JP6850733B2 - 軸方向に固定された転がり軸受を有するリング圧延機 - Google Patents

Description

本発明は、独立請求項１の前文に係るリング圧延機に関する。

例えば、玉軸受（ボールベアリング）用のリングを製造するための既知の変形例においては、まずリング素材が鍛造され、次にリング圧延によってさらに処理される。リングを圧延するために、リング素材がマンドレルの周りに取り付けられ、次いでマンドレルと成形ローラーとの間で圧延される。そうすることにより、材料が減ることはないので、リング素材の厚みは薄くなり、同時にその外周が大きくなる。リング素材の厚みを薄くするためには、マンドレルと成形ローラとの間のロールギャップを連続的に減少させていかなければならず、これは、例えば、マンドレルの成形ローラへの変位、またはその逆の変位により行うことができる。

ドイツ特許第７０３４３６号明細書 スイス特許出願公開第７０６８４４号明細書

ドイツ特許第７０３４３６号明細書は、プレス要素としてのローラと、その中に回転可能に取り付けられた複数のマンドレルを備えた回転テーブルとを備えたリング圧延機を開示しており、マンドレルの周りには、巻かれるべきリング素材が装着されている。回転テーブルを回転させることによって、マンドレルはプレス要素に向かって移動可能であり、そして再びプレス要素から離れるように移動可能である。このようにして、マンドレルとプレス要素との隙間のサイズが小さくなるロールギャップが形成されて、ロールギャップにおいて圧延される。マンドレルは、回転テーブルに回転可能に取り付けられたマンドレルローラピンの円錐形のボアの底部とそれぞれ係合し、第２のマンドレルローラピンにそれぞれが強固に接続されている。

このリング圧延機の欠点は、圧延の不正確さをもたらすマンドレルの相対的に不正確な取り付けと、動作を遅くする、大きくて、比較的に重い回転テーブルとである。

リング素材を拡げるためのさらなるリング圧延機は、スイス特許出願公開第７０６８４４号明細書に記載されている。それは、プレス要素と、リング素材をそれぞれの周りに取り付けることができる複数の回転可能に取り付けられたマンドレルと、マンドレルが回転可能に取り付けられた回転可能な回転ドラムと、を備える。回転ドラムの回転により、マンドレルはプレス要素に向かって移動可能であり、そして再びプレス要素から離れるように移動可能である。回転ドラムの回転によって、減少するサイズのロールギャップがそれぞれのマンドレルとプレス要素との間に形成されるように、回転ドラムはプレス要素に対して配置されており、リング素材が回転ドラムの回転中にロールギャップにおいて圧延される。マンドレルの回転可能な取り付けのために、回転ドラムは、各マンドレルのために、例えば、２つの転がり軸受と、少なくとも２つの回転可能に取り付けられた支持ローラとを有しており、これらは、マンドレルが圧延処理の間に、支持ローラとプレス要素との間に配置されるように、回転ドラムの回転軸の方向にマンドレルを支持している。少なくとも２つの回転可能に取り付けられた支持ローラは、所望のマンドレルの長さに沿って圧延力を得るために、圧延処理中のマンドレルの支持と、圧延処理中のその回転軸の周りのマンドレルの回転とを可能とし、マンドレルはその支持ローラ上を転がる。

スイス特許出願公開第７０６８４４号明細書のリング圧延機は、リング素材の圧延位置への供給と、リング素材の圧延の両方が、プレス要素に対する回転ドラムの回転によってもたらされるという利点を有する。この回転により、ロールギャップが最初に形成され、リング素材がプレス要素と接触し、次いでロールギャップの寸法が縮小され、その結果、リング素材がマンドレルとプレス要素との間で圧延され、即ち、リングの壁厚が薄くなる。少なくとも２つの回転可能に取り付けられた支持ローラは、所望のマンドレルの長さに沿った圧延力を得るために、圧延処理中のマンドレルの支持を可能とし、そして圧延処理中のその回転軸の周りのマンドレルの回転を可能としている。この方法において、良好な圧延精度を達成することができる。しかしながら、この公知のリング圧延機の欠点は、多数の支持ローラとその取付けの結果もたらされる装置の複雑さにあり、この複雑さが設備の剛性にも悪影響を及ぼし、特に、同じように、支持ローラのために移動されなければならない比較的大きな質量においても悪影響を及ぼす。

したがって、本発明の目的は、問題となっている形式のリング圧延機の構造を単純化することである。達成可能な圧延精度は可能な限り改善されるべきであり、移動される質量は可能な限り低く保たれ、剛性は可能な限り大きくされるべきである。

