JPH04228226A - 板を筒状に曲げるための成形機及びこの成形機を有する成形設備 - 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】本発明は、筒状成形体から管を製
造できるように金属片を筒状の形状に成形するための装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の成形機の問題は、壁厚の板から
、即ち例えば３５ｍｍの板から非常に長い筒体、即ちあ
る程度正確に円形の横断面を持った筒体を成形すること
が非常に困難なことである。また長い管に対しては、ロ
ールの撓み、特に上ロールの撓みを防止する処置を講じ
なければならない点にも問題がある。可能な限り大きな
直径を持った上ロールを使用してもこの問題は解消しな
い。なぜなら上ロールの直径は製造される筒体の内径よ
りも小さくなければならないからである。このためすで
にいくつかの成形機が提案されており、これらの成形機
はいずれも特殊な応用分野を持っている：１．３段ロー
ル機。ロールはその両端部においてスタンド内を移動可
能に支持されている。工作物を成形する場合ロールが撓
み、この撓みはロールの長さ、ロールの厚さ、工作物の
厚さに依存しているので、この種の成形機の使用は比較
的短い中空筒体の製造に限定されている。 この種の成形機の著しい改善は、ロールをかなり延長し
てその軸受から突出させ、ロール端部に反力を作用させ
ることにより可能になる。

【０００３】２．折り曲げプレス機の使用。このプレス
を用いると長い筒状の形状に成形することができる。そ
の欠点は、折り曲げプレスを用いて成形された工作物は
丸い形状ではなく多角形の形状を有し、管に大きな荷重
が加わると不具合が生じること、また処理速度がかなり
緩慢であることである。

【０００４】３．パイププレス機。パイププレス機はＣ
字状の複数個のスタンドを有している。スタンドにプレ
ス工具が取り付けられている。この種の成形機を用いる
と所望の長さのほぼ筒状の筒体、即ちエッジが丸くなっ
た多角形体を製造することができるが、筒体の直径を所
望の値にしたい場合、及び板厚が異なる場合には別のプ
レス成形ユニットを必要とする。従って成形機が非常に
高価になり、比較的長い交換時間を要するため作業に非
常に時間がかかる。

【０００５】４．２個の母型を有するプレス機。２個の
母型は筒状の中空空間を画成する。このようなプレス機
を用いると板を筒状の中空体に成形することができる。 この成形機の欠点は、プレス型の製造に非常にコストが
かかり、プレス型が大きな摩耗にさらされること、工具
の交換が作業的に面倒であること、工作物の粗加工を前
もって行うので、工作物の構造に悪い影響を及ぼし、継
ぎ目エッジの領域で硬化することである。

【０００６】５．２個の下ロールと上部プレス工具を備
えたプレス機。このプレス機は構造的に非常にコストが
かかるとともに、作業速度が比較的緩慢である。また、
大きな電力を必要とする。継ぎ目端部を曲げるには付加
的な工具を必要とする。

【０００７】６．比較的薄壁の、しかし非常に長い管で
、中くらいの直径までの小径の管、例えば約５０ｃｍの
管を製造するための異形材プレス機で、複数個の支持ロ
ーラ対を備えたもの。このプレス機も個々のサイズの管
に対して特別な工具を必要とし、そのコストはかなりの
もので、工具の交換にその都度かなりの時間を要する。

【０００８】７．帯状の工作物をねじ状に管状体に巻き
上げる装置。この機械も厚壁の工作物の加工には使用で
きず、他サイズの管を製造するための交換の際にかなり
の時間を要する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、厚壁
の工作物をこれに対応して厚い壁の筒状の中空体にして
小径のものから大径のものまで、しかも長尺の精密な中
空体に比較的迅速に成形するために使用することができ
、その際原材料及び生産物の個々のサイズに対して別の
工具を必要としないような成形機を提供することである
。

【００１０】ここで「比較的迅速」とは、長さが１０ｍ
ないし１５ｍで壁厚が３５ｍｍの中空筒状体を製造する
ために５分以内の時間を要するという意味である。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、ロール長さ方向に等間隔でＣ字状スタンド
を配設し、ロール１個ごとにそれぞれ１対の支持ローラ
を付設し、位置調整可能なロールに付設されている支持
ローラ対に、該支持ローラ対をロール軸線に直角な面内
で移動させるための手段を設けたことを特徴とするもの
である。

【００１２】すべてのロールが両端に電動機または液圧
モータを備え、この場合上ロールを駆動するための両電
動機または両液圧モータの一方がロール端から取外し可
能で且つ回動可能であるのが合目的である。ロール自体
はなんらかの態様でＣ字状スタンドの対応する端部と連
結されている。例えば各スタンドごとにおいて上ロール
に溝を備えさせ、各溝にバンドを収納して該バンドの端
部をＣ字状スタンドに懸架させるようにしてロールを懸
架させることができる。下ロールは支持ローラに載置す
ることができ、必要な場合には付加的な案内手段によっ
て固定してもよい。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例を添付の図面を用いて
説明する。

