JP4966660B2 - リングの製造のための切断方法 - Google Patents

Description

本発明は、連続可変変速機のプッシュベルト用リングを生産する方法に関する。この型式のリングは、再加工された状態において、又、相互に連結されて、プッシュベルトの無端引張要素を形成する。リングはシート材から形成される管から切断またはスリットにより形成され、それから、特にバリを除去するためにバレル研磨され、最後に圧延されて熱処理される。

リングは細長切断方法により、それ自体周知の仕方で管から切断される。細長切断方法はスリット切断装置により実行される。 そこでは管が挟み込まれ、少なくとも２つの相互作用する円筒状で回転可能な刃を有し、一方の刃は挟み込まれる管の内側に配置され、他方の刃は挟み込まれる管の外側で一方の刃に対向して配置される。管の外側の刃またはスリット刃は、最初に、切り込み段階として知られるように、回転中に、管の回転部分において、管の壁を通って半径方向内側に案内される。管の内側の刃または支持刃は、スリット工程中、同じ半径方向位置に保持される。

管がこのように切り込まれ、スリット刃が管の外周の少なくとも１つの場所で全壁厚の位置に位置決めされた後で、最終スリット段階において、スリット刃と管との更なる回転により、スリット刃は、最初の切り込みが行なわれた外周上のある場所を含む管の全周に亘って管壁の材料を貫通するように案内される。

スリット工程の周知の形式では、刃の形状およびスリット運動の性質により管が変形され、少なくとも管が傾斜し、または挟み込み器具内で回転する傾向がある。

この状況の組合せは、スリット運動中に軸線方向に走る切り込み−管の長手方向と直角に向く仮想平面と一致することが意図される−を生む。このことは、特に、切り込みがなされた管の外周部分にバリが形成され、一方、さらに、スリット工程の終わりにおいて、リングの公称幅を越えて突出する残存材料で破断表面が形成される。このバリおよび残存材料は、例えばバレル研磨により除去されなければならないが、これは、なかでも除去すべき材料が冷間変形の結果として非常に硬くなるという事実のため、比較的に困難で時間がかかる。

それ故、本発明の目的は、スリット工程においてより技術的に都合が良く、結果的に一層有利であることを達成することであり、スリットにより切断されたリングの軸方向側面は予測可能性が大きく、および／または、凹凸が少なく、側面に対する再加工時間を短縮でき、さらに、再加工のため必要とされる材料を節約できる。本発明によれば、この目的は請求項１の特徴部分で記載された方策が実行される時、付随する長所と共に達成される。

この方策によると、切り込み段階は２つの段階で実行され、第１副段階、すなわち、ランニングイン段階において、スリット刃は、管の全周囲に亘り比較的浅い半径方向深さで管の材料内に案内され、または、押し進められる。それから、第２副段階、すなわち、切り込み段階のランニングスルー段階において、刃は管の全壁厚を通過して半径方向へ案内され、刃は、このようにして実現される軸方向に向く（部分的な）管上の切断表面に対して、軸方向で耐えることができる。これらの状況やランニングイン段階での比較的に小さいスリット力により、軸方向の切り込みの長さは大きく制限される。この効果をなお一層増進するために、ランニングスルー段階が管の少なくとも１回転、好ましくは多数の回転に亘り分配されるのが好ましい。

このようにして、管は全管厚に亘り切り込まれた後、最終のスリット段階へ移行することができる。 最終のスリット段階は周知のスリット工程で使用されるものと同一にでき、この段階では、スリット刃は、好ましくは、半径方向に管壁を越え、ある余裕寸法分だけ突出する。

スリット工程の切断品質の改良に加えて、さらに、本発明は、多数のまたは少なくとも２つのリングを管から同時に切断および／またはスリット切断することができる。前記刃の一方が、好ましくは、外刃またはスリット刃が、スリット切断されるリングと同じ幅を有し、両側に切断縁を備えれば、スリット装置の性能は都合良く倍加される。対向する刃、すなわち、好ましくは、支持刃は、二重である設計であり、スリット刃の２つの切断縁の一方と相互作用する各スリット刃を備える。