この目的は、独立請求項１において定義されている本発明に係るリング圧延機によって達成される。本発明の特に有利な構成は、従属請求項に記載されている。

本発明の本質は以下の通りである。リング素材を拡大するためのリング圧延機は、プレス要素と、回転可能に取り付けられたマンドレルと、回転ドラムとを備え、マンドレルは、第１の端部、第２の端部、およびこれらの間の中間部を有し、マンドレルの周りにリング素材が取り付け可能であり、回転ドラムにおいては、マンドレルの中間部がリング素材の取り付けのために自由となるように、マンドレルが、その第１の端部で第１の転がり軸受において回転可能に取り付けられ、そしてその第２の端部で第２の転がり軸受において回転可能に取り付けられている。回転ドラムを回転させることによって、マンドレルはプレス要素に向かって移動可能であり、プレス要素から離れる方向に再び移動することができるように、回転ドラムが前記プレス要素に対して配置されており、サイズが減少し、リング素材が圧延される、ロールギャップは、マンドレルとプレス要素との間に形成される。第２の転がり軸受は、回転ドラムにおいて軸方向に固定され配置されており、マンドレルは、第２の転がり軸受に対して軸方向に移動可能に取り付けられて、マンドレルの第２の端部が第２の転がり軸受から引き出され、または第２の転がり軸受に押し込まれる。本発明によれば、第１の転がり軸受もまた、回転ドラムにおいて軸方向に固定され配置されており、マンドレルは、第１の転がり軸受に対して軸方向に移動可能に取り付けられている。

軸方向に固定されたベアリングにおけるマンドレルの回転取付けは、他の形式の軸受を使用する取付けより、さらには支持ローラよりも構造的に複雑ではない。さらに、回転ドラムの移動中、およびマンドレルがリング素材を介して押し込まれて第２の転がり軸受に挿入されるとき、または逆に転がり軸受から再び取り外されるときに、より少ない質量が移動されなければならない。転がり軸受自体は軸方向に固定されており、軸方向に、すなわちその長手方向に動かされなければならないのはマンドレル自体である。これは、機械的なサイクルにおいてリング素材の高速の供給および圧延を可能とする。

好ましくは、第１および第２の転がり軸受は、接する方向に移動可能な軸受として、特に、球面ころ軸受または自動調心玉軸受として設計される。球面ころ軸受および自動調心玉軸受は、高いラジアル荷重および軸方向の荷重に耐え、アライメント誤差の補償に非常に適している。さらに、これらは、比較的コンパクトである。有利なことには、マンドレルを受け入れるための軸方向に固定されたスリーブ形状のブッシングは、第１および第２の転がり軸受に回転可能に取り付けられている。ブッシングは、マンドレルを転がり軸受に簡単に挿入することを可能にする。

好ましくは、ブッシングは、第１および第２の転がり軸受の回転軸に対して傾斜可能に配置されており、ブッシングの傾斜性は、ストッパによって適切に制限される。これにより、マンドレルを転がり軸受、またはそれらのブッシングに安全に挿入することを可能となる。

マンドレルを第２の転がり軸受に容易に挿入するために、第２の転がり軸受に設けられたブッシングは、有利には漏斗状の挿入斜面を有する。同様の理由から、第２の端部の前端のマンドレルは円錐形または丸みを帯びた形状を有することが有利である。

圧延精度を高めるために、回転ドラムは、有利な設計の変形例においては、マンドレルをその長手方向に位置決めするために、マンドレルの前端のために、好ましく調整可能なストッパ要素を有する。これは、マンドレルおよびその上に配置されたリング素材を圧延処理するために正確に位置決めすることができ、マンドレルおよび／またはプレス要素がリング素材に転写されるべき外郭を有するときに特に重要である。

好都合なことに、ストッパ要素は、第２の転がり軸受の中に部分的に突出し、第２の転がり軸受の内部に注入する、洗浄剤および／または冷却剤のための供給ラインが設計されている。このようにして、マンドレルがブッシングに取り付けられていないとき、またはマンドレルが少なくとも部分的に引き出されたときに、ブッシングを容易に洗浄および／または冷却することができる。

有利なことには、ストッパ要素は回転可能に取り付けられている。このようにして、その上で回転するマンドレル軸受によって引き起こされる摩耗をかなり減少させることが可能である。

別の設計の変形例においては、回転ドラムが、マンドレルをその長手方向に位置決めするために、マンドレルの第１の端部にストッパカラー用の代替ストッパ要素を備えることが望ましい。好ましくは、代替ストッパ要素は、第１の転がり軸受に回転可能に取り付けられたブッシングによって形成される。ストッパ要素のこの設計は、構造の点で特に簡単である。

回転ドラムへのマンドレルの取り付けは、構造的に都合がよく、高い機械的なサイクルを可能にする。

好ましくは、回転ドラムは、互いに離間しており、連結回転のために互いに強固に接続された２つのディスク状のドラム部を備えており、マンドレルのための第１の転がり軸受および第２の転がり軸受は、軸方向に固定された方法において配置されている。連結回転のために互いに強固に接続された２つのディスク状のドラム部によって、マンドレルはリング素材を支える中間部の両側で安定し、かつ同時に回転可能に取り付けられ得る。

