ（４）とアウターバンデージ（５）とから成っている。

Description

【発明の詳細な説明】 アキシャル・ダイ型圧延機で傘歯車を圧延する方法及び該方法を実施するための 工具ユニット 技術分野： 本発明は、請求項１に発明の上位概念として規定した形式の方法、並びに請求 項５に発明の上位概念として規定した形式の、前記方法を実施するための装置に 関する。 背景技術： 圧延機によって固定的に設定された上部工具の傾斜方向に上部工具を送り込む ことによってワークの加工を行う形式の方法はドイツ連邦共和国特許第３５２６ ７９６号明細書に基づいて公知である。傾斜の固定設定に基づき当然のことなが ら傾斜角度の調整装置は設けられていない。材料流れの半径方向制限は、固定的 に結合されたバンデージによって行われる。工具回転数の同期化は、工具空間内 の歯付き同期装置によって行われ、その場合歯車は、圧延送りに即した荷重下で 調整されねばならず、これは当然のことながら相応の摩耗を伴う。 更にまた、肉厚に成形された横断面を有するリング状ワークを製造する方法と 、該方法を実施するための圧延機がドイツ連邦共和国特許出願公開第２６１１５ ６８号明細書に基づいて公知であり、その場合、相互方向に送り込み可能な、か つ固定角度で相互に傾斜された２本のロールが、圧延成形すべきプロフィールの 負型を有し、しかも両ロールの内、少なくとも１本のロールは駆動される。前記 傾斜角度は、圧延機によって固定的に設定されているので、当然また傾斜角度を 調整するための調整装置は欠如している。この所謂「アキシャル・ダイ型圧延（ Axial-Gesenkwalzen=AGW）」の場合は勿論、ワークの端面に接線方向プロフィー ルを成形するようにはなっていず、当然のことながら、相応のプロフィールを成 形する工具並びに閉鎖装置及び工具の運動結合は存在しない。 更に傘歯車の歯を転造又は圧延する機械がドイツ連邦共和国特許出願公告第１ ８１２４２３号明細書に基づいて公知であり、その場合、歯転造工具は、前進的 にシフト可能なスピンドルに固着されており、該スピンドルは、素材を支持する スピンドルと協働し、かつ一方のスピンドルはジョイントを中心として旋回可能 であり、該ジョイントの軸線は、両スピンドル軸線を通る平面上に直角に位置し ている。 発明の開示： 本発明の課題は、発明の上位概念として規定した形式の方法並びに該方法を実 施するための装置を改良して、製造すべきプロフィールの加工成形、特に歯頂の 縁部域もしくは角隅のプロフィールの加工成形を改善 しかつ作業サイクル時間を短縮することである。 前記課題の解決手段は、請求項１及び請求項５の特徴部に記載されている。請 求項２乃至４並びに請求項６乃至９には本発明の有利な補充手段が記載されてい る。 上面に接線方向の成形プロフィールを有するリング状ワークを製造するために 、互いに傾斜した工具を用いた本発明のＡＧＷ法の適用によって、圧延時にその 都度、ワークのリング面の一部分だけを負荷することが可能になるので、発生す べき圧着力は著しく僅かになる。接線方向の成形プロフィールは、ワーク素材が 専ら、接線方向に成形された上部工具内へ主として軸方向に流れることのみによ って製造される。工具と閉鎖装置との間に相対運動を生ぜしめることによって、 製造すべきプロフィールの成形を保証するために、上部工具の送り込みと同時に 閉鎖装置の少なくともインナーバンデージが引き戻される。これによって改善さ れる摩擦事情によってワーク素材は角隅に「引き込まれる」。インナーバンデー ジは、上部工具の回転軸線に対して平行にシフトされる。前成形されたワーク素 材がアキシャル・ダイ型圧延機にかけられるのであり、この前成形されたワーク 素材は、歯列域を除けばほぼ仕上げ圧延された傘歯車に相当している。上部工具 の送り込み時にインナーバンデージは傘歯車のウェブ上に載り、かつ、軸方向に シフト不能な下部工具によ って形成されるアウターバンデージと相俟って、変形加工のための１つの閉じた 空間を形成する。次いで雌型がワーク素材内へ侵入して歯列を加工成形する。定 置の外側雌型（下部工具）に対して、また一緒に回転する油圧シリンダによって 引戻し可能なインナーバンデージに対しても上部工具の雌型を送ることによって 、バンデージと雌型との間に相対運動が生じ、これによって角隅への型充填が改 善される。 