JP2020519444A - 浮動装着されたマルチピース圧延工具および圧延機 - Google Patents

Abstract

圧延工具（５）は、圧延工具（５）を圧延機（１）に締結するための基礎本体（６）と、圧延されるべき被加工物（２）の成形処理のためのプロファイル部分（７）とを有する。基礎本体（６）及びプロファイル部分（７）は、マルチピース形態を成す。基礎本体（６）及びプロファイル部分（７）は、それらの相互接続位置において、圧延方向（２３）に対して垂直な平面内で互いに対して移動可能に装着される。圧延工具（５）の基礎本体（６）を圧延機（１）の一部とすることもできる。【選択図】 図５

Description

本発明は、圧延工具であって、圧延工具を圧延機に締結するための基礎本体と、圧延されるべき被加工物の成形処理のためのプロファイル部分とを有する圧延工具に関する。

そのような圧延工具は、回転対称な構成部品の特定の外輪郭の形成のために役立つ。このようにして形成される外輪郭は、特にネジ付き部分、及び、例えば螺旋などの他の輪郭形状である。構成部品は、特にネジ、ネジ付きボルト、ボールピンなどである。

圧延されるべき被加工物の成形処理の前に、ブランクが製造される。ブランクのこの製造は、通常、成形によって、特に冷間押し出しによって行なわれる。その後の成形処理は、成形によって、特に冷間成形によって行なわれる。

圧延工具を圧延機に締結するための基礎本体と、圧延されるべき被加工物の成形処理のためのプロファイル部分とを有する圧延工具が、特許文献１から知られている。基礎本体及びプロファイル部分はマルチピース形態を成す。プロファイル部分は、かなりの厚さを有するとともに、プレート状の基礎本体よりも数倍厚い。プロファイル部分は、ネジ接続によって基礎本体に固定接続される。プレート状の基礎本体は、前記基礎本体のための圧延機のマウントの２つの溝内において形状嵌合態様で案内されるが、遊びを伴っている。溝はアンダーカットを形成する。結果として、圧延方向に対して垂直な平面内で圧延工具全体が圧延機に対して移動可能に装着される。

圧延工具を圧延機に締結するための基礎本体と、圧延されるべき被加工物の成形処理のためのプロファイル付与部とを有する圧延工具が、特許文献２から知られている。圧延工具全体は、２つの反対向きに作用するスプリングによって圧延機の割り当てられたマウント上の所定の位置に保持される。圧延工具は、スプリング力に抗する限られた度合まで移動できる。ここでは、圧延工具は、スプリング力によってその開始位置へと恒久的に押し戻される。

圧延工具を圧延機に締結するための基礎本体と、圧延されるべき被加工物の成形処理のためのプロファイル部分とを有する圧延工具が、特許文献３から知られている。基礎本体及びプロファイル部分はマルチピース形態を成す。プロファイル部分は、顕著に変化する厚さを有する。部品を接続するために複数のネジ接続部が存在する。ここでは、ネジは、基礎本体の貫通穴を通じてプロファイル部分のネジ穴に捩じ込まれる。

圧延工具を圧延機に締結するための基礎本体と、圧延されるべき被加工物の成形処理のためのプロファイル付与部とを有する更なる圧延工具が、特許文献４から知られている。圧延工具は、それが複数のプロファイル付与部を有するようにセグメント形態を成し得る。ここでは、様々なプロファイル付与部に様々な機能が割り当てられる。このようにすると、処理されるべき被加工物の結果として得られる外輪郭を変更できるように個々のプロファイル付与部を交換することができる。基礎本体及びプロファイル付与部が機能的に生じるようにプロファイル付与部の幾何学的形状を形成する突出領域及び陥凹領域がブロック状のブランクに組み込まれている。

圧延工具を圧延機に締結するための基礎本体と、圧延されるべき被加工物の成形処理のためのプロファイル付与部とを有する更なる圧延工具が、特許文献５から知られている。基礎本体及びプロファイル部分が機能的に生じるようにプロファイル部分の幾何学的形状を形成するプロファイル付与部の突出領域及び陥凹領域がブロック状のブランクに組み込まれている。

圧延工具を圧延機に締結するための基礎本体と、圧延されるべき被加工物の成形処理のためのプロファイル付与部とを有する更なる圧延工具が、特許文献６から知られている。圧延工具の対の圧延工具間の望ましくないオフセットにより存在するトラッキングエラー力がセンサによって測定される。センサ信号は、その後、制御変数として制御回路へ供給される。その一方が固定されて一方が移動できる圧延工具間の位置合わせは、センサ信号に応じて変更される。

更なる圧延工具が、特許文献６、特許文献７、及び特許文献８から知られている。

移動可能な打ち抜きプレートを有する打ち抜き機、及び、負圧によって打ち抜きカウンタープレートを解放可能に締結するための方法が、特許文献９から知られている。

米国特許第１，５２４，３２７号明細書 米国特許第１，９７９，９１９号明細書 独国特許出願公開第１０２１２２５６号明細書 独国特許出願公開第１９５２０６９９号明細書 独国特許出願公開第１０２００４０５６９２１号明細書 独国特許発明第１０２００４０１４２５５号明細書 欧州特許第１５２９５７９号明細書 国際公開第２０１１／０５９６５８号 独国特許出願公開第３６２０８５３号明細書

本発明が基づいている目的は、摩耗した圧延工具の修理との関連で関与するコストを実質的に低減すると同時に、圧延によって製造される被加工物の外輪郭の品質を向上させることである。

本発明の目的は、独立特許請求項の特徴により本発明にしたがって達成される。本発明に係る更なる好ましい実施形態を従属特許請求項で見出すことができる。

本発明は、圧延工具であって、前記圧延工具を圧延機に締結するための基礎本体と、圧延されるべき被加工物の成形処理のためのプロファイル部分とを有する圧延工具に関する。基礎本体及びプロファイル部分は、マルチピース形態を成すとともに、それらを互いに接続して非破壊的に互いから分離できるように設計される。基礎本体及びプロファイル部分は、それらの相互接続位置において、圧延方向に対して垂直な平面内で互いに対して移動可能に装着される。

