JP7635467B2 - 鋼成形材を矯正するための矯正機ならびに方法 - Google Patents

Description

本発明は、鋼成形材を矯正するための矯正機、特に、二重に支持された矯正軸を備えた矯正機であって、矯正軸にはそれぞれ、矯正すべき成形材の成形チャンバ内に係合するための矯正ロールセットにおける矯正ロールが配置されている矯正機に関する。

本発明は特に、圧延された支持体を矯正するための、特にいわゆるＨ形鋼を矯正するための矯正機に関する。

調節可能なチャンバ寸法を有する矯正機は、従来技術において基本的に公知である。したがって、独国特許出願公開第４３２３４６８号明細書からは、圧延された支持体のための矯正機が公知であり、この矯正機では、支持体の両フランジに内側から当て付けられる、矯正軸によって支持された矯正板のうちの少なくとも１つの矯正板が軸方向で調節可能である。この矯正機では、矯正板の外寸またはチャンバ寸法を簡単な形式で迅速に変更することができる。独国特許出願公開第４３２３４６８号明細書による解決手段では、このために、矯正板摺動のためにウォーム歯車駆動装置を使用することが提案されており、この場合、矯正板は、ウォーム歯車駆動装置が作用する環状スリーブまたは摺動ブシュと固く結合されている。独国特許出願公開第４３２３４６８号明細書に記載の矯正機は、矯正軸が片側でしか支持されていないいわゆるカンチレバー矯正機である。このような機械では、矯正板は、比較的小さなまたは比較的大きな相互間隔に調節すべき場合に、まずは、矯正軸の緊締ヘッドによって矯正軸の片側に緊締された矯正板を解除し、ウォームひいてはウォーム歯車を回転させる必要がある。この場合、所属の矯正板を備えた環状スリーブは、例えばゲージまたはノギスによって調整することができる所望の間隔となるまで摺動される。その後、緊締ヘッドによって、矯正板または矯正ロールの必要な緊締が再び形成される。

調節可能なチャンバ寸法を有する矯正機の別の態様は、例えば独国特許出願公開第４３２４４１６号明細書により公知である。同じく片側で支持された矯正軸を含むこの矯正機では、矯正板間に、内部で周囲にわたって分配された複数の液圧シリンダのための支持リングが配置されており、その作動ピストンは矯正板に結合されている。

欧州特許第０９５３３８５号明細書から公知の、圧延された支持体のための矯正機では、矯正軸により支持された矯正板が軸方向で調節可能であり、一方の矯正板は、組付けブッシュを介して矯正軸に堅固に結合されており、他方で第２の調節可能な矯正板は、その調節寸法に相応に逆側で、組付けブッシュ上に調節可能に配置された摺動ブシュに載置されている。ピストン・シリンダユニットが、矯正軸の中央に配置されており、摺動ブシュ単独の位置決めまたはチャンバ寸法調節のためにも、摺動ブシュと共に組付けブシュを引き抜くためにも設けられている。

矯正機のチャンバ寸法を調節するための従来技術において公知の態様は、両側で支持された矯正軸に簡単に転用することはできない。何故ならば、矯正機の構成部分へのアクセスが、カンチレバー矯正機の場合と同程度には得られないからである。このような機械では、組み付けられたローラ間隔により、寸法または形状が許容誤差範囲内にない場合には、状況によっては、新しい矯正ロールセットの組付けが必要となり、これは比較的手間がかかる。
欧州特許出願公開第０７６９３３５号明細書により、請求項１の上位概念に記載の矯正機が公知である。さらなる従来技術は、米国特許第５１０９６８７号明細書、特開平１０－２８６６２３号明細書ならびに特開平１０－１９２９２５号明細書により公知である。

そこで、本発明の根底にある課題は、比較的簡単にチャンバ寸法調節または個々の矯正板の相互間隔の調節が可能であるような冒頭で述べた形式の両側で支持される矯正軸を備えた矯正機を提供することである。