本発明の一層の詳細によれば、全ての刃は駆動されず、むしろ、１または複数の内刃が駆動される。このようにして、管が傾くという不都合のリスクが一層低減される。加えて、支持刃の速度に追従させるような仕方で管が駆動されると都合が良い。

（図面の簡単な説明）
本発明を図面に基づいて、実施例によりさらに詳細に説明する。
図１は、管からリングを作るためのそれ自体周知である従来の工程の概要である。
図２は、従来の工程における、オフセット、すなわち、切り口流出物の影響を示す断面図である。
図３は、周知の工程を使用して生産されるリングの断面の典型的な写真画像である。
図４は、管からリングを作る新規な工程を示したものである。
図５は、新規な工程におけるオフセットに対する本発明の方策の効果、または少なくともリングに対する効果を示す断面である。
図６は、新規な工程を使用して生産されるリングの断面の典型的な写真画像である。
図において、同一参照番号は、当該工程および製品の同一、または少なくとも対応する設計および／または機能特性を示す。

図１は、環状原材料、すなわち管の長手方向と直角の断面図であり、無端引張要素と多数の横断要素とから成るプッシュベルトを生産するために使用される工程の内、１つの副段階の概要を描く。引張要素はコードとして知られる、相互に保持され、連続し、特に、圧延処理および熱処理により金属リングから形成される、多数のものから成る。金属リングは、一般的に、シート状の材料を溶接した管から得られ、特にこれらのリングをスリット切断または切断することにより得られる。

図１は管１を図示し、管の周囲で、円２はスリット刃２の管１に対する相対的な半径方向位置を示す。しかしながら、実際には、スリット刃２は接線方向で固定位置にある。

このスリット工程中に、管１は、詳細には示されないが、回転可能な保持体に挟み込まれる。管１の内側には内刃または支持刃３があり、管１の外側には管１の軸線に向けて半径方向に運動できる対向するスリット刃２がある。両方の刃は円筒状で、設計上、回転可能であり、好ましくは少なくとも同一の直径を備える。この場合、内刃３の直径は、好ましくは、管１の内周の直径よりわずかながら小さい。スリット工程中に刃２、３の両方と管１は回転し、そのため少なくとも１つの構成要素１、２、３は回転中駆動される。図面において、矢印は構成要素の相対的回転方向を示す。

スリット刃２の多くの相対的半径方向位置、それは上述したように、実際には管の周辺方向で固定位置にあり、この場合、支持刃３と対向して配置され、ローマ数字により示される。スリット刃２を図示するこれらの半径方向位置Ｉ、ＩＩＡ、ＩＩＢおよびＩＩＩは、スリット工程の種々の段階を示す。この場合、半径方向位置Ｉは、第１段階または位置決め段階を示し、スリット刃２が管１に対向して配置される。半径方向位置ＩＩＡは、第２段階または切り込み段階を示し、スリットブレード２はこの例では管１に対し約９０度回転され、スリット刃２は半径方向で管１の壁厚の約２／３を切断する。半径方向位置ＩＩＢでは、管の周辺の実質的に半分を越える回転後に、スリット刃２が管１の全壁厚に亘って切断し、そしてスリット工程が完了する。このスリット工程では、スリット刃２は管１の材料内で螺旋切断線Ｓを形成する。

半径方向位置ＩＩＢに到達した瞬間から、最終段階または切離段階において、刃２、３は、特に、管の長手方向に対し直角の意図した理想平面内で、管１の全周に亘りスリット運動を実行する。スリット刃２の半径方向位置ＩＩＩは、この切離段階を図示し、この段階では、スリット刃２が管１を完全に切離し、リング１０は管１から切離される。

スリット工程の切り込み段階は、図で示されたように、スリット刃が半径方向位置Ｉから位置ＩＩＢへ徐々に移動されるが、実際には、工程設定、刃２、３の型式、管１の壁厚、円周および材料により、管１の円周の数％から１００％の順に変化できることに留意しなければならない。