本発明は、更に、圧延されるべき被加工物の成形処理のためのプロファイル付与部を有する圧延工具のためのプロファイル部分に関する。プロファイル部分は、圧延工具の別個の基礎本体に接続するための接続部を有する。基礎本体は、圧延機に締結するための締結部と、プロファイル部分に接続するための接続部とを有し、プロファイル部分は、圧延機に締結するための締結部を有さない。２つの接続部は、それらの相互接続位置において、圧延方向に対して垂直な平面内で互いに対して移動可能に装着される。

本発明は、更に、請求項１２に記載されるプロファイル部分に関する。本発明は、更に、請求項１４に記載される圧延機、及び、請求項１５に記載される圧延機に関する。

圧延されるべき被加工物の所望の成形処理のため、被加工物は一対の圧延工具と接触させられる。この出願において言及が圧延工具についてなされる場合、これは、圧延工具の対のこれらの圧延工具のうちの一方を指し、完全な対を指さない。

圧延工具が圧延ジョーである場合には、圧延ジョーのうちの一方が一般に圧延機に強固にクランプされる。第２の圧延ジョーが圧延機の移動可能なマウント−特にキャリッジ−に締結される。第２の圧延ジョーは、通常、より大きな長さを有しており、所定の距離−いわゆる圧延ニップ部−で固定された圧延ジョーを通り過ぎて案内される。圧延されるべき被加工物がこの圧延ニップ部内へ導入される。圧延ジョーはそれぞれ、被加工物に面するそれらの外側面にプロファイル付与部を有する。

基礎本体とプロファイル部分との間の移動可能な装着は浮動装着を構成する。浮動装着は、固定された圧延ジョーで特に実現される。しかしながら、これに加えて又は代えて、浮動装着を移動可能な圧延ジョーで実現することもできる。浮動装着は特に１つの圧延ジョーでのみ存在する。それに対応して、同じことが他の形態の圧延工具、特にローラ、リング、又は、リングセグメントにも当てはまる。浮動装着が１つの圧延ジョー又は他の圧延工具でのみ実現される場合であっても、他の圧延ジョー又は他の圧延工具が別個の薄いプロファイル部分を有することができる。その結果、浮動装着とは無関係に、簡単な交換可能性並びに材料及びコストの節約という利点も利用される。

基礎本体とプロファイル部分との間の浮動装着を伴う新規な少なくとも２部品圧延工具は、複数の観点で圧延動作を最適化できるようにする。ここで、最適化は、摩耗した圧延工具を修理することとの関連で関与するコスト及び圧延によって製造される被加工物の外輪郭の品質の両方に関連する。このようにすると、圧延動作全体との関連で関与するコストも低減される。

例えば前述の特許文献６に包括的に記載されるように、圧延工具の対の圧延工具のプロファイル付与部分の互いとの位置ずれは、望ましくないトラッキングエラー力をもたらす。このトラッキングエラー力は、このとき、本発明によれば、圧延工具の自動調整を補正するために浮動装着により与えられる並進自由度を加えるために使用される。

基礎本体とプロファイル部分との間の相対移動をそれらの相互接続位置において圧延方向に対して垂直な平面内で可能にすることにより、基礎本体及びプロファイル部分は、圧延中に存在するトラッキングエラー力を利用して、それら自体を互いに対して位置合わせすることができるとともに、他の圧延工具のプロファイル部分に対する１つの圧延工具のプロファイル部分の位置を最適化できる。

この新規な移動可能な装着、すなわち、並進自由度を伴う装着、所望の遊びを伴う装着、或いは、浮動装着は、圧延方向が特定される平面に関連しない。圧延力は圧延方向の平面内で伝えられなければならず、その結果、そのような浮動装着はそこで適していない。この移動可能な装着は、むしろ、例えば図６，７，８に示されるように、圧延方向に対して垂直に延在する平面に関連する。この装着は、圧延工具の１つのプロファイル部分又は圧延工具の両方のプロファイル部分がこの平面内で限られた移動を有することができるようにして理想的な相対位置に達する又は少なくとも前記位置に近づくのに役立つ。これは、この理想的な位置における圧延力が最も低く、したがって、プロファイル部分が対応する可動性を有する場合にプロファイル部分が前記位置を自動的にとるため、相対移動を可能にすることによって自動的に達成される。

基礎本体及びプロファイル部分は、それらの相互接続位置において、好ましくは１つの軸、すなわち、移動軸Ｚのみに沿って圧延方向に対して垂直な平面内で互いに対して移動可能に装着される。プロファイル部分が長さＬ及び幅Ｂを有し、この場合、圧延方向がプロファイル部分の長さＬと平行に延在し、また、移動軸Ｚがプロファイル部分の幅と平行に延在する。圧延方向は、厳密に言えば、圧延の方向である。これは、圧延方向が空間内の位置だけでなく方向性も示すからである。浮動装着は、代わりに、１つの軸に沿う方向の２つの反対の向き、すなわち、前後における可動性に関係する。

これは、圧延工具５内に受けられる圧延されるべき被加工物の長手方向軸に移動軸Ｚが対応するというように説明することもできる。したがって、被加工物が例えばネジである場合には、移動軸Ｚがネジの長手方向軸に対応する。

基礎本体及びプロファイル部分は、それらの相互接続位置において、専らそれらの間の静止摩擦に打ち勝つだけで圧延方向に対して垂直な平面内で互いに対して移動可能に装着される。このことは、特に、基礎本体及びプロファイル部分が、相対移動後にそれらがリセット手段、例えばスプリングによって元の開始位置へと付勢されないように互いに対して移動可能に接続されることを意味する。代わりに、基礎本体及びプロファイル部分は、互いに対してそれらの理想的な相対位置を自由にとって保つことができる。

第１の被加工物の圧延前には、特に、例えばストッパ又は調整デバイスによってプロファイル部分と基礎本体との間の大雑把な手動の事前位置合わせが最初に行なわれる。これらのストッパ又は調整デバイスは、その後、第１の被加工物の圧延前に除去される。