有利なことには、第１および第２の転がり軸受は、それらの全体において交換可能となるように、ドラム部の中にそれぞれが取り付けられている。このようにして、リング圧延機を別のマンドレル直径に迅速、かつ容易に適合させることができる。

有利なことには、第２の転がり軸受の中に配置された少なくともブッシングは、組立工具との係合のために、環状の溝として好ましくに設計された形状適合要素を有する。このようにして、第２の転がり軸受は、工具を用いてリング圧延機から容易に取り外すことができる。

有利なことには、リング圧延機は、好ましくは、転がり軸受および／または回転ドラムのために好ましくは閉鎖した冷却システムを有する。

有利なことには、本発明に係るリング圧延機は、マンドレルの長手方向にマンドレルを調整するためのマンドレル調整器を有する。マンドレルを引き戻し、ローディング位置にリング素材を送り、マンドレルを再び前方に押し込み、ローディング位置にあるリング素材を介してマンドレルを押し込むことによって、このリング素材をマンドレルの周りに容易に配置または取り付けることが可能である。逆に、同じまたは別のマンドレル調整器を用いて、マンドレルを引き戻すことによって、完成した圧延リングをマンドレルから取り外すことができる。

好ましくは、本発明に係るリング圧延機は、リング素材のための供給機構を有しており、その機構でリング素材が、供給されたリング素材を介してマンドレルが押圧される位置、即ち、前述のローディング位置に、個々に供給される。マンドレル調整器と共に、これは、リング素材を容易に取り付け、またはマンドレルの周りに配置することを可能とする。

有利なことには、いくつかのマンドレルが、回転ドラムにおいて回転可能に取り付けられている。このようにして、異なるステーション（位置）で異なる処理を同時に行うことができる。例えば、リング素材を第１のステーションでマンドレルの周りに取り付けることができ、リング素材を第２のステーションで圧延することができ、リング素材を第３のステーションでマンドレルから取り外すことができる。したがって、圧延の処理量を大幅に高めることができ、すなわち、より多くのリング素材をより短い時間でリングに圧延することができる。

より高い処理量のために、リング素材の製造に沿ってリング圧延を行うことができ、リング圧延機は、例えば、冷間成形機または熱間成形機に併合することができる。熱間成形機への併合によって、熱間成形機によって製造された依然として熱いリング素材をリング圧延機で直接圧延することができるという利点を利用する。したがって、熱間リング圧延のためのリング素材のさらなる加熱を省くことができる。しかしながら、原理的には、リング圧延の前にリング素材の予備加熱が可能であり、本発明に係るリング圧延機は、熱間リング圧延および冷間リング圧延の両方に使用することができる。

熱間リング圧延では、圧延機の構成要素、例えば、マンドレル、プレス要素、駆動ローラなどを任意に冷却することができる。

好ましくは、本発明に係るリング圧延機は、圧延処理中に、プレス要素の移動によってリング素材が回転可能となるように、プレス要素を駆動する駆動機構を有する。これは、圧延処理中にプレス要素の補助で回転可能に取り付けられたマンドレル上でリング素材を数回回転させることが可能となり、各回転時にリング素材がより薄い厚みに圧延される。このようにして、厚みのより大きな減少、および材料に対してより優しくより均一な圧延を達成することが可能である。

有利なことには、プレス要素は、回転可能に取り付けられた駆動ローラである。このような駆動ローラは、例えばモータによって連続的に駆動され、モータが駆動ローラに接触すると直ちにその回転運動をマンドレルの周りに取り付けられたリング素材に伝達することができる。本発明に係るリング圧延機においても考えられる線形プレス要素と比較して、駆動ローラの回転は連続的であり、且つ一定速度で行うことができ、圧延処理後にプレス要素をリセットする必要はない。

本発明に係るリング圧延機は、例示的な実施形態に基づいて、および添付の図面を参照して以下により詳細に記載される。

図１は、本発明に係るリング圧延機の例示的な実施形態の斜視図を示す。 図２は、リング素材が圧延される直前の図１のリング圧延機の断面図である。 図３は、図１のリング圧延機の断面図であり、リング素材の圧延中であるが、図２と類似である。 図４は、図１のリング圧延機の部品の図５とは異なる斜視図を示す。 図５は、図１のリング圧延機の部品の図４とは異なる斜視図を示す。 図６は、図１のリング圧延機の回転ドラムの断面図である。 図７は、図６の詳細ＶＩＩの拡大図を示す。 図８は、第２の実施形態に係るリング圧延機のストッパ機構の軸方向断面図である。 図９は、図８のストッパ機構の斜視図を示す。 図１０は、図８のストッパ機構の斜視図を示す。 図１１は、リング圧延機の別のマンドレルを示す図である。 図１２は、ストッパ位置に配置された図１１によるマンドレルを伴うリング圧延機の詳細を示す図である。 図１３は、リング圧延機の転がり軸受に挿入された組立工具または分解工具の断面を示す。

