JP5270587B2 - 予め穿孔された中空ブロックから管状の長い工作物を製造する方法および装置 - Google Patents

Description

この発明は、中空ブロックがブロックマニピュレーターにより捕捉されて、鍛造機の作業領域にもたらされ、鍛造機における中空ブロックの鍛造の前にマンドレルバーに配置されたマンドレルが中央孔を通してブロックマニピュレーター内を軸方向に通して、さらに中空ブロックの内孔に押込まれる様式の、予め穿孔された中空ブロックから管状の長い工作物を製造する方法に関する。さらに、この発明は、予め穿孔された中空ブロックから管状の長い工作物を製造する装置に関する。

そのような方法態様並びに相応する装置は先行技術において知られている。予め穿孔された中空ブロックがブロックマニピュレーターにより鍛造機にもたらされることにより、管状工作物が鍛造によって中空ブロックから製造され、その際中空ブロックが鍛造機において、マンドレルバーの軸方向端部に設けられているか或いは固定されているマンドレル上で鍛造される。

鍛造機は、中空ブロックに半径方向で作用する複数の工具或いは鍛造ジョーを有する。装填側に、即ち鍛造機の手前に、例えば旋回によって供給された、即ち装填された中空ブロックは、ブロックマニピュレーターにより捕捉され、ドイツ特許出願公開第４０１６５３４号明細書（特許文献１）から知られているように、例えばトングによって保持される。鍛造操作するためにブロックマニピュレーターにより保持された中空ブロックには、終端側に配置されたマンドレルを備えるマンドレルバーが調整駆動手段により軸方向に負荷されることによりブロックマニピュレーターの中空軸（中央孔）を通して移行される。

この場合には、マンドレルの中空ブロックへの調心状態での導入が大きな問題となる。何故なら、特にマンドレルバーの長さが長いことから撓み生じるのが抑えられるからである。

ドイツ実用第２０００７６８２号明細書（特許文献２）から、マンドレルバーを工作材の軸方向の支持と回転連行するように設けられて回転且つ軸方向摺動自在に固定ヘッドハウジングに支承された収容装置に案内することが知られていた。収容装置はマンドレルバーの案内部分を収容するブッシュが回転強固に配置されている案内スリーブを有する。この解決手段では、マンドレルバーガイドが非常に費用をかけて形成されることが欠点であり、それは相応する費用を引き起こす。

ドイツ特許出願公開第４０１６５３４号明細書 ドイツ実用第２０００７６８２号明細書

それ故に、この発明の根底をなす課題は、簡単な形式で中空ブロックへのマンドレルの中心挿入を可能として、その際にマンドレルバーの撓みを大幅に排除する方法と装置を提供することである。

この課題は、この方法による発明により、マンドレルバーが少なくとも一つの芯合せ部材を有し、この芯合せ部材の外径がブロックマニピュレーターの中央孔の内径より僅かに小さいか、或いは内径と同じであり、そしてマンドレルバーの外径が芯合せ部材の外径より小さく、マンドレルバーは、芯合せ部材の外周とブロックマニピュレーターの中央孔の間の接触が存在し、且つマンドレルバーとブロックマニピュレーターの中央孔の間の接触が存在しないように、ブロックマニピュレーターの中央孔を通して案内されることによって解決される。

この際に、芯合せ部材は特に鍛造機での全鍛造過程中に軸方向に中空ブロックの外部と中空軸の内部に保持されている。

中空ブロックの内孔及び／又はマンドレルが好ましくは中空ブロックの内孔へマンドレルを導入する前に潤滑剤或いは剥離剤を有している。

中空ブロックの内孔及びマンドレルは、中空ブロックの内孔へのマンドレルの軸方向押込みの際に且つ鍛造過程前にマンドレルと中空ブロックの内孔の間の接触を生じないように、直径が整合されている。

予め穿孔された中空ブロックから管状の長い工作物を製造する装置は、中空ブロックを捕捉して軸方向摺動させるように形成されている中央孔を備えるブロックマニピュレーターと、鍛造機と、ブロックマニピュレーターの中央孔を通して軸方向貫通させ且つ中空ブロックの内孔に軸方向導入させるためのマンドレルバーに配置されたマンドレルを備えるマンドレルバーとを包含する。この装置は、この発明によると、マンドレルバーが少なくとも一つの芯合せ部材を有し、この芯合せ部材の外径がブロックマニピュレーターの中央孔の内径より僅かに小さいか、或いはその内径と同じであり、そしてマンドレルバーの外径が芯合せ部材の外径より小さいことを特徴とする。

芯合せ部材は、好ましい実施態様により少なくとも二つの部分で形成されていて、少なくとも二つの部分が同心円状に互いに配置されている。特に、内部位置する部材が半径方向断面で凸状に形成された外周を有し、この外周が半径方向断面で対応して凹状に形成された内周を有する外部に位置する部分に当接するように構成されている。芯合せ部材はその外周に少なくとも一つの斜角面を備え得る。

芯合せ部材はマンドレルバー上に両側で軸方向に固定要素によって固定される。

中空ブロックの内孔の直径がその鍛造加工前に好ましくはマンドレルの外径より大きい。

マンドレルを備えるマンドレルバーは提案された解決手段により、好ましい様式でブロックマニピュレーターの中空軸に、それにより直接に実施の箇所に芯合せして、そこでマニピュレーター及び／又はマンドレルバーの軸方向調整運動中に調心状態で支持されて中空軸の全長にわたり案内される。

