JP3382948B2 - 金属から成っていて成形された横断面を有するリング状のワークを製造する方法及び該方法を実施するための圧延機 - Google Patents
金属から成っていて成形された横断面を有するリング状のワークを製造する方法及び該方法を実施するための圧延機Info
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、請求項１の上位概念に記載の方法及び、該
方法を実施するための請求項７に記載の形式の装置に関
する。
方法を実施するための請求項７に記載の形式の装置に関
する。
ドイツ連邦共和国特許第3718884A1号明細書により前
記形式の方法は公知であり、該方法においてはワークが
もっぱらプレス（Pressen）によって成形（umformen）
される。この場合、著しく大きな接触面に基づき著しく
高いマトリックス負荷（Matrizenbelastung）を生ぜし
め、このようなマトリックス負荷は耐用年数に不都合に
作用する（弾性的な変形、たわみ、き裂発生）。従って
これに対応して、高価なマトリックス緊定装置が必要で
ある。さらにこのようなプレスにおいては、供給、押し
出し、外方旋回、洗浄、潤滑、冷却などの必要な作業過
程が通常順次に行われる。これによって、必然的にサイ
クル時間が著しく増大することになる。
記形式の方法は公知であり、該方法においてはワークが
もっぱらプレス（Pressen）によって成形（umformen）
される。この場合、著しく大きな接触面に基づき著しく
高いマトリックス負荷（Matrizenbelastung）を生ぜし
め、このようなマトリックス負荷は耐用年数に不都合に
作用する（弾性的な変形、たわみ、き裂発生）。従って
これに対応して、高価なマトリックス緊定装置が必要で
ある。さらにこのようなプレスにおいては、供給、押し
出し、外方旋回、洗浄、潤滑、冷却などの必要な作業過
程が通常順次に行われる。これによって、必然的にサイ
クル時間が著しく増大することになる。
さらにドイツ連邦共和国特許出願公開第2611568号明
細書により、強く成形（profiliert）された横断面を有
するリング状のワークを製造する方法及び該方法を実施
するための工具が公知であり、この場合、互いに送り可
能及び所定の角度で互いに傾けられた２つのロール（Wa
lze）が圧延すべき成形部の雌形を有しており、ロール
の少なくとも１つが駆動されるようになっている。この
ようないわゆる軸線方向の金型圧延（axiales Gesenkwa
lzen）においては、外側歯部若しくは平歯車歯部の成形
は行われず、歯成形部（Zahnprofil）を備えたマトリッ
クスは存在していない。
細書により、強く成形（profiliert）された横断面を有
するリング状のワークを製造する方法及び該方法を実施
するための工具が公知であり、この場合、互いに送り可
能及び所定の角度で互いに傾けられた２つのロール（Wa
lze）が圧延すべき成形部の雌形を有しており、ロール
の少なくとも１つが駆動されるようになっている。この
ようないわゆる軸線方向の金型圧延（axiales Gesenkwa
lzen）においては、外側歯部若しくは平歯車歯部の成形
は行われず、歯成形部（Zahnprofil）を備えたマトリッ
クスは存在していない。
さらに特開平６−304693号公報に、外直歯を備えた歯
車を製造する方法が記載されており、この場合、成形が
回転する２つの工具によって行われ、１つの工具がワー
クに対して傾斜して配置されていて、かつワークに対し
て垂直に送られる。外歯の成形のために外側成形部（Au
ssenprofil）を備えたロール（Rolle）を用い、ロール
が点状にワーク上を転動する。
車を製造する方法が記載されており、この場合、成形が
回転する２つの工具によって行われ、１つの工具がワー
クに対して傾斜して配置されていて、かつワークに対し
て垂直に送られる。外歯の成形のために外側成形部（Au
ssenprofil）を備えたロール（Rolle）を用い、ロール
が点状にワーク上を転動する。
本発明の課題は、冒頭に述べた形式の方法及び該方法
を実施するための装置において、プレスに際して生じる
高い負荷を避け、かつサイクル時間を減少させることで
ある。