以下は、本明細書に適用される図面のあいまいさを避けるために、明細書の直接的に関連する部分に記載されていない参照符号が図に含まれる場合には、明細書の前に説明した箇所、または以下に説明する箇所が参照される。逆に、図面を過度に複雑にすることを避けるために、直接理解には関係のない参照符号は、すべての図に含まれていない。このために、それぞれの場合には他の図が参照される。

図１および図２に示される本発明に係るリング圧延機の例示的な実施形態は、プレス要素として、その円周上にカラー１２、１３によって両側が制限されたロール表面１１を有する駆動ローラ１を含む。カラー１２、１３は、リング圧延中のリング素材９の横方向の拡張を防止する。駆動ローラ１は、軸１４を介して軸受板１５に回転可能に取り付けられており、駆動機構１０によって駆動される。

３つのレールグリップ要素１５１、１５２、１５３により、例えば、回転ドラムの回転軸３９（図２）の方向に移動可能となるように、軸受板１５はレール８１、８２の上部および下部にそれぞれ取り付けられており、それらの部品のためのレール８１、８２はマシンフレーム８にしっかりと固定されている。調整スピンドル１５４によって、軸受板１５および、そのため、その上に取り付けられた駆動ローラ１は、ロールギャップの方向に調整することができ、これによりロールギャップの最も狭い点でのサイズを調整することができる。この目的のために、調整スピンドル１５４は、例えば、マシンフレーム８を通る通路８３内の雌ねじと係合する雄ねじを有し、その通路を通って調整スピンドル１５４が配設されている。

リング圧延において、リング素材９は、駆動ローラ１と、回転ドラム３の形態においてアドバンス装置で回転可能に取り付けられたマンドレル２と、の間で圧延される。図２から分かるように、本回転ドラム３においては、５つのマンドレル２が、回転可能に取り付けられており、回転ドラムの回転軸３９に対して７２°の角度間隔で均一に分布している。回転ドラム３は、軸３３を介してマシンフレーム８に回転可能に取り付けられており、例えば、電気駆動またはサーボモータなどの駆動機構３０により回転する。

リング素材９を回転ドラム３のマンドレル２に供給するために、図示されたリング圧延機は、リング素材供給機構５を有する。リング素材供給機構５は、マンドレル２が、供給されたリング素材９を介して押圧され得る位置、すなわちローディング位置に、リング素材９を個別に供給するように設計されている。リング素材供給機構５は、いくつかのリング素材９を格納することができる収納部５１を有する。収納部５１の下端部には、リング素材９が重力によりローディング位置に直接通り抜ける開口が設けられている。リング素材９がローディング位置の方向において制御不能に陥るのを防止するために、連結式保持要素５２が存在し、カムローラ５３に作用するばね要素５４によって、収納部５１内のリング素材９を保持する保持位置に保持されている。個々のリング素材９を解放するために、回転ドラムの回転軸３９の周りに回転可能に配置された制御カム５５が、ばね力に抗してカムローラ５３に容易に作用する。

リング素材９をマンドレル２の周りに取り付けることができ、その後圧延されたリング９０を再びマンドレル２から取り外すために、リング圧延機はマンドレル２の長手方向にマンドレル２を調整するためのマンドレル調整器４を有する。マンドレル２の周りのリング素材９の取り付けと、リング素材９から圧延されたリング９０のマンドレル２からの取り外しは、２つの異なる位置で、すなわち一方では収納部５１の真下で行われ、他方では、回転ドラム３が約１５０°回転した後に行われるので、マンドレル調整器４は、マシンフレーム８に固定された２つの別々の調整シリンダ４１、４２を含む。

マンドレル２から除去された後に圧延されたリング９０を運び去るために、図示されたリング圧延機においてリング除去の場所の下に排出溝６が設けられている。

図３は、実質的に図２に対応しているが、図３の回転ドラム３が図２よりも反時計回りに約１０°回転していることのみが相違する。

図２において、第１のリング素材９は、収納部５１の直下のローディング位置に配置され、第１のマンドレル２は、この第１のリング素材９を介して押圧される。第２のリング素材９は、第１のマンドレル２から７２°の角度距離に位置する第２のマンドレル２の周りに取り付けられており、駆動ローラ１との接触の直前に配置されており、すなわち、第２のリング素材９は、まだ圧延されてはいない。

図３に示す状況に達するために、回転ドラム３は反時計回りに約１０°回転している。第１のリング素材９は、収納部５１の直下のローディング位置に一時的に残っているが、第１のマンドレル２が約１０°回転し、第１のリング素材９の左側の内面に当接して、更なる回転時に、第１のマンドレル２が第１のリング素材９を運ぶであろうことが分かる。

