KR102234877B1 - 중공 셸을 튜브로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀 및 방법 - Google Patents

중공 셸을 튜브로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀 및 방법 Download PDF

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산드빅 마테리알스 테크놀로지 도이칠란트 게엠베하
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Abstract

냉간 필거 압연 밀에 관한 것으로 상기 냉간 필거 압연 밀은 롤 스탠드 (1) 에 회전가능하게 부착되는 한 쌍의 롤들 (2, 3), 회전 축선 (18) 둘레에 회전가능하게 장착되는 구동 샤프트 상의 크랭크 구동부 (10), 회전 축선 (18) 으로부터 반경방향 거리에서 크랭크 구동부 (10) 에 부착되는 카운터웨이트 (9), 및 제 1 단부 (16) 와 제 2 단부 (17) 를 구비한 푸시 로드 (6) 를 포함하고, 푸시 로드 (6) 의 제 1 단부 (16) 는 크랭크 구동부 (10) 에 회전가능하게 부착되고, 밀의 작동 중, 크랭크 구동부 (10) 의 회전은 제 1 반전 위치 (U1) 와 제 2 반전 위치 (U2) 사이에서 롤 스탠드 (1) 의 병진 운동으로 변환된다. 회전 축선 (18) 으로부터 푸시 로드 (6) 의 제 1 단부 (16) 의 반경방향 거리가 조절가능하여서, 롤 스탠드 (1) 의 병진 운동의 2 개의 반전 위치들 (U1, U2) 사이 거리는 조절가능하다.

Description

중공 셸을 튜브로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀 및 방법{COLD PILGER ROLLING MILL AND METHOD FOR FORMING A HOLLOW SHELL INTO A TUBE}
본 발명은 중공 셸을 튜브로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀에 관한 것으로, 공구로서, 롤 스탠드에 회전가능하게 부착되는 한 쌍의 롤들 및 롤링 맨드릴을 포함하고, 중공 셸을 수용하기 위한 공급 클램핑 캐리지를 포함하고, 중공 셸이 공구를 향한 방향으로 단계적으로 이동하도록 공급 클램핑 캐리지는, 밀의 작동 중, 제 1 극단 위치와 제 2 극단 위치 사이에서 이동될 수 있고, 구동 샤프트에서 회전 축선 둘레에 회전가능하게 장착되는 크랭크 구동부를 포함하고, 크랭크 구동부에서 회전 축선으로부터 반경방향 거리에 부착되는 카운터웨이트를 포함하고, 제 1 단부 및 제 2 단부를 구비한 푸시 로드를 포함하고, 푸시 로드의 제 1 단부는 회전 축선으로부터 반경방향 거리에서 크랭크 구동부 상의 크랭크 핀 둘레에 회전가능하게 부착되고, 푸시 로드의 제 2 단부는 롤 스탠드에 부착되어서, 밀의 작동 중, 크랭크 구동부의 회전은 제 1 반전 위치와 제 2 반전 위치 사이에서 롤 스탠드의 병진 운동으로 변환된다.
본 발명은 또한 적어도 다음 단계들을 포함하는 중공 셸을 튜브로 성형하기 위한 방법에 관한 것이다:
공구로서, 롤 스탠드에 회전가능하게 부착되는 한 쌍의 롤들과 롤링 맨드릴 뿐만 아니라 중공 셸이 수용되는 공급 클램핑 캐리지를 냉간 필거 압연 밀에 제공하는 단계,
중공 셸이 공구를 향한 방향으로 단계적으로 이동하도록 제 1 극단 위치와 제 2 극단 위치 사이에서 공급 클램핑 캐리지를 이동시키는 단계,
공구를 사용해 중공 셸을 튜브로 성형하는 단계로서, 크랭크 구동부의 회전은 제 1 반전 위치와 제 2 반전 위치 사이에서 롤 스탠드의 병진 운동으로 변환되는, 상기 성형하는 단계; 크랭크 구동부는 구동 샤프트에서 회전 축선 둘레에 회전가능하게 장착되고, 카운터웨이트는 크랭크 구동부에서 회전 축선으로부터 반경방향 거리에 배치되고, 푸시 로드의 제 1 단부가 크랭크 구동부에서 크랭크 핀 둘레에서 회전 축선으로부터 반경방향 거리에 회전가능하게 부착되고 푸시 로드의 제 2 단부가 롤 스탠드에 부착되도록 제 1 단부 및 제 2 단부를 구비한 푸시 로드가 배치된다.
특히 스테인리스 강으로 만들어진, 정확한 금속 튜브들의 제조를 위해, 종방향으로 확장되는 관형 또는 중공 실린더형 블랭크가 사용되고, 이것은 압축 응력에 의해 압하된다. 프로세스에서, 외측과 내측에서 블랭크에 압력이 가해지고, 이것은 블랭크의 외부 직경과 블랭크의 벽 두께 감소를 유발한다. 이런 식으로, 규정된 외부 직경과 규정된 벽 두께를 갖는 튜브로 블랭크의 성형이 일어난다.
튜브들을 위해 지금까지 가장 널리 사용되는 압하 방법에서, 중공 셸로도 지칭되는, 블랭크는 완전히 냉각된 상태에서 압축 응력에 의해 냉간 압하된다. 이 방법은 냉간 필거링으로 지칭된다. 프로세스에서, 중공 셸은 보정된 롤링 맨드릴, 즉, 적어도 일부 섹션들에서 완성된 튜브의 내부 직경을 가지는 롤링 맨드릴 위로 시프팅되고, 그것은 2 개의 보정된 롤들, 즉, 완성된 튜브의 외부 직경을 규정하는 롤들에 의해 외측으로부터 그리핑되고, 롤링 맨드릴을 통하여 종방향으로 압연된다.
냉간 필거링 중, 중공 셸은 롤링 맨드릴을 향하여, 상기 롤링 맨드릴 위로 그리고 지나는 방향으로 단계적으로 전진한다. 두 공급 단계들 사이에서, 롤들은 그것이 맨드릴 위로 그리하여 중공 셸 위로 롤링 맨드릴의 축선에 평행한 방향으로 회전함에 따라 이동하고, 그 프로세스에서 롤들은 중공 셸을 압연한다. 롤들의 수평 운동은, 롤들이 회전가능하게 장착되고 롤링 맨드릴의 축선에 평행한 방향으로 2 개의 반전 지점들 사이에서 전후 이동하는 롤 스탠드에 의해 미리 정해진다. 롤 스탠드의 각각의 반전 지점에서, 롤들은 중공 셸을 릴리스하고 이 중공 셸은 부가적 단계에 의해 공구를 향한 방향으로 추진된다. 동시에, 중공 셸은 완성된 튜브의 균일한 형상을 달성하기 위해서 중공 셸의 축선을 중심으로 회전하게 된다. 롤 스탠드의 2 개의 보정된 롤들은 상하로 배치되어서, 중공 셸은 롤들 사이로 통과한다. 롤들에 의해 형성된 소위 필거-마우스 (pilger-mouth) 는 중공 셸을 그리핑하고, 롤들은 재료의 작은 웨이브 (wave) 를 바깥쪽으로 밀어낸다. 이런 재료의 웨이브는, 롤들의 아이들 패스 (idle pass) 가 완성된 튜브를 릴리스할 때까지, 롤들의 평활화 패스 및 롤링 맨드릴에 의해 의도된 벽 두께까지 스트레칭된다.
각각의 튜브 섹션을 반복적으로 압연함으로써, 튜브의 균일한 벽 두께와 둥글기뿐만 아니라 균일한 내부 및 외부 직경이 달성된다.
냉간 필거 압연 밀들에서, 2 개의 롤들을 구비한 롤 스탠드는 롤링 맨드릴의 축선에 평행한 방향으로 크랭크 구동부에 의해 전후로 이동된다. 롤들 그 자체는 일반적으로 롤 스탠드에 대해 정지된 (stationary) 랙, 롤들의 액슬에 단단히 연결되는 치형 휠들이 맞물리는 랙에 의해 회전하게 된다.
맨드릴 위로 중공 셸을 공급하는 것은 병진 운동으로 구동되는 하나 이상의 공급 클램핑 캐리지들에 의해 일어나고, 캐리지는 롤링 맨드릴의 축선에 평행한 방향으로 병진 운동을 수행하고 병진 운동을 중공 셸로 전달된다.
압연 중, 즉, 중공 셸에 대해 회전 롤들을 구비한 롤 스탠드의 운동 중, 공급 클램핑 캐리지(들)는 실질적으로 정지되어 있고 그것은 공구, 즉, 롤들과 롤링 맨드릴에 의해 중공 셸로 전달된 힘을 받아들인다.
