JPH0857567A

JPH0857567A - 減衰装置付きのリング圧延機

Info

Publication number: JPH0857567A
Application number: JP13851495A
Authority: JP
Inventors: Hilmar Gensert; ヒルマール、ジェンサート; Wilfried Lehmann; ウィルフリート，レーマン
Original assignee: BAD DUBEN PROFILWALZMASCHINEN GmbH
Current assignee: BAD DUBEN PROFILWALZMASCHINEN GmbH
Priority date: 1994-06-21
Filing date: 1995-05-12
Publication date: 1996-03-05
Also published as: FR2721239B1; DE4421596A1; FR2721239A1; DE4421596C2

Abstract

(57)【要約】【目的】肉厚が大きく変動したリング状半製品を利用
することによって、リングを冷間圧延する際の経済性を
高める。マンドレルロールを支持したスライダが速度制
御装置で所定の特性曲線に応じて繰り出せ、リング状半
製品の孔が偏心しているために生ずる肉厚変動による圧
延工具の過負荷を避ける、リングを冷間圧延するリング
圧延機を作る。【構成】それぞれの直立支柱９とブラケット７との間
に圧力媒体作動式のダンパ形締付け固定装置１０を設
け、この締付け固定装置１０がシリンダ１１内を軸方向
に移動できるピストンロッド１３付きの単動式の作動ピ
ストン１２を有し、この作動ピストン１２をシリンダ１
１でブラケット７に、ピストンロッド１３で直立支柱９
にそれぞれ結合し、作動ピストン１２の前面における作
動室３０を非圧縮性の圧力媒体で充填し、液圧源３４に
通じている圧力媒体接続口３３を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、繰り出し可能なスライ
ダに支持されたマンドレルロールおよびリング（ワー
ク）の外周面を圧延加工するための駆動形状ロールがそ
れぞれ構造群の形で上下して配置され、形状ロールが垂
直の直立支柱で支持された水平の不動ブラケットに回転
可能に支持されているようなリングを冷間圧延するため
の減衰装置付きのリング圧延機に関する。

【０００２】

【従来の技術】形状ロールとワークの内周面に合わせて
形状づけられたマンドレルロールとの間でリングを冷間
圧延する方式は特に経済的であり、材料の利用率を高く
できる。高い精度で作られた圧延工具はそのプロフィル
形状をリング圧延機に自動的に供給されるリング状半製
品に転送する。リング状半製品はリング圧延機の作業空
間内においてスライダに両側で支持されたマンドレルロ
ールによって受けられ、液圧式に発生された変形力によ
って、垂直な直立支柱によって支持され水平のブラケッ
ト内で回転駆動される形状ロールに対してロールギャッ
プを半径方向に減少して押圧される。その場合リングの
肉厚は減少し、リング幅は実際に一定しているために直
径がかなり増大する。所望の最終直径になった後、相応
した口径測定時間の終点後に変形過程が終了し、ロール
の復帰が開始される。

【０００３】リングを冷間圧延する際ロールギャップは
一般に連続して調整されるので、ロールギャップの形状
および運動は安定していない。このためにその瞬間にお
いてロールギャップに入り込むリングの肉厚および高さ
も一定しておらず、その都度のロールギャップおよび工
具の幾何学的形状に左右される。圧延過程中において材
料の挙動を正確に検出できず、リング材料の変形抵抗が
変化するために、工具をうまく制御して繰り出せないの
で、生産に障害を来す危険が緊急に存在することにな
る。その理由からリングを冷間圧延する際、非常に細長
いマンドレルロールの過負荷を防止するために大きな安
全範囲（safty zone) が必要である。また大きな圧延力
が互いに接触する面で燃焼を引き起こしてしまうような
冷間圧延過程中には、圧延力をスライダの繰り出しによ
って正確に制御しなければならない。上述の理由から従
来においては、リングを冷間圧延する際、予め旋盤加工
あるいは研磨加工されたリング状半製品が採用され、そ
の肉厚は非常に狭い公差範囲内にされている。