回転ドラム３の回転により、第２のリング素材９は、第２のマンドレル２と駆動ローラ１との間のロールギャップの大きさの減少のために、駆動ローラ１と接触して、より薄い厚みに圧延される。好ましくは、一定の速度で回転し、駆動機構１０によって駆動される駆動ローラ１との接触により、回転可能に取り付けられた第２のマンドレル２と共に、リング素材９がマンドレルの回転軸、すなわち、その中心軸の周りを回転するように、トルクがリング素材９に伝達される。リング素材のサイズおよび壁厚の所望の縮小に応じて、リング素材を圧延処理中に３〜３０回、特に８〜１２回、好ましくは約１０回、回転させることが特に有利であることが証明された。これを達成するために、駆動ローラ１および回転ドラム３の回転速度が適切に選択される。リング圧延処理中のリング素材９の多数回回転により、厚みの大幅な減少と、より均一な圧延が可能になり、これは材料に対してより優しいものである。

マンドレル調整器４は、図４および図５においてより詳細に示されている。マンドレル調整器４は、既に説明したように、マシンフレーム８に固定された２つの別々の調整シリンダ４１および４２を備える。調整シリンダ４１は、スラストヘッド４１２が固定されている伸長可能なピストン４１１を含む。図４に示す状況において、スラストヘッド４１２がマンドレル２のヘッド２１を押し、ピストン４１１の伸長時にマンドレルの長手方向にマンドレルを回転ドラム３の中に押圧して、ローディング位置にあるリング素材９を介してマンドレル２が押される。

調整シリンダ４２は、グリッパヘッド４２２が固定された伸長可能なピストン４２１を含む。図４および図５に示す状況においては、グリッパヘッド４２２は、先のマンドレル２のマンドレルヘッド２１の後ろに係合して、ピストン４１１の後退時に、マンドレルの長手方向にこのマンドレル２を回転ドラム３から引き出し、したがって、回転ドラムのこの位置において完了した圧延されたリング９０からも引き出される。図４においては、マンドレル２は依然として回転ドラム３の開始位置に配置されており、一方、図５では、マンドレル２が回転ドラム３から部分的に引き出されている。マンドレルヘッド２１の後ろでのグリッパヘッド４２２の係合は、回転ドラム３の回転によって引き起こされ、その結果、マンドレルヘッド２１は、グリッパヘッド４２２のグリッパ部分４２２０の上を押圧する。

回転ドラム３の反時計回りの回転中に再びマンドレル２が回転ドラム３から不用意に移動しないように、リング圧延機は押下げ手段４０を有している。押下げ手段４０は、マシンフレーム８に固定された取付けパイプ８１の周りのフランジのように固定されている。押下げ手段４０は、図５に最もよく示されているように、マンドレルヘッド２１のためのストッパを形成する。

図６から分かるように、図示された例示的な実施形態では、回転ドラム３は、互いに間隔をあけて配置された２つのディスク状のドラム部３１、３２を含み、ドラム部３１、３２が共通軸を介して連結回転のために強固に互いに接続されている。ドラム部３１、３２のそれぞれにおいて、マンドレル２のそれぞれの端部は回転可能に取り付けられており、それぞれの場合において、マンドレル２の中間部には、その周りにリング素材９が取り付けられており、ディスク状のドラム部３１、３２の間で自由に配置されている（図２参照）。２つのディスク状のドラム部３１、３２間に配置され、ドラム部３１、３２間の間隔を固定するスペーサ３４（図２）が設けられている。

本発明に係るリング圧延機とスイス特許出願公開第７０６８４４号明細書のリング圧延機との主な違いは、マンドレル２を回転ドラム３に回転可能に取り付ける方法である。公知のリング圧延機では、マンドレルは、とりわけ、回転可能な支持ローラに取り付けられている。対照的に、本発明に係るリング圧延機のマンドレル２は、図６に示されているように、特に図７において詳細に拡大されているように、それぞれが回転ドラム３に軸方向に固定されて配置された２つの転がり軸受に取り付けられている。

２つのディスク状のドラム部３１、３２には、５つの第１の転がり軸受３１０と５つの第２の転がり軸受３２０が軸方向に固定されており、周方向に均等に分布しており、第１の転がり軸受３１０と第２の転がり軸受３２０が、それぞれのケースにおいて、互いに軸方向に整列して設けられている。転がり軸受３１０、３２０においてはスリーブ形状のブッシング３１１、３２１が回転自在にそれぞれ装着されており、軸方向の移動に対しては固定されている（図７）。いずれの場合においても、１つのブッシング３１１と１つのブッシング３２１が共に１つのマンドレル２を受け入れる。マンドレル２が回転ドラム３（図６の下部）に押し込まれると、マンドレル２の第１の端部は第１の転がり軸受３１０のブッシング３１１内に配置され、そしてマンドレルの第２の端部は、第２の転がり軸受３２０のブッシング３２１内に配置される。２つの端部の間には、マンドレル２の中間部が配置され、その部分で圧延されるリング素材９が支えられる。マンドレル２が回転ドラム３から部分的に引き出された状態で、図６の上部に示すように、第２の転がり軸受３２０のブッシング３２１内に以前に受け入れていた、マンドレル２の前側の第２の端部（図中左側の端部）は、第１の転がり軸受３１０のブッシング３１１内に今は配置されている。マンドレル２の内向きおよび外向きの移動中においては、転がり軸受３１０、３２０、およびそれらに回転可能に取り付けられているブッシング３１１、３２１は、軸方向に固定されたままであり、即ち、マンドレル自体のみが移動されている。これは、より小さな質量が移動されるという利点を有し、より迅速かつ容易に変位させることを可能とする。