중공 셸을 유지하고 그것을 병진 운동으로 롤링 맨드릴 위로 이동시킬 수 있고 중공 셸을 롤링 맨드릴 둘레에서 회전시키도록, 공급 클램핑 캐리지(들)는 척을 포함하고, 척에 의해 중공 셸은 클램핑 조들 (jaws) 사이에서 유지된다.
정확한 완성된 튜브들의 제조를 위해, 공급 클램핑 캐리지의 정확하고 제어된 단계적 전진 및 또한 롤 스탠드의 정확하고 제어된 병진 운동이 절대적으로 요구된다.
공지된 냉간 필거 압연 밀들은, 각각의 경우에, 각각의 롤링 맨드릴에 의해 미리 정해진 튜브의 단일 벽 두께뿐만 아니라 단일 튜브 직경을 가지는 튜브들의 압연만 허용한다. 다른 유형의 튜브들의 제조를 위해, 다른 설계와 보정의 밀들이 따라서 요구된다. 한편, 동일한 냉간 필거 압연 밀이 다른 유형의 튜브들을 압연하는데 사용된다면, 다른 직경 및/또는 다른 벽 두께를 갖는 다른 튜브로 제조 변환은 전체 밀의 고비용이 드는 레트로피팅 (retrofitting) 을 요구한다.
이 배경기술에 관하여, 본 발명의 목적은, 낮은 레트로피팅 비용으로 다른 유형의 튜브들을 압연할 수 있는 냉간 필거 압연 밀을 제공하는 것이다.
이 목적은, 냉간 필거 압연 밀에서, 푸시 로드의 제 1 단부와 회전 축선 사이 반경방향 거리가 조절가능하여서, 롤 스탠드의 병진 운동의 2 개의 반전 위치들 사이 거리가 조절가능하므로 본 발명에 따라 달성된다.
냉간 필거링 중, 롤 스탠드의 롤 쌍은, 그것이 중공 셸을 그리핑할 때, 외측으로부터 재료의 작은 웨이브를 밀어낸다. 이 재료의 웨이브는 롤들의 평활화 패스 및 롤링 맨드릴에 의해 튜브의 의도된 벽 두께까지 스트레칭된다. 이 프로세스는, 롤들의 아이들 패스가 완성된 튜브를 릴리스할 때 종료된다. 재료의 웨이브 정도는 실린더형 중공 셸의 치수와 달성될 튜브 직경 사이 비와 달성될 튜브의 벽 두께에 의존한다. 게다가, 생성된 재료의 웨이브 정도는 롤 스탠드의 스트로크, 즉, 제 1 반전 위치로부터 제 2 반전 위치로 병진 운동 프로세스에서 롤 스탠드에 의해 커버되는 거리에 의존한다.
따라서, 규정된 튜브 직경 및 규정된 벽 두께를 갖는 튜브를 제조하기 위해, 롤 스탠드 스트로크가 달성될 튜브 치수들에 정확히 맞도록 된 냉간 필거 압연 밀을 사용하는 것이 유리하다. 그렇지 않으면, 롤링 과정 중 밀어낸 재료의 웨이브가 지나치게 커지고 그리하여 발생되는 저항이 롤링 프로세스와 달성된 결과에 영향을 미치거나 심지어 전체 프로세스가 중단되도록 할 위험이 있다.
냉간 필거 압연 밀이 달성될 튜브 직경들 및 벽 두께들에 따라 롤 스탠드 스트로크를 맞출 수 있는 가능성을 제공한다면 롤 스탠드 스트로크를 맞추기 위해 다른 밀로 전환 또는 동일한 밀의 고비용이 드는 레트로피팅이 회피될 수 있다. 본 발명에 따르면, 조절될 수 있도록 크랭크 구동부에서 푸시 로드의 위치를 설계하는 것이 제안된다. 푸시 로드의 제 1 단부와 크랭크 구동부의 회전 축선 사이 반경방향 거리를 변화시킴으로써, 스트로크, 즉, 롤링 맨드릴의 축선에 평행한 방향으로 푸시 로드의 제 2 단부의 병진 운동에 의해 커버되는 거리가 조절될 수 있고, 이것은 차례로 따라서 롤 스탠드 스트로크를 설정한다. 따라서, 다른 유형의 튜브들을 제조하기 위해 밀을 신속하고 비용 효율적으로 맞출 수 있는 가능성이 제공된다.
여기에서, 크랭크 구동부가 또한 하나 이상의 카운터웨이트들을 포함하는 것이 유리하고, 카운터웨이트들은, 크랭크 핀과 같이, 크랭크 구동부의 회전 축선으로부터 거리를 두고 이격된다. 특히, 이 카운터웨이트가 회전 축선에 대해 대략 180°로 크랭크 핀으로부터 오프셋되어 배치되는 것이 유리하다.
롤링 맨드릴의 축선에 평행한 방향으로 롤 스탠드의 수평 전진 및 후진 운동은 크랭크 구동부에 의해 달성된다. 여기에서, 크랭크 구동부는, 회전 축선을 둘레에서 회전될 수 있고 회전 축선으로부터 반경방향으로 이격되는 크랭크 핀을 가지는 크랭크샤프트로 구성된다. 크랭크 구동부의 회전을 롤 스탠드의 병진 운동으로 변환하기 위해, 제 1 단부 및 제 2 단부를 구비한 푸시 로드가 제공된다. 푸시 로드는 그것의 제 1 단부에서 크랭크샤프트의 크랭크 핀에 관절식으로 피봇 선회가능하게 연결되고, 푸시 로드는 그것의 제 2 단부에서 롤 스탠드에 관절식으로 피봇 선회가능하게 연결된다.
롤링 맨드릴의 축선에 평행한 롤 스탠드의 수평 운동 방향은 가이드 레일들에 의해 설정된다. 크랭크 핀과 크랭크 구동부, 보다 정확하게 크랭크샤프트의 회전 축선 사이 거리는 롤링 맨드릴의 축선에 평행한 수평 방향으로 크랭크 핀에 의해 커버되는 최대 거리를 설정한다. 이 거리는 크랭크 핀과 회전 축선 사이 거리의 2 배에 대응한다. 가장 간단한 경우에, 크랭크 핀의 회전이 푸시 로드에 의해 롤 스탠드에 직접 전달된다면, 롤 스탠드 병진운동 스트로크는 롤링 맨드릴의 축선에 평행한 수평 방향으로 크랭크 핀에 의해 커버되는 최대 거리와 동일하다. 크랭크 핀과 크랭크 구동부의 회전 축선 사이 거리를 변경함으로써, 따라서 롤 스탠드 스트로크는 직접 조절되어 제조될 튜브 유형에 맞추어질 수 있다. 단지 푸시 로드보다 더 많은 가동 부품들을 포함하는, 또한 보다 고가의 기계 시스템에 의해 크랭크 구동부의 회전을 롤 스탠드로 전달하는 경우에, 롤 스탠드는 적어도 크랭크 핀과 크랭크 구동부의 회전 축선 사이 거리에 의존한다.
용어, 크랭크샤프트는, 본원의 의미에 있어서, 푸시 로드를 수용하기 위해 크랭크 핀이 동심으로 배치된 임의의 유형의 샤프트를 지칭한다. 특히, 본원의 의미에 있어서, 크랭크샤프트는 회전 축선을 규정하는 회전가능하게 장착된 샤프트 핀들, 및 샤프트 핀들과 크랭크 핀들을 연결하는 하나 이상의 크랭크 웨브들을 구비한 종래의 구성을 나타낸다. 하지만, 본원의 의미에 있어서, 용어, 크랭크샤프트는, 또한, 액슬에 피봇 선회가능하게 장착되는 특히 크랭크 휠 또는 플라이휠을 나타내고, 휠 그 자체에서, 크랭크 핀은 회전 축선에 대해 동심으로 부착된다.
플라이휠로서 크랭크샤프트의 이러한 설계는 다수의 장점들을 가지고 있다. 한편으로는, 설치 및 유지보수가 분명히 용이해지고, 다른 한편으로는, 플라이휠로서 설계된 크랭크샤프트에 의해, 크랭크샤프트는 롤 스탠드의 더 나은 가동 원활성을 보장하는 부가적 플라이휠 웨이트로서 사용될 수 있다.
크랭크 구동부는 유리하게도 토크 또는 중공 샤프트 모터에 의해 구동된다. 여기에서, 크랭크샤프트, 예를 들어, 플라이휠은, 직접, 즉, 트랜스미션 없이 구동될 수 있고, 그 결과로서 마찰 손실 및 마모 현상이 감소된다.
실시형태에서, 푸시 로드의 제 1 단부와 회전 축선 사이 반경방향 거리는 불연속 스텝들로 또는 연속적으로 조절될 수 있다.