を実施するための装置において、プレスに際して生じる
高い負荷を避け、かつサイクル時間を減少させることで
ある。
前記課題の解決手段が請求項１及び７の特徴部分に記
載してある。従属項２乃至６に、方法の補足的な手段が
記載してあり、従属項８乃至12に、本発明に基づく装置
の付加的な構成が記載してある。
載してある。従属項２乃至６に、方法の補足的な手段が
記載してあり、従属項８乃至12に、本発明に基づく装置
の付加的な構成が記載してある。
外歯若しくは平歯車歯部を備えたリング状のワークを
製造するための互いに傾斜されたワークを使用する軸線
方向の金型圧延法の本発明に基づく使用によって、圧延
に際してワークのリング面のもっぱら１つの部分しか負
荷されず、その結果、著しくわずかな圧着力を生ぜしめ
るだけでよい。歯部はもっぱら、材料が半径方向で、歯
を備えていて独立して支承されて回転するマトリックス
内に流動することによって形成される。回転する両方の
工具の圧延成形部（Walzprofil）は歯部製造のために必
要とされない。マトリックスは回転する両方の工具に左
右されずに操作される。マトリックスは本発明に基づき
圧延ステーションの外側でワークの素材（ブランク）と
結合され、次いで互いに離された両方の工具間に搬送さ
れ、圧延過程の終了及び工具の戻しの後に、完成された
ワークと一緒に圧延作業領域から再び遠ざけられる。マ
トリックスが軸線方向で定置の支承ユニット内に回転可
能に支承され、かつ支承ユニットが回転可能な支持体の
旋回アームに配置されており、従ってマトリックスが簡
単な旋回運動によって圧延ステーション内に運動させら
れ、かつ圧延ステーションから再び外側へ運動させられ
る。有利には、半径方向に配置された３つの旋回アーム
が周囲に均一に分配して支持体に設けられており、その
結果、異なる３つのステーションで同時にワークの圧
延、供給、取り出しの過程、並びに洗浄、潤滑及び及び
冷却の整備過程（Wartungsvorgang）が行われる。この
ような過程の分離（Entkopplung）によってサイクル時
間が著しく短くされ、それというのは特に供給及び取り
出しがもはや本来の成形ステーション（Umformstatio
n）内で行われないからである。従って、本来の圧延ス
テーション（Walzstation）は著しく簡単な構造であ
り、特に圧延ステーションに直接に配置するような完成
したワークのための押し出し装置が省略される。さら
に、ワークリング（Werkstueckring）のその都度もっぱ
ら部分的な成形（Umformung）に基づき、材料を半径方
向でマトリックス内へ押し込むために著しくわずかな力
しか必要とされない。
製造するための互いに傾斜されたワークを使用する軸線
方向の金型圧延法の本発明に基づく使用によって、圧延
に際してワークのリング面のもっぱら１つの部分しか負
荷されず、その結果、著しくわずかな圧着力を生ぜしめ
るだけでよい。歯部はもっぱら、材料が半径方向で、歯
を備えていて独立して支承されて回転するマトリックス
内に流動することによって形成される。回転する両方の
工具の圧延成形部（Walzprofil）は歯部製造のために必
要とされない。マトリックスは回転する両方の工具に左
右されずに操作される。マトリックスは本発明に基づき
圧延ステーションの外側でワークの素材（ブランク）と
結合され、次いで互いに離された両方の工具間に搬送さ
れ、圧延過程の終了及び工具の戻しの後に、完成された
ワークと一緒に圧延作業領域から再び遠ざけられる。マ
トリックスが軸線方向で定置の支承ユニット内に回転可
能に支承され、かつ支承ユニットが回転可能な支持体の
旋回アームに配置されており、従ってマトリックスが簡
単な旋回運動によって圧延ステーション内に運動させら
れ、かつ圧延ステーションから再び外側へ運動させられ
る。有利には、半径方向に配置された３つの旋回アーム
が周囲に均一に分配して支持体に設けられており、その
結果、異なる３つのステーションで同時にワークの圧
延、供給、取り出しの過程、並びに洗浄、潤滑及び及び
冷却の整備過程（Wartungsvorgang）が行われる。この
ような過程の分離（Entkopplung）によってサイクル時
間が著しく短くされ、それというのは特に供給及び取り