その後、第１の被加工物が圧延される。ここでは、移動軸Ｚに沿って基礎本体に対する移動可能なプロファイル部分の位置合わせが自動的に行なわれる。したがって、加工ポイントに対して位置合わせが行なわれる。プレセッティングと加工ポイントとの間の差が大きすぎる場合には、第１の被加工物が不良品となる。

追従している被加工物の場合には、この時点で、圧延動作が加工ポイントから始まる。したがって、開始位置への戻りが生じない。しかしながら、移動軸Ｚに沿う依然として存在する可動性（すなわち、前後の可動性）を考えると、圧延工具は、被加工物ごとに若干変わる幾何学的状態に更に適合できる。ここでは、移動可能なプロファイル部分と基礎本体との間の静止摩擦だけに打ち勝てば済む。このために必要とされる力は圧延動作によって与えられる。

自動調整能力は、プロファイル部分がその薄い厚さに起因して小さい質量を有し、したがって、小さい質量慣性も有するという事実によって特に促進される。更に、印加される保持力が小さくなり得る結果、全体として、僅かな力を印加するだけで静止摩擦に打ち勝つ。

したがって、この移動可能な装着又は浮動装着は、避けられない公差又は他の望ましくないエラーのみに起因してそれ自体望ましい固定装着を達成しない装着として理解されてはならない。そのような無作為な自由度から数値的に本発明の範囲を定めるためにも、圧延方向に対して垂直な平面内での１つの軸、すなわち、移動軸のみに沿う可動性の度合いは、少なくとも０．１ｍｍ、特に０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ、特に０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ、特に約０．１ｍｍとなり得る。

この並進自由度を可能にするために、移動のために必要な領域内にストッパは存在しない。しかしながら、基礎本体上にプロファイル部分を正確に配置するため、自動調整のために必要とされるこの領域の外側に位置されるストッパを設けることができる。しかしながら、このストッパは、圧延動作中に機能を有さない。

接続手段によって与えられる基礎本体とプロファイル部分との間の保持力は、調整可能であるように設計され得る。これに加えて又は代えて、この保持力は、摩耗したプロファイル部分又は他の理由のために交換されるようになっているプロファイル部分を変えることを簡単な態様で可能にするべく解除可能となるように設計され得る。

基礎本体及びプロファイル部分への構造的分割の意味での圧延工具の別個の製造及びパルチピース形態は多くの利点を達成する。これらも、驚くべきことに、圧延工具をメンテナンスするという状況の中でかなりのコスト低減を含む。

他の工具と同様に、圧延工具は、使用中に特定の度合いの摩耗に晒される。圧延工具の場合、この摩耗は、被加工物の成形処理のための圧延工具のプロファイル面の領域で起こる。圧延されるべき被加工物の適切な処理がもはや不可能であるような程度までこのプロファイル付与部が摩耗される場合には、処理後修復を行わなければならない。圧延工具のユーザは、通常、技術的にこれを行うことができないため、圧延工具が郵便で又は運送会社で圧延工具製造業者に送り戻される。圧延工具は、サイズに応じて例えば約０．５〜５０ｋｇとなり得るかなりの質量を有するため、圧延工具のこの往復送りによってかなりの運送費が生じる。

この問題は、現在、圧延工具が２つの部品、すなわち、基礎本体とプロファイル部分とに分割され、これらの部品が異なって扱われるという事実により、本発明にしたがって解決され又は大幅に低減される。圧延工具の使用中の通常の場合、基礎本体は、少なくとも大きな摩耗に晒されず、たとえ晒されたとしても、基礎本体は圧延工具のユーザのもとにとどまり得る。したがって、メンテナンスの準備をするため、プロファイル部分が基礎本体から分離され、プロファイル部分のみがメンテナンス業者へ送られる。結果として、発送されるべき部品の質量及び体積、したがって運送費がかなり低減される。

更に、基礎本体及びプロファイル部分のマルチピース性は、それらを異なる材料から形成できる及び／又は異なる処理プロセスに晒すことができることを意味する。したがって、例えば、基礎本体を比較的あまりハイグレードでない材料、したがってより費用効率が高い材料から製造することができる。基礎本体は例えば構造用鋼から成ることができる。プロファイル部分は、好ましくは、ハイグレードで、より硬質な、耐摩耗性がより高い材料から成る。これは、例えば、硬質金属又は高速度鋼（ＨＳＳ）となり得る。

したがって、新規な圧延工具の場合、かなりの体積分率がキャリア材料としてのみ作用することができ、それに対応して、材料要件が低減される。その一方で、実際の機能部品−すなわち、プロファイル部分−の体積分率は、低減され、より高い材料要件を経済的な態様で満たすことができる。

基礎本体及びプロファイル部分は別個の部品として別々に製造されるが、基礎本体及びプロファイル部分は、それらを互いに結合させて圧延工具を形成することができるように互いに仕立てられる。この互いの結合は、その後の分離が非破壊的に可能となるように行われる。

プロファイル部分は、ピッチを伴うネジ付きの圧延部分として形成可能であり、また、圧延方向に対して垂直な平面内での１つの軸、すなわち、移動軸のみに沿う可動性の度合いは、ピッチの少なくとも５％、特に少なくとも８％、特に少なくとも１０％、特に５％〜１５％、特に約１０％となり得る。さもなければ、複数のトラックがもたらされ、したがって欠陥のあるネジ山が圧延されるという問題が存在する。

圧延機内での圧延工具の動作位置において、基礎本体及びプロファイル部分は、それらを負圧、磁力、及び、スプリング力によって互いに接続できるように設計され得る。所望の浮動装着は、これらの非積極的な接続技術によって実現され、また、同時に、所要の押圧力が得られる。