표준화 유형의 다른 튜브들이 동일한 냉간 필거 압연 밀을 사용해 제조된다면, 반경방향 거리가 불연속 스텝들로 조절될 수 있는 실시형태가 특히 유리하다. 이 경우에, 불연속 스텝들은 튜브 직경 및 벽 두께들에 대한 각각의 기준들에 맞추어져서, 미리 정해진 크기 범위에서 재료의 웨이브가 롤들에 의해 발생되고, 이것은 밀의 구체적 성능 데이터에 가능한 한 최적으로 맞추어진다.
그에 비해서, 매우 상이한 유형들, 특히 또한 개별적 특수 제작이 동일한 밀로 제조되어야 한다면 연속 조절 가능성이 특히 유리하다. 게다가, 연속 조절 가능성은 롤 스탠드 스트로크의 정확한 미세 조정 가능성을 허용한다.
실시형태에서, 크랭크 구동부는 푸시 로드의 제 1 단부를 부착하기 위해 크랭크 핀용 복수의 소켓들을 가지고, 소켓들은 회전 축선에 대해 상호 다른 반경방향 거리에 배치된다.
크랭크 핀용 복수의 소켓들에 의해, 회전 축선에 대한 크랭크 핀의 상대 위치는 소켓들의 반경방향 거리들에 따라 불연속 스텝들로 자유롭게 선택될 수 있다.
실시형태에서, 크랭크 핀용 소켓들은 직선에서 반경 방향으로 배치된다.
직선에 소켓들을 배치할 때, 이 직선을 따라 크랭크 핀의 위치는 불연속 스텝들로 자유롭게 선택될 수 있다. 크랭크 구동부가 또한 카운터웨이트를 가지면, 이 배치에 의해, 예를 들어, 크랭크 핀의 위치를 변경하는 경우에도 카운터웨이트는 유리하게도 회전 축선에 대해 대략 180° 만큼 크랭크 핀으로부터 오프셋된 상태로 계속 유지되도록 보장될 수 있다.
실시형태에서, 크랭크 핀용 인접한 소켓들 사이 거리들은 동일한 크기를 갖는다.
크랭크 핀용 인접한 소켓들 사이 동일한 크기의 거리들은 동일한 스텝 길이의 불연속 스텝들로 롤 스탠드 스트로크 설정을 선택할 수 있도록 한다.
실시형태에서, 크랭크 핀용 인접한 소켓들 사이 거리들은 적어도 부분적으로 다른 크기를 가지고 있다.
롤 스탠드 스트로크가 다른 유형의 튜브들을 위해 조절할 필요가 있고, 각각의 스트로크들 사이 차이가 동일하지 않다면, 인접한 소켓들 사이 상이한 거리가 특히 유리하다. 이것은, 다른 튜브 유형들을 위한 튜브 직경들과 벽 두께들에 대한 대응하는 기준들이 일차 함수에 따라 서로 다르지 않다면 특히 유리할 수 있다.
냉간 필거 압연 밀의 실시형태에서, 크랭크 구동부는 크랭크 핀을 수용하기 위해 적어도 일부 섹션들에서 반경방향으로 대칭이지만 회전 대칭은 아닌 단면을 가지는 관통홀을 포함하고, 상기 크랭크 핀은, 전방측과 후방측을 구비한 베이스 보디를 포함하고, 핀 섹션은 상기 전방측에 배치되고 고정 섹션은 상기 후방측에 배치되도록 설계되고, 상기 베이스 보디는 적어도 일부 섹션들에서 상기 관통홀의 단면에 상보적이도록 설계되는 단면을 가져서, 상기 베이스 보디는 비틀림 방지되게 상기 관통홀에 포지티브 잠금되어 수용되고, 상기 핀 섹션은 상기 베이스 보디에 편심으로 배치되어서, 상기 핀 섹션은, 상기 관통홀로 도입 전 상기 베이스 보디를 회전시킴으로써, 상기 크랭크 샤프트의 상기 회전 축선으로부터 상이한 반경방향 거리에 배치될 수 있고, 상기 푸시 로드의 상기 제 1 단부가 상기 핀 섹션에 부착되어서, 상기 푸시 로드는 상기 핀 섹션의 종방향 축선 둘레에서 회전될 수 있고, 고정 요소가 상기 고정 섹션에 배치되어서, 상기 크랭크 핀이 상기 관통홀 밖으로 빠지지 않도록 고정된다.
본 발명의 의미에 있어서, 반경방향 대칭은, 직선 (회전 축선, 대칭 축선) 둘레에서 임의의 각도만큼 베이스 보디의 회전이 베이스 보디를 다시 그 자체와 일치하도록 하는 대칭이다. 본원의 의미에 있어서, 이것은, 임의의 원하는 각도만큼 회전이 대상물을 다시 그 자체와 일치하도록 하는 회전 대칭과 다르다.
베이스 보디의 반경방향으로 대칭이지만 비회전 대칭의 설계는, 이 베이스 보디가 (관통홀로부터 제거 후) 불연속 스텝들로 다시 관통홀로 단지 비틀림된 형태로만 삽입될 수 있는 결과를 갖는다. 이런 식으로, 특히, 크랭크 구동부에 대한 베이스 보디의 비틀림 방지성이 보장된다.
이런 의미에서 베이스 보디에서 핀 섹션의 편심 배치는, 핀 섹션이 베이스 보디의 대칭 축선과 일치하지 않는 것을 의미한다. 그렇지 않으면, 관통홀에 대한 베이스 보디의 비틀림은 크랭크 구동부의 회전 축선으로부터 핀 섹션의 거리에 어떠한 변화도 유발하지 않을 것이다.
게다가, 평면도의 중심 축선에 대해 거울 대칭이지만, 중심점 둘레에서 90° 회전에 대해 회전 대칭은 아닌, 소켓과 크랭크 핀의 평면도의 다른 대응하는 설계들을 또한 생각할 수 있다. 이런 의미에서 중심점은 평면도 영역의 무게 중심을 지칭한다. 이런 의미에서, 중심 축선은 평면도를 동일한 면적의 2 개의 섹션들로 나누는 평면도 영역의 무게 중심을 통과하는 임의의 직선이다.
여기에서, 실시형태에서, 관통홀과 크랭크 핀의 베이스 보디는 적어도 일부 섹션들에서 타원형 단면으로 설계된다.
크랭크 핀의 베이스 보디뿐만 아니라 관통홀로서 설계된 소켓의 타원형 단면은, 크랭크 핀이 단지 두 가지 가능한 배향으로 소켓으로 도입될 수 있는 결과를 갖는다. 이 두 배향들은 종방향 축선 둘레에서 크랭크 핀의 180° 회전만큼 상이하다. 따라서, 대응하게 설계된 크랭크 핀을 구비한 이 실시형태에 대응하는 소켓은, 크랭크 구동부의 회전 축선으로부터 크랭크 핀, 보다 정확하게 핀 섹션의 2 가지 가능한 거리를 이미 제공한다. 이 거리 차이는 타원의 단축선으로부터 핀 섹션의 거리로부터 유발되고 그것은 단축선으로부터 거리의 2 배와 같다. 실시형태에서, 핀 섹션은 따라서 타원형 단면의 단축선으로부터 거리를 두고 바람직하게 장축선에 배치된다.
추가 실시형태에서, 관통홀의 타원형 단면의 장축선은 크랭크 구동부의 반경 방향으로 배향된다.
또한, 관통홀의 타원형 단면의 장축선이 반경 방향 이외의 다른 방향으로 배치될 수 있다. 일반적으로, 개별 소켓들의 장축선들은 더욱이 다른 방향으로 또한 배향될 수 있다. 하지만, 소켓, 즉, 그것의 평면도 영역의 장축선 또는 그것의 평면도 영역의 단축선의 반경방향 배향은, 크랭크 구동부의 회전 축선으로부터 핀 섹션의 최대 가능한 거리 변화 가능성을 제공한다. 게다가, 개별 소켓들의 장축선들의 동일한 배향은, 동일하거나 적어도 어떤 경우에 동일한 스텝 폭의 불연속 스텝들로 회전 축선으로부터 핀 섹션의 거리 변화 가능성을 제공한다.
추가 실시형태에서, 관통홀은 따라서 축선 방향으로 테이퍼링되고 베이스 보디는 그것에 상보적인 테이퍼링을 갖는다.
관통홀의 테이퍼링과 크랭크 핀, 보다 정확하게 그것의 베이스 보디의 대응하는 설계는 관통홀과 크랭크 핀 사이에 포지티브 잠금 연결을 허용하고, 이것은 크랭크 핀이 관통홀을 통하여 완전히 이동하지 못하게 고정한다. 게다가, 관통홀로 인해 상실된 재료에도 불구하고, 크랭크 구동부의 안정성은 계속 보장된다.