この課題は、請求項１の特徴によって解決される。本発明の有利な構成は、従属請求項に記載されている。

この課題はさらに、請求項７の特徴を備えた方法を提供することによって解決される。

本発明の１つの観点は、鋼成形材を矯正するための矯正機、特に、二重に支持された矯正軸を備えた矯正機であって、矯正軸にはそれぞれ、矯正すべき成形材の成形チャンバ内に係合するための矯正ロールセットをなす矯正ロールが配置されており、少なくとも１つの矯正軸の少なくとも１つの矯正ロールセットの矯正ロールの軸方向の間隔は、成形材のチャンバ寸法に相応に調節可能であって、矯正ロールセットの軸方向で変位可能な少なくとも１つの矯正ロールは、調節可能な軸受ブシュ上に配置されており、軸受ブシュは、矯正軸の駆動装置による矯正軸の回動により軸受ブシュの調節を行うことができる調節ナットに係合する、矯正機に関する。

本発明の意味では、軸方向とは、矯正軸の長手方向軸線に対して平行または回転軸線に対して平行であることを意味する。

本発明の重要な観点は、矯正ロールまたは矯正板がそれぞれ好ましくは対になって、一方の矯正ロールは定置の軸受ブシュ上に配置されており、所属の他方の矯正ロールは、定置の軸受ブシュに対して調節可能な軸受ブシュ（摺動ブシュ）上に配置されるように互いに配置されていること、およびこれらの軸受ブシュの相互間隔が矯正機の主駆動装置または当該矯正軸の駆動装置によって調節可能であることである。すなわち、本発明によれば、一方の矯正ロールのアセンブリは、矯正機の主駆動装置によって矯正軸に沿って軸方向で調節可能な摺動ブシュ上に設けられている。

本発明による矯正機は、ダブルＴ成形材またはＨ成形材を含む圧延された支持体を矯正するために形成されている。しかしながら、当業者には、この矯正機は、互いに所定の間隔を置いて配置された成形材脚を有するＵ成形材のような成形材を矯正するためにも設けることができることが認知可能である。

本発明による矯正機では、調節ナットは、第１のロック位置で相対回動不能に矯正軸に結合されていて、矯正軸に関してロック解除された第２の位置では回動不能に固定されており、これにより、矯正軸の回転により、調節可能な軸受ブシュの軸方向の変位が行われることが想定されている。

調節可能な軸受ブシュは、例えば、嵌合キーによって、組付けブシュに相対回動不能に結合させることができ、この組付けブシュも相対回動不能に矯正軸に結合されている。

本発明によれば、本発明による矯正機は、矯正軸の所定の角度位置において調節ナットをロックおよびロック解除するための手段を有している。

このために、本発明による矯正機は、好ましくはロック解除ピンまたはロック解除ボルトの形態で形成されている少なくとも１つのロック解除機構を有しており、このロック解除機構は、矯正軸の所定の角度位置で、調節ナットのロック機構に係合し、調節ナットを矯正軸に関してロック解除し、調節ナットを回動不能に固定する。ロック解除機構はこのために、矯正機のスタンドに、またはスタンドに支持された組付け部材に定置に配置されていてよい。

ロック解除機構が、調節ナットのロック解除位置を検出または検知する手段を有しているならば特に有利である。

本発明によれば、ロック機構は、ばね負荷されて第１のロック位置に保持される少なくとも１つのロックエレメントを有している。ロックエレメントはロック位置で、矯正軸の組付けブシュに形状接続的に係合することができる。このために、例えば組付けブシュは、ロック位置でロックエレメントの歯列を備えた対応部材が係合する、歯列を備えたカラーまたは環状歯列を有していてよい。