【００１４】図１に図示した成形機は、図で全体を１な
いし４で示した、それぞれ２個の鉛直方向の板体ＡとＢ
から構成されているＣ字状のスタンドを有している。ス
タンド１ないし４はすべて８または９で示した２個の担
持体または台の上にあり、防護板１０及びフレーム部分
１１によって互いに連結されている。強度を増すために
、１個のスタンドの板体及び並設されているスタンドを
他の連結要素によって互いに連結させることももちろん
可能である。

【００１５】図２からわかるように、各Ｃ字状のスタン
ドの２個の板体ＡとＢには軸部材３０が支持されている
。軸部材３０は偏心輪３１とレバーアーム３２とを備え
ている。レバーアーム３２の自由端は、液圧シリンダ３
４のピストン棒３３に枢着されている。従って液圧シリ
ンダ３４内でピストン棒３３が変位することにより、レ
バー３２と偏心輪３１が回動する。この回動により、レ
バー３２の上にある載置板２３が上方または下方へ且つ
いくぶん側方へも変位する。この載置板２３の上にはシ
ュー２２が水平方向に移動可能に支持されている。シュ
ー２２は、軸３５に取り付けられている偏心体３６によ
って水平方向へ移動することができる。この場合、２個
の板体ＡとＢで支持されている軸３５のための回動機構
または位置調整機構を図では３７で示し、偏心体３６の
ための穴を備えている連結板を３８で示した。シュー２
２には、成形機の全長にわたって延びている下ロール２
４のための２個の支持ローラ１７と１８を担持する担持
体１６が設けられている。図には図示していない固定手
段により、下ロール２４が支持ローラ１７と１８上の取
付け位置から離隔するのが防止される。

【００１６】Ｃ字状のスタンドの下端には、液圧シリン
ダ４１のピストン４０が支持されている。液圧シリンダ
４１は、液圧流体の供給に応じて斜めの滑動面Ｄ上を上
下に移動することができる。液圧シリンダ４１の閉じた
端部４１ａには、２個の支持ローラ２０と２１のための
担持体１９が設けられている。支持ローラ２０と２１は
、第２の下ロール、即ち本来の曲げロール４２を支持し
ている。この下ロール４２も、図示していない補助手段
により、すべてのＣ字状スタンドの支持ローラ上でのそ
の取付け位置に固定されている。このような補助手段と
しては、この下ロールに対しても、また他の２個のロー
ルに対してもガイドシューを用いることができ、或いは
ロールの溝のなかで案内され、その両端が担持体１９ま
たは１６に固定されるメタルバンドを用いてもよい。

【００１７】防護板１０の下部には、各Ｃ字状スタンド
の面内に担持体１２が取り付けられている。担持体１２
では、２個の支持ローラ１３と１４が回転自在に支持さ
れている。これらの支持ローラ１３と１４は上ロール１
５を支持するために用いる。上ロール１５は、図には図
示していないがこの上ロール１５の溝１５ｂで案内され
担持体１２または防護板１０に設けられているバンドに
よって懸架されている。

【００１８】３個のロールはすべて、即ち上ロール１５
と下ロール２４と４２（下ロール２４，４２は曲げロー
ルである）はすべてその両端部に駆動装置、合目的には
液圧モータまたは電動機を備えている。この場合上ロー
ル１５を駆動するための駆動装置の１つはロールから着
脱可能であり、且つロールから離れるように回動するこ
とができるように支持されている。これは公知の構成で
あり、中空筒体に成形される工作物を側方へ搬出するこ
とができるようにした３段または４段ロール機で通常適
用される。