핀의 정지 고정을 보장하도록 관통홀 밖으로 빠지지 않도록 고정시킬 필요성이 남아있다. 이것은 고정 섹션에 부착될 수 있는 종래 기술에 공지된 임의의 고정 요소들에 의해 발생할 수 있다. 특히, 이것은 스크류 연결에 의해 부착되는 고정 너트, 스크류 연결에 의해 부착되는 고정 스크류, 또는 고정 섹션 안으로 또는 고정 섹션 상에 시프트되는 고정 코터 (securing cotter) 일 수 있다.
실시형태에서, 냉간 필거 압연 밀은 카운터웨이트의 탈착가능한 부착을 위한 부착 기기를 포함한다.
크랭크 구동부의 회전 축선으로부터 크랭크 핀의 거리 변화는, 푸시 로드와 롤 스탠드에 의해 발생되는, 크랭크 구동부에 작용하는 관성 모멘트의 변화를 이끈다. 롤 스탠드의 진동 운동의 균일한 실행을 보장하여서 압연된 튜브의 고품질을 보장하도록, 목적은 따라서 비제어된 힘 또는 토크 없이 가능한 한 조용한 크랭크 구동부의 가동을 보장하는 것이다. 이 목적을 위해, 크랭크 구동부에 탈착가능하게 카운터웨이트를 부착하는 것이 유리하다.
여기에서, 실시형태에서, 카운터웨이트는 크랭크샤프트에 교환가능하게 부착될 수 있어서, 카운터웨이트의 중량은 달라질 수 있고, 즉, 크랭크 핀의 위치에 따라 카운터웨이트는 다른 카운터웨이트와 교환될 수 있다. 또는, 실시형태에서, 카운터웨이트의 위치는 크랭크 구동부의 회전 축선으로부터 반경방향 거리에 대해 그리고/또는 크랭크 핀으로부터 각도상 거리에 대해 조절될 수 있고, 즉, 동일한 카운터웨이트가 유지되고 크랭크 구동부 상에서 단지 그것의 위치는 크랭크 핀의 위치 변화에 따라 맞추어진다.
여기에서, 크랭크 구동부는 플라이휠로서 설계되고 회전 축선에 평행한 방향으로 폭을 가지고 카운터웨이트가 플라이휠의 폭 내에서 배치되는 것이 유리하다.
특히, 여기에서, 카운터웨이트 및 푸시 로드와 크랭크 핀이 회전 축선의 방향으로 상호 거리를 가지고 배치된다면 유리하다.
실시형태에서, 회전 축선으로부터 카운터웨이트의 반경방향 거리는 조절가능하고, 특히 불연속 스텝들로 또는 연속적으로 조절가능하다.
불연속 스텝들로 카운터웨이트의 위치 조절가능성은 특히 불연속 스텝들로 크랭크 핀의 대응하는 조절가능성을 보상하는데 이용가능하다. 그에 비해서, 크랭크 핀 위치의 대응하는 연속 조절가능성과 카운터웨이트의 연속 조절가능성이 이용가능하다. 게다가, 카운터웨이트의 위치의 미세 조정이 중요할 때 연속 조절가능성은 특히 유리하다.
실시형태에서, 크랭크 구동부는 카운터웨이트의 탈착가능한 부착을 위한 복수의 부착 기기들을 가지고, 부착 기기들은 회전 축선에 대해 상호 상이한 반경방향 거리에 배치된다.
카운터웨이트의 탈착가능한 부착을 위한 복수의 부착 기기들은 부착 기기들의 반경방향 거리에 따라 회전 축선에 대한 카운터웨이트의 위치를 불연속 스텝들로 자유롭게 선택할 수 있도록 한다. 여기에서, 부착 기기들은 각각의 경우에 하나 이상의 부착 요소들을 수용하기 위한 하나 이상의 소켓들로 특히 구성될 수 있고, 예를 들어, 부착 요소로서 부착 스크류가 나사고정되는 암나사를 구비한 관통홀, 또는 또한 로드형 부착 요소가 시프팅되지 않도록 도입되어 양측에서 고정되는 무나사 (threadless) 관통홀로 구성될 수 있다.
실시형태에서, 크랭크 구동부는 플라이휠의 형태로 설계된다.
플라이휠로서 크랭크 구동부, 보다 정확하게 크랭크샤프트의 실시형태에서, 휠 그 자체가 플라이휠 웨이트 또는 카운터웨이트로서 사용될 수 있다 (대응하는 비균질 중량 분포의 경우).
실시형태에서, 공급 클램핑 캐리지의 극단 위치와 롤 스탠드의 반전 위치 사이 최단 거리는 공급 클램핑 캐리지의 극단 위치를 조절함으로써 조절가능하다.
롤 스탠드 스트로크를 변화시키는 경우, 공급 클램핑 캐리지의 위치결정 또는 배치, 특히 그것의 극단 위치들의 대응하는 변화가 부가적으로 유리할 수 있다. 한편으로는, 롤 스탠드 스트로크 범위의 분명한 증가는 인접한 공급 클램핑 캐리지와 롤 스탠드의 충돌 위험을 유발할 수 있다. 이 위험은 공급 클램핑 캐리지의 위치를 조절가능하게 함으로써, 특히 그것의 극단 위치를 롤링 맨드릴에 가장 가깝게 함으로써 제거될 수 있다. 결과적으로, 롤 스탠드의 반전 위치에 대한 상기 극단 위치의 상대적 위치결정, 특히 상기 극단 위치와 가장 가까운 반전 위치 사이 최소 거리가 또한 변한다.
게다가, 이 최소 거리, 즉, 롤링 맨드릴에 가장 가까운 극단 위치와 가장 가까운 반전 위치 사이 최소 거리가 조절가능한 것이 튜브 가이드의 안정성을 위해 또한 유리하다. 롤 스탠드 스트로크가 분명히 감소되면, 그러면 이 최소 거리는 그에 맞춰 증가된다. 하지만, 지나치게 큰 최소 거리는, 중공 셸의 압연 중 공급 클램핑 캐리지가 지나치게 큰 거리로 인해 단지 부분적으로 중공 셸에 의해 전달되는 힘을 이제 흡수한다면 중공 셸을 바람직하지 못하게 변형시킬 수 있는 위험을 수반한다. 게다가, 압연 프로세스 동안, 튜브는 진동하게 될 수 있지만, 이 진동은 공급 클램핑 캐리지에 의해 충분히 흡수되지 않는다.
실시형태에서, 극단 위치는 불연속 스텝들로 또는 연속적으로 조절가능하다.
특히 회전 축선으로부터 크랭크 핀 거리의 대응하는 조절가능성 때문에 불연속 스텝들로 롤 스탠드 스트로크를 대응하여 조절할 수 있는 경우에 불연속 스텝들로 극단 위치의 조절가능성이 이용가능하다. 그에 비해서, 롤 스탠드 스트로크를 대응하여 연속 조절가능한 경우에 연속 조절가능성이 특히 유리하다. 게다가, 공급 클램핑 캐리지의 극단 위치의 연속 조절가능성은 롤 스탠드의 반전 위치들에 대한 거리들을 미세 조정하기에 특히 유리하다.
전술한 문제점은 또한 본 발명에 따라 중공 셸을 튜브로 성형하기 위한 방법에 의해 해결된다: 상기 방법은, 공구로서, 롤 스탠드에 회전가능하게 부착되는 한 쌍의 롤들과 롤링 맨드릴, 및 상기 중공 셸을 내부에 수용한 공급 클램핑 캐리지를 냉간 필거 압연 밀에 제공하는 단계, 상기 중공 셸을 상기 공구를 향한 방향으로 단계적으로 이동시키도록 제 1 극단 위치와 제 2 극단 위치 사이에서 상기 공급 클램핑 캐리지를 이동시키는 단계, 상기 공구를 사용해 상기 중공 셸을 튜브로 성형하는 단계로서, 크랭크 구동부의 회전은 제 1 반전 위치와 제 2 반전 위치 사이에서 상기 롤 스탠드의 병진 운동으로 변환되는, 상기 중공 셸을 튜브로 성형하는 단계를 포함하고, 상기 크랭크 구동부는 구동 샤프트에서 회전 축선 둘레에 회전가능하게 장착되고, 카운터웨이트는 상기 크랭크 구동부에서 상기 회전 축선으로부터 반경방향 거리에 부착되고, 푸시 로드의 제 1 단부가 상기 크랭크 구동부에서 크랭크 핀 둘레에서 상기 회전 축선으로부터 반경방향 거리에 회전가능하게 부착되고 상기 푸시 로드의 제 2 단부가 상기 롤 스탠드에 부착되도록 상기 제 1 단부 및 상기 제 2 단부를 구비한 상기 푸시 로드가 배치되고, 상기 방법은 또한 상기 회전 축선으로부터 상기 푸시 로드의 상기 제 1 단부의 상기 반경방향 거리를 조절함으로써 상기 롤 스탠드의 병진 운동의 2 개의 반전 위치들 사이 거리를 조절하는 단계를 포함한다.