さらに、ロック解除機構もしくはロック解除ピンまたはロック解除ボルトは、走出された係合位置へと軸方向で摺動可能であり、この位置で調節ナットの捕捉開口内に進入する。ロック解除機構は例えば、液圧式または空圧式に操作可能なロック解除ピンとして形成されていてよい。ロック解除ピンは、例えば、ピストン・シリンダ装置のピストンとして形成されていてもよいし、または矯正機のスタンドまたは組付け部材に取り付けられているピストン・シリンダ装置によって操作可能であってもよい。

矯正軸は軸方向で変位可能に形成されていてよく、これにより、調節ナットは矯正軸と共にまずは、ロック解除機構と協働することができる待機位置へと変位可能である。

好ましくは、ロック解除機構は、傾斜したまたは円錐状の係合面を有しており、この係合面は、ロックエレメントの相補的に形成されたガイド面と協働してロックエレメントをばね力に抗してロック解除位置に持ち上げ、この位置では、調節ナットと組付けブシュ、またはこの組付けブシュに相対回動不能に結合された矯正軸との間の相対回動不能な結合が解消される。矯正機の作動時には、調節ナットは、この部分の慣性質量または回転運動によって生じる可能性のある回転運動に抗して固定されている。

ロック機構が、調節ナットの捕捉開口を検出可能な少なくとも１つのセンサを有していると、特に有利である。このようなセンサは、最も単純には、調節機構のガイド端部が調節ナットの捕捉開口に整合して位置調整されると、ロック解除信号を生成する誘導型センサまたは磁石センサであってよい。この場合、ロック機構が、調節ナットの捕捉開口内に係合すると、これにより、ロックエレメントはロック解除位置へと持ち上げられ、調節ナットはロック解除機構によって回動不能に保持される。

本発明による矯正機の特に好適な態様は、少なくとも１つの矯正ロールセットのチャンバ寸法の調節のための閉ループおよび／または開ループ制御装置と協働する少なくとも１つの成形材測定機器の点で優れている。成形材測定機器としては、例えば、支持体または成形材の搬送方向で下流に配置された、例えばＨ型の支持体成形材の成形材形状を定義するための測定装置が設けられていてよく、この測定装置は、評価ユニットを介して、矯正ロールのためのロール調整部に接続されている。測定装置は、例えば、修正すべきＨ型の支持体成形材のジオメトリを検出し、少なくとも１つの矯正軸の矯正ロールの相応のロール調整または調節を行わせるレーザー装置を備えていてよい。

本発明による矯正機は、好ましくは、上側ロール対と下側ロール対とを備えた水平型矯正機として形成されている。本発明によれば、上側ロール対および／または少なくとも１つの矯正軸の上側ロール対における矯正ロールの調節可能性が想定されていてよい。

本発明のさらなる観点は、上述した１つ以上の特徴を備えた矯正機を使用して鋼成形材を矯正するための方法であって、以下の方法ステップ、すなわち、
ａ）鋼成形材の実際輪郭を、矯正機の手前および／または後方で検出するステップと、
ｂ）実際輪郭を所与の目標輪郭と比較するステップと、
ｃ）矯正工程を停止するステップと、
ｄ）少なくとも１つの矯正軸の少なくとも１つの矯正ロールセットの少なくとも１つの矯正ロール装置のチャンバ寸法を、矯正軸を所与の角度値だけ回動させることにより調節するステップと、
を含む方法に関する。

好適には、チャンバ寸法を調節するステップを、少なくとも１つの矯正軸の主駆動装置を介して行い、主駆動装置は、インクリメンタルエンコーダに基づいて、矯正軸を、所望のチャンバ寸法に応じて与えられた目標角度だけ回動させる。

以下に、本発明を図示した実施例に基づき説明する。

本発明による矯正機を示す断面図である。 図１の一部の拡大詳細図である。 調節ナットのロック解除位置を示す、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った縦断面図である。 調節ナットのロック位置を示す、図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った縦断面図である。

