JPH04226847A - 丸材のクランプユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、丸材（円形断面材料
）のためのクランプユニットに関する。

【０００２】

【従来の技術】丸材の向かい合う側面上に接触する二つ
のクランプ要素と、両クランプ要素を支持する枠と、ク
ランプ要素を調節する制御装置とを備え、少なくとも一
つのクランプ要素がくさび形に構成され、枠が案内部上
で駆動部により往復走行可能であるようなこの種のクラ
ンプユニットは、特に旋削、皮むき及び研磨加工の場合
に金属丸棒をクランプしクランプした状態でこれを送る
ために、例えば丸棒を加工機械を貫いて搬送するために
用いられる。

【０００３】熱間圧延された丸鋼材を磨き鋼材に仕上げ
るようなセンタのない皮むき機械が知られている。他の
金属材料をこの機械により皮むきすることもできる。皮
むき加工の場合には丸材はその長手軸線を中心としてほ
とんど回転しない。中心の貫通孔を有しこの貫通孔中へ
突入する皮むきカッタにより螺旋軌道上で深さの小さく
幅の大きい切りくずを丸材の周囲から削り取る回転カッ
タヘッドにより、丸材が皮むきされる。非常に短い棒又
は管を除いて、センタを用いない旋削加工又は研磨加工
は加工物の長さとは無関係である。少なくとも加工位置
の片側では加工物は所定の位置で半径方向へカッタヘッ
ドの回転軸線の中心へ導かれ、かつ軸線方向へ機械を貫
いて搬送される。搬送のためにこの種の機械では、少な
くともカッタヘッドの入口側には一対又は複数対の搬送
ローラが用いられ、出口側には多くの場合クランプユニ
ットを載せたクランプ台車が用いられ、この台車は皮む
き機の機械台床上で約１〜２ｍだけ往復走行可能である
。クランプユニットを載せたクランプ台車は、丸材の後
ろ側端部が押し込みローラを離れる瞬間から、丸材を切
削トルクによる回転から守り皮むき機から引き出すため
に役立つ。切削トルクが原因となる丸材の周方向力は必
要な送り力より明らかに大きい。この場合入口側の搬送
ローラから出口側のクランプ台車への搬送運動の引き継
ぎは、送り速度の急落なしに一定の切削トルクを伴って
行われなければならない。また皮むきすべき丸材はカッ
タヘッドを備えた中空軸の回転軸線に対し原則として同
軸に導かれる必要がある。しかしながら同軸性からの比
較的小さい逸脱は実際にはしばしば起こり得る。

【０００４】ドイツ連邦共和国特許出願公開第２４４９
５７９　号公報により、工作機械例えば引き抜き機から
長い形材をクランプして引き抜くための装置が知られて
おり、この装置では共通なクランプ台車中に可動に支持
されくさび形に構成された二つのクランプ要素を有し、
その際くさび角は自動的にクランプするように設計され
ている。 クランプ要素をも形成するくさびは引き抜くべき棒の長
手方向平面上に配置されている。形材がクランプジョー
をクランプ台車のくさび形ポケットの中へ引き入れると
直ちに、くさびはばね力により形材に対して接触させら
れてクランプする。

【０００５】クランプくさびはその外側に添えられ比較
的大きいくさび角を有する別のくさび対によりクランプ
すべき直径に前調節される。

【０００６】形材を主として引き抜くのではなく回転を
防止して搬送しなければならないときは、この解決策は
役に立たない。なぜならばこの状況のもとでは前記の自
動クランプが機能しないからである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、ほ
ぼ回転を防止すべきでありかつ軸方向に搬送すべき丸材
を、自動クランプ効果の助けを借りて搬送できるように
したクランプユニットを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題はこの発明に基
づき、くさびの少なくとも一つの尖った端部がクランプ
の際に接線方向に丸材から遠ざかる方向に向き、くさび
形が丸材の長手軸線に対しほぼ直角に立ち、クランプ要
素がクランプすべき丸材の横断面上で逆向きに動くこと
により解決される。