【０００４】リングの出発形状の寸法は、容積が一定で
あることを考慮して最少の変形作業でリングの全プロフ
ィルが圧延加工されるように決定されねばならない。変
形中の材料の流れ従ってリングの成長は制御できないの
で、リングの出発形状を正確に決定することは必要不可
欠である。リング状半製品の孔が偏心している場合には
円周方向において肉厚が異なっているので、孔の位置は
特に注視しなければならない。この異なった肉厚は圧延
工具の非常に急速な過負荷を引き起こす。他方では異な
った肉厚によって増大した変形騒音による非常に大きな
騒音負荷が生ずる。この理由からリング状半製品に対す
る出発材料の選択および利用は狭い限界範囲内にされ
る。これは冷間圧延加工によるリングの製造方法の経済
性を高めることに逆行する。

【０００５】ドイツ連邦共和国特許第９０７７６５号公
報において、液圧式に発生された圧延圧がスライダによ
って支持された内側ロールに与えられるようなリング圧
延機が知られている。その内側ロールは不動の外側ロー
ルに向けて半径方向にロールギャップを減少して移動で
きる。リング状のワークは外側ロールと内側ロールとの
間において、薄肉となり従って大きな直径をしたリング
が生ずるまで圧延加工される。圧延圧は内側ロールによ
ってワークに与えられる。従って内側ロールは押圧ロー
ルであり、この目的のためにスライダに配置されてい
る。このスライダは圧延機の固定フレームに外側ロール
に向かっておよびそこから離れて移動できるように案内
されている。スライダは圧延圧を発生する液圧ピストン
によって駆動される。

【０００６】ワークの孔が偏心している場合に生ずる欠
点を除去するために、押圧ロールを常にワークに押圧す
る圧力伝達手段が設けられている。この圧力伝達手段は
内側ロールの外側軸受のハウジングを接触支持するロッ
ドを有している。このロッドはボルトで支持されたレバ
ーを介してブロックに接触支持されている。このブロッ
ク自体は液圧ピストンに押圧ロッドおよびアッパビーム
によって結合されている。ブロックには緩衝ばねが前置
接続されている。この緩衝ばねはたとえワークが一様で
ない肉厚をしているときも内側ロールを常にワークに押
しつける。

【０００７】液圧ピストンに抗して作用する緩衝ばねに
よって変形力は、ワークの孔が偏心している場合だけで
なく、リング材料の変形抵抗が高い場合も減少される。
このことは特に、スライダの繰り出しが速度制御装置で
行われるか、あるいは所定の特性曲線に応じて行われる
場合には望ましくない。上述の場合に、剛性系統として
形成されたリング圧延機が必要であり、これは他方で
は、予め研磨加工あるいは旋盤加工され肉厚変動の小さ
なリング状ワークを必要条件とする。従って上述の緩衝
ばねによる方式は専ら、薄肉のリングを長い時間にわた
って案内して圧延するために役立つ。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術の上述した欠点を除去し、大きな公差で作られ場合
によっては肉厚が大きく変動しているリング状半製品を
利用することによって、リングを冷間圧延する際の経済
性を高めることにある。

【０００９】従って本発明の課題は、マンドレルロール
を支持するスライダが速度制御装置によって所定の特性
曲線に応じて繰り出せ、リング状半製品の孔が偏心して
いるために生ずる肉厚変動による圧延工具の過負荷が避
けられるようなリングを冷間圧延するためのリング圧延
機を作ることにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によればこの課題
は、それぞれの直立支柱とブラケットとの間に圧力媒体
作動式のダンパ形締付け固定装置が設けられ、この締付
け固定装置がハウジング内を軸方向に移動できるピスト
ンロッド付きの単動式の作動ピストンを有し、この作動
ピストンがシリンダでブラケットに、ピストンロッドで
直立支柱にそれぞれ結合され、作動ピストンの前面にお
ける作動室が非圧縮性の圧力媒体で充填され、液圧源に
通じている圧力媒体接続口を備えていることによって達
成される。