【００１９】次に、図３から図６までを用いて本発明に
よる成形機の作動に関し説明する。

【００２０】図３は、工作物、即ち薄板４３を上ロール
１５と下ロール２４の間に挿入させる場合、両下ロール
が、即ち本来の下ロール２４と曲げロール４２が同じ高
さにあることを示したものである。下ロール２４と曲げ
ロール４２を同じ高さにするのは、工作物４３を容易に
挿入できるようにするためである。既に図２でも図示し
たように、下ロール２４の軸２４ａは、上ロール１５の
軸１５ａに対して間隔Ｘだけ左側へずれている。さて曲
げロール４２は、液圧シリンダ４１に液圧流体が供給さ
れることにより液圧シリンダ４１が滑動面Ｄ上を上方移
動して図４で示した位置を占めることにより、持ち上げ
られる。次に全部で３個のロールから成る圧延機が作動
される。その結果工作物４３は図４に示したように曲げ
られる。工作物４３の稜４３ａが防護板１０に突きあた
ると、圧延過程を中断し、工作物４３を軸方向に成形機
から取りだすことができるようになるまで下ロール２４
と４２を下方へ移動させる。このため、３段または４段
ロール機の場合に知られているように、両駆動モータの
一方を上ロール１５から離れるように回動させる。次に
曲げロール４２が下ロール２４と同じ高さに位置するま
で該曲げロール４２を下方へ移動させる。この時点で、
稜４３ｂが稜４３ａに平行になった工作物４３を成形機
のなかへ挿入し、曲げロール４２を再び持ち上げ、圧延
過程を新たに開始させることができる（図５）。図６に
示した状態に達すると、即ち工作物４３の２個の稜４３
ａと４３ｂが防護板１０に接する状態に達すると、圧延
過程を終了させ、工作物４３を既に述べた態様で成形機
から取り出す。このようにして中空筒体に成形された工
作物を管にするため、２個の稜４３ａと４３ｂを互いに
溶接しなければならない。これは既に公知のステープラ
ー及び公知の溶接方法で行うことができる。

【００２１】上記の成形機により得られる主な利点は、
任意の厚さの非常に長い薄板を中空筒状の形状に成形で
きることである。これは、任意の数量設置することがで
きそれぞれが各軸のための一対の支持ローラを備えてい
るＣ字状のスタンドが曲げ力を吸収し、従って通常の３
段または４段ロール曲げ機の場合のようにロールが曲が
るという危険を阻止できるためである。Ｃ字状スタンド
間の間隔の大きさは、成形機が受ける荷重の大きさに依
存している。例えばスタンドの中心からスタンド中心ま
での間隔を８０−１５０ｃｍ、特に約１２０ｃｍに選定
するのが合目的である。さらにこの成形機を用いると、
径が非常に小さな管を製造することができる。なぜなら
、管のなかには上ロールとその支持ローラだけが担持体
とともに存在すればよく、工作物の両端部の間隔は防護
板１０の厚さだけに対応していればよいからである。 もちろん種々の大きさの工作物を加工することができ、
別の曲げロールを使用する必要はない。工作物の厚さ及
び中空体の所望の径に応じて下ロール２４をいくぶん上
下させるだけでよい。このためには図１で説明した、部
材２２，２３及び３０ないし３４から構成される機構が
用いられる。さらに水平方向の間隔Ｘを調整しなければ
ならない。これは、図２を用いて説明した、部材３５な
いし３８から構成される装置を用いて行うことができる
。

【００２２】もちろん非常に径が小さな管を製造するた
めには、通常使用される上ロールをより径が小さな上ロ
ールに交換し、且つ防護板１０全体を担持体１２及びこ
れに担持されている支持ローラ１３と１４とともに交換
する必要がある。これを比較的簡単に実施するためには
、防護板１０から各Ｃ字状スタンドの板体ＡとＢへの力
の伝動に用いる補助手段、例えば図で７で示すブリッジ
を設け、防護板を力の伝動に用いられない簡単な固定手
段、例えば複数個のねじを用いてＣ字状のスタンドから
不慮にはずれないようにすればよい。

【００２３】工作物が規則正しい１回の作業工程で丸く
圧延されるので、工作物を損傷させないように処理する
ことができる。このことは特に高純度の鋼の製造、即ち
ローラによる稜の前処理及び後処理によって硬化したり
品質が劣化する危険がある高純度の鋼の製造にとって重
要である。

【００２４】もちろん自動的な追値制御を導入すること
も可能である。この場合には、工作物の湾曲を測定する
要素と、この測定要素によって制御され、下ロール２４
と曲げロール４２の移動を制御するコンピュータとが設
けられる。

【００２５】上述した成形機による作業の欠点は、最初
の作業工程が終了したあと、即ち工作物を半分処理して
成形機から取りだすときに工作物をひっくり返さねばな
らないことである。このためには、工作物をひっくり返
すための補助手段ばかりでなく、広い場所と適当な時間
とが必要である。