出しがもはや本来の成形ステーション（Umformstatio
n）内で行われないからである。従って、本来の圧延ス
テーション（Walzstation）は著しく簡単な構造であ
り、特に圧延ステーションに直接に配置するような完成
したワークのための押し出し装置が省略される。さら
に、ワークリング（Werkstueckring）のその都度もっぱ
ら部分的な成形（Umformung）に基づき、材料を半径方
向でマトリックス内へ押し込むために著しくわずかな力
しか必要とされない。
本発明に基づく方法の別の利点が、工具の対称条件
（Symmetriebedingung）の簡単な変更によって、異なる
或いは非対称的な横断面のワークを製造できることにあ
る。とりわけ歯部の形状が、簡単に製作可能なマトリッ
クスの交換によって簡単に変えられる。
（Symmetriebedingung）の簡単な変更によって、異なる
或いは非対称的な横断面のワークを製造できることにあ
る。とりわけ歯部の形状が、簡単に製作可能なマトリッ
クスの交換によって簡単に変えられる。
添付の図１乃至図４に基づき本発明の実施例を詳細に
説明する。
説明する。
図１は本発明に基づく圧延ステーションの断面図、図
２は圧延（Ｗ）、取り出し（Ｅ）、及び供給（Ｂ）の３
つのステーションの配置の概略的な平面図、図３は図２
の側面図、及び図４は上側の工具22による片側だけで送
り可能な圧延装置（Walzeinrichtung）の概略図であ
る。
２は圧延（Ｗ）、取り出し（Ｅ）、及び供給（Ｂ）の３
つのステーションの配置の概略的な平面図、図３は図２
の側面図、及び図４は上側の工具22による片側だけで送
り可能な圧延装置（Walzeinrichtung）の概略図であ
る。
図１に示してあるように、両方の工具1,2は送り方向1
2に対して所定の角度αにわたって傾けて配置されてい
るのに対して、ワーク（Werkstueck）10の対称線（Symm
etrielinie）11は送り方向12に対して垂直に延びてい
る。ワーク10はマトリックス（Matrize）５内に保持さ
れ、マトリックス自体はころ軸受（Rollenlager）４を
介して旋回アーム（Schwenkarm）15の端部３内に回転可
能に支承されている。マトリックスの歯溝は軸線方向で
上方及び下方に対して両方の閉鎖装置（Schliessvorric
htung）6,7によって閉じられており、この場合、下側の
閉鎖装置がマトリックス５に対して固定されており、上
側の閉鎖装置がばね９を介して上側の工具２に弾性的
（elastisch）に連結されていて、圧延の後に該工具と
一緒に移動する。ワーク10の成形（Verformung）は工具
1,2のプロフィール（Profile）によって規定され、工具
が送り方向12で互いに接近させられて、ワーク10の最終
的な形が得られ、特に材料が半径方向でマトリックス５
の中空室内に流動させられている。上側の工具２は端部
に円筒形のピン（Dorn）13を有しており、ピンが下側の
工具１の対応する凹所（Aussparung）内に突入して、そ
こで案内されている。
2に対して所定の角度αにわたって傾けて配置されてい
るのに対して、ワーク（Werkstueck）10の対称線（Symm
etrielinie）11は送り方向12に対して垂直に延びてい
る。ワーク10はマトリックス（Matrize）５内に保持さ
れ、マトリックス自体はころ軸受（Rollenlager）４を
介して旋回アーム（Schwenkarm）15の端部３内に回転可
能に支承されている。マトリックスの歯溝は軸線方向で
上方及び下方に対して両方の閉鎖装置（Schliessvorric
htung）6,7によって閉じられており、この場合、下側の
閉鎖装置がマトリックス５に対して固定されており、上
側の閉鎖装置がばね９を介して上側の工具２に弾性的
（elastisch）に連結されていて、圧延の後に該工具と
一緒に移動する。ワーク10の成形（Verformung）は工具
1,2のプロフィール（Profile）によって規定され、工具
が送り方向12で互いに接近させられて、ワーク10の最終
的な形が得られ、特に材料が半径方向でマトリックス５
の中空室内に流動させられている。上側の工具２は端部