방법의 실시형태에서, 크랭크 구동부는 부가적으로 상기 크랭크 핀을 수용하기 위해 적어도 일부 섹션들에서 반경방향으로 대칭이지만 회전 대칭은 아닌 단면을 가지는 관통홀을 가지고, 상기 크랭크 핀은, 전방측과 후방측을 구비한 베이스 보디를 포함하고, 핀 섹션은 상기 전방측에 배치되고 고정 섹션은 상기 후방측에 배치되도록 설계되고, 상기 베이스 보디는 적어도 일부 섹션들에서 상기 관통홀의 단면에 상보적이도록 설계되는 단면을 가져서, 상기 베이스 보디는 비틀림 방지되게 상기 관통홀에 포지티브 잠금되어 수용될 수 있고, 상기 핀 섹션은 상기 베이스 보디에 편심으로 배치되고, 상기 푸시 로드가 상기 핀 섹션의 종방향 축선 둘레에서 회전될 수 있도록 상기 푸시 로드의 상기 제 1 단부가, 상기 핀 섹션에, 부착되고, 상기 크랭크 핀 (19) 이 빠지지 않게 고정되도록, 상기 고정 섹션에, 고정 요소가 배치되고, 상기 회전 축선으로부터 상기 푸시 로드의 상기 제 1 단부의 상기 반경방향 거리를 조절하는 단계는 다음 부분 단계들: 상기 고정 요소를 분리하는 부분 단계, 상기 관통홀 밖으로 상기 크랭크 핀을 빼내는 부분 단계, 상기 크랭크 핀의 종방향 축선 둘레에서 상기 크랭크 핀을 회전시키는 부분 단계, 상기 크랭크 핀을 상기 관통홀로 재삽입하는 부분 단계, 및 상기 고정 요소를 부착하는 부분 단계를 포함한다.
본 발명의 양태들이 냉간 필거 압연 밀을 참조하여 전술한 범위에서, 그것은 또한 중공 셸을 튜브로 성형하기 위한 대응하는 방법에 적용되고, 그 반대도 가능하다. 상기 방법이 본 발명에 따른 냉간 필거 압연 밀로 실시되는 범위에서, 상기 방법은 이 목적을 위해 대응하는 기기들을 포함한다. 특히, 냉간 필거 압연 밀의 실시형태들은 또한 본 방법의 설명한 실시형태들을 실시하기에 적합하다.
본 발명의 부가적 장점들, 특징들 및 적용 가능성들은 바람직한 실시형태들의 하기 설명과 연관된 도면들을 참조하여 분명해진다.
도 1 은 냉간 필거 압연 밀의 개략도를 측면도로 도시한다.
도 2 는 구동 트레인, 푸시 로드 및 롤 스탠드를 구비한 본 발명에 따른 크랭크 구동부의 개략도를 측면도로 도시한다.
도 3 은 회전 축선의 방향에서 보았을 때 본 발명에 따른 플라이휠의 개략도를 도시한다.
도 4a 및 도 4b 는 회전 축선의 방향에서 보았을 때 타원형 크랭크 핀을 구비한 플라이휠의 개략도를 단면도로서 도시한다.
도 1 은 냉간 필거 압연 밀의 구조를 측면도로 개략적으로 도시한다. 압연 밀은 2 개의 롤들 (2, 3) 을 구비한 롤 스탠드 (1), 보정된 롤링 맨드릴 (4) 뿐만 아니라, 도시된 실시형태에서, 각각 척 (41, 42) 을 구비한 2 개의 클램핑 기기들 (31, 32) 을 포함하고, 척의 클램핑 조 수단은 각각의 경우에 쐐기의 형상으로 형성된다. 본원의 의미에 있어서, 롤들 (2, 3) 은 롤링 맨드릴 (4) 과 함께 냉간 필거 압연 밀의 공구를 형성한다. 도 1 에서, 도면 부호 4 는 중공 셸 (11) 내에서, 사실상 볼 수 없는, 롤링 맨드릴의 위치를 표시하고 있음에 주목해야 한다.
척들 (41, 42) 은 실질적으로 동일하고 그것은 다른 공칭 직경들을 클램핑할 수 있도록 치수가 정해진 클램핑 조 지지부들의 치수만 상이하다.
공급 클램핑 캐리지 (52) 에 장착된 척 (42) 은 입구 척으로서 롤 스탠드 (1) 앞에서 중공 셸 (11) 을 클램핑하고 롤링 맨드릴 (4) 위로 중공 셸 (11) 의 공급을 보장한다. 출구 척으로서 척 (41) 을 구비한 공급 기기 (51) 는 완전히 압하된 튜브 (60) 를 수용하고 그것을 밀 밖으로 밀어낸다.
도 1 에 도시된 압연 밀에서 냉간 필거 롤링 중, 공급 클램핑 캐리지 (52) 에 의해 구동되는 중공 셸 (11) 은 롤링 맨드릴 (4) 을 향하여 상기 맨드릴 위로 그리고 맨드릴을 지나는 방향으로 단계적 공급을 거친다. 롤들 (2, 3) 은 맨드릴 (4) 에 대해 따라서 중공 셸 (11) 에 대해 수평으로 전후 이동된다. 여기에서, 롤링 맨드릴 (4) 의 축선에 평행한 방향으로 롤들 (2, 3) 의 수평 운동은, 롤들 (2, 3) 이 회전가능하게 장착되는 롤 스탠드 (1) 에 의해 미리 정해진다. 롤 스탠드 (1) 는 롤링 맨드릴 (4) 의 축선에 평행한 방향으로 푸시 로드 (6) 를 통하여 크랭크 구동부 (10) 에 의해 전후 이동된다. 롤들 (2, 3) 그 자체는 랙 (미도시) 에 의해 여기에서 회전하게 되고 상기 랙은 롤 스탠드 (1) 에 대해 정지되어 있고, 롤 액슬에 단단히 연결되는 치형 휠들 (미도시) 은 상기 랙과 맞물린다. 푸시 로드 (6) 는 크랭크 구동부 (10) 에 회전가능하게 배치된 제 1 단부 (16), 및 롤 스탠드 (1) 에 회전가능하게 배치된 제 2 단부 (17) 를 갖는다. 크랭크 구동부 (10), 보다 정확하게 크랭크샤프트는, 도시된 실시형태에서, 플라이휠의 형태이다. 플라이휠 (10) 에, 구동 휠 (29) 이 배치되고, 구동 휠은 차례로 토크 모터 (미도시) 에 의해 구동되어서 플라이휠 (10) 을 회전시킨다.
크랭크 핀 (19) 은 소켓 (14) 에서 플라이휠 (10) 에 탈착가능하게 부착된다. 플라이휠 (10) 은 직선으로 배치되는 복수의 이러한 소켓들 (14) 을 갖는다. 따라서, 플라이휠 (10) 의 회전 축선 (18) 으로부터, 크랭크 핀들 (19) 및 그리하여 푸시 로드 (6) 의 제 1 단부 (16) 의 거리 (8) 는 불연속 스텝들로 자유롭게 선택될 수 있다. 게다가, 플라이휠은 또한 직선에 반경방향으로 배치되고 부착 기기들 (15) 로서 사용되는 복수의 소켓들을 갖는다. 이 부착 기기들 (15) 에 의해, 하나 이상의 카운터웨이트들 (9) 이 플라이휠 (10) 에 탈착가능하게 부착될 수 있다. 따라서, 도시된 실시형태에서, 플라이휠 (10) 의 회전 축선 (18) 으로부터 카운터웨이트 (9) 의 거리 (7) 는 또한 불연속 스텝들로 자유롭게 선택될 수 있다.
맨드릴 (4) 위로 중공 셸 (11) 을 공급하는 것은, 각각의 경우에, 공급 클램핑 캐리지 (52) 에 의해 롤 스탠드 (1) 의 반전 지점들 (U1, U2) 에서 발생하고, 상기 공급 클램핑 캐리지는 척 (42) 에 의해 중공 셸 (11) 을 그리핑하고 롤링 맨드릴 (4) 의 축선에 평행한 방향으로 병진 운동을 허용한다. 여기에서, 공급 캐리지는 2 개의 극단 위치들 (E1, E2) 사이에서 전후로 이동한다. 롤 스탠드 (1) 는 2 개의 롤들 (2, 3) 을 가지고, 상하로 배치된 2 개의 롤들 (2, 3) 은 소위 필거링 마우스를 형성하고 그것은 롤들 사이에서 압연되는 튜브 (60) 의 튜브 중심 축선을 단단히 고정한다. 플라이휠 (10) 의 회전 축선 (18) 은 튜브 중심 축선 아래에 배치된다. 롤 스탠드 (1) 에서 2 개의 보정된 롤들 (2, 3) 은 공급 클램핑 캐리지 (52) 의 공급 방향에 반하여 회전한다. 롤들에 의해 형성된 필거링 마우스는 중공 셸 (11) 을 그리핑하고, 롤들 (2, 3) 의 아이들 패스가 완성된 튜브 (60) 를 다시 릴리스할 때까지, 롤들 (2, 3) 의 평활화 패스 및 롤링 맨드릴 (4) 에 의해 의도된 벽 두께까지 스트레칭되는, 재료의 작은 웨이브를 외측으로부터 롤들 (2, 3) 은 밀어낸다. 압연하는 동안, 롤 스탠드 (1) 는 거기에 부착된 롤들 (2, 3) 과 중공 셸 (11) 의 공급 방향에 반하여 움직인다.