図面に断面図で示された矯正機１は、組付け部材２を介してスタンド３内に支持された複数の矯正軸４を有しており、これらの矯正軸には、矯正ロール５がそれぞれ矯正ロールセットとして対をなして配置されている。矯正機１は、上側および下側の矯正ロール対を有しており、これらの矯正ロール対は、圧延された支持体６に関して曲げ三角形を形成するように互いに配置されている。

図面には、１つの上側の矯正軸４または上側の矯正ロールセットのみが示されている。矯正軸４は、軸方向で互いに緊締されている複数の部分を有しており、これについては簡略化のために以下では詳しくは説明しない。下側の矯正軸４は、簡略化のために図示されていない。

矯正軸４は、それぞれ端部側で組付け部材２において水平に支持されており、図面において矯正軸４の左側が駆動側であり、右側がいわゆる操作側である。矯正軸４の駆動装置または主駆動装置は、簡略化のために図示されていない。駆動装置の軸ピンのみが概略的に示されている。

符号５で示された矯正ロールは、支持体６の成形チャンバ７内に係合し、支持体６のフランジ８に内側から当て付けられている。成形チャンバ７の内側のフランジ８間の間隔は、チャンバ寸法と呼ばれる。図面では、異なるチャンバ寸法を有する２つの異なる支持体６が概略的に示されている。

矯正軸４は、軸方向で緊締された状態で、この矯正軸上に配置された組付けブシュ９に、この組付けブシュを連行するように摩擦接続を介して結合されている。各矯正ロール５は、相対回動不能に軸受ブシュ１０，１１に結合されており、図面において左側の軸受ブシュ１０は定置の軸受ブシュとして形成されており、図面において右側の軸受ブシュ１１は、組付けブシュ９に対して軸方向で調節可能である。組付けブシュ９も、矯正軸４に相対回動不能に結合されている。調節可能な軸受ブシュ１１が、組付けブシュ９に関しておよび矯正軸４に関して回動不能であることは、嵌合キー１２によって保証される。

特に図２の拡大図によって明らかであるように、調節可能な軸受ブシュ１１には、組付けブシュ９のカラー１３に面した側で雄ねじ山１４が設けられており、この雄ねじ山は、調節ナット１５の雌ねじ山に噛み合う。

調節ナット１５は、ロック状態で、組付けブシュ９に相対回動不能に結合されており、すなわち調節ナットは、組付けブシュ９の周面における環状歯列１７に係合するロックエレメント１６を介して形状接続的に保持される。

ロックエレメント１６は、ロック位置（図３Ｂ参照）でばね負荷されて保持されており、調節ナット１５の周囲に半径方向で延在するガイド通路１８の内側に摺動可能に支持されている。

ロックエレメント１６、および調節ナット１５の、ガイド通路１８を取り囲むカラー１９の両方に、捕捉開口２０が貫通しており、この捕捉開口内には、矯正機１の組付け部材２に保持されたロック解除ピン２１が進入することができる。ロックピン２１は、第１のピストン・シリンダ装置２３を介して出し入れ可能である。第１のピストン・シリンダ装置２３は、図１に示された装置においてスタンド３の組付け部材２に取り付けられている。第１のピストン・シリンダ装置は、スタンド３に取り付けられていてもよい。ロック解除ピン２１のガイド端部には、例えば、調節ナット１５内の捕捉開口２０を検知するための誘導型センサとして形成されているセンサ２５が装着されている。

特に図３Ａおよび図３Ｂによりわかるように、ロック解除機構としてのロック解除ピン２１の進入により、本発明によれば、ガイド通路１８の内側でロックエレメント１６が持ち上げられる。ロックエレメント１６は、図３Ｂに示されたロック位置では、歯列プレート２２で、組付けブシュ９の環状歯列１７に係合しており、図３Ｂに示されたロック状態では、調節ナット１５と組付けブシュ９との間の相対回動不能な結合を保証している。