【００１１】本発明に基づくリング圧延機のダンパ式締
付け固定装置によれば、リング状半製品の肉厚が変動し
ている場合も、圧延の際に生ずる衝撃が吸収されること
により、圧延の際に衝撃的な荷重が生ずることが避けら
れ、これはリング圧延機の運転を静かにする。更に悪い
寸法精度の半製品を利用することができ、これは冷間圧
延でリングを製造する際の経済性を一層高めることにな
る。

【００１２】本発明の他の実施態様においてリング圧延
機は、シリンダの作動室内に入れられた圧力媒体が、ブ
ラケットを直立支柱に締付け固定するために高圧状態に
され、作動ピストンが少なくとも圧延力と同じかそれよ
り大きな締付け力で付勢されることによって特徴づけら
れる。この理由から、例えば専らスライダの線形繰り出
しが有用であるときにはいつでも、リング圧延機を剛性
系統として作ることができる。

【００１３】本発明の枠内において更に、作動ピストン
に作用する液圧源の他に締付け力を制限するために、液
圧源と作動室との間の圧力媒体配管に圧力制御装置とし
て圧力媒体通路を制御するための可変調整素子が設けら
れ、この可変素子は圧延加工すべきリングの変形抵抗が
圧延力を超過したとき制御され、その変形抵抗が圧延力
より小さくなったとき復帰されることを提案する。これ
によって、圧延力およびロールギャップは変化する圧延
過程に適合できる。

【００１４】更に、圧力制御装置が直接制御式の圧力制
限弁であるか、ないしは計算機で支援して締付け力を制
御する場合には電子制御式の比例圧力制限弁であること
が有利である。このことは、孔が偏心しているリング状
半製品を利用してリングを圧延加工する際にロールギャ
ップにおける変形抵抗が著しく増大したとき、ロールギ
ャップを力制御して増大することを可能にしている。

【００１５】それにも拘わらず本発明の大きな利点は、
たいていの場合に依然としてリングを圧延加工する際に
スライダが速度制御装置によって所定の特性曲線に応じ
て移動でき、変形速度および横断面減少に関して変形加
工技術的に必要な所定の条件を正確に維持することがで
きることにある。更にまずは、肉厚が大きく異なったリ
ングを問題なしに圧延加工できる。分けても重要なこと
にマンドレルロールが破損する恐れがかなり減少される
という利点が得られる。圧延機の耐用期間が長いことに
よって、工具交換にとって必要な休止時間が非常に減少
され、冷間圧延方法の経済性が著しく高められる。

【００１６】

【実施例】以下図に示した実施例を参照して本発明を詳
細に説明する。

【００１７】図１においてリング製品圧延機の第１の構
造群は、マンドレルロール４が回転可能に支持されてい
る繰り出し可能なスライダ２を持った機械本体１から成
っている。リング状半製品３′から製造すべきリング３
の内部に存在するマンドレルロール４はリング３に半径
方向に作用し、冷間圧延中にその外側プロフィルを製造
すべきリング３に転送する。圧延加工すべきリング状の
半製品３′の内径に応じて、マンドレルロール４が強度
上の理由から横に配置されている支持ローラ６に線接触
で接触支持されるように、マンドレルロール４の直径は
多かれ少なかれ大きく選択されている。

【００１８】そのマンドレルロール４の上に第２の構造
群の形で水平ブラケット７に形状ロール８が回転駆動可
能に支持されている。この形状ロール８はリング状半製
品３′から製造すべきリング３の外周面の形状を負の形
状において有している。両方のロール即ちマンドレルロ
ール４および形状ロール８は回転駆動装置（図示せず）
によって回転駆動され、そのマンドレルロール４はロー
ルギャップ（ロール開度）を減少するためにスライダ２
によって半径方向に繰り出せる。