공급 클램핑 캐리지 (52) 에 의하여, 중공 셸 (11) 은, 롤링 맨드릴 (4) 상에서 부가적 단계에 의해, 롤들 (2, 3) 의 아이들 패스를 달성한 후, 앞으로 이동된다. 롤들 (2, 3) 은 롤 스탠드 (1) 와 그것의 수평 시작 위치로 복귀한다. 동시에, 중공 셸 (11) 은 완성된 튜브 (60) 의 균일한 형상을 달성하기 위해서 셸의 축선 둘레에서 회전한다. 각각의 튜브 섹션을 여러 번 압연함으로써, 튜브 (60) 의 균일한 벽 두께와 둥글기뿐만 아니라 균일한 내부 직경과 외부 직경이 달성된다.
도 2 는 냉간 필거 압연 밀의 롤 스탠드 (1) 를 위한 본 발명에 따른 구동 유닛 (6, 10, 29) 의 실시형태를 측면에서 본 개략적 상세도로 도시한다.
냉간 필거 압연 밀의 롤 스탠드 (1) 는, 롤링 맨드릴 (4) 의 축선에 평행한 운동 방향으로 선형으로 진동하면서 전후 이동하도록 구동된다. 롤링 스탠드 (1) 의 이러한 선형 진동 운동을 발생시키기 위해, 푸시 로드 (6) 가 부착되는 크랭크샤프트로 구성되는 크랭크 구동부 (10) 가 사용된다. 푸시 로드 (6) 는 제 1 단부 (16) 및 제 2 단부 (17) 를 갖는다. 나타낸 실시형태에서, 크랭크샤프트는 회전 축선 (18) 둘레에서 회전될 수 있는 플라이휠 (10) 로서 형성된다.
플라이휠 (10) 에, 크랭크 핀 (19) 이 편심으로 부착되고, 크랭크 핀에 차례로 푸시 로드 (6) 가 베어링에 의해 피봇 선회가능하게 배치된다. 푸시 로드 (6) 의 제 1 단부 (16) 는 그것의 플라이휠 (10) 또는 크랭크 핀 (19) 에 고정되고, 푸시 로드 (6) 의 제 2 단부 (17) 는 베어링에 의해 롤 스탠드 (1) 에 피봇 선회가능하게 부착된다. 이런 식으로, 플라이휠 (10) 의 회전은 롤링 맨드릴의 축선에 평행한 운동 방향 (3) 으로 롤 스탠드 (1) 의 선형 진동 운동을 유발한다. 플라이휠 (10) 은 부가적으로 플라이휠 (10) 에 대한 카운터웨이트 (9) 의 편심 부착 결과인 회전 대칭의 중량 분포를 갖는다.
크랭크 핀 (19) 은 소켓 (14) 에서 플라이휠 (10) 에 탈착가능하게 부착된다. 여기에서, 플라이휠 (10) 은 직선에서 반경방향으로 배치된 복수의 소켓들 (14) 을 가져서, 플라이휠 (10) 의 회전 축선 (18) 으로부터 크랭크 핀들 (19) 및 그리하여 푸시 로드 (6) 의 제 1 단부 (16) 의 거리 (8) 는 불연속 스텝들로 자유롭게 선택될 수 있다. 유사하게, 플라이휠은 소켓들의 형태로 복수의 부착 기기들 (15) 을 포함하고, 상기 부착 기기들은 직선으로 반경방향으로 배치되고, 상기 부착 기기들에 의해 하나 이상의 카운터웨이트들 (9) 이 플라이휠 (10) 에 탈착가능하게 부착될 수 있다. 이런 식으로, 나타낸 실시형태에서, 플라이휠 (10) 의 회전 축선 (18) 으로부터 카운터웨이트 (9) 의 거리 (7) 는 불연속 스텝들로 자유롭게 선택될 수 있다.
나타낸 실시형태에서, 플라이휠 (10) 은 치형 휠로서 설계된다. 이 치형 휠은 구동 휠 (29) 과 맞물리고, 상기 구동 휠은 차례로 토크 모터 (미도시) 에 의해 구동되고 이렇게 하여 플라이휠 (10) 이 회전되도록 한다.
롤 스탠드 (1) 에 수용된 롤들은 압연될 튜브 (60) 의 중심 축선 (30) 의 위치를 규정한다. 선택된 구성은, 튜브 (60) 의 중심 축선 (16) 에 대한 플라이휠 (4) 의 회전 축선 (18) 의 근접성이 푸시 로드 (6) 와 롤 스탠드 (1) 의 병진운동 방향 (3) 사이에 비교적 둔각을 구현할 수 있도록 하는 일반적인 장점을 가지고 있다. 이것은 롤 스탠드 (1) 의 보다 균일한 가동과 그리하여 롤 스탠드의 가이드 요소들의 더 적은 마모를 이끈다.
도 3 은 전방으로부터, 즉, 회전 축선 (18) 의 방향에서 본 크랭크 구동부로서 플라이휠 (10) 의 개략도를 나타내고, 상기 플라이휠은 플라이휠 (10) 에 크랭크 핀 (19) 의 탈착가능한 부착을 위해 복수의 소켓들 (14) 을 포함한다. 플라이휠 (10) 은 그것의 회전 축선 (18) 에 대해 회전 대칭이다. 크랭크 핀 (19) 을 위한 소켓들 (14) 은 직선을 따라 반경방향으로 동일한 스텝 길이들을 갖는 불연속 스텝들로 배치된다. 회전 축선 (18) 에 대해 180 °만큼 오프셋된 상태로, 소켓들 형태의 부가적인 복수의 부착 기기들 (15) 이 배치된다. 이 부착 기기들 (15) 은 플라이휠에 카운터웨이트 (9) 를 부착하기 위해 사용된다. 일반적으로, 다른 부착 기기들 (15) 에 여러 카운터웨이트들 (9) 을 부착하는 것을 또한 생각할 수 있을 것이다. 부착 기기들 (15) 은 동일한 스텝 폭들을 갖는 불연속 스텝들로 직선을 따라 반경방향으로 분포하게 배치된다.
본 발명에 따른 플라이휠 (10) 의 나타낸 실시형태에 의하면, 크랭크 구동부 (10) 의 회전 축선 (18) 으로부터 크랭크 핀 (19) 및 따라서 푸시 로드 (6) 의 제 1 단부의 거리 (8) 는 동일한 스텝 폭을 갖는 불연속 스텝들로서 간단하고 비용 효율적인 방식으로 달라질 수 있다. 따라서, 롤 스탠드 (1) 의 스트로크는 동일한 스텝 폭을 갖는 불연속 스텝들로서 대응하는 방식으로 또한 달라진다. 도 1 및 도 2 에 도시된 본 발명에 따른 냉간 필거 압연 밀의 실시형태들 경우와 같이, 위치 변화가 롤 스탠드 (1) 에 직접 전달되지 않는다면, 그러면, 트랜스미션 기구 (mechanics) 의 설계에 따라, 동일한 스텝 폭들을 갖는 크랭크 핀 위치의 변화는 동일하지 않은 스텝 폭들을 갖는 롤 스탠드 스트로크의 변화를 또한 유발할 수 있다.
도 4a 에서는, 회전 축선 (18) 의 방향에서 본 플라이휠 (10) 의 본 발명에 따른 실시형태를 볼 수 있다. 플라이휠 (10) 은 타원형 단면을 가지는 크랭크 핀 (19) 을 위한 소켓 (14) 을 포함한다. 소켓 (14) 은 전방측 (25) 과 후방측 (26) 을 갖는 관통홀 (24) 로서 형성된다. 관통홀 (24) 에 배치된 크랭크 핀 (19) 은 대응하는 타원형 단면을 갖는다. 크랭크 핀 (19) 의 핀 섹션 (21) 은 타원형 단면의 단축선으로부터 거리를 두고 배치된다. 타원형 관통홀 (24) 과 따라서 또한 관통홀 (24) 로 도입되었을 때 타원형 크랭크 핀 (19) 의 종방향 축선은 플라이휠 (10) 의 반경 방향으로 배향된다.