プロファイル部分は、基礎本体よりも薄い厚さ及び／又は１０ｍｍ以下の厚さを有することができる。その結果、メンテナンスのために送られるようになっている或いは完全に交換されるようになっているプロファイル部分の質量がかなり減少される。プロファイル部分の厚さは、好ましくは、所望の数のメンテナンス措置が可能であるように選択される。メンテナンス中、摩耗したプロファイル付与部が部分的に又は完全に除去され、新たな損傷のないプロファイル付与部が組み込まれる。これは、当然のことながら、プロファイル部分の高さの減少をもたらす。したがって、新しいプロファイル部分の開始高さは、好ましくは、所望の数のメンテナンス措置が行なわれた後にプロファイル部分の厚さがその後も圧延工具の適切な機能にとって依然として十分であるように選択される。メンテナンス措置は特にリグラインドである。

ここで、プロファイル部分の厚さは、好ましくは、所要のセキュリティを伴って変形されることなく或いは更には破壊されることなく圧延動作中に圧延方向で生じる圧延力に前記厚さが耐えることができるように選択される。

しかしながら、摩耗したプロファイル部分が修復されずに新たなプロファイル部分と置き換えられることも想定し得る。２つの圧延工具は、圧延機内で互いから所定の距離−いわゆる圧延ニップ部−で配置される。圧延されるべき被加工物がこの圧延ニップ部内へ導入される。圧延工具が修理される場合には、圧延工具の厚さが減少し、その結果、圧延ニップ部が変化してリセットされなければならない。したがって、摩耗したプロファイル部分が修復されずに新たなプロファイル部分と置き換えられる場合には、圧延ニップ部を設定するという意味でのセットアップ労力が１回だけ行なわれる。

プロファイル部分の厚さは、基礎本体の厚さの最大でも約半分となり得る。これは、十分に多くの数のメンテナンス措置を行なうことができると同時に、交換されるべきプロファイル部分の所望の質量及び重量の低減が達成されるようにする。大幅に減少されるプロファイル部分の厚さは、「圧延シート」とも称され得る。

したがって、プロファイル部分は、比較的薄い最大厚を有する。ここで、プロファイル部分の最大厚は、その最も厚いポイントでの厚さとして理解されるべきである。プロファイル部分は、多くの場合、その長さ及び幅の全体にわたってほぼ均一な厚さを有し、その結果、前記厚さが同時に最大厚さに対応する。しかしながら、（例えば、特許文献３に係る従来技術の場合のように）断面及び／又は長手方向断面が変化する厚さをプロファイル部分が有する場合には、つまり、これがその最大厚さの領域である。プロファイル部分のその最も厚いポイントでの厚さを減少させると、所望の材料節約がもたらされる。

プロファイル部分の最大厚さは、４ｍｍ〜１０ｍｍ、特に４ｍｍ〜８ｍｍとなり得る。従来技術と比べたそのような厚さのプロファイル部分は、摩耗した圧延工具を修理するという状況の中で生じるコストのかなりの低減をもたらす。

プロファイル部分は、圧延されるべき被加工物の径方向で見て基礎本体上に配置され得る。したがって、例えば、圧延工具が平行六面体であり、その上面がプロファイル部分により形成されると仮定すれば、基礎本体とプロファイル部分との間の分割面は、平行六面体内のこの上面と平行な平面内で延在する。

プロファイル部分は、圧延されるべき被加工物の成形処理のためのプロファイル付与部と、基礎本体に接続するための接続部とを有することができる。ここで、基礎本体は、圧延されるべき被加工物の成形処理のためのプロファイル付与部を有さないが、圧延機に締結するための締結部と、プロファイル部分に接続するための接続部とを有することができる。したがって、基礎本体とプロファイル部分との分離は、形状付与機能がプロファイル部分のみに割り当てられるとともに、圧延機に締結するという意味での締結機能が基礎本体のみに割り当てられるように行なわれる。

プロファイル付与部はプロファイル深さを有する。計画されたメンテナンス措置に応じて、プロファイル部分の厚さは、プロファイル部分のプロファイル付与部の複数のプロファイル深さであってもよい。この厚さは、特に、プロファイル深さの約２倍である。一般に、１つのプロファイル深さは、メンテナンス措置によってとられる。

圧延機における圧延工具の動作位置において、基礎本体及びプロファイル部分は、それらを負圧によって互いに接続できるように設計され得る。そのような負圧接続は、２つの部品の非破壊的な分離を特に簡単な態様で確保する。基礎本体とプロファイル部分との接続には特別な工具も要さない。負圧を印加するために存在する負圧ダクトが有効となり得るようにプロファイル部分及び基礎本体が圧延機内へ挿入されるようにするだけでよい。

また、基礎本体及びプロファイル部分は、それらを磁力又はスプリング力によって互いに接続できるように設計することもできる。また、これらの接続タイプを互いに組み合わせる或いは前述の負圧接続と組み合わせることもできる。

圧延工具を圧延ジョーとして設計することができる。圧延ジョーは、前述の平行六面体の比較的平坦な圧延工具である（例えば、出願人の特許文献５の図７を参照）。

しかしながら、例えば、圧延工具がローラ、リング、又は、リングセグメントとして形成されることも可能である。

圧延工具がローラとして形成される場合、ローラのコアは、実質的に円形の断面−適切な場合には、ドライブ又は他の輪郭形状のための突起、溝、切り欠きを伴う−を有する基礎本体によって形成される。ローラの外周面は、プロファイル付与部を有するとともに、円形リング形状の断面を有するプロファイル部分の一部である。

分割圧延工具がリングセグメントである場合、プロファイル部分は円形リング部形状の断面を有する。このとき、基礎本体の少なくとも接続部も円形リング部形状を成す。

圧延工具は、例えば、ローラ／リングセグメント工具の一部となり得る（例えば、出願人の特許文献５の図８を参照）。そのようなローラ／リングセグメント工具の場合には、１つの圧延工具が円形のローラとして形成され、他の圧延工具がリングセグメントとして形成される。圧延工具がローラ／ローラ工具の一部であってもよい。

圧延工具のプロファイル部分は、複数のセグメントに分割されるように設計され得る。この場合、これらのセグメントは、特に、異なる幾何学的形状を有し、その結果、圧延工具を使用して異なる幾何学的形状を被加工物に形成できる。セグメントは、特に、被加工物の長手方向軸に沿って分割されて形成される。