に円筒形のピン（Dorn）13を有しており、ピンが下側の
工具１の対応する凹所（Aussparung）内に突入して、そ
こで案内されている。
図２及び図３に圧延ステーションＷが図１に対応して
概略的に示してあり、この場合、支持体（Traeger）14
の１つの旋回アーム15が圧延ステーションに配置されて
いて、そこで締め付け装置（Klemmvorrichtung）16を介
して保持される。別の両方の旋回アーム15は取り出しス
テーション（Entladestation）Ｅ及び供給ステーション
（Beladestation）Ｂに位置している。そこで旋回アー
ムの下側及び上側に保持プレート（Halteplatte）18を
配置してあり、保持プレートが、ワークを突き出しロッ
ド（Ausstosser）17及び押出装置（Ausschiebevorricht
ung）を用いて除去する場合に、マトリックス５を保持
する。
概略的に示してあり、この場合、支持体（Traeger）14
の１つの旋回アーム15が圧延ステーションに配置されて
いて、そこで締め付け装置（Klemmvorrichtung）16を介
して保持される。別の両方の旋回アーム15は取り出しス
テーション（Entladestation）Ｅ及び供給ステーション
（Beladestation）Ｂに位置している。そこで旋回アー
ムの下側及び上側に保持プレート（Halteplatte）18を
配置してあり、保持プレートが、ワークを突き出しロッ
ド（Ausstosser）17及び押出装置（Ausschiebevorricht
ung）を用いて除去する場合に、マトリックス５を保持
する。
図４では下側の工具21が送り方向20で不動に配置され
ており、従って上側の工具22だけが送られる。このため
に、支承部（Lager）24及び支承リング（Lagerring）23
を備えたマトリックス25が滑り案内（Gleitfuehrung）2
6を用いて浮遊式（schwimmend）にフレーム27内に支承
されている。下側の工具21の回転軸線を鉛直に配置して
ある場合には、軸線方向の対称線11が水平線に対して所
定の角度βにわたって傾斜されているのに対して、上側
の工具の回転軸線が鉛直線に対して角度２βにわたって
若しくは送り方向20に対して角度βにわたって傾斜させ
られている。本発明に基づく方法においては、ほぼ次の
ような作業経過が行われる： 1.供給ステーションＢでマトリックス５が潤滑され、次
いでワーク10の素材（Rohling）とマトリックス５とが
組み合わされ、この場合、素材が例えば液力装置（Hydr
aulikvorrichtung）を用いて圧着される。
ており、従って上側の工具22だけが送られる。このため
に、支承部（Lager）24及び支承リング（Lagerring）23
を備えたマトリックス25が滑り案内（Gleitfuehrung）2
6を用いて浮遊式（schwimmend）にフレーム27内に支承
されている。下側の工具21の回転軸線を鉛直に配置して
ある場合には、軸線方向の対称線11が水平線に対して所
定の角度βにわたって傾斜されているのに対して、上側
の工具の回転軸線が鉛直線に対して角度２βにわたって
若しくは送り方向20に対して角度βにわたって傾斜させ
られている。本発明に基づく方法においては、ほぼ次の
ような作業経過が行われる： 1.供給ステーションＢでマトリックス５が潤滑され、次
いでワーク10の素材（Rohling）とマトリックス５とが
組み合わされ、この場合、素材が例えば液力装置（Hydr
aulikvorrichtung）を用いて圧着される。
2.支持体14が回転軸線28を中心として120度にわたって
回転させられると、マトリックス及びワークが旋回アー
ム15上で圧延ステーション内へ旋回させられる。締め付
け装置16を用いて旋回アーム15の外側の端部３が堅く保
持される。工具1,2の送りの前に、マトリックスが補助
駆動部（Hilfsantrieb）８を用いて、連続的に回転する
工具の回転数に加速される。圧延過程を終了してかつ工
具を互いに離した後に、締め付け装置が開かれて、マト
リックスが旋回アームを用いてさらに120゜にわたって
旋回させられ、同時に若しくは続いてマトリックスが制
動される。
回転させられると、マトリックス及びワークが旋回アー