【０００９】

【作用効果】この発明によれば、クランプ装置は丸材の
横断面上へ配置変更される。クランプくさび相互の相対
配置により専ら丸材の回転運動がクランプ過程のために
利用される。このことは、自動クランプの際のクランプ
ユニットの弾性たわみが丸材の送り道程になんら影響を
有せず、この弾性たわみのすべての変動を丸材の正確な
軸方向搬送に対して考慮しなくてよいという有利な効果
をもたらす。くさびの形は広い意味で解釈すべきである
。くさび表面は平らとする必要はなく、くさびは平らな
斜面の代わりに螺旋形に構成することもできる。くさび
厚の増加は線形に行われる必要はない。皮むき機にこの
発明に基づくクランプ装置を使用する場合にくさび厚を
累進的に増加するようにすると、回転皮むき工程にある
棒に対する切削条件及びクランプ条件が特に有利に考慮
される。

【００１０】軸方向搬送の精度は特に前記のセンタのな
い皮むき機の場合に、１個の丸材の皮むき工程の終期に
おいて一定の皮むき条件を保証するために重要である。

【００１１】請求項２に記載のこの発明の実施態様によ
れば、すべての直径に対して前調節装置によりクランプ
要素をあらかじめ位置決めできるので、個々のクランプ
過程に対してクランプ要素は一定のクランプ行程を行う
だけでよい。

【００１２】請求項３に記載の別の実施態様によれば、
クランプすべき丸材へのクランプ要素のばね弾性的接触
が、あらかじめ選択可能な直径にクランプ装置を前調節
する装置と組み合わせられる。

【００１３】特に請求項４に記載の実施態様が有利であ
る。それにより前調節のための駆動部を同様に個々のク
ランプ過程に対してクランプジョーの締め付けのために
用いることができる。

【００１４】請求項５に記載の実施態様によれば、回転
から守るべき棒にクランプジョーをばね弾性的に接触さ
せ、それにより自動クランプのための前提条件を提供す
る。その際クランプ要素が棒に接触するときの力は必要
なクランプ力の５０％以下である。その際あらかじめ選
択可能な押圧力がクランプ力を補うようにし、それによ
りクランプ要素のくさび角を摩擦角より大きく選ぶこと
ができる。それにより押圧力の除去後にクランプされて
いた丸材の固渋が確実に避けられる。

【００１５】皮むき機の場合に必要な加工丸材の中心調
節性を損なわないようにするために、この発明の一実施
態様に基づきすべてのクランプ要素が同期して動かされ
る。同期化装置は同じ道程だけすべてのクランプ要素を
同時に動かすように働く。このために同時に締まるすべ
てのクランプ要素のくさび角は等しくされる。

【００１６】自動クランプ効果を得るために直線のくさ
びを用いるのが有利であり、直線のくさびは構造的に容
易に剛性に支持できそれにもかかわらず容易に導くこと
ができる。

【００１７】変形案として螺旋形のターンの一部の形で
構成されたクランプ面を有するクランプ要素が用いられ
る。この形はくさび片を軸に巻き付けたときに生じる。

【００１８】くさび厚の増加をくさびの長さに比例して
行う必要はない。くさび形の僅かに中くぼみの形成によ
りクランプすべき棒の一層大きい直径に対する累進的な
クランプ力を発生させることができる。それゆえにくさ
びの厚い方の端部のクランプ面の曲率半径が薄い方の端
部のそれより小さいような形でクランプ要素を形成する
のが有利である。この発明の有利な用途は、センタを用
いないで働き、僅かに斜めに据えられた押し込みローラ
により丸材をその長手軸線を中心とする緩慢な旋回と共
に軸線方向へ皮むき機を貫いて導き、その際螺旋形軌道
上で丸材を皮むきするような皮むき機である。僅かに斜
めに据えられた押し込みローラによる緩慢な旋回を伴う
丸材の搬送運動は、ドイツ連邦共和国特許第２５３１３
２０　号明細書から知られている。この旋回はこの発明
において丸材のクランプのために利用される。

