JPH0910882A - 鉄道用車輪の予備成形方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 鉄道用車輪を予備成形する２段階の方法を改
良して、わずかな機械技術を使用して、比較的小さい圧
力で、ボス領域から材料を正確に排除することによって
重量を正確にバランスさせることができるようにする。
さらに、この方法を改良して、プレス圧力をもたらす金
型に関して、特に上部金型に関して複雑な距離および速
度制御が不要になるようにする。 【解決手段】 第１のプレス段階において成形用素材、
特にブロック材が上部と下部の金型によって予備成形さ
れ、その場合に第１の突起が第１の金型から成形用素材
の中央部内へ進入して、成形用素材の中央部から材料を
外側へ排除し、第２のプレス段階においては第２の突起
がすでに形成されている袋孔へ進入して、プレス実行中
に第２の突起はこの突起と対向する第２の金型に対して
常に一定の距離を維持する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道用車輪の予備
成形方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】鉄道用車輪は好ましくは単一の成形用素
材から形成される。その場合に成形用素材が少なくとも
２回の鍛造工程を施され、その後に、後から軸を収容で
きるように、ボス領域に孔をあけられ、その後好ましく
は直径を増大させるために圧延され、場合によってはつ
ば出し加工され、ないしは円錐状にされ（ボス領域が車
輪走行面に対して側方へ変位され）、さらに切削加工を
受ける。ＤＥ４３３３９４４からは、単一の作業工程に
おいて単一の下部金型と単一の上部金型との間で成形用
素材を完全に成形することが知られており、その場合に
下部金型はカップ形状のプレス空間を形成し、このプレ
ス空間は特にスケールによって汚される場合があり、そ
れ故に常にきれいにしなければならない。さらに極めて
高いプレス圧力と冷却出力が必要である。また型の付け
替えも２段階になることと圧力が低くなるので不可能で
ある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、鉄道
用車輪を予備成形する２段階の方法を改良して、わずか
な機械技術を使用して、比較的小さい圧力で、ボス領域
から材料を正確に排除することによって重量を正確にバ
ランスさせることができるようにすることである。さら
に本発明の課題は、この方法を改良して、プレス圧力を
もたらす金型に関して、特に上部金型に関して複雑な距
離および速度制御が不要になるようにすることである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれ
ば、第１のプレス段階においては成形用素材、特にブロ
ック材を上部と下部金型によって予備成形する際に、第
１の突起が第１の金型から成形用素材の中央部内へ進入
して、成形用素材の中央部から材料を外側へ排除し、第
２のプレス段階においては第２の突起が既に形成されて
いる袋孔内に進入し、プレス実行中に第２の突起は、こ
の突起に対向する第２の金型に対して常に一定の距離を
維持することによって解決される。

【０００５】

【発明の実施の形態】特に第２の突起がサーボ制御され
ることによって、付加的な補助手段を用いずに超過重量
を自動的に補償することができる。上部金型は各段階に
おいて終端ストッパまで移動することができるので、上
部金型に関しては、大きい質量、大きい行程、および比
較的大きい速度のための複雑な距離・速度制御を実現す
る必要はない。１つの変量（突起位置）だけは極めて正
確に制御して移動させることが必要であって、この変量
はすべての動きのうちで最も簡単に制御できる。という
のは小さい質量、小さい行程、および小さい速度だけを
制御すればよいからである。

【０００６】上部金型は横方向には移動できないので、
上部金型と下部金型の軸がずれる危険は最小限に抑えら
れる。というのは下部金型だけを横方向に移動させれば
よいからである。仕上がり形状は上部金型内に与えられ
ている。この配置によって下部金型は端縁の仕切りが設
けられておらず、例えば圧縮空気によって簡単にスケー
ルを除去することができる。

【０００７】２段階の作業方法は変形段階の数、金型の
寿命（冷却インターバルなど）並びに機械技術的コスト
を最適化するものである。従って、それぞれ突起を有す
る２つの下部金型が設けられていると特に効果的であ
る。その場合には２つの下部金型は上部金型に対して水
平に移動される。特に、上部金型が下方が開放したカッ
プ形状のプレス空間を有し、下部金型は隆起部および／
または小さい凹部に到るまでは比較的大きな中空空間が
形成されていないと効果的である。上部金型だけを上下
移動させるだけでよい。

【０００８】２つの突起が同一の形状と大きさを有する
と最も効果的である。少なくとも第２の突起の上下移動
が計算機支援で制御される。

【０００９】

【実施例】本発明による方法の実施例を図面に示し、以
下で詳細に説明する。鍛造装置は２つの下部金型１ａと
１ｂを有し、これら下部金型は上下移動はできず、水平
にだけ、従って唯一の上部金型２に対して横方向に摺動
する。上部金型２の下側には、仕上がり形状としての、
突出した端縁仕切りを有し下方へ向かって開口したカッ
プ形状のプレス空間３が設けられていて、２つのプレス
段階において２つの下部金型１ａ、１ｂに対して同一の
上部金型を使用するようになっている。