図２Ａは、管１の長さ方向の断面図であり、図１で示されたスリット工程の位置決め段階の結果としての刃２、３の半径方向位置Ｉを表す。この場合、管部分１Ａは管の挟み込まれる部分１Ａであり、管１から切離される管部分１Ｂは管１から切離されるリング１０と同一である。

図２Ｂは、切り込み段階でのスリット刃２の半径方向位置ＩＩＡに対応する描写を示す。図示の断面は、図１の切断線Ｓに沿って延びる、切り込み段階の距離の約半分の位置にある。スリット工程が進行するにつれて、少なくとも切り込み段階において、発生するスリット力のレベルおよびタイプの結果として、管１の変形および／または変位、および／または管の挟み込みにより、挟み込まれる管部分１Ａと切離されるリング部分１Ｂとの間の切断線Ｓは、所望の半径方向内に形成されるのみならず、また、少なくともある程度、管１の軸線方向に走る。それで、実際には、切断線Ｓは多少、螺旋である。結果として、スリット刃２の半径方向位置ＩＩＩに基づく図２Ｃで図示される切離段階において、挟み込まれる管部分１Ａと切離される管部分１Ｂとの間の実質的に軸方向に向く切断平面は、少なくとも部分的に、切り込み段階において形成される切断線Ｓの隣に形成される。そしてそれらの距離は、半径方向で外側から内側に向かって、管１の壁厚を横断する切断線Ｓに沿って減少する。軸方向において前記切断平面と切断線Ｓとの間に位置する管１の材料は、一般的に切離されるリング１０の上にバリ４として生じる。このバリ４の材料体積は、位置決め段階の結果として図１で示される切断刃２の半径方向位置Ｉで最大となり、そして切り込み段階の終了後、スリット刃２の半径方向位置ＩＩＢに対応する管１の半径方向内表面にある切断線Ｓの終点の方向に向かって形成される、リング１０の円周に亘り減少する。このバリ材料は、切離段階において、支持刃３と切離される管部分１Ｂとの間で必然的に出口を探し、結果として管部分１Ｂは半径方向外側へ押される。スリット段階中にバリ４がリング１０から切離されない理由は、切離される管部分１Ｂが、少なくとも切離段階の終わりに向かって、内側へ滑る大きな運動の自由度を持つからである。スリット工程の概要、すなわち、切離段階の終わりの概要は、また、制御されたプロセスでリングが管から切離されるというよりもむしろ、リング１０が管１から破断されることにより特徴付けられる。

図３は、上記のように、周知のスリット工程で形成されるバリ４を明白に示す切離リング１０の断面の典型的な写真描写を示す。

図４は、図１で示す周知のスリット工程の図示に対応する、本発明によるスリット工程の概要図である。本発明によるスリット工程は、バリの上記の現象を少なくとも相当程度に排除できる。この目的のために、本発明によると、管１がスリット刃２により切り込まれる、スリット工程の第２段階または切り込み段階は、スリット刃が第１段階で管１に対して半径方向位置Ｉに位置決めされた後で、少なくとも２つの段階または副段階で実行される。

切り込み段階の第１副段階またはランニングイン段階において、管１の材料内で、管１の全周囲に亘り、「挿入深さ」として知られる比較的浅い深さまで切り込みが行われる。本発明によると、この場合、挿入深さは管１の壁厚の少なくとも１０％で、最大で１／２が好ましい。前記の半径方向位置ＩＩＡでは、スリット刃２はランニングイン段階の第１の部分にあり、スリット刃はランニングイン段階において、管１の半径方向外表面から管１の材料を通過して「挿入深さ」まで案内され、および／または押し込まれる。 位置ＩＩＢは、スリット刃２はランニングイン段階の終点の近くにあることを示し、この例では、管１は約４５０°回転され、全周に亘り所望の挿入深さまで切り込まれる。ランニングイン段階では、スリット刃２は挟み込まれる管部分１Ａと切離される管部分１Ｂとの間の切断線Ｓの第１部分Ｓ１を形成する。「挿入深さ」として知られるこのタイプの切り込みの比較的浅い半径方向深さに起因して、スリット力は弱く、上記のスリット方向の変形および／または変位は殆ど起こらず、そして結果的に、切り込み、または、切断線Ｓは実質的に軸方向へ向く平面内で好都合に存在するであろう。それから、スリット刃２の半径方向位置ＩＩＣにより図示される切り込み段階の第２副段階または切離段階では、管１の残りの壁厚は、この例では、管の約９０°の回転中に切断される。ランニングスルー段階では、スリット刃２は挟み込まれる管部分１Ａと切離される管部分１Ｂとの間の切断線Ｓの第２部分Ｓ２を形成する。ランニングスルー段階従って全切り込み段階は、スリット刃２が半径方向位置ＩＩＤにある時に完了される。