図３Ａに示されたロック解除状態は、ロック解除ピン２１が完全に、捕捉開口２０内におよびロックエレメント１６の破断部２７内に進入している状態を示している。ロックエレメント１６における破断部２７は、楔ガイドとして、ロック解除ピンの円錐状の先端と協働する内側のガイド傾斜部２６を有している。

図３Ａに示された位置では、ロック解除ピン２１がロックエレメント１６を持ち上げているので、歯列プレート２２は環状歯列１７から持ち上げられており、矯正軸４は組付けブシュ９と共に調節ナット１５から分離されている。長手方向軸線を中心として矯正軸４が回転することにより、調節ナット１５は軸方向で変位し、この場合、調節ナットは回動しないようにロック解除ピン２１によって固定されている。

チャンバ寸法の調節または矯正ロール５の間の軸方向の間隔の調節は、まず、矯正機１を停止することにより行われる。矯正軸４は、第２のピストン・シリンダ装置２４（図１）によって右に向かって変位し、これにより、ロック解除ピン２１のセンサ２５は、調節ナット１５のカラー１９に対して、センサ２５の検出範囲内にカラー１９が位置する程度に小さい間隔を置いて配置される。矯正軸４の異なる位置、ひいては調節ナット１５の異なる位置は、図２に仮想線で示されている。次いで、センサ２５が捕捉開口２０を検出するまで、矯正軸４は長手方向軸線を中心としてゆっくりと回転される。捕捉開口２０とロック解除ピン２１とが互いに整列するように方向付けられると、ロック解除ピン２１は走出位置（図２の矢印参照）にもたらされ、ロック解除ピンは、捕捉開口２０内へ進入する際に、円錐状の係合面を形成する円錐状の先端で、ロックエレメント１６の破断部２７に相補的に形成されたガイド傾斜部２６と協働して、この破断部２７内への進入時にロックエレメント１６を持ち上げ、これによりロックエレメント１６の歯列プレート２２は環状歯列１７との係合を解除する。

ロック解除ピン２１は、この位置（図３Ａ）では組付けブシュ９から分離されている調節ナット１５を回動しないように固定する。矯正軸４の主駆動装置に組み込まれているインクリメンタルエンコーダによって、矯正軸４は、矯正ロール５の規定された所定の互いの調節距離に相当する目標角度に到るまで所定の角度値だけ回転される。

調節工程が終了すると、ロック解除ピン２１は引き戻し位置にもたらされ、矯正軸４は、第２のピストン・シリンダ装置２４によって再び左に向かって初期位置へと移動される。

１ 矯正機
２ 組付け部材
３ スタンド
４ 矯正軸
５ 矯正ロール
６ 支持体
７ 成形チャンバ
８ フランジ
９ 組付けブシュ
１０ 定置の軸受ブシュ
１１ 調節可能な軸受ブシュ
１２ 嵌合キー
１３ 組付けブシュのカラー
１４ 雄ねじ山
１５ 調節ナット
１６ ロックエレメント
１７ 環状歯列
１８ ガイド通路
１９ 調節ナットのカラー
２０ 捕捉開口
２１ ロック解除ピン
２２ 歯列プレート
２３ 第１のピストン・シリンダ装置
２４ 第２のピストン・シリンダ装置
２５ センサ
２６ ガイド傾斜部
２７ 破断部

Claims (8)