【００１０】２つの下部金型１ａ、１ｂには上方へ突出
する端縁は設けられておらず、その上側はボス領域の近
傍の隆起部および／または凹部まではほぼ平坦であり、
その場合に第２のプレス段階で使用される第２の下部金
型１ｂは比較的大きい隆起部を有する。両方の下部金型
にはそれぞれ垂直の突起４ａ、４ｂが中央に軸承されて
おり、これら突起は垂直に上下移動可能であって、その
場合に特に第２の下部金型の場合には計算機により極め
て正確に制御される。第１の下部金型１ａの第１の突起
４ａによって垂直の孔（袋孔）が成形用素材（鋼材ブロ
ック）５に穿設され、それによって十分に多い材料が端
縁領域へ移動され、その後に第２のプレス段階において
金型間の間隙が、さらに大きな圧力をかけないと間隙を
通して材料が逃げられないくらい小さくなる。

【００１１】第２の下部金型１ｂの第２の突起４ｂによ
って、突起４ｂがすでに形成された孔内に進入すること
によって第２の工程の間この孔が開放されたままにな
る。鍛造装置は次のように作動する。 １）第１段階の第１の下部金型１ａ内へ成形用素材５を
挿入する。下部金型１ａは、第１段階の最後で予備成形
された車輪の下側に第２の金型段階のための芯出し用突
出部が生じるように形成されている。

【００１２】２）上部金型が一定速度で下方へ移動す
る。 ３）上部金型２が成形用素材５と接触することにより成
形用素材が挟持されるとすぐに、下方の第１の突起４ａ
が上方へ移動し、それによって体積の一部を成形用素材
中心から外側方向へ排除する。突起４ａの終端位置と、
それに伴って中心から外側へ再分配される体積の割合
は、成形用素材の重量に関係し、制御システムによって
算出される。この方法によって成形用素材重量の偏差を
補償することができる。最少に力を使用して確実に体積
を分配するために、第１の突起４ａはすでにできるだけ
早期に、従って成形用素材高さがまだ比較的大きい時
に、その終端位置へ達していなければならない。

【００１３】４）プレス型を開放移動させ、予備成形さ
れた車輪を持ち上げて、突起から外し、第２の下部金型
を水平に移動させ、それによって第２の下部金型１ｂが
上部金型２の下方へ来る。 ５）予備成形された車輪を第２段階の第２の下部金型１
ｂ上へ載せて、第１段階において形成された芯出し用突
出部によって自動的に芯出しする。

【００１４】６）上部金型２が下方へ移動され、予備成
形された車輪と接触して、その位置に留まる。 ７）下側の第２の突起４ｂが、予め形成された袋孔６内
に完全に進入する。 ８）上部金型２がさらに下方へ移動して、金型が閉鎖さ
れる。その間に第２の突起４ｂは上部金型と同じ速度で
同期して下方へ移動する。

【００１５】９）プレス型が開放移動され、車輪が持ち
上げられ、突起４ｂから外されて、予備成形された車輪
がグリッパー７によって取り出される。あるいは、上部
金型２と第２の突起４ｂが静止したままで、それに対し
て下部金型の特に第２の下部金型１ｂが移動して成形用
素材をプレスするようにしても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明による方法を実施する鍛造装置
の、第１のプレス段階を実行する前の状態を示す断面図
である。

【図２】図２は、図１の状態の後、第１のプレス段階を
実行中の状態を示す部分断面図である。

【図３】図３は、第１のプレス段階から第２のプレス段
階へ移行中の状態を示す断面図である。

【図４】図４は、図３の状態の後、第２のプレス段階を
実行中の状態を示す部分断面図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ…下部金型 ２…上部金型 ３…プレス空間 ４ａ，４ｂ…突起 ５…成形用素材（鋼材ブロック） ６…袋孔 ７…グリッパー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アンドレアス リーブ ドイツ連邦共和国，41515 グレヘンブロ イヒ，リカルド−バグナー−シュトラーセ 127

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ２つのプレス段階により鉄道用車輪を予
   備成形する方法であって、第１のプレス段階においては
   成形用素材（５）、特にブロック材を上部および下部金
   型（２、１ａ、１ｂ）によって予備成形する際に、第１
   の突起（４ａ）が第１の金型から成形用素材（５）の中
   央部内へ進入して、成形用素材の中央部から材料を外側
   へ排除し、第２のプレス段階においては第２の突起（４
   ｂ）が既に予め形成されている袋孔（６）内へ進入し、
   プレス実行中に第２の突起（４ｂ）は、この突起（４
   ｂ）と対向する第２の金型（２）に対して常に一定の距
   離を維持する、鉄道用車輪の予備成形方法。
2. 【請求項２】 ２つの下部金型（１ａ、１ｂ）が設けら
   れ、それらがそれぞれ突起（４ａ、４ｂ）を有すること
   を特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 【請求項３】 ２つの下部金型（１ａ、１ｂ）が上部金
   型（２）に対して水平に摺動可能であることを特徴とす
   る請求項２に記載の方法。
4. 【請求項４】 上部金型（２）が下方に向かって開口し
   たカップ形状のプレス空間（３）を有し、下部金型（１
   ａ、１ｂ）は隆起部および／または小さい凹部に到るま
   では、それよりも大きい中空空間が形成されていないこ
   とを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記
   載の方法。
5. 【請求項５】 上部金型（２）のみが上下移動可能であ
   ることを特徴とする請求項５に記載の方法。
6. 【請求項６】 ２つの突起（４ａ、４ｂ）が同一の形状
   と大きさを有することを特徴とする請求項１から５まで
   のいずれか１項に記載の方法。
7. 【請求項７】 少なくとも第２の突起（４ｂ）の上下移
   動が計算機に支援されて制御されることを特徴とする請
   求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。