本発明の方法ではワークは変形加工域を部分的に加熱されるにすぎず、かつ遠 隔作動されるクランプ装置によって傾動及び回動を防止される。ワークの加熱は 、圧延ステーションの外部で、加熱に対する待ち時間なしに連続的な操業を可能 にするように行われる。圧延ステーションのローディングは、組込まれた加熱装 置から直接に、かつ常に等しい長さの所要ローディング時間で行われるので、プ ロセス結果のばらつきは最低限に抑えられる。加熱装置への周期正しいローディ ングは、緩衝区として使用される搬送装置から全自動的に行われる。 図面の簡単な説明： 図１は本発明の圧延ステーションの１実施例の断面図である。 図２はローディング（Ｂ）、圧延（Ｗ）及びアンローディング（Ｅ）の概略平 面図である。 図３は図２の側面図である。 発明を実施するための最良の形態： 次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説する。 図１によれば上部工具３及び閉鎖装置４，５が、角度αだけ傾斜して配置され ており、しかも前記上部工具３の送り込み方向８は上部軸受ユニットの対称線に 合致している。角度αの可変的な調整によって、圧延機の圧延ライン（生産圧延 ライン）を、製造すべきプロフィールの操業圧延ラインと常に合致させることが 保証されている。圧延プロセスの終期において上部工具３は、公知の傘歯車歯列 と比肩可能に、ワーク１０に製造されたプロフィールに噛み合う。閉鎖装置４， ５は例えば上部工具３の歯溝を閉鎖し、しかも該閉鎖装置４，５のインナーバン テージ４の送り調整７は、理想的には変形加工中に送り込み方向にワーク１０に 接触することなしに上部工具３に対して相対運動を生ぜしめるように送り込み方 向８に行われる。閉鎖装置４，５のアウターバンデージ５は下部工具２と固着結 合されており、該下部工具は軸方向に送り込まれることはない。ワーク１０の変 形加工は上部工具３のプロフィールによって決定され、該上部工具は、ワーク１ ０の最終形状に達するまで、かつワーク素材を主として軸方向で上部工具３の中 空室（キャビティ）内へ流れ込ませるまで、下部工具２へ向かって送り込み方向 ８に送り運動させられる。調整方向９を有するクランプ装置１は、下部工具２か ら突出しかつワーク１０を センタリング位置に保持すると同時に、これによってワーク１０の傾斜又は上下 工具に対する相対的な回動が防止される。工具の回転による圧延ステーションか らのワークのアンローディングは慣用のアンローダを用いて行われる。 図２及び図３では、図１に相当する圧延ステーションＷが概略的に図示されて おり、しかも該圧延ステーションＷのためにローダー１５とアンローダー１７が 配置されている。圧延ステーションＷの外部でローダー１５の捕捉干渉領域内に ワーク用の加熱装置１３が配置されており、該加熱装置１３自体は、ローディン グステーションＢ１のワーク搬送装置１１とローディングステーションＢ２のロ ーダー１２とを介して載貨される。 更にまた加熱装置１３は単数又は複数の加熱ステーション１４を有しており、 ワーク１０が単数又は複数のホールダによって位置正しく受取られた後に、例え ば送り装置１８の上位の搬送平面の回動によってワークは前記加熱ステーション １４の真下に到達する。加熱ステーションの数は所要加熱時間と圧延機の作業サ イクル時間とから生じる。必要に応じて加熱装置１３は、閉じられた空間内で例 えば保護ガス下で加熱できるように構成することができる。すでに示唆したよう に加熱装置１３には、加熱すべきワーク１０のためのワーク搬送装置１１が前置 されている。 製造すべきプロフィールの操業圧延ラインへの圧延機の生産圧延ラインの調整 は、調整範囲β内で種々異なった角度αを設定できるように旋回支点２２を中心 として行われ、その場合同時に、上部工具３の送り込み方向８を発生させる装置 も一緒に調整される。これによって送り込み力は常に上部工具３の対称線の方向 に作用する。 上部交換ユニット２１は上部工具３と閉鎖装置のインナーバンデージ４を含ん でいる。下部交換ユニット２０は、下部工具２とクランプ装置１と閉鎖装置のア ウターバンデージ５を含んでいる。圧延ステーション１６の駆動は、上部工具軸 と下部工具軸の回転数の変速比が特定されている場合、相互に角度αだけ傾斜し た両軸の連続的な運動結合を生ぜしめるように少なくとも１つの回転駆動装置に よって行われる。 