ム15上で圧延ステーション内へ旋回させられる。締め付
け装置16を用いて旋回アーム15の外側の端部３が堅く保
持される。工具1,2の送りの前に、マトリックスが補助
駆動部（Hilfsantrieb）８を用いて、連続的に回転する
工具の回転数に加速される。圧延過程を終了してかつ工
具を互いに離した後に、締め付け装置が開かれて、マト
リックスが旋回アームを用いてさらに120゜にわたって
旋回させられ、同時に若しくは続いてマトリックスが制
動される。
3.取り出しステーションでワーク10が突き出しロッド17
を用いて、場合によって斜歯（Schraegverzahnung）に
おいては同時的な回転運動を伴ってマトリックスから外
される。続いて、装置が洗浄され、場合により冷却され
て、次いで再び新たに供給される。
を用いて、場合によって斜歯（Schraegverzahnung）に
おいては同時的な回転運動を伴ってマトリックスから外
される。続いて、装置が洗浄され、場合により冷却され
て、次いで再び新たに供給される。
本発明に基づく圧延ステーションは、図面に示してあ
るように、ほぼ鉛直な送り方向でも、これに対して90度
旋回させられた構成でも用いられる。
るように、ほぼ鉛直な送り方向でも、これに対して90度
旋回させられた構成でも用いられる。
符号の説明
１ 下側の工具、２ 上側の工具、３ 旋回アーム15
の外側の端部、４ 支承部（ころ軸受）、５ マトリッ
クス、6,7 閉鎖装置、８ 補助駆動部、９ ばね、10
ワーク、11 ワーク10の軸線方向の対称線、12 工具
1,2の送り方向、13 工具２のピン、14 回転駆動部を
備えた支持体、15 旋回アーム、16 端部３のための締
め付け装置、17 ワーク10のための突き出しロッド、18
保持プレート、20 工具22の送り方向、21 送り不能
な下側の工具、22 送り可能な上側の工具、23 支承リ
ング、24 支承部、25 浮遊式に支承されたマトリック
ス、26 滑り案内、27 フレーム、28 支持体の回転軸
線、α 送り方向12と工具1,2との間の角度、β 対称
線11と水平な平面との間の角度、Ｗ 圧延ステーショ
ン、Ｅ 取り出しステーション（場合によっては付加的
に洗浄及び冷却）、Ｂ 供給ステーション（場合によっ
ては付加的に潤滑プラス冷却）
の外側の端部、４ 支承部（ころ軸受）、５ マトリッ
クス、6,7 閉鎖装置、８ 補助駆動部、９ ばね、10
ワーク、11 ワーク10の軸線方向の対称線、12 工具
1,2の送り方向、13 工具２のピン、14 回転駆動部を
備えた支持体、15 旋回アーム、16 端部３のための締
め付け装置、17 ワーク10のための突き出しロッド、18
保持プレート、20 工具22の送り方向、21 送り不能
な下側の工具、22 送り可能な上側の工具、23 支承リ
ング、24 支承部、25 浮遊式に支承されたマトリック
ス、26 滑り案内、27 フレーム、28 支持体の回転軸
線、α 送り方向12と工具1,2との間の角度、β 対称
線11と水平な平面との間の角度、Ｗ 圧延ステーショ
ン、Ｅ 取り出しステーション（場合によっては付加的
に洗浄及び冷却）、Ｂ 供給ステーション（場合によっ
ては付加的に潤滑プラス冷却）
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−304693（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−77145（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−51787（ＪＰ，Ａ)
実開 平２−108538（ＪＰ，Ｕ)
特公 昭46−33776（ＪＰ，Ｂ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B21J 1/00 - 13/14
B21J 17/00 - 19/04
B21K 1/00 - 31/00
Claims (12)
- 【請求項１】金属、有利には鋼から成っていて、成形さ
れた横断面、有利には外側の斜歯を有するリング状のワ
ーク（10）を製造する方法であって、この場合、素材か
ら出発して、素材の外径が歯部の歯底円筒直径にほぼ相