【００１９】それ自体知られているようにまず第１に、
丸材を中空軸線及びカッタヘッドの回転中心に対し正確
に中心へ導くことが考えられる。理論的に正確な中心か
らの実際上通常起こる偏差はその際考慮しなくてよい。

【００２０】

【実施例】次にこの発明に基づくクランプユニットの複
数の実施例を示す図面により、この発明を詳細に説明す
る。

【００２１】図１は、入口側の押し込み装置６とクラン
プ台車として構成されたクランプユニット３２とを備え
る皮むき機１を示し、クランプユニット３２は皮むき機
１の出口側で台車台床１８上を搬送棒１２により往復運
動させられる。

【００２２】押し込み装置６は、回転駆動される２対の
押し込みローラ７、８、９、１０が内部に軸受支持され
ているハウンジグから成る。押し込みローラ７〜１０は
金属の丸棒２を半径方向に挟み込み、丸棒２を機械中心
線５９上で軸線方向へ皮むき機１を貫いて搬送する。機
械中心線５９は丸棒２の長手軸線と一致する。押し込み
ローラ９、１０の長手軸線は機械中心線５９に対し約８
５°の角度を成す。押し込み装置６のハウジング中で押
し込みローラ７〜１０と共に回転駆動されるピニオン２
３は、搬送ロッド１２をクランプ台車３２と共にクラン
プ台車３２の搬送方向へ移動させる。支持ローラ３９は
歯切部２２とピニオン２３との噛み合いを保証する。

【００２３】皮むき機１は中空軸４を軸受２６、２７中
に回転自在に収容するハウジング３、螺旋軌道上で丸棒
２を皮むきする皮むきカッタ５３、５４を取り付けられ
中空軸４の入口側に配置されたカッタヘッド５、及びカ
ッタヘッド５の出口側に案内ローラ３０を備えた後ろ側
案内装置から成る。中空軸４は駆動ベルト２９により回
転させられる。

【００２４】クランプユニット３２は押し込み装置６と
似た機能を有し、すなわちクランプユニット３２は丸棒
２をその長手軸線を中心とする回転から守りかつ皮むき
機から引き出す働きをする。押し込みローラ７〜１０が
棒をもはや把持できないときにだけ、クランプユニット
３２が丸棒２の後端部に対し作用する。

【００２５】図４にも示すように、クランプユニット３
２は枠３７から成り、枠３７は案内ローラ１１、１３、
１４、１５、１６、１７により台車台床１８上の案内部
に沿って走行可能である。クランプユニット３２は台車
台床１８上の搬送のために搬送アーム３８により搬送ロ
ッド１２にピン結合されている。丸棒２のクランプはく
さび形のクランプ要素１９、２０により行われ、これら
のクランプ要素は平行なローラ案内装置３１、３３を介
して枠３７に丸棒２の半径方向に支えられている。くさ
び形クランプ要素１９、２０の尖端部又は狭幅端部２８
、８１は逆方向に向いている。くさびの長手方向は丸棒
２の長手方向に直交する。クランプユニット３２は丸棒
２の横断面上に配置されている。くさび形クランプ要素
１９、２０の運動はクランプ電動機３４により制御され
る。制御装置はクランプ電動機３４のほかに中央の制御
歯車２１、ねじ軸歯車２４、２５及びねじ軸３６、３９
を備える。これらのねじ軸３６、３９はクランプジョー
として形成されたクランプ要素１９、２０に係合する。 ねじ軸３６、３９のねじリードは絶対値が等しくしかし
ながら異なる正負符号を有する。それにより中央の制御
歯車２１の回転の際にクランプ要素１９、２０が同じ道
程だけ逆向きに動かされるということが達成される。ク
ランプ要素１９、２０のクランプ面の間の中間空間は一
様な幅であり、ローラ案内部３１、３３に対し平行なク
ランプ要素１９、２０の移動と共に変化する。クランプ
電動機３４によりクランプ要素１９、２０が逆方向へ移
動するので、クランプ要素１９、２０がクランプすべき
丸棒２に接触し、必要なクランプ力の５０％以下の初期
クランプ力が発生する。その際電動機３４はあらかじめ
選択可能なトルクを発生させ、そのトルクに達するとク
ランプ運動が自動的に終了する。丸棒２の切削力から皮
むき機１中で生じるねじりモーメントの作用のもとに丸
棒２上に働くクランプ力が必要な量に補充されるので、
丸棒２に対する全クランプ力が常に受け止めるべきねじ
りモーメントに関係して調節される。