크랭크 핀 (19) 은 2 가지 가능한 위치들 또는 배향들에서 관통홀 (24) 로 도입될 수 있다. 이 두 위치들은 타원형 단면의 중심점 둘레에서 180 ° 회전만큼 차이가 난다. 따라서, 제 1 위치가 선택되는지 또는 제 2 위치가 선택되는지에 따라서 플라이휠 (10) 의 회전 축선 (18) 으로부터 핀 섹션 (21) 의 거리 (27) 가 달라진다. 관통홀 (24) 과 크랭크 핀 (19) 의 이런 설계 결과로서, 플라이휠 (10) 의 회전 축선 (18) 으로부터 핀 섹션 (21) 및 따라서 푸시 로드 (6) 의 제 1 단부 (16) 의 2 가지 거리 (27) 를, 한 가지 형태로, 생성할 수 있다.
타원형 단면의 종방향 축선 방향으로 크랭크 핀 (19) 의 종방향 크기 때문에, 관통홀 (24) 에서 크랭크 핀 (19) 의 높은 비틀림 방지성이 보장된다. 이것은 특히 유리한데 왜냐하면, 크랭크 구동부 (10) 및 크랭크 핀 (19) 에 의해 크랭크 구동부에 부착된 플라이휠 (6) 에 의하여, 큰 토크 모멘트들이 일반적으로 롤 스탠드의 병진운동 방향으로 선형력으로 변환되어야 하고, 이것은 대응하는 연결 요소들과 특히 크랭크 핀 (19) 에 대한 높은 응력을 유발하기 때문이다.
도 4b 는 도 4a 에 도시된 대로 크랭크 핀 (19) 을 구비한 플라이휠 (10) 의 본 발명에 따른 실시형태의 단면도이다. 플라이휠 (10) 의 회전 축선 (18) 의 방향으로 후방으로 테이퍼링되는 관통홀 (24) 의 형상 뿐만 아니라 크랭크 핀 (19) 의 베이스 보디 (20) 의 대응하는 형상을 볼 수 있다. 여기에서 중심 베이스 보디 (20) 는 전방측 (25) 과 후방측 (26) 을 갖는다. 고정 섹션 (22) 은 플라이휠 (10) 의 소켓 (14) 밖으로 후방측 (26) 에서 돌출해 있고 고정 섹션은 고정 요소 (23) 로 고정된다. 결과적으로, 크랭크 핀 (19) 이 관통홀 (24) 밖으로 빠지는 것이 방지된다. 크랭크 핀 (19) 은, 관통홀 (24) 과 크랭크 핀 (19) 의 테이퍼링에 의해, 플라이휠 (10) 안으로, 나타낸 위치를 가로질러 그 너머로 밀리는 것이 방지된다. 이렇게 하여, 크랭크 핀 (19) 은 모든 공간 방향으로 시프팅되지 않을 뿐만 아니라, 트위스팅되지 않게 고정된다. 나타낸 실시형태에서, 고정 요소 (23) 는, 예를 들어, 고정 코터로서 나타내고, 이것은 크랭크 핀 (19) 의 종방향 축선에 직교하는 크랭크 핀 (19) 의 고정 섹션 (22) 을 관통하는 관통홀을 통하여 크랭크 핀으로 도입되고 빠지지 않도록 탈착가능하게 고정된다. 하지만, 종래 기술로부터 공지된 대응하는 고정 요소들 (23) 의 다른 설계들, 예를 들어, 크랭크 핀 (19), 보다 정확하게 그것의 고정 섹션 (22) 에 대응하는 나사 연결을 통하여 연결될 수 있는 고정 너트 또는 고정 스크류도 또한 생각할 수 있다.
최초 개시 내용을 위해, 구체적으로 임의의 추가 특징들과 관련해서만 설명되었지만, 본 설명, 도면들 및 종속항들로부터, 본 기술분야의 당업자에게 분명하게 되는 모든 특징들은, 이것이 명백히 배제되지 않고 또는 기술적 상황이 이러한 조합들을 불가능하게 하거나 무의미하게 할 정도로, 개별적으로 조합될 수 있고 또한 여기에 개시된 다른 특징들 또는 특징군들과 임의의 조합으로 조합될 수 있음이 지적된다. 단지 설명의 간결성과 가독성을 위해, 생각할 수 있는 모든 특징 조합들을 요약하여 명시적으로 나타내고 서로에 대해 개별 특징들의 독립성을 강조하는 것이 여기에서 생략된다.
1 롤 스탠드
2, 3 롤들
4 롤링 맨드릴
51, 52 공급 클램핑 캐리지
6 푸시 로드
7 카운터웨이트의 반경방향 거리
8 푸시 로드의 반경방향 거리
9 카운터웨이트
10 크랭크 구동부
11 중공 셸
14 소켓
15 부착 기기
16 푸시 로드의 제 1 단부
17 푸시 로드의 제 2 단부
18 회전 축선
19 크랭크 핀
20 베이스 보디
21 핀 섹션
22 고정 섹션
23 고정 요소
24 관통홀
25 전방측
26 후방측
27 핀 섹션의 반경방향 거리
29 구동 휠
28 극단 위치와 반전 위치 사이 최단 거리
30 중심 축선
31, 32 클램핑 기기들
41, 42 척
60 스테인리스 강 튜브
E1 제 1 극단 위치
E2 제 2 극단 위치
U1 제 1 반전 위치
U2 제 2 반전 위치

Claims (15)

  1. 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀로서,
    공구로서, 롤 스탠드 (1) 에 회전가능하게 부착되는 한 쌍의 롤들 (2, 3), 및 롤링 맨드릴 (4),
    상기 중공 셸 (11) 을 수용하기 위한 공급 클램핑 캐리지 (52) 로서, 상기 밀의 작동 중, 상기 중공 셸 (11) 이 상기 한 쌍의 롤들 (2, 3) 및 롤링 맨드릴 (4) 을 향한 방향으로 단계적으로 이동하도록 상기 공급 클램핑 캐리지 (52) 는 제 1 극단 위치 (E1) 와 제 2 극단 위치 (E2) 사이에서 이동하는, 상기 공급 클램핑 캐리지 (52),
    회전 축선 (18) 둘레에 회전가능하게 장착되는, 구동 샤프트 상의 크랭크 구동부 (10),
    상기 회전 축선 (18) 으로부터 반경방향 거리 (7) 를 두고서 상기 크랭크 구동부에 부착되는 카운터웨이트 (9), 및
    제 1 단부 (16) 및 제 2 단부 (17) 를 구비한 푸시 로드 (6) 로서, 상기 푸시 로드 (6) 의 상기 제 1 단부 (16) 는 상기 회전 축선 (18) 으로부터 반경방향 거리 (8) 를 두고서 상기 크랭크 구동부 (10) 에서 크랭크 핀 (19) 둘레에 회전가능하게 부착되고, 상기 푸시 로드 (6) 의 상기 제 2 단부 (17) 는 상기 롤 스탠드 (1) 에 부착되어서, 상기 밀의 작동 중, 상기 크랭크 구동부 (10) 의 회전은 제 1 반전 위치 (U1) 와 제 2 반전 위치 (U2) 사이에서의 상기 롤 스탠드 (1) 의 병진 운동으로 변환되는, 상기 푸시 로드 (6)
    를 포함하고,
    상기 회전 축선 (18) 으로부터의 상기 푸시 로드 (6) 의 상기 제 1 단부 (16) 의 상기 반경방향 거리 (8) 는 조절가능하여서, 상기 롤 스탠드 (1) 의 상기 병진 운동의 2 개의 반전 위치들 (U1, U2) 사이의 거리는 조절가능하고,
    상기 크랭크 구동부는, 상기 크랭크 핀 (19) 을 수용하기 위해 적어도 일부 섹션들에서 반경방향으로 대칭이지만 회전 대칭은 아닌 단면을 가지는 관통홀 (24) 을 포함하고,
    상기 크랭크 핀 (19) 은, 전방측 (25) 과 후방측 (26) 을 구비한 베이스 보디 (20) 를 포함하고, 핀 섹션 (21) 은 상기 전방측 (25) 에 배치되고 고정 섹션 (22) 은 상기 후방측 (26) 에 배치되도록 설계되고,
    상기 베이스 보디 (20) 는 적어도 일부 섹션들에서 상기 관통홀 (24) 의 단면에 대응하는 형상을 가지도록 설계되는 단면을 가져서, 상기 베이스 보디 (20) 는 상기 관통홀 (24) 에 비틀림 방지되도록 수용되고, 상기 크랭크 핀 (19) 은 상기 관통홀 (24) 을 통하여 이동하지 못하게 고정되고,
    상기 핀 섹션 (21) 은 상기 베이스 보디 (20) 에 편심으로 배치되어서, 상기 핀 섹션 (21) 은, 상기 관통홀 (24) 에의 도입 전에 상기 베이스 보디 (20) 를 회전시킴으로써, 상기 크랭크 구동부의 상기 회전 축선으로부터 상이한 반경방향 거리에 배치될 수 있고, 상기 푸시 로드 (6) 가 상기 핀 섹션 (21) 의 종방향 축선 둘레에서 회전될 수 있도록 상기 푸시 로드 (6) 의 상기 제 1 단부 (16) 가 상기 핀 섹션 (21) 에 부착되고,
    상기 크랭크 핀 (19) 이 상기 관통홀 밖으로 빠지지 않게 고정되도록 상기 고정 섹션 (22) 에 고정 요소 (23) 가 배치되는, 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 회전 축선 (18) 으로부터의 상기 푸시 로드 (6) 의 상기 제 1 단부 (16) 의 상기 반경방향 거리 (8) 는 별개의 단계들로 또는 연속적으로 조절가능한 것을 특징으로 하는, 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 크랭크 구동부 (10) 는 상기 푸시 로드 (6) 의 상기 제 1 단부 (16) 의 부착을 위한 상기 크랭크 핀 (19) 용의 복수의 소켓들 (14) 을 포함하고, 상기 소켓들 (14) 은 상기 회전 축선 (18) 으로부터 상호간에 상이한 반경방향 거리 (8) 에 배치되는 것을 특징으로 하는, 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통홀 (24) 과 상기 크랭크 핀 (19) 의 상기 베이스 보디 (20) 는 적어도 일부 섹션들에서 타원형 단면을 가지는 것을 특징으로 하는, 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 관통홀 (24) 의 타원형 단면의 장축선은 상기 크랭크 구동부의 반경 방향으로 배향되는 것을 특징으로 하는, 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 핀 섹션 (21) 은 상기 타원형 단면의 단축선으로부터 거리 (27) 를 두고서, 장축선에 배치되는 것을 특징으로 하는, 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 관통홀 (24) 은 축선 방향으로 테이퍼링되고 상기 베이스 보디 (20) 는 상기 관통홀에 대해 상보적인 테이퍼링을 포함하는 것을 특징으로 하는, 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 관통홀 (24) 은 축선 방향으로 테이퍼링되고 상기 베이스 보디 (20) 는 상기 관통홀에 대해 상보적인 테이퍼링을 포함하는 것을 특징으로 하는, 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀.