圧延工具に移動ドライブを割り当てることができる。移動ドライブは、プロファイル部分と基礎本体との間の相対移動を電動態様でサポートする役目を果たす。移動ドライブは、特にモータ、とりわけ電気モータを有することができるとともに、プロファイル部分に動作可能に接続される結合要素を有することができる。モータは、結合要素を回転駆動又は前後に並進駆動させる。この移動は、結合要素によってプロファイル部分に伝えられ、したがって、基礎本体に対するプロファイル部分の所望の並進移動をもたらす。

移動ドライブは移動センサユニットを有することができる。移動センサユニットは、圧延動作によって自動的にもたらされるプロファイル部分と基礎本体との間の相対移動を検出して、前記相対移動を増大させる。トラッキングエラー力がもはや存在しない又は限られた値が突出していると直ちに、モータがＯＦＦに切り換えられる。トラッキングエラー力がその方向の向きを変えれば、モータの方向の回転の向きが逆にされる。

本発明は、基礎本体とプロファイル部分とを有する完全な圧延工具に関するだけでなく、マルチピース圧延工具のための別個のプロファイル部分にも関する。この場合、プロファイル付与部を伴うこのプロファイル部分は、その接続部を介して、圧延工具の基礎本体の対応する接続部に接続される。したがって、摩耗したプロファイル部分が修復されずに新たなプロファイル部分と置き換えられることが特に想定し得る。そのため、この場合、圧延工具の製造業者は、基礎本体を全く供給せず、或いは、圧延工具の最初の供給中にユーザのもとにとどまる基礎本体のみを供給する。更なる過程では、このとき、新たなプロファイル部分のみが圧延工具のユーザに対して供給される。

本発明の更なる態様は、圧延工具の基礎本体を既に含む新規な圧延機に関する。したがって、この場合には、基礎本体を圧延機の製造業者によって既に供給してしまうことができ、その結果、圧延機の製造業者はプロファイル部分のみを供給する。これは、その後、先と同様、特定の摩耗度合いの発生後に修理又は交換され得る。

本発明の更なる態様は、新規なマルチピース圧延工具の基礎本体とプロファイル部分との間の固定接続を達成するための負圧接続部、マグネット、又は、スプリングを有する新規な圧延機に関する。

本発明の有利な進展は、特許請求項、明細書本文、及び、図面によって与えられる。特徴及び複数の特徴の組み合わせの説明において言及される利点は、単なる例示的な性質のものであり、本発明に係る実施形態の利点が必ずしも得られる必要なく選択的に又は累積的に効力を生じ得る。出願当初の文書及び特許の開示内容に関しては、添付の特許請求項の主題が結果として変更されることなく、以下が適用される。すなわち、更なる特徴−特に、多くの構成要素の表示される幾何学的形状及び互いに対する相対的な寸法、並びに、それらの相対的な配置及び作用的接続−を図面から引き出すことができる。本発明の異なる実施形態の特徴又は異なる特許請求項の特徴の組み合わせは、特許請求項の選択された従属関係から逸脱しない態様で同様に可能であり、これにより示唆される。これは、別個の図面に表わされる又はその説明で言及される特徴にも適用される。また、これらの特徴は、異なる特許請求項の特徴と組み合わされてもよい。同様に、本発明の更なる実施形態に関して、特許請求項で挙げられる特徴が省かれてもよい。

特許請求項及び明細書本文で言及される特徴は、それらの数に関して、「少なくとも」という副詞の明示的な使用が必要とされることなく、正にこの数又は言及された数よりも大きい数が存在するように理解されるべきである。したがって、例えばプロファイル部分について言及される場合、これは、正確に１つのプロファイル部分、２つのプロファイル部分、又は、それよりも多いプロファイル部分が存在することを意味するように理解されるべきである。これらの特徴は、他の特徴によって補完されてもよく、或いは、それぞれの製品を構成する特徴のみであってもよい。

特許請求項に含まれる参照符号は、特許請求項により保護される主題の範囲の限定を何ら表わさない。それらの参照符号は、特許請求項を更に容易に理解できるようにする目的を果たすにすぎない。

以下、図に表わされる好ましい例示的実施形態に基づき、本発明を更に説明して記載する。

圧延されるべき被加工物の成形処理の開始時における２つの圧延工具を有する、新規な圧延機の第１の例示的実施形態の一部の概略側面図を示す。 負圧ダクトを有する新規な圧延工具の更なる例示的実施形態の部分概略断面図を示す。 負圧ダクトを伴う、圧延機に組み込まれる基礎本体を有する新規な圧延工具の更なる例示的実施形態の対の部分概略断面図を示す。 負圧接続部を伴う新規な圧延機の更なる例示的実施形態の部分概略断面図を示す。 マグネットホルダを有する新規な圧延工具の更なる例示的実施形態の対の概略図を示す。 マグネットホルダ及びスプリングを有する新規な圧延工具の更なる例示的実施形態の対の概略図を示す。 圧延されるべき被加工物の成形処理の開始時における舌部・溝接続部を伴う２つの圧延工具を有する新規な圧延機の更なる例示的実施形態の一部の概略側面図を示す。 第１のトラッキングエラーを伴う、その関連する基礎本体に対して移動可能に装着されるプロファイル部分を有する圧延工具の対の概略図を示す。 第２のトラッキングエラーを伴う図８に係る圧延工具の対の概略図を示す。 トラッキングエラーを伴わない位置合わせされた位置にある図８に係る圧延工具の対の概略図を示す。 新規な圧延工具の更なる例示的実施形態の概略図を示す。 図１１の圧延工具のうちの１つを示す。 図１０に係る圧延工具の側面図を示す。 移動ドライブを有する新規な圧延工具の更なる例示的実施形態の概略平面図を示す。 図１４に係る圧延工具のうちの１つの概略側面図を示す。 幾何学的状態を説明するための新規な圧延工具の例示的実施形態の斜視図を示す。

図１は、圧延されるべき被加工物２の成形処理のための新規な圧延機１の部分的にのみ表わされる第１の例示的実施形態の概略側面図である。この例において、被加工物２はネジ３である。しかしながら、他の被加工物２を圧延によって処理することもできる。