【００２６】クランプすべき丸棒２の直径が大きければ
大きいほど、くさび形のクランプ要素１９、２０は一層
長くされる。

【００２７】図５に示された実施例は、丸棒２のクラン
プすべき直径の範囲を拡大するためのものである。図示
のクランプユニット４２は案内ローラ６１、６２、６３
、６５により台車台床１８上で走行可能である。クラン
プユニット４２の往復運動は搬送ロッド１２及び搬送ア
ーム５８によりクランプユニット４２のハウジング５７
へ伝達される。

【００２８】くさび形のクランプ要素４９、５０は、そ
れらの尖端部又は狭幅端部が逆方向へ向き、かつそれら
の長手方向が丸棒２の長手軸線に直角に向くように配置
されている。クランプ要素４９、５０は丸棒２に対し半
径方向に調節ねじ軸４４、４５により丸棒２の直径に合
わせて前調節される。クランプ要素を前調節する装置は
支持板４０、５５を備えた調節ねじ軸４４、４５のほか
に、調節ナット４６、４７と、軸５６上に配置され調節
ナット４６、４７に噛み合う歯車４８、５２と、クラン
プ電動機３５とを備える。調節ねじ軸４４、４５はハウ
ジング５７中に移動可能に支持され、調節ナット４６、
４７により位置決めされる。調節ねじ軸４４、４５の内
向き端部はハウジング５７中に回転を防止して導かれた
支持板４０、５５を支持する。調節ナット４６、４７は
位置固定にしかしながら回転可能にハウジング５７中に
支持されている。調節ナット４６、４７の外周は歯切部
を支持し、歯車４８、５２又はクランプ電動機３５によ
り回転させられる。クランプ電動機３５による軸５６の
回転の際に、支持板４０、５５が同じ道程だけ丸棒２に
対し半径方向へ初期クランプ運動のために又はクランプ
解除のために逆方向へ調節される。

【００２９】クランプ電動機３５による初期クランプ力
を補って、この実施例の場合にも自動クランプ効果が付
け加えられる。このためにくさび形のクランプ要素４９
、５０がローラ案内部４１、４３により支持板４０、５
５に支えられている。初期クランプ力成分と自動クラン
プ力成分とを含む全クランプ力は図４の実施例で説明し
たように作用する。クランプ要素４９、５０の運動の同
期化のためにロッカーレバー５１がハウジング５７に軸
受支持される。ロッカーレバー５１は結合片６０、６６
によりクランプ要素４９、５０にピン結合されている。 ロッカーレバー５１はクランプ要素４９、５０の逆向き
の運動を同じ大きさの道程だけ発生させ、このことは丸
棒２の中央でのクランプをもたらす。垂直方向へクラン
プ要素４９、５０を事前に位置決めするためにばね要素
７３、７７が用いられる。これらのばね要素はクランプ
要素４９、５０の十分な道程が自動クランプによる弾性
たわみの際に得られることを保証する。