【００１９】水平ブラケット７は第２の構造群の回転駆
動される形状ロール８と共に対を成して配置された直立
支柱９によって支持されている。これらの支柱９は主に
ブラケット７と機械本体１とから形成されたリング圧延
機の機械フレームの強度を、圧延過程の際に必要な圧延
力に対抗し且つ冷間圧延の際に生ずる変形力を受けるの
に十分なものにしている。水平ブラケット７をそれぞれ
の支柱９にないしはブラケット７を機械本体１に締付け
固定するために圧力媒体作動式のダンパ状締付け固定装
置１０がブラケット７の上側に存在している。

【００２０】圧力媒体作動式のダンパ状締付け固定装置
１０は図２に示されているように、ピストンロッド１３
付きの作動ピストン１２を有する直立のシリンダ１１を
有している。そのピストンロッド１３は支柱９の上端に
軸棒１４を介して結合されている。シリンダ１１は取付
板１５を介してボルト１６によって水平ブラケット７に
固く結合されている。ピストンロッド１３と支柱９との
固い結合は上述した軸棒１４によって行われている。そ
のためにこの軸棒１４はねじ１７を備えたねじ付き軸部
１８を有している。このねじ付き軸部１８はピストンロ
ッド１３に対応して設けられた軸方向ねじ孔１９にぴっ
たりねじ込まれる。ねじ付き軸部１８をピストンロッド
１３にねじ込み結合した後、ラジアルピン２０がねじ緩
み止めとして設けられる。

【００２１】軸棒１４の下端にねじ孔２１があり、この
ねじ孔２１に支柱９に設けられたねじ付き軸部２２がね
じ込まれ、これによって支柱９が軸棒１４にねじ結合さ
れ、ブラケット７との固い結合が行われる。

【００２２】更に軸棒１４の下端に軸方向に延びる案内
軸２３が設けられている。この案内軸２３は案内ブッシ
ュ２５の孔２４の中に軸方向に移動可能に案内されてい
る。この案内ブッシュ２５はブラケット７に存在する支
柱ガイド２６に対して同心的に取付けボルト２７によっ
てブラケット７にねじ結合されている。軸棒１４の案内
軸２３の範囲に軸方向に続いて、調整ナット２９付きの
調整ねじ部分２８が設けられている。

【００２３】軸棒１４を利用して作動ピストン１２のピ
ストンロッド１３との固い結合ないし支柱９と軸棒１４
との固い結合が行われた後、支柱９上にブラケット７を
載せた状態で調整ナット２９を調整することによって、
作動ピストン１２がシリンダ１１に対して水平に位置さ
れ、シリンダ１１が作動ピストン１２の前面における作
動室３０と作動ピストン１１の背面における排気孔３２
付きの排気室３１とに分割される。

【００２４】更にシリンダ１１には作動ピストン１２の
前面における作動室３０に開口している圧力媒体接続口
３３が配置されている。この圧力媒体接続口３３は液圧
源３４に通じている圧力媒体配管３５に接続されてい
る。液圧源３４に対して並列して、圧力媒体通路を制御
するための可変調整素子の形をした圧力調整装置３６が
設けられている。これによって液圧源３４により発生さ
れた液圧が調整できる。本発明の特別な実施態様におい
て、高圧ポンプから成る液圧源３４は、圧延圧を発生す
るためおよびスライダ２を繰り出すために用意される圧
油を供給する。