圧延機１は２つのマウント４を有し、各マウントは、一対の圧延工具５のうちの１つの圧延工具５の締結に役立つ。この例において、圧延工具５は、平行六面体又は板形状の圧延ジョーの形態を成す。しかしながら、これらの圧延工具は、幾らか異なる幾何学的形態を有することもできる。

圧延工具５の形態は別として、圧延機１のこの実施形態の更なる詳細は従来技術に対応し、したがって、更なる説明を省くことがあり得る。

それぞれの圧延工具５は、圧延工具５を圧延機１のマウント４に締結するための基礎本体６を有する。圧延工具５は、圧延されるべき被加工物２の成形処理のためのプロファイル部分７を更に有する。基礎本体６及びプロファイル部分７は、別個の要素として製造されており−すなわち、基礎本体及びプロファイル部分はマルチピース形態を成しており−その後に互いに接続されて圧延工具５を形成している。このようにして、基礎本体６及びプロファイル部分７は、それらを互いに接続して互いに非破壊的に分離できるように設計される。

プロファイル部分７は、圧延されるべき被加工物２の径方向８で見て基礎本体６上に配置される。

プロファイル部分７は、圧延されるべき被加工物２の成形処理のためのプロファイル付与部９を有する。プロファイル付与部９は、被加工物２の圧延されるべき所望の外形状に対応する突出領域と陥凹領域とを伴うプロファイル外形状を有する。この図示の例において、プロファイル付与部９は、ネジ３のネジ山１０を圧延するのに役立つ。しかしながら、プロファイル付与部は、異なる幾何学的形状を有することもでき、他の外輪郭を圧延するのに役立ち得る。

プロファイル部分７は、基礎本体６に接続するための接続部１１を更に有する。接続部１１は、プロファイル付与部９の反対側に配置され、実質的にプロファイル付与部から距離を隔ててプロファイル付与部と平行に延在する。基礎本体６は、プロファイル部分７の接続部１１に対する接続のための対応する接続部１２を有する。接続部１２の反対側に、基礎本体６は、圧延機１で締結するための締結部２０を有する。

図示の例において、２つの接続部１１，１２、したがってプロファイル部分７及び基礎本体６は、接続技術（図示せず）によって互いに接続される。この接続技術は、以下で更に説明されるように、負圧、磁力、形状嵌合、及び／又は、スプリング力の形態を成す。

図示の例において、プロファイル部分７は、基礎本体６よりも薄い厚さを有する。その厚さは、基礎本体６の厚さの半分よりも薄い。

図１に矢印１３によって象徴的に示されるように、この場合、上側圧延工具５は位置的に固定されており、また、下側圧延工具５は、移動可能に配置されて、矢印１３の方向に駆動される。ここで、矢印１３は、圧延方向２３（より正確には、方向の圧延の向き）に対応している。矢印１３の方向での下側圧延工具５の移動中、被加工物２のブランクがプロファイル付与部９間で受けられ、それに対応して形成される。このタイプの形成は、従来技術においてそれ自体知られており、したがって、以下、ここではこれ以上説明しない。

図２は、基礎本体６とプロファイル部分７との間の第１の具体的なタイプの接続を示す。この場合、接続は、負圧を印加することによって実現される。この目的のため、基礎本体６は１つ以上の負圧ダクト１７を有する。負圧ダクト１７は、プロファイル部分７の接続部１１に圧力的に接続され、その結果、負圧ダクトは、プロファイル部分７に対して所望の負圧作用を及ぼして、それに伴う接続作用を及ぼす。

図２では、プロファイル付与部９の外形状が明確に分かる。接続部１１，１２がそれぞれ平面として形成されることが更に明らかである。

図３は圧延機１の更なる実施形態を示し、この実施形態では、基礎本体６が圧延機１の一部である。この場合、接続部１１，１２間の接続は、先と同様に、負圧ダクト１７を介して広がる負圧によって実現される。

図４は、負圧接続を実現するための負圧接続部２１を有する圧延機１の実施形態の更なる詳細を示す。圧延機１は、負圧ライン１９を介して負圧接続部２１に接続される負圧源１８を有する。負圧接続部２１は負圧ダクト１７に接続される。負圧は、圧延工具５の基礎本体６とプロファイル部分７との間の所望の接続が達成されるように、負圧源１８、負圧ライン１９、負圧接続部２１、及び、負圧ダクト１７を介してもたらされる。

図５は、ネジ３の形態を成す被加工物２及びプロファイル付与部９がより良く見えるように右から図１に係る圧延機１の図を示す。しかしながら、図１と比べると、ここでは、接続技術が示される。ネジ３のネジ山１０の形成を示すことができるように圧延動作において時間的に後期にとられる位置も示される。ネジ山１０は、ネジ山にとって典型的なピッチが図面において考慮に入れられなかったという点において簡略的形態で示されている。しかしながら、関与するものがピッチを伴う標準的なネジ山であることが分かる。図２及び以下の図の例示の対応する態様に関しては、繰り返しを避ける目的で、図１の前述の説明を参照されたい。

この例において、圧延工具５のそれぞれは、マグネットホルダ２４として形成される接続手段を有する。マグネットホルダ２４は、基礎本体６の対応する切り欠き内に配置される複数のマグネット２５を有する。マグネット２５は、基礎本体６と関連するプロファイル部分７との間に所望の浮動装着を確保する。ここで、基礎本体６は、圧延機に組み込まれるという意味で圧延機１の一部として、又は、圧延機１に対する付加部として形成され得る。

図６は、圧延機１の圧延工具５の更なる例示的実施形態を示す。この場合、基礎本体６とプロファイル部分７との間の接続は、先と同様に、マグネットホルダ２４によって実現される。しかしながら、これらは、ここではディスクスプリング３２として形成されるスプリング３１によって補完される。ディスクスプリングは、特にネジ接続によって基礎本体６に締結される。しかしながら、ディスクスプリングを他の適したスプリング３１にすることもできる。このようにすると、プロファイル部分７が圧延方向２３に対して垂直な平面内で基礎本体６に対して移動できるように所望の遊びが実現される。