  10. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 냉간 필거 압연 밀은 상기 카운터웨이트 (9) 의 탈착가능한 부착을 위한 부착 기기 (15) 를 포함하는 것을 특징으로 하는, 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀.
  11. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 회전 축선 (18) 으로부터의 상기 카운터웨이트 (9) 의 상기 반경방향 거리 (7) 는 별개의 단계들로 또는 연속적으로 조절가능한 것을 특징으로 하는, 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 크랭크 구동부 (10) 는 상기 카운터웨이트 (9) 의 탈착가능한 부착을 위한 복수의 부착 기기들 (15) 을 포함하고, 상기 부착 기기들 (15) 은 상기 회전 축선 (18) 으로부터 상호 상이한 반경방향 거리 (8) 에 배치되는 것을 특징으로 하는, 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀.
  13. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급 클램핑 캐리지 (52) 의 극단 위치 (E1, E2) 와 상기 롤 스탠드 (1) 의 반전 위치 (U1, U2) 사이의 최단 거리 (28) 는 상기 극단 위치 (E1, E2) 를 조절함으로써 조절가능한 것을 특징으로 하는, 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 냉간 필거 압연 밀.
  14. 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 방법으로서,
    공구로서, 롤 스탠드 (1) 에 회전가능하게 부착되는 한 쌍의 롤들 (2, 3) 과 롤링 맨드릴 (4), 및 상기 중공 셸 (11) 을 내부에 수용하는 공급 클램핑 캐리지 (52) 를 냉간 필거 압연 밀에 제공하는 단계,
    상기 중공 셸 (11) 이 상기 한 쌍의 롤들 (2, 3) 및 롤링 맨드릴 (4) 을 향한 방향으로 단계적으로 이동하도록 제 1 극단 위치 (E1) 와 제 2 극단 위치 (E2) 사이에서 상기 공급 클램핑 캐리지 (52) 를 이동시키는 단계,
    상기 한 쌍의 롤들 (2, 3) 및 롤링 맨드릴 (4) 을 사용해 상기 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하는 단계로서, 크랭크 구동부 (10) 의 회전은 제 1 반전 위치 (U1) 와 제 2 반전 위치 (U2) 사이에서의 상기 롤 스탠드 (1) 의 병진 운동으로 변환되는, 상기 성형하는 단계
    를 적어도 포함하고,
    상기 크랭크 구동부 (10) 는 구동 샤프트에서 회전 축선 (18) 둘레에 회전가능하게 장착되고, 카운터웨이트 (9) 는 상기 크랭크 구동부에서 상기 회전 축선 (18) 으로부터 반경방향 거리 (7) 에 부착되고, 제 1 단부 (16) 및 제 2 단부 (17) 를 구비한 푸시 로드 (6) 가 배치되어서, 상기 푸시 로드 (6) 의 상기 제 1 단부 (16) 가 상기 크랭크 구동부 (10) 상의 크랭크 핀 (19) 둘레에서 상기 회전 축선 (18) 으로부터 반경방향 거리 (8) 에 회전가능하게 부착되고 상기 푸시 로드 (6) 의 상기 제 2 단부 (17) 가 상기 롤 스탠드 (1) 에 부착되고,
    상기 회전 축선 (18) 으로부터의 상기 푸시 로드 (6) 의 상기 제 1 단부 (16) 의 상기 반경방향 거리 (8) 를 조절함으로써 상기 롤 스탠드 (1) 의 상기 병진 운동의 2 개의 반전 위치들 (U1, U2) 사이의 거리를 조절하는 단계를 포함하고,
    상기 크랭크 구동부는, 상기 크랭크 핀 (19) 을 수용하기 위해 적어도 일부 섹션들에서 반경방향으로 대칭이지만 회전 대칭은 아닌 단면을 가지는 관통홀 (24) 을 포함하고,
    상기 크랭크 핀 (19) 은, 전방측 (25) 과 후방측 (26) 을 구비한 베이스 보디 (20) 를 포함하고, 핀 섹션 (21) 은 상기 전방측 (25) 에 배치되고 고정 섹션 (22) 은 상기 후방측 (26) 에 배치되도록 설계되고,
    상기 베이스 보디 (20) 는 적어도 일부 섹션들에서 상기 관통홀 (24) 의 단면에 대응하는 형상을 가지도록 설계되는 단면을 가져서, 상기 베이스 보디 (20) 는 상기 관통홀 (24) 에 비틀림 방지되도록 수용될 수 있고, 상기 크랭크 핀 (19) 은 상기 관통홀 (24) 을 통하여 이동하지 못하게 고정되고,
    상기 핀 섹션 (21) 은 상기 베이스 보디 (20) 에 편심으로 배치되어서, 상기 핀 섹션 (21) 은, 상기 관통홀 (24) 에의 도입 전에 상기 베이스 보디 (20) 를 회전시킴으로써, 상기 크랭크 구동부의 상기 회전 축선으로부터 상이한 반경방향 거리에 배치될 수 있고, 상기 푸시 로드 (6) 가 상기 핀 섹션 (21) 의 종방향 축선 둘레에서 회전될 수 있도록 상기 푸시 로드 (6) 의 상기 제 1 단부 (16) 가 상기 핀 섹션 (21) 에 부착되고,
    상기 크랭크 핀 (19) 이 상기 관통홀 밖으로 빠지지 않게 고정되도록 상기 고정 섹션 (22) 에 고정 요소 (23) 가 배치되는, 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 회전 축선 (18) 으로부터의 상기 푸시 로드 (6) 의 상기 제 1 단부 (16) 의 상기 반경방향 거리 (8) 를 조절하는 단계는, 이하의 서브 단계들,
    상기 고정 요소 (23) 를 분리하는 서브 단계,
    상기 관통홀 (24) 밖으로 상기 크랭크 핀 (19) 을 빼내는 서브 단계,
    상기 크랭크 핀 (19) 의 종방향 축선 둘레에서 상기 크랭크 핀 (19) 을 회전시키는 서브 단계,
    상기 크랭크 핀 (19) 을 상기 관통홀 (24) 에 재도입하는 서브 단계, 및
    상기 고정 요소 (23) 를 부착하는 서브 단계
    를 포함하는 것을 특징으로 하는, 중공 셸 (11) 을 튜브 (60) 로 성형하기 위한 방법.
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