半径方向位置ＩＩＤに到達した瞬間から、刃２、３を使用する周知の最終段階または切離段階では、スリット運動は、管１の全周囲に亘り、特に、管の長手方向に直角の所望の理想平面内で実行される。スリット刃２の半径方向位置ＩＩＩは切離段階を図示し、この段階では、スリット刃２は管１をある余裕を持って完全に切断し、その余裕は壁厚に関して例えば、壁厚の２５％であり、これにより、リング１０は管１から切離される。この新規なスリット工程の実行では、上記のバリ４が切離段階中に形成されない。さらに、この場合、切離段階の最終部分での破断は比較的わずかで、平坦であり、特に、以前の段階、すなわち、切り込み段階中に切断線Ｓが形成された平面と実質的に同一の平面内にある。

本発明のより詳細な改良では、ランニングスルー段階は、管１の多数の回転中に実行され、切断刃２は、１回転中または１回転後において、比較的短い半径方向距離だけ管１の材料中に押し込まれ、例えば、管１の全壁厚の２５％押し込まれる。

図５は、管１の長さ方向の断面を示し、副図面５Ａ−５Ｅにおいて、上記の新規なスリット工程の種々の段階を図示する。図５Ａはスリット工程の位置決め段階の結果としての図４の刃２、３の半径方向位置Ｉを表す。この場合、管部分１Ａは管１の挟み込まれる部分１Ａであり、切離される管部分１Ｂは管１から切離されるリング１０に対応する。

図５Ｂは、切り込み段階の第１副段階またはランニングイン段階でのスリット刃２の半径方向位置ＩＩＡを示し、この段階では、切断線Ｓの第１部分Ｓ１は挟み込まれる管部分１Ａと切離される管部分１Ｂとの間に形成される。図示の断面は切断線Ｓのこの第１部分Ｓ１の出発点にあり、スリット刃２は管１の材料を通過して、管１の半径方向外表面から前記挿入深さまで移動される。ここにおいて、管１の切り込みは通常の丸み形状６により判別される材料収縮６を伴うことに留意すべきであり、従来技術のスリット工程から知られる軸方向形状と混同してはならない。

図５Ｃは、管１を横切る断面図であり、切断線Ｓの第１部分Ｓ１の終わりの段階を示す。 スリット刃２は、図４の半径方向位置ＩＩＢで、すなわち、挿入深さで、管の材料を通過して移動される。図示の断面、すなわち、管１の周回りの位置は、図５Ｂで示される切断線Ｓの第１部分Ｓ１の出発点が形成された位置と一致する。

図５Ｂと図５Ｃより、本発明による新規なスリット工程でのスリット運動中に、管１の周回りに切断線Ｓのオフセット７、または軸方向変位、またはランニングが、依然として存在していることが分かる。しかしながら、周知のスリット工程と比較した時の相違は、管１が第１回転で切り込まれる浅い挿入深さに起因して、材料収縮６およびオフセット７が非常に小さいことである。他の重要な相違は、図５Ｄに図示されるように、切断線Ｓの第２部分Ｓ２が形成される切り込み段階の第２副段階またはランニングスルー段階において、支持刃３は管１の半径方向に延びる切断表面８を軸方向で支え、このブレード３および管１は互いに案内され、切断線Ｓの軸線方向の追加のランニングが大きく回避される。上記の２つの副段階では比較的に小さいスリット力に起因して、切り込み、すなわち、切断線Ｓの軸方向変位は、それ故大きく減少される。 その結果、切断線Ｓと、挟み込まれる管部分１Ａと切離される管部分１Ｂとの間の切断平面と、の間に、切離段階において少量の材料が軸線方向存在するだけであろう。図５Ｅは、スリット工程の切離段階を図示し、この段階においてスリット刃は管１と支持刃３に対して半径方向位置ＩＩＩにある。