図７は、圧延機１の圧延工具５の更なる例示的実施形態を示す。この場合、基礎本体６とプロファイル部分７との間の接続は、２つの形状嵌合接続要素２９によって実現される。ここで関与するものは、溝と舌部との間に（誇張して示される）遊び３３を有する舌部・溝接続部３０である。したがって、結果として、プロファイル部分７が移動軸Ｚに沿って圧延方向２３に対して垂直な平面内で基礎本体６に対して移動できるように隙間嵌めが生じる。ここで、プロファイル部分７は、スプリング３１によって基礎本体６に保持される。

図８，９，１０は、浮動装着によって達成される自動調整をより正確に説明するために一対の圧延工具５の圧延工具５間の異なる相対位置を示す概略図である。図示の例では、右側に示されるプロファイル部分７だけが、浮動装着され、したがって位置合わせを実行する。しかしながら、両方のプロファイル部分７が浮動装着されて共同して位置合わせを実行することも想定し得る。図には、圧延動作中に生じる力成分が矢印によって示される。プロファイル部分７が互いに正確に位置合わせされた状態では、水平力２６だけが生じる。

図８において明らかなように、ネジ山１０と右側に示されるプロファイル部分７のプロファイル付与部９（破線参照）との間には、ずれが存在する。このずれは移動軸Ｚに関係する。水平力２６に加えて、上方に向けられるトラッキングエラー力２７が存在し、それにより、斜め上方に向けられる合力２８がもたらされる。圧延動作がこの相対的な位置合わせを伴って継続された場合には、ネジ３のネジ山１０が不正確に形成される。

図９は、他の種類のトラッキングエラーを示す。この場合、トラッキングエラー力２７が下方に向けられる。したがって、水平力２６とこのトラッキングエラー力２７とが斜め下方に向けられる合力２８をもたらす。この位置合わせもネジ山１０の不正確な形成を引き起こす。

しかしながら、図１０は、ここでは、右側に示されるプロファイル部分７の浮動装着に起因して自動的に生じる一対の圧延工具５のプロファイル部分７の位置を示す。圧延プロセスの過程で、一対の圧延工具５のプロファイル部分７が互いに自動的に位置合わせされる。これは、移動軸Ｚに沿う図９に示される平面内で浮動装着により与えられる並進自由度に起因して可能である。この移動軸Ｚは、圧延方向２３に対して垂直に延びる。したがって、トラッキングエラーがもはや何ら存在せず、そのため、水平力２６が同時に合力２８に対応し、ネジ山１０が正確に形成される。

図１１は、一対の圧延工具５の更なる例示的実施形態を示す。この場合、圧延工具５は、平行六面体又は板形状の圧延ジョーとして形成されず、円筒状のローラとして形成される。これらのローラは、ここでも先と同様に、例えば、ネジ３のネジ山１０を形成する。ネジ山１０の例示に関しては、図２に関して先に示した記述を参照されたい。この例において、接続部１１，１２は、互いに適した態様で接続される円筒面である。この図面では、移動可能な接続が更に例示されない。しかしながら、この点においては、先に示された記述を同様に参照されたい。

図１２及び図１３は、図８からの圧延工具５のうちの１つを２つの異なる図で示す。ここでは、接続部１１，１２の円筒形態が特に明らかである。

図１４は、圧延工具５の更なる例示的実施形態の概略平面図を示す。この場合、圧延工具は移動ドライブ３４を有する。移動ドライブ３４は、モータ３５、モータコントローラ３６、移動センサユニット３７、及び、結合要素３８を有する。移動ドライブ３４は、プロファイル部分７と基礎本体６との間の相対移動を電動態様でサポートする役目を果たす。結合要素３８はプロファイル部分７に対して動作可能に接続される。モータ３５は、結合要素３８を回転駆動又は前後に並進駆動させる。この移動は、結合要素３８によってプロファイル部分７に伝えられ、したがって、基礎本体６に対するプロファイル部分７の所望の並進移動をもたらす。

移動ドライブ３４は移動センサユニット３７を有する。移動センサユニット３７は、圧延動作によって自動的にもたらされるプロファイル部分７と基礎本体６との間の相対移動を検出して、前記相対移動を増大させる。トラッキングエラー力がもはや存在しない又は限られた値が突出していると直ちに、モータ３５がＯＦＦに切り換えられる。トラッキングエラー力がその方向の向きを変えれば、モータ３５の方向の回転の向きが逆にされる。

図１５は、図１４に係る圧延工具５の結合要素３８とプロファイル部分７との間の接続を概略的に示す。

図１６は、幾何学的状態を説明するために新規な圧延工具５の例示的実施形態の斜視図を示す。ここで、左側の圧延工具５は移動可能であり、右側の圧延工具５は固定される。移動軸Ｚが圧延工具５とネジ３の形態を成す被加工物２とに対してどのように延びているのかが明らかに分かる。

１ 圧延機
２ 被加工物
３ ネジ
４ マウント
５ 圧延工具
６ 基礎本体
７ プロファイル部分
８ 径方向
９ プロファイル付与部
１０ ネジ山
１１、１２ 接続部
１３ 矢印
１７ 負圧ダクト
１８ 負圧源
１９ 負圧ライン
２０ 締結部
２１ 負圧接続部
２２ 接続手段
２３ 圧延方向
２４ マグネットホルダ
２５ マグネット
２６ 水平力
２７ トラッキングエラー力
２８ 合力
２９ 形状嵌合接続要素
３０ 舌部・溝接続部
３１ スプリング
３２ ディスクスプリング
３３ 遊び
３４ 移動ドライブ
３５ モータ
３６ モータコントローラ
３７ 移動センサユニット
３８ 結合要素

Claims (15)