【００３０】この発明の別の実施例が図２及び図３に示
されている。皮むき機１と図２には示されていない押し
込み装置は図１の実施例と同じである。皮むき機１の出
口側にはクランプユニット７２が配置され、このクラン
プユニットは搬送ロッド１２及びハウジング６７から片
持で突出した搬送アーム７８を用いて前記の方法で往復
運動させられる。クランプユニット７２はその長手軸線
を中心として回転可能な二つのクランプローラ６９、７
０を支持し、これらのクランプローラは丸棒２に対し軸
線平行に丸棒２の両側に配置されている。クランプロー
ラ６９、７０は円筒形ではなく、図３の端面図に示すよ
うに螺旋形輪郭により形成されている。この場合両ロー
ラの螺旋は逆方向へ巻かれている。その形は円筒の周り
に巻き付けられ逆の巻き付け方向を有するくさびの形に
似ている。クランプローラ６９、７０は強固にスプロケ
ット７４、７５に結合され、これらのスプロケットの運
動は両スプロケットに巻き付けられたチェーン６８によ
り同期化されている。クランプ電動機６４により制御さ
れるチェーン６８により、クランプ面７９、８０は機械
中心線５９上に位置決めされた丸棒２に接触し、クラン
プ電動機６４のトルクによりあらかじめ定められた初期
クランプ力を丸棒２に加えるまで同期して回転させられ
る。更に全クランプ力は自動クランプ効果の助けを借り
て発生し、全クランプ力は切削トルクを受ける丸棒２が
、クランプ効果を強化しクランプ面７９、８０の間の有
効間隔を減らす方向へクランプローラ６９、７０を回転
させることからもたらされる。

【００３１】図６及び図７に示すこの発明の別の実施例
は図４に示す実施例にほぼ相応する。この実施例はハウ
ジング８７を備え、このハウジング中ではクランプジョ
ーとして構成された二つのクランプ要素８９、９０が丸
棒２をクランプする。クランプ要素８９、９０はキャッ
プ８２、８３の中に丸棒２の横断面上でローラ案内部９
３により移動可能に支持されている。キャップ８２、８
３はハウジング８７のくぼんだ空所に支えられている。 キャップ８２、８３はＵ字形に構成され、クランプ要素
８９、９０が丸棒２の長手方向に移動するのを側壁９６
、９７により防ぐ。側壁の外面にはフェンダ９８が設け
られ、これらのフェンダはクランプ要素８９、９０及び
キャップ８２、８３の位置をハウジング８７で支える。 キャップ８２、８３の形はクランプ要素８９、９０の丸
棒２との接触の最適化に役立つ。クランプ要素８９、９
０のこのような支持構成により、円錐形に皮むきされた
丸棒２又は線材のクランプも可能となる。

【００３２】クランプ要素８９、９０はねじ軸８６、９
２により丸棒２の横断面上で逆方向へクランプ過程及び
クランプ解除過程のために同期して調節される。調節機
構はクランプ電動機８４を備え、このクランプ電動機は
クランプ歯車９１により調節ねじ軸８６、９２と相対回
転不能に結合された二つの平歯車９４、９５を駆動する
。

【００３３】調節ねじ軸８６、９２及びキャップ８２、
８３の半径８５は、ねじ軸８６、９２がキャップの形を
形成する円の中心点に来るように配置されている。

【００３４】クランプ面９９、１０１は図６に示すよう
に凹状に形成されている。クランプ面９９、１０１のこ
のような形状により、クランプすべき丸棒２の直径が大
きくなる場合に累進的なクランプ力変化が可能となる。 このためにクランプ面９９、１０１の曲率半径は厚い方
の端部１００では薄い方の端部におけるより小さい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に基づくクランプユニットの一実施例
を備えた皮むき機の縦断面図である。

【図２】クランプユニットの別の実施例を備えた皮むき
機の部分断面図である。

【図３】図２に示すクランプユニットの切断線ＩＩＩ　
−ＩＩＩ　による断面図である。

【図４】図１に示すクランプユニットの切断線ＩＶ−Ｉ
Ｖによる断面図である。

【図５】クランプユニットの異なる実施例の横断面図で
ある。

【図６】クランプユニットの更に異なる実施例の横断面
図である。

【図７】図６に示すクランプユニットの切断線ＶＩＩ　
−ＶＩＩ　による断面図である。

【符号の説明】

２　　丸棒 ９、１０　　搬送ローラ １２　　搬送ロッド １８　　台車台床 １９、２０、４９、５０、６９、７０、８９、９０　　
クランプ要素 ２１、２４、２５、４６、４７、４８、５２　　歯車２
３　　ピニオン ２８、８１　　尖端 ３２　　クランプユニット ３４、３５、６４、８４　　クランプ電動機３６、３９
、４４、４５、８６、９２　　ねじ軸３７　　枠 ３８　　搬送アーム ５９　　長手軸線 ７９、８０　　クランプ面 ８２、８３　　キャップ