【００２５】本発明に基づくリング圧延機の作用は、作
動ピストン１２の前面における作動室３０が液圧源３４
によって発生された液圧で高圧にされ、締付け力が発生
されることにある。締付け力をピストンロッド１３を介
して支柱９に導き、シリンダ１１をブラケット７に接触
支持した状態で、ブラケット７と機械本体１との固い締
付け固定が実現される。液圧源３４によって生ずる締付
け力はこれが同時に発生される圧延力より大きいように
決められ、このようにしてリング圧延機はあらゆる変形
力を受ける剛性の形状物となる。通常の場合これによっ
て、図３に示されている形状および比較的一様な肉厚Ｄ
をしたそれ自体公知のあらゆるリングを成形できる。そ
の肉厚Ｄはリング３が形状ロール８とマンドレルロール
４との間を回転移動する毎にΔＤの２倍の大きさだけお
よびスライダ２の繰り出しに相応していわば線形的に減
少する。リング状半製品３′の孔が図４に示されている
ようにΔｘだけ偏してしている場合、スライダ２の線形
繰り出し中に変形力は衝撃的にΔｘとΔＤの２倍との合
計によって形成される値に増大する。従ってリング圧延
機の荷重が衝撃的に増大し且つ変形騒音も急激に増大す
る。

【００２６】この場合、圧力媒体作動式のダンパ形締付
け固定装置１０によれば、スライダ２の線形繰り出しを
維持することおよびリング状半製品３′のΔｘだけ偏心
した孔のために生ずるリングの圧延加工の際の欠点を回
避することができる。衝撃的に生ずる荷重によって形状
ロール８によりブラケット７が持ち上げられ、これによ
って作動ピストン１２の前面側の作動室３０が縮小し、
これによって同時に非圧縮性の加圧液体の圧力上昇が生
ずる。この加圧液体の圧力上昇は直ちに圧力媒体配管３
５を介して圧力制御装置３６に作用し、この圧力制御装
置３６はブラケット７の締付け固定の際に与えられる締
付け力を制限するために所定の液圧に調整される。変形
力が高い場合、圧力制御装置３６は例えばブラケット７
と機械本体１との間の最大締付け力を制限するための圧
力制限弁として作られている。圧力制限弁ははじめはリ
ング状半製品３′の回転毎に、孔が偏心ている場合に発
生された大きな肉厚部がロールギャップの中に入り込む
ときに開き、肉厚が減少し変形力が低下した際に閉鎖す
る。

【００２７】リング状半製品の肉厚が異なっている場
合、ブラケット７を形状ロール８と共にマンドレルロー
ル４に対して振動させることができる。その利点は、さ
もなければリング圧延機の剛性によってその圧延機全体
の有害な振動ないしは大きな騒音発生のもとでしか圧延
加工できないような肉厚が著しく変化しているリング
も、問題なしに圧延できるということにある。

【００２８】特に有効な調整は、圧力制御装置３６とし
て電子制御式の比例圧力制限弁を利用することによって
達成される。その場合、同時に計算機で支援して締付け
力を制御することによって、すべての時点において、ブ
ラケット７を形状ロール８と共に固く締めつけることあ
るいは所定の特性曲線に応じて振動させることができ
る。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、肉厚がかなり大きく変
動したリング状半製品が利用できることによって、リン
グを冷間圧延する際の経済性が高められる。またマンド
レルロールを支持したスライダは速度制御装置で所定の
特性曲線に応じて繰り出せ、リング状半製品の孔が偏心
している場合でも、圧延工具に過負荷が生ずることはな
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】リング圧延機の正面図。

【図２】水平に配置されたブラケットと垂直支柱の締付
け固定部の断面図。

【図３】同心的な孔を有し部分的に圧延加工されたリン
グ状半製品の概略図。

【図４】偏心した孔を有し部分的に圧延加工されたリン
グ状半製品の概略図。

【符号の説明】

１機械本体２スライダ３圧延加工すべきリング３′ リング状半製品（ワーク）４マンドレルロール７ブラケット９支柱１１シリンダ１２作動ピストン１３ピストンロッド１４軸棒２１ねじ孔２２ねじ２３案内軸２４孔２５案内ブッシュ２６支柱ガイド２７取付けボルト２８調整ねじ２９調整ナット３０作動室３３圧力媒体接続口３４液圧源３５圧力媒体配管３６圧力制御装置