機械的な結合は例えば、旋回支点２２にクラウン歯車を配置し、上部工具軸及 び下部工具軸の対称線に続くピニオン軸を前記クラウン歯車に噛み合わせて駆動 することによって行われる。電気的結合は勿論、上部工具軸及び下部工具軸用の 別個の駆動装置によって行われる。 本発明の方法では主として以下の作業プロセスが生じる。すなわち： １．ワーク１０はローディングステーションＢ１で受取られてローディングステ ーションＢ２へ移し換えら れる。ワーク１０は、殊に該ワークの、変形加工を施すべき端面域のみが加熱さ れるように加熱装置１３を通走する。 ２．これに続いてワーク１０はローディングステーションＢ２からローディング ステーションＢ３へ移し換えられ、次いで圧延ステーション１６へ到達する。ク ランプ装置１によってワーク１０の内径部が下部工具２に対して同心的にクラン プされる。圧延工程中に上部工具３を送り込むと共に閉鎖装置のインナーバンデ ージ４が引き戻される。圧延工程が終了しかつ上部工具３と下部工具２相互が当 接した後にアンローダー１７が圧延ステーション１６内へ進入旋回し、かつクラ ンプ装置１が解離される。 ３．アンローダー１７が退出旋回した後、ワーク１０はアンローディングステー ションＥへ引渡される。

───────────────────────────────────────────────────── 【要約の続き】 鎖装置とによって形成される閉じた空間内に配置されて いる形式の、前記方法を実施するための工具ユニットに も関し、この場合本発明の閉鎖装置は、圧延工程中に送 り込み方向で見て、成形された上部工具（３）に対して 相対的にシフト可能に構成されたインナーバンデージ （４）とアウターバンデージ（５）とから成っている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．成形工具の変形加工域外に位置する素材輪郭がすでにほぼ仕上げ輪郭に相当 するように前処理の施されたワーク素材から出発して、ワークの変形加工すべき 素材輪郭を圧延前に加熱し、成形工具が、一緒に同時回転する少なくとも１つの 閉鎖装置と相俟って、前記ワークの加熱された素材輪郭に対して閉じた空間を形 成し、２つの回転する工具間でワークに変形加工を施し、その際に傾斜した上部 工具を該工具の対称線の方向に送り込むようにして行なう形式の、閉じたダイ内 で傘歯車の歯列、殊にハイポイド歯列を有する傘歯車の歯列をリング圧延する方 法において、圧延工程中に閉鎖装置を、成形された上部工具の対称線に沿って軸 方向にシフトさせることを特徴とする、傘歯車の歯列をリング圧延する方法。 ２．閉鎖装置のインナーバンデージを、上部工具の送り込み中に、該上部工具の 送り込み方向とは逆方向に引き戻す、請求項１記載の方法。 ３．回転する両工具の駆動装置を工具空間の外部で機械的又は電気的に結合する 、請求項１又は２記載の方法。 ４．単数又は複数のワーク素材を、圧延装置の外部で圧延前に加熱する、請求項 １から３までのいずれか１項記載の方法。 ５．製造すべき傘歯車の輪郭に対応して互いに傾斜して上下に配置された２つの 回転する工具から成り、しかも、成形された上部工具がその対称線の方向で軸方 向に送り込み可能であり、圧延工程中に変形加工を施すべきワーク輪郭が、前記 成形された上部工具と、該工具と一緒に同時回転する少なくとも１つの閉鎖装置 とによって形成される閉じた空間内に配置されている形式の、請求項１から４ま でのいずれか１項記載の方法を実施するための工具ユニットにおいて、閉鎖装置 が、圧延工程中に送り込み方向で見て、成形された上部工具（３）に対して相対 的にシフト可能に構成されたインナーバンデージ（４）とアウターバンデージ（ ５）とから成っていることを特徴とする、工具ユニット。 ６．閉鎖装置の少なくともインナーバンデージ（４）が、機械的又は液圧的に作 用する調整装置を有している、請求項５記載の工具ユニット。 ７．閉鎖装置（４，５）が、上部工具（３）の少なくとも歯溝を包囲している、 請求項５又は６記載の工具ユニット。 ８．インナーバンデージ（４）が圧延開始時にはワーク（１０）に支持されてい る、請求項５から７までのいずれか１項記載の工具ユニット。 ９．アウターバンデージ（５）が下部工具（２）と固着結合されている、請求項 ５から８までのいずれか １項記載の工具ユニット。