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　丸材（２）の向かい合う側面上に接触
   する二つのクランプ要素（１９、２０）と、両クランプ
   要素（１９、２０）を支持する枠（３７）と、クランプ
   要素（１９、２０）を調節する制御装置（３４、２１、
   ２４、２５、３６、３９）とを備え、少なくとも一つの
   クランプ要素（１９）がくさび形に構成され、枠（３７
   ）が案内部（１８）上で駆動部（２３、１２、３８）に
   より往復走行可能であるような丸材（２）のためのクラ
   ンプユニット（３２）において、くさびの少なくとも一
   つの尖った端部（２８、８１）がクランプの際に接線方
   向に丸材（２）から遠ざかる方向に向き、くさび形が丸
   材（２）の長手軸線（５９）に対しほぼ直角に立ち、ク
   ランプ要素（１９、２０）がクランプすべき丸材（２）
   の横断面上で逆向きに動くようにしたことを特徴とする
   丸材のクランプユニット。
2. 【請求項２】　　クランプすべき丸材（２）の選択可能
   な直径にクランプ要素（４９、５０）を前調節する装置
   （３５、５２、４８、４６、４７、４５、４４）を備え
   ることを特徴とする請求項１記載のクランプユニット。
3. 【請求項３】　　あらかじめ選択可能な直径にクランプ
   要素（４９、５０）を前調節する装置（３５、５２、４
   ８、４６、４７、４５、４４）が弾性的に緩衝されてい
   ることを特徴とする請求項１又は２記載のクランプユニ
   ット。
4. 【請求項４】　　クランプ要素（４９、５０）を前調節
   する装置（３５、５２、４８、４６、４７、４５、４４
   ）の弾性的緩衝装置がその駆動部（２３、１２、３８）
   に設けられることを特徴とする請求項３記載のクランプ
   ユニット。
5. 【請求項５】　　制御装置（３４、２１、２４、２５、
   ３６、３９）がクランプ要素（１９、２０）をあらかじ
   め選択可能な力で圧縮する弾性的な蓄勢器として構成さ
   れ、制御装置（３４、２１、２４、２５、３６、３９）
   の力がクランプ力の５０％以下であることを特徴とする
   請求項１記載のクランプユニット。
6. 【請求項６】　　クランプ要素（１９、２０）のための
   同期化装置（２１、２４、２５）を備えることを特徴と
   する請求項１記載のクランプユニット。
7. 【請求項７】　　クランプ要素（１９、２０）が直線の
   くさびとして構成されていることを特徴とする請求項１
   記載のクランプユニット。
8. 【請求項８】　　クランプ要素（６９、７０）のクラン
   プ面（７９、８０）が螺旋のターンの一部として構成さ
   れていることを特徴とする請求項１記載のクランプユニ
   ット。
9. 【請求項９】　　丸材（２）の通り抜け方向に対し斜め
   に並べられた丸材用搬送ローラ（９、１０）を備えた入
   口側搬送ローラ対を備える皮むき機（１）の出口側に用
   いることを特徴とする請求項１記載のクランプユニット
   。
10. 【請求項１０】　　クランプ要素（８９、９０）が丸材
    （２）の長手方向平面上で傾動可能にハウジング内に支
    持され、クランプ要素のための調節要素（８６、９２）
    が傾動運動の中心点に配置されていることを特徴とする
    請求項１記載のクランプユニット。
11. 【請求項１１】　　クランプ要素（１９、２０）がクラ
    ンプユニット（３２）のクランプ中心線（５９）に対し
    対称に配置されていることを特徴とする請求項１記載の
    クランプユニット。