フロントページの続き (72)発明者ウィルフリート，レーマンドイツ連邦共和国バート、ドゥーベン、ハイデリング、18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繰り出し可能なスライダに支持されたマン
ドレルロールおよび垂直の直立支柱で支持されたブラケ
ットに回転駆動可能に支持された形状ロールがそれぞれ
構造群の形で上下して配置され、スライダが回転駆動さ
れる形状ロールに向けて速度制御装置で所定の曲線特性
に応じて半径方向に繰り出せるようなリングを冷間圧延
するための減衰装置付きのリング圧延機において、それぞれの直立支柱（９）とブラケット（７）との間に
圧力媒体作動式のダンパ形締付け固定装置（１０）が設
けられ、この締付け固定装置（１０）がシリンダ（１
１）内を軸方向に移動できるピストンロッド（１３）付
きの単動式の作動ピストン（１２）を有し、この作動ピ
ストン（１２）がシリンダ（１１）でブラケット（７）
に、ピストンロッド（１３）で直立支柱（９）にそれぞ
れ結合され、作動ピストン（１２）の前面における作動
室（３０）が非圧縮性の圧力媒体で充填され、液圧源
（３４）に通じている圧力媒体接続口（３３）を備えて
いることを特徴とする減衰装置付きのリング圧延機。
【請求項２】シリンダ（１１）の作動室（３０）内に入
れられた圧力媒体が、ブラケット（７）を直立支柱
（９）に締付け固定するために高圧状態にされ、作動ピ
ストン（１２）が少なくとも圧延力と同じかそれより大
きな締付け力で付勢されることを特徴とする請求項１記
載の減衰装置付きのリング圧延機。
【請求項３】作動ピストン（１２）に作用する液圧源
（３４）の他に締付け力を制限するために、液圧源（３
４）と作動室（３０）との間の圧力媒体配管（３５）に
圧力制御装置（３６）として圧力媒体通路を制御するた
めの可変調整素子が設けられ、この可変素子は圧延加工
すべきリング（３）の変形抵抗が圧延力を超過したとき
制御され、その変形抵抗が圧延力より小さくなったとき
復帰されることを特徴とする請求項１または２記載の減
衰装置付きのリング圧延機。
【請求項４】圧力制御装置（３６）が直接制御式の圧力
制限弁であるか、ないしは計算機で支援して締付け力を
制御する場合には電子制御式の比例圧力制限弁であるこ
とを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載
の減衰装置付きのリング圧延機。
【請求項５】作動ピストン（１２）のピストンロッド
（１３）が軸棒（１４）を介して直立支柱（９）の上端
に結合され、直立支柱（９）を軸棒（１４）にねじ結合
するためおよびブラケット（７）との固い結合を行うた
めに、直立支柱（９）に設けられたねじ（２２）に対応
して軸棒（１４）の下端にねじ孔（２１）が設けられて
いることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つ
に記載の減衰装置付きのリング圧延機。
【請求項６】軸棒（１４）の下端に軸方向に延びる案内
軸（２３）が配置され、この案内軸（２３）が案内ブッ
シュ（２５）の孔（２４）の中に軸方向に移動可能に案
内され、案内ブッシュ（２５）がブラケット（７）に設
けられた支柱ガイド（２６）に同心的に取付けボルト
（２７）によってボルト結合され、軸棒（１４）の案内
軸（２３）の範囲に軸方向に続いて、調整ナット（２
８）付きの調整ねじ部分（２８）が設けられていること
を特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の
減衰装置付きのリング圧延機。
【請求項７】ブラケット（７）を直立支柱（９）の上に
載せた状態で調整ナット（２９）を調整することによっ
て、作動ピストン（１２）がシリンダ（１１）に対して
水平に位置され、シリンダ（１１）の内部を作動室（３
０）と排気室（３１）とに分割することを特徴とする請
求項１ないし６のいずれか１つに記載の減衰装置付きの
リング圧延機。