応しており、材料を半径方向で歯の形成されたマトリッ
クス（５）内へ流動させ、マトリックスが閉鎖装置（6,
7）と一緒に閉じた室を形成しており、マトリックス深
さが歯幅に相応している形式のものにおいて、 ａ）成形を回転する２つの工具（1,2,21,22）によって
行い、 ｂ）工具をワーク（10）に対して傾斜させて配置してあ
り、 ｃ）少なくとも１つの工具（1,2,21）をワーク（10）に
対して垂直に送り、 ｄ）軸線方向で定置の支承ユニット内で、送り方向（1
2,20）に延びる回転軸を中心としてマトリックス（５）
を回転させ、 ｅ）支承ユニットを圧延過程中に定置に保持し、 ｆ）送り方向（12,20）に延びる軸線（28）を中心とし
て支承ユニットを回転可能にしてあることを特徴とす
る、金属から成っていて成形された横断面を有するリン
グ状のワークを製造する方法。 - 【請求項２】素材とマトリックス（５）とが、回転する
工具（1,2,21,22）の作業領域の外側で組み合わされ及
び／又は分離され、かつ支承ユニットと一緒に作業領域
内へ若しくは作業領域から運動可能である請求項１記載
の方法。 - 【請求項３】圧延過程中に付加的な、有利には２つの支
承ユニット及び／又はマトリックス（５）内でワーク
（10）の供給及び取り出し並びに整備過程を行う請求項
１又は２記載の方法。 - 【請求項４】マトリックス（５）を圧延過程の前に工具
（1,2,21,22）の回転数に加速し、及び／又は圧延の後
に制動する請求項３記載の方法。 - 【請求項５】回転する両方の工具（1,2,21,22）の駆動
を同期化する請求項１記載の方法。 - 【請求項６】両方の工具（1,2,21,22）の回転数がワー
ク（10）の対称条件に対応して変化させる請求項１記載
の方法。 - 【請求項７】金属、有利には鋼から成っていて、成形さ
れた横断面、有利には外側の斜歯を有するリング状のワ
ーク（10）を製造するための圧延機であって、この場
合、素材から出発して、素材の外径が歯部の歯底円筒直
径にほぼ相応しており、材料を半径方向で歯の形成され
たマトリックス（５）内へ流動させ、マトリックスが閉
鎖装置（6,7）と一緒に閉じた室を形成しており、マト
リックス深さが歯幅に相応している形式のものにおい
て、 ａ）同じ角度でワーク（10）に対して傾斜して配置され
かつ縦軸線を中心として回転する２つの工具（1,2,21,2
2）を設けてあり、この場合少なくとも１つの工具（1,
2,21）が送り方向（12,20）に運動可能であり、 ｂ）内歯を備えたマトリックス（５）を設けてあり、マ
トリックスが閉鎖装置と一緒にワークのための閉じた室
を形成しており、この場合マトリックス深さが歯幅に相
応しており、及び ｃ）軸線方向で定置の支承ユニットを設けてあり、支承
ユニットが旋回アーム（15）を介して支持体（14）に結
合されており、かつ支承ユニット内にマトリックス
（５）が送り方向（12,20）に延びる軸線を中心として
回転可能に支承されていることを特徴とする、金属から
成っていて成形された横断面を有するリング状のワーク
を製造するための圧延機。 - 【請求項８】支持体（14）が、送り方向（12,20）に延
びる軸線（28）を中心として回転可能に支承されてい
て、かつ周囲に均一に分配して配置された有利には３つ
の旋回アーム（15）を保持している請求項７記載の圧延
機。 - 【請求項９】１つの工具（22）だけを送る場合に、マト
リックス（25）が浮遊式に支承されている請求項７又は
８記載の圧延機。 - 【請求項１０】両方の工具（1,2）が、軸線方向力のな
い歯部の備えられた、有利には公知の冠歯車から成る共
通の１つの駆動部を有している請求項７から９のいずれ
か１項記載の圧延機。 - 【請求項１１】両方の工具（1,2）の１つがワーク側の
端部に円錐形若しくは円筒形のピン（13）を有してお
り、ピンが相対する工具の対応する凹所内に突入してい
る請求項請求項７から10のいずれか１項記載の圧延機。 - 【請求項１２】マトリックス（５）が旋回アーム（15）
及び／又は支持体（14）に結合された補助駆動部（８）
を有している請求項７から11のいずれか１項記載の圧延
機。
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