結局、それ故に、比較的に平坦で、少なくとも、ほとんど実質的にバリがない軸線方向側面が、挟み込まれる管部分１Ａと形成されるリング１０の両方に得られる。その結果、上記のバレルの再加工工程が、より軽度に、例えば、短時間で実行できる。本発明によるスリット工程の上記の有利な点は、切断線Ｓの部分Ｓ２が管の多数の回転によりに形成されれば、なお一層促進される。

最後に、図６は、本発明によるスリット工程を使用して形成されたリング１０の断面の典型的な写真図を示し、上記のバリ４は、未発達な形状で存在するか、少なくとも実質的に存在していない。

この発明は、上述したもの限定されず、また、当業者が請求項や図面から明白に推論できる全てのものに関する。

管からリングを作るためのそれ自体周知である従来の工程の概要である。 従来の工程における、オフセット、すなわち、切り口流出物の影響を示す断面図である。 周知の工程を使用して生産されるリングの断面の典型的な写真画像である。 管からリングを作る新規な工程を示すものである。 新規な工程におけるオフセットに対する本発明の方策の効果、または少なくともリングに対する効果を示す断面である。 新規な工程を使用して生産されるリングでの断面の典型的な写真画像である。

１ 管 １Ａ 管部分 １Ｂ 管部分
２ 外刃 ３ 内刃 ４ バリ
６ 丸み形状部 ７ オフセット ８ 切断表面
１０ リング Ｉ 半径方向位置 ＩＩＡ 半径方向位置
ＩＩＢ 半径方向位置 ＩＩＣ 半径方向位置
ＩＩＤ 半径方向位置 ＩＩＩ 半径方向位置
Ｓ 切断線 Ｓ１ 切断線の第１部分 Ｓ２ 切断線の第２部分

Claims (4)

1. プッシュベルトの無端引張要素内に組込まれることを意図されたリング（１０）を生産する細長切断方法であって、
   前記リング用の材料から形成される管（１）は、スリット装置内で回転可能に挟み込まれ、
   前記スリット装置は前記管（１）の内側で作用する内刃（３）と、前記管（１）の外側で作用する１つの外刃（２）とを備え、
   切り込み段階において、前記外刃（２）が、前記管の全壁厚を横切って前記管（１）の材料を通して少なくとも半径方向へ案内されるステップと、
   そして最終段階において、前記外刃（２）が、前記管の少なくとも完全な１回転の間、前記管（１）の材料を通過して接線方向へ移動されるステップと、
   を有する細長切断方法において、
   前記切り込み段階は少なくとも２つの副段階を有し、
   前記切り込み段階の第１副段階において、前記外刃（２）が、前記管（１）の少なくとも完全な１回転の間に前記管（１）の材料を通過して特定の半径方向深さに案内されるステップと、
   ここにおいて前記深さは前記管（１）の壁厚よりも小さく、
   前記切り込み段階の第２副段階において、前記外刃（２）が、前記管（１）の残りの壁厚を通過して少なくとも前記半径方向へ案内されるステップと、
   を有することを特徴とする細長切断方法。
2. 前記切り込み段階の前記第１副段階による前記深さは、前記管（１）の壁厚の半分未満であることを特徴とする、請求項１に記載の細長切断方法。
3. 前記切り込み段階の前記第１副段階において、前記管（１）の壁厚の１０％乃至２５％の範囲の半径方向の深さで、前記管（１）の全周に亘り切り込みがなされることを特徴とする、請求項１または２に記載の細長切断方法。
4. 前記切り込み段階の前記第２副段階は、前記管（１）の１回転当り、前記管の壁厚の１５％乃至３５％の、それぞれの前記刃（２）の半径方向変位により実行されることを特徴とする、請求項１−３のいずれか１項に記載の細長切断方法。

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