1. 圧延工具（５）であって、
   前記圧延工具（５）を圧延機（１）に締結するための基礎本体（６）と、
   圧延されるべき被加工物（２）の成形処理のためのプロファイル部分（７）と、
   を有し、前記基礎本体（６）及び前記プロファイル部分（７）は、マルチピース形態を成すとともに、それらを互いに接続して互いから非破壊的に分離できるように設計される、圧延工具（５）において、
   前記基礎本体（６）及び前記プロファイル部分（７）は、それらの相互接続位置において、専らそれらの間の静止摩擦に打ち勝つだけで圧延方向（２３）に対して垂直な平面内で互いに対して移動可能に装着されることを特徴とする圧延工具（５）。
2. 前記圧延方向（２３）に対して垂直な平面内での１つの軸のみに沿う可動性の度合いは、少なくとも０．１ｍｍ、特に０．１ｍｍ〜０．３ｍｍ、特に０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ、特に約０．１ｍｍであることを特徴とする請求項１に記載の圧延工具（５）。
3. 前記プロファイル部分（７）は、ピッチを伴うネジ付きの圧延部分として設計され、前記圧延方向（２３）に対して垂直な平面内での１つの軸のみに沿う可動性の度合いは、前記ピッチの少なくとも５％、特に少なくとも８％、特に少なくとも１０％、特に５％〜１５％、特に約１０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の圧延工具（５）。
4. 前記基礎本体（６）及び前記プロファイル部分（７）は、それらの相互接続位置において、１つの軸、すなわち、移動軸（Ｚ）のみに沿って前記圧延方向（２３）に対して垂直な平面内で互いに対して移動可能に装着されることを特徴とする請求項１から３の少なくとも一項に記載の圧延工具（５）。
5. 前記プロファイル部分（７）が長さ（Ｌ）及び幅（Ｂ）を有し、前記圧延方向（２３）が前記プロファイル部分（７）の前記長さ（Ｌ）と平行に延在し、前記移動軸（Ｚ）が前記プロファイル部分（７）の前記幅と平行に延在することを特徴とする請求項４に記載の圧延工具（５）。
6. 前記移動軸（Ｚ）は、前記圧延工具（５）で受けられる圧延されるべき被加工物（２）の長手方向軸に対応することを特徴とする請求項４又は５に記載の圧延工具（５）。
7. 前記基礎本体（６）及び前記プロファイル部分（７）は、相対移動後にそれらがリセット手段、例えばスプリングによって元の開始位置へと付勢されないように互いに対して移動可能に接続されることを特徴とする請求項１から６の少なくとも一項に記載の圧延工具（５）。
8. 前記圧延機（１）内での前記圧延工具（５）の動作位置において、前記基礎本体（６）及び前記プロファイル部分（７）は、負圧、磁力、及び／又は、スプリング力によってそれらを互いに接続できるように設計されることを特徴とする請求項１から７の少なくとも一項に記載の圧延工具（５）。
9. 前記プロファイル部分（７）は、前記基礎本体（６）よりも薄い厚さ及び／又は１０ｍｍ以下の厚さを有することを特徴とする請求項１から８の少なくとも一項に記載の圧延工具（５）。
10. 前記プロファイル部分（７）の最大厚さ、すなわち、前記プロファイル部分（７）の最も厚いポイントでの厚さは、４ｍｍ〜１０ｍｍ、特に４ｍｍ〜８ｍｍであることを特徴とする請求項１から９の少なくとも一項に記載の圧延工具（５）。
11. 前記プロファイル部分（７）は、圧延されるべき前記被加工物（２）の径方向（８）で見て前記基礎本体（６）上に配置され、及び／又は、
    前記プロファイル部分（７）は、圧延されるべき前記被加工物（２）の成形処理のためのプロファイル付与部（９）と、前記基礎本体（６）に接続するための接続部（１１）とを有し、及び／又は、
    前記基礎本体（６）は、圧延されるべき前記被加工物（２）の成形処理のためのプロファイル付与部を有さないが、圧延機（１）に締結するための締結部（２０）と、前記プロファイル部分（７）に接続するための接続部（１２）とを有し、及び／又は、
    前記圧延工具（５）が圧延ジョーとして設計される、
    ことを特徴とする請求項１から１０の少なくとも一項に記載の圧延工具（５）。
12. 圧延工具（５）のためのプロファイル部分（７）であって、圧延されるべき被加工物（２）の成形処理のためのプロファイル付与部（９）と、前記圧延工具（５）の別個の基礎本体（６）に接続するための接続部（１１）とを有する、プロファイル部分（７）において、
    前記プロファイル部分（７）の最大厚さ、すなわち、前記プロファイル部分（７）の最も厚いポイントでの厚さが４ｍｍ〜１０ｍｍであることを特徴とするプロファイル部分（７）。
13. 前記プロファイル部分（７）が、請求項１から１１の少なくとも一項に記載の特徴を有することを特徴とする請求項１２に記載のプロファイル部分（７）。
14. 請求項１から１１の少なくとも一項に記載の圧延工具（５）を有する圧延機（１）。
15. 圧延機（１）であって、
    圧延工具（５）を有し、前記圧延工具（５）は、前記圧延機（１）に前記圧延工具（５）を締結するための基礎本体（６）を伴うとともに、圧延されるべき被加工物（２）の成形処理のためのプロファイル部分（７）を伴い、
    前記基礎本体（６）及び前記プロファイル部分（７）は、マルチピース形態を成すとともに、それらを互いに接続して互いから非破壊的に分離できるように設計される、圧延機（１）において、
    前記プロファイル部分（７）を負圧によって前記基礎本体（６）に接続して前記基礎本体から非破壊的に分離できるように設計されて配置される負圧接続部（２１）を有し、前記基礎本体（６）及び前記プロファイル部分（７）は、それらの相互接続位置において、前記圧延方向（２３）に対して垂直な平面内で互いに対して移動可能に装着され、又は、
    前記プロファイル部分（７）を磁力によって前記基礎本体（６）に接続して前記基礎本体から非破壊的に分離できるように前記基礎本体（６）の切り欠き内に配置される複数のマグネット（２５）を有し、前記基礎本体（６）及び前記プロファイル部分（７）は、それらの相互接続位置において、圧延方向（２３）に対して垂直な平面内で互いに対して移動可能に装着される、
    ことを特徴とする圧延機（１）。

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