ここに示すように、第１および第２の転がり軸受３１０、３２０は、例えばＤＩＮ６３５−２のように、好ましくは球面ころ軸受として設計されている。球面ころ軸受は、高いラジアル荷重および軸方向の荷重にも耐え、アライメントの誤差を補償するのに非常に適している。さらに、それらは比較的にコンパクトである。球面ころ軸受の固有の特性のために、球面ころ軸受３１０、３２０に回転可能に取り付けられたブッシング３１１、３２１は、軸受の回転軸に対してある程度傾斜可能であり、これはアライメントの誤差の補償を可能とするものである。ブッシング３１１および３２１の傾斜性は、最大歪みで回転動作が妨げられることなく、第２の転がり軸受に干渉することなくマンドレルが押圧されるように、半径方向ストッパ３１２および３２２によって制限されている。

球面ころ軸受に加えて、ある程度接する方向に自由な他の軸受（例えば、ＣＡＲＢまたはトロイダルころ軸受、自動調心玉軸受または組合せられた軸受）もある。軸受の接する方向の自由度は重要である。接する方向の自由度は、軸受の回転軸と取り付けられたマンドレルの回転軸との間のアライメントの誤差を補償することができることを意味すると理解されるべきである。球面ころ軸受は、長い耐用年数のために好ましい。

第２の転がり軸受３２０のブッシング３２１にマンドレル２を挿入し易くするために、ブッシング３２１には漏斗状の挿入斜面３２３が形成されている。さらに、その前端２ａにおいて、マンドレル２は円錐形または丸みを帯びた形状を有している。このようにして、転がり軸受は、マンドレルがブッシング内に引っかかることなく、互いに容易かつ迅速に向きを合わせることができる。

マンドレル２をその長手方向に位置決めするために、軸方向に調整可能なストッパ要素３２５（例えば、ねじ山を用いて）は、それぞれの場合において、第２の転がり軸受３２０に対して同軸的に、回転ドラム３のドラム部３２に設けられており、そのストッパ要素３２５が第２の転がり軸受３２０またはブッシング３２１内に僅かに延びている。ストッパ要素が調整可能であるため、加工精度に対する要求が低減され、摩耗の場合にはリセットまたは交換が可能である。ストッパ要素３２５は、より小さな分岐ライン（図示せず）によって、ブッシング３２１の内部に開口する供給ライン３２６を有する。ブッシング３２１内にマンドレル２が配置されていない時に、この供給ラインを介して前記ブッシング３２１に洗浄剤および／または冷却剤を供給することができる。

回転式に固定されたストッパ要素３２５の代わりに、図８〜１０に示すように、回転可能に取り付けられたストッパ要素を備えたストッパ配列を設けることもできる。ストッパ配列３２５０は、外側にねじ３２５１が設けられ、ストッパ要素３２５４が玉軸受３２５３によって回転可能に取り付けられた固定部３２５２を含む。ストッパ要素３２５４は、より小さな分岐ライン３２５６によってブッシング３２１の内部に開口する供給ライン３２５５を有する。ブッシング３２１内にマンドレル２が配置されていない時には、洗浄剤および／または冷却剤が、この供給ラインを通して前記ブッシング３２１に供給することができる。ストッパ要素３２５と同様に、ストッパ配列３２５０は、回転ドラム３のドラム部３２にねじ込まれ、ねじ３２５１を介して軸方向に調整することができる。

その前端部２ａを介してマンドレル２の長手方向に位置決めする代わりに、マンドレルヘッド２１のマンドレルの後端部に直接形成されたカラー２２と協働する代替のストッパ要素によって長手方向の位置決めを行うこともできる。図１１は、そのようなカラー２２を備えたマンドレル２００を示している。

図１２から分かるように、代替のストッパ要素は、第１の転がり軸受３１０内に回転可能に取り付けられたブッシング３１１によってここに形成されており、マンドレル２００が挿入されたとき、その前面においてカラー２２が当接する。従って、代替のストッパ要素は、マンドレルと一緒に回転することができ、マンドレルとストッパ要素との間の摩擦が避けられる。カラー２２はマンドレルヘッド２１よりも僅かに小さいので、マンドレルヘッド２１がグリッパヘッド４２２によって依然として安全に把持することができる。

マンドレルヘッド２１の前面はわずかに凸状であり、マンドレルヘッド２１がヘッドの方向に押し付けられると、マンドレルにはより小さい摩擦モーメントが作用する。代替的に、その前面としては、例えば、円錐形または平坦な形状を有することもできる。