【００２６】この欠点は、図７に示すようにこの種の２
台の機械を組み合わせて１個の成形機に構成することに
よって解消される。この実施例では、成形機がステープ
ラーとともに管製造装置を構成している。図中２つの成
形機は５０と５１で示されている。成形機５０には、長
方形に切断された薄板５２が搬送装置５３によって供給
され、より厳密にはまず管製造装置の長手方向Ｌに供給
され、次にこれに対して直角な横方向Ｑに供給される。 成形機５０では、薄板５２が既に図３と４を用いて説明
したようにして成形される。次に、半分加工した工作物
５２を公知の補助手段を用いて前述したような態様で右
側へ成形機５０から走出させ、次に図７で符号５４によ
って示した横搬送装置を用いて第２の成形機５１に供給
される。第１の成形機５０は、Ｃ字状スタンドの開口部
が横搬送装置５３の方へ向くように設置されているので
、成形機５１は成形機５０に対して鏡対象に設置されて
おり、従って成形機５１のＣ字状スタンドの開口部は横
搬送装置５４の方へ向いている。よって工作物５２を広
い場所で回転させる必要がなく、工作物５２を成形機５
０から走出するように成形機５１に供給することができ
る。成形機５１では、図５と６を用いて説明したような
第２の成形過程が行われる。なお図３と４は、図７にお
いて点Ｅから見た成形機５０を見た図である。一方図５
と６は点Ｆから成形機５１を見た図である。工作物を仕
上げ圧延したあと工作物を中間収納部５５へ移動させ、
そこからいわゆるステープラー５６へ供給する。このス
テープラー５６は、工作物の互いに隣接している両長稜
の間の隙間を押し潰し、綴じしろを備えさせる公知の機
械である。この場合必要に応じて付加的にステープラー
内で後成形を行うことができる。

【００２７】１枚の薄板の成形は２台の成形機のそれぞ
れにおいて２，３分で終了するので、装置全体を２，３
分の周期で作動させることができる。即ち２台の成形機
を含む装置は２，３分ごとに１個の筒状の管を提供する
。

【００２８】次に、本発明の実施態様を列記しておく。

【００２９】（１）両下ロール（２４，４２）に付設し
た支持ローラ対が変位手段を備えていることを特徴とす
る、請求項１に記載の成形機。

【００３０】（２）すべてのロールが両端に液圧モータ
または電動機を備えていることを特徴とする、請求項１
に記載の成形機。

【００３１】（３）上ロール（１５）の駆動装置をロー
ル一端にて連結解除可能に且つ回動可能に配置したこと
を特徴とする、上記第２項に記載の成形機。

【００３２】（４）板体を筒状に曲げるための装置にお
いて、請求項１に記載の２個の成形機（５０，５１）と
、板体を第１の成形機（５０）に供給する供給装置（５
３）と、部分的に曲げられた板体を第１の成形機（５０
）から第２の成形機（５１）へ搬送するための搬送装置
（５４）と、筒状に曲げられた板体を第２の成形機（５
１）から搬出するための装置とを有することを特徴とす
る装置。

【００３３】

【発明の効果】本発明による成形機は、厚壁の工作物を
これに対応して厚い壁の筒状の中空体にして小径のもの
から大径のものまで、しかも長尺の精密な中空体に比較
的迅速に成形するために使用することができる。その際
原材料及び生産物の個々のサイズに対して別の工具を必
要としない。本発明による成形機を用いると、例えば長
さが１０ｍないし１５ｍで壁厚が３５ｍｍの中空筒状体
を製造するために５分以内の時間を要するにすぎない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による成形機の斜視図である。図面手前
側のロール端に設けられる駆動機構を完全に省略し、他
のロール端においては駆動機構のボックスだけを示した
。

【図２】Ｃ字状スタンドの断面図である。

【図３】筒状中空体を製造する際の成形機の作業工程を
示す図である。

【図４】筒状中空体を製造する際の成形機の作業工程を
示す図である。

【図５】筒状中空体を製造する際の成形機の作業工程を
示す図である。

【図６】筒状中空体を製造する際の成形機の作業工程を
示す図である。

【図７】２つの成形機を備えた成形装置の構成図である
。

【符号の説明】

１ないし４　　　　　　Ｃ字状スタンド１３，１４；１
７，１８；２０，２１　　　　　　支持ローラ対 １５　　　　　　　　　　　　上ロール２４，４２　　
　　　　下ロール

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　１個の上ロール（１５）と２個の下ロ
   ール（２４，４２）を有し、上ロール（１５）と両下ロ
   ール（２４，４２）とが少なくとも一端に駆動機構を備
   えている、板（４３）を筒状に曲げるための成形機にお
   いて、ロール長さ方向に等間隔でＣ字状スタンド（１な
   いし４）を配設し、ロール１個ごとにそれぞれ１対の支
   持ローラ（１３，１４；１７，１８；２０，２１）を付
   設し、位置調整可能なロールに付設されている支持ロー
   ラ対（１７，１８；２０，２１）に、該支持ローラ対を
   ロール軸線に直角な面内で移動させるための手段（３１
   −３８；４１，４０）を設けたことを特徴とする成形機
   。