1. 鋼成形材を矯正するための矯正機（１）、特に、二重に支持された矯正軸（４）を備えた矯正機（１）であって、前記矯正軸にはそれぞれ、矯正すべき成形材の成形チャンバ（７）内に係合するための矯正ロールセットにおける矯正ロール（５）が配置されており、少なくとも１つの矯正軸（４）の少なくとも１つの矯正ロールセットの前記矯正ロール（５）の軸方向の間隔は、前記成形材のチャンバ寸法に相応に調節可能であって、矯正ロールセットの軸方向で変位可能な少なくとも１つの矯正ロール（５）は、調節可能な軸受ブシュ（１１）上に配置されており、前記軸受ブシュは、前記矯正軸（４）の駆動装置による前記矯正軸（４）の回動により前記軸受ブシュ（１１）の調節を行うことができる調節ナット（１５）に係合し、前記調節ナット（１５）は、第１のロック位置で相対回動不能に前記矯正軸（４）に結合されていて、前記矯正軸（４）に関してロック解除された第２の位置では回動不能に固定されており、これにより、前記矯正軸（４）の回転により、前記調節可能な軸受ブシュ（１１）の軸方向の変位が行われ、前記矯正機は、前記矯正軸（４）の所定の角度位置において前記調節ナット（１５）をロックおよびロック解除するための手段ならびに好ましくはロック解除ピン（２１）の形態の少なくとも１つのロック解除機構を有しており、前記ロック解除機構は、前記矯正軸（４）の所定の角度位置で、前記調節ナット（１５）のロック機構に係合し、前記調節ナット（１５）を前記矯正軸（４）に関してロック解除し、前記調節ナット（１５）を回動不能に固定し、前記ロック機構は、ばね負荷されて前記第１のロック位置に保持される少なくとも１つのロックエレメント（１６）を有している、矯正機において、
   前記ロックエレメント（１６）は前記ロック位置で、前記矯正軸（４）の組付けブシュ（９）に形状接続的に係合し、前記ロック解除機構はロック解除ピン（２１）として形成されており、待機位置から、走出された係合位置へと軸方向で摺動可能であって、前記係合位置では、前記ロック解除機構は、前記調節ナット（１５）の捕捉開口（２０）内に進入することを特徴とする、矯正機（１）。
2. 前記ロック解除機構は、前記調節ナット（１５）のロック解除位置を検出するための手段を有している、請求項１記載の矯正機（１）。
3. 前記ロック機構は、ばね負荷されて前記第１のロック位置に保持される少なくとも１つのロックエレメント（１６）を有している、請求項１記載の矯正機（１）。
4. 前記ロック解除機構は、傾斜したまたは円錐状の係合面を有しており、前記係合面は、前記ロックエレメント（１６）の相補的に形成されたガイド面と協働して前記ロックエレメント（１６）をロック解除位置に持ち上げる、請求項１記載の矯正機（１）。
5. 前記ロック解除機構は、前記調節ナット（１５）の前記捕捉開口（２０）を検出可能な少なくとも１つのセンサ（２５）を有している、請求項１記載の矯正機（１）。
6. 少なくとも１つの矯正ロールセットのチャンバ寸法の調節のための閉ループ制御装置および／または開ループ制御装置と協働する少なくとも１つの成形材測定機器を有している、請求項１記載の矯正機（１）。
7. 請求項１から６までのいずれか１項の特徴を備えた矯正機（１）を使用して鋼成形材を矯正するための方法であって、以下の方法ステップ、すなわち、
   ａ）前記鋼成形材の実際輪郭を、少なくとも１つの矯正ロールセットのチャンバ寸法の調節のための閉ループ制御装置および開ループ制御装置と協働し、評価ユニットを介して、矯正ロールのためのロール調整部に接続されている測定装置によって、矯正機の手前および／または後方で検出するステップと、
   ｂ）前記実際輪郭を所与の目標輪郭と比較するステップと、
   ｃ）前記実際輪郭と前記目標輪郭との間に偏差が検知された場合に、矯正工程を停止するステップと、
   ｄ）少なくとも１つの矯正軸（４）の少なくとも１つの矯正ロールセットの少なくとも１つの矯正ロール装置のチャンバ寸法を、前記矯正軸（４）を所与の角度値だけ回動させることにより調節するステップと、
   を含む方法。
8. 前記チャンバ寸法を調節するステップを、少なくとも１つの矯正軸（４）の主駆動装置を介して行い、前記主駆動装置は、インクリメンタルエンコーダに基づいて、前記矯正軸（４）を、所望のチャンバ寸法に応じて与えられた目標角度だけ回動させる、請求項７記載の方法。

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