転がり軸受３１０、３２０は、挿入物として設計されており、その全体が回転ドラム３に装着され、および回転ドラム３から外される。このようにして、リング圧延機は、容易かつ迅速に別のマンドレル径に適合させることができる。これらの挿入物は、また、閉鎖回路における軸受および２つの回転ドラム部品の冷却を可能にする。

図７から分かるように、転がり軸受３１０、３２０は、環状溝３１８ａ、３１８ｂおよび３２８ａ、３２８ｂにそれぞれ連通する冷却剤チャンネル３１７、３２７によって螺旋状にそれぞれ囲まれており、これらを介して冷却剤が供給され、および取り除かれる。冷却剤送達ラインおよび冷却剤除去ライン（図示せず）と共に、螺旋状の冷却剤チャンネル３１７、３２７および環状溝３１８ａ、３１８ｂおよび３２８ａ、３２８ｂは、転がり軸受３１０および３２０ならびに２つの回転ドラム部品３１および３２を冷却するために閉鎖した冷却システムを形成する。挿入物内のシール（詳細には図示せず）は、圧延動作中および装置が使用中でない期間の両方において、汚れおよび水の侵入を防止する。

第１の転がり軸受３１０（いずれの場合も図面の右側に示されている）は、リング圧延機の正面（同様に右側に示されている）からアクセス可能であり、したがって、比較的簡単に取り付け、および取り外すことができる。対照的に、左に示される第２の転がり軸受３２０の場合、これは、回転ドラム３が分解されることを意図しない場合、より複雑である。第２の転がり軸受３２０を容易に分解して再挿入することができるように、それらのブッシング３２１には、グリップ要素を備えた特別な組立工具との係合を可能にする形状適合要素が設けられている。図７に示す例示的な実施形態では、形状適合要素は、内周環状溝３２９として設計されている。第１の転がり軸受３１０のブッシング３１１は、同様に環状溝３１９を有し、同様に工具に係合して使用される。

組立工具１０００の一例が図１３に示されている。それは、フランジ１０１１および管状の延長部１０１２を有する管状のハンドル１０１０を備え、その外径は、ブッシング３２１の内径に対応する。ハンドル１０１０において、ラム１０１３は、コイルばね１０１４の力に抗して内側に向かって（図の左側に向かって）移動可能に配置されている。ラム１０１３の前端（内側）にはブロッキングスライド１０１５が配置されており、このブロッキングスライド１０１５の外径は、ブッシング３２１の内径よりも僅かに小さく、ブロッキングスライド１０１５は延長部１０１２の方に向いた面に円錐の斜面を有する。

第２の転がり軸受３２０を分解するために、軸方向に整列した第１の転がり軸受３１０は、まず、回転ドラム３のドラム部３１から取り外される。次に、そのブロッキングスライド１０１５を前面に有する工具１０００が、図１３に示すように、ドラム部３１において結果として生じた開口を通して、第２の転がり軸受３２０のブッシング３２１内に挿入される。ブロッキングスライド１０１５と延長部１０１２との間に環状隙間が形成されるように、ラム１０１３は、内側に押圧されて保持され、少なくとも１つのロックボール１０１６が環状ギャップに配置されている。ラム１０１３を離すことにより、コイルばね１０１４がブロッキングスライド１０１５を外側に（図の右側に向かって）押す。ブロッキングスライド１０１５の斜面により、それがブッシング３２１の環状溝３２９に係止するまで、ロックボール１０１６は半径方向の外側に押圧される。第２の転がり軸受３２０は、工具１０００によって第２のドラム部３２から引き出され、第１のドラム部３１を通してリング圧延機から取り外すことができる。第２の転がり軸受３２０を挿入するためには、逆の手順が行われ、ラム１０１３が押し込まれたとき、工具１０００を挿入された転がり軸受３２０から引き抜くことができる。

図示の例では、工具１０００は、グリップ要素として、ボール１０１６または複数のボールを有する。ボールは、この目的のために整列させることなく、それらの最終位置で容易にブロックすることができるという利点を有する。

Claims (17)

1. プレス要素（１）と、第１の端部、第２の端部およびこれらの間の中間部を有し、その周りにリング素材（９）が取り付け可能であり、回転可能に取り付けられたマンドレル（２、２００）と、前記マンドレルの中間部がリング素材の取り付けのために自由となるように、前記マンドレル（２、２００）が、その第１の端部で第１の転がり軸受（３１０）において回転可能に取り付けられ、その第２の端部で第２の転がり軸受（３２０）において回転可能に取り付けられた、回転ドラム（３）と、を備えてリング素材（９）を拡大するためのリング圧延機であって、
   前記マンドレル（２、２００）の中間部がリング素材（９）の取り付けのために自由であり、前記回転ドラムを回転させることによって、マンドレル（２、２００）がプレス要素（１）に向かって、およびプレス要素（１）から再び離れるように移動可能となるように、前記回転ドラムが前記プレス要素に対して配置されており、
   寸法が減少し、前記リング素材（９）が圧延されるロールギャップは、前記マンドレル（２、２００）と前記プレス要素（１）との間に形成されており、
   前記第２の転がり軸受（３２０）は、前記回転ドラム（３）において軸方向に固定され配置されており、前記マンドレル（２、２００）は、前記第２の転がり軸受（３２０）に対して軸方向に移動可能に取り付けられて、前記マンドレル（２；２００）の第２の端部が前記第２の転がり軸受（３２０）から引き出され、または前記第２の転がり軸受に押し込まれる構成において、
   前記第１の転がり軸受（３１０）は、前記回転ドラム（３）において軸方向に固定され配置されており、前記マンドレル（２、２００）は、前記第１の転がり軸受（３１０）に対して軸方向に移動可能に取り付けられた、リング圧延機。
2. 前記第１および第２の転がり軸受（３１０、３２０）は、トロイダルころ軸受として設計されていることを特徴とする、請求項１に記載のリング圧延機。
3. 前記第１および第２の転がり軸受（３１０、３２０）は、球面ころ軸受または自動調心玉軸受として設計されていることを特徴とする、請求項２に記載のリング圧延機。
4. 前記マンドレル（２、２００）を受け入れるための軸方向に固定されたスリーブ形状のブッシング（３１１、３２１）は、前記第１および第２の転がり軸受（３１０，３２０）の中に回転自在に取り付けられていることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のリング圧延機。
5. 前記ブッシング（３１１、３２１）は、前記第１および第２の転がり軸受（３１０、３２０）の回転軸に対して傾斜可能に配置されていることを特徴とする、請求項４に記載のリング圧延機。
6. 前記ブッシング（３１１，３２１）の傾斜性は、ストッパ（３１２、３２２）によって制限されていることを特徴とする、請求項５に記載のリング圧延機。
7. 前記第２の転がり軸受（３２０）の中に配置された少なくともブッシング（３２１）は、漏斗状の挿入斜面（３２３）を有することを特徴とする、請求項４から６のいずれか一項に記載のリング圧延機。
8. 前記第２の転がり軸受（３２０）の中に配置された少なくとも前記ブッシング（３２１）は、組立工具（１０００）との係合のために形状適合要素を有することを特徴とする請求項４から７のいずれか一項に記載のリング圧延機。
9. 前記マンドレル（２、２００）は、前記第２の端部の前端（２ａ）が円錐形または丸みを帯びた形状を有することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のリング圧延機。
10. 前記回転ドラム（３）は、前記マンドレル（２）をその長手方向に位置するために、前記マンドレル（２）の前端（２ａ）のための調整可能なストッパ要素（３２５、３２５４）を有することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のリング圧延機。
11. 前記ストッパ要素（３２５、３２５４）は、前記第２の転がり軸受（３２０）内に部分的に突出しており、前記第２の転がり軸受３２０の内部に排出される、洗浄剤および／または冷却剤のための供給ライン（３２６、３２５５）を備えるように設計されることを特徴とする、請求項１０に記載のリング圧延機。
12. 前記ストッパ要素（３２５４）は、回転可能に取り付けられていることを特徴とする、請求項１０または１１に記載のリング圧延機。
13. 前記回転ドラム（３）は、前記マンドレル（２００）をその長手方向に位置決めするために、前記マンドレル（２００）の前記第１の端部にストッパカラー（２２）用のストッパ要素を有することを特徴とする、請求項１から９のいずれか一項に記載のリング圧延機。
14. 前記回転ドラム（３）は、前記マンドレル（２００）をその長手方向に位置決めするために、前記マンドレル（２００）の前記第１の端部にストッパカラー（２２）用のストッパ要素を有し、
    前記ストッパ要素は、前記第１の転がり軸受（３１０）内に回転可能に取り付けられた前記ブッシング（３１１）によって形成されることを特徴とする、請求項４に記載のリング圧延機。
15. 前記回転ドラム（３）が、相互に間隔をおいて配置され、互いに連結回転するように強固に接続された２つのディスク状のドラム部（３１、３２）を備え、前記マンドレル（２、２００）のための第１の転がり軸受（３１０）および第２の転がり軸受（３２０）は軸方向に固定されて配置されていることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載のリング圧延機。
16. 前記第１および第２の転がり軸受（３１０、３２０）は、それらの全体が交換可能に前記回転ドラム（３）の中にそれぞれが取り付けられていることを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載のリング圧延機。
17. 前記第１の転がり軸受（３１０）、前記第２の転がり軸受（３２０）および／または前記回転ドラム（３）のための閉鎖冷却システム（３１７、３１８ａ、３１８ｂ、３２７，３２８ａ、３２８ｂ）を有することを特徴とする、請求項１から１６のいずれか一項に記載のリング圧延機。

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