マンドレルバーは、この目的のために芯合せ部材或いは芯合せリングを備えていて、その外径がブロックマニピュレーターの中空軸におよそ内径に一致する。

特に管鍛造の際には、提案された方法態様と装置が好都合に使用される。ブロックマニピュレーターの内部にマンドレルとマンドレルバーの組合せの機能的な調心が行われる。

比較的長いマンドレルバーの撓みは芯合せ部材の使用によって有効に阻止されるか、或いはとにかく著しく低減される。マンドレルは調心状態で中心に中空ブロックに導入され得る。

第一方法状態中の予め穿孔された中空ブロックから管状工作物を製造する装置を概略的に示す。 第二の後の方法状態中の図１による装置を示す。 第三のなお後の方法状態中の図１による装置を示す。 第四のなお後の方法状態中の図１による装置を示す。 第五のなお後の方法状態中の図１による装置を示す。 第六のなお後の方法状態中の図１による装置を示す。 幾分詳述した表示で図１による装置を通る半径方向断面を示す。

図面には、この発明の実施例が図示されている。

図１乃至６には、管状工作物を製造する装置を見ることができ、時間的順序で異なった方法段階が図示されている。

この装置は、中空ブロック１を捕捉しかつ固定する二つ又は四つのトング１３、１４（図５と図６を参照）を有するブロックマニピュレーター２を備えている。ブロックマニピュレーター２は鍛造機３の装填側と向き合っていて、鍛造機では中空ブロック１が外部から中空ブロックに半径方向に作用する鍛造工具１８によって鍛造される。中空ブロック１の内孔７（図７を参照）にマンドレル５が位置決めされて始めて、鍛造工具１８による鍛造が行われる。マンドレル５がマンドレルバー４の軸方向端部に配置されている。それ自体公知の形式でマンドレル５を含むマンドレルバー４が、ブロックマニピュレーター２内の中央孔６（中空軸）を通して案内されて、中空ブロック１がトング１３、１４により保持された状態で、中空ブロックの内孔７に挿入されている。

マンドレルバー４を操作するために、図１に図示した作業出発状態で図示したように、マンドレルバー４はブロックマニピュレーター２の傍で支持体１５上に或いはブロックマニピュレーター２の近くに配置された補助支持体１５’上に置かれる。さらに、マンドレルバー４の傍にマンドレルマニピュレーター１６が配置されていて、その上にマンドレルバー４の回転駆動手段用のスライダ１７が配置されている。図１によると、マンドレルバー４を含めたマンドレル５が支持体１５上に置かれている。

引き続いて、図２によると、マンドレルバー４がマンドレルマニピュレーター１６に固定されていて、それによりマンドレルバー４を含めたマンドレル５が今軸方向にばかりではなく、必要に応じて長手軸線を中心に回転もされる。

図３によると、引き続いて、ブロックマニピュレーター２が戻されて、即ちマンドレルマニピュレーター１６上に到り、マンドレルバー４を含めたマンドレル５をブロックマニピュレーター２の中央孔６に通す（中央孔６がブロックマニピュレーター２の構成部材である中空軸に加工されている）。選択的に、マンドレルマニピュレーター１６自体が駆動手段を有し、管通過を行う。

引き続いて、図４によると、マンドレルマニピュレーター１６がマンドレルバー４を含めたマンドレル５をブロックマニピュレーター２の中央孔６（中空軸）を通して摺動させる。

図５によると、引続き中空ブロック１の旋入が行われる。中空ブロック１がトング１３、１４により捕捉され、固定される、即ちブロックマニピュレーター２が鍛造の準備において中空ブロック１を挟む。

鍛造自体が図６により行われる、即ちブロックマニピュレーター２とマンドレルマニピュレーター１６が鍛造位置に移動される。この場合に、マンドレル５は、これにより鍛造工具１８により鍛造工程が行われるように、中空ブロック１内で軸方向に配置されている。

図１乃至６は、マンドレルバー４を特に共に機械ベッドを形成しているブロック支持体と補助支持体上に置くことから、以下に詳細に述べる芯合わせ部材と共にブロックマニプレータ２の芯合わせ孔（中空軸）に装入し、最後にマンドレルバーの調心された案内が、マニプレータの軸方向の運動及び／又はマンドレルバーとして形成されたマンドレルバー−調節駆動機構が運動した際に、芯合わせ部材を介してマンドレルバー４の引き通しが行われるまでの、時間的順序での、中空ブロック１から成る管状工作物を製造するシーケンス順序を示している。

この場合に、マンドレルバー４が少なくとも一つの芯合せ部材８を有する（実施例において正確に芯合せ部材８を使用している）。この実施例に関する詳細は図７に図示されており、この図には装置の最も重要な部分が示されている。

芯合せ部材８の外径Ｄ_Ｚはブロックマニピュレーター２の中央孔６の内径Ｄ_Ｉより僅かに小さい；あらゆる場合に、外径Ｄ_Ｚは同じ大きさである。マンドレルバー４の外径Ｄ_Ａは芯合せ部材８の外径Ｄ_Ｚより小さい。

それにより、芯合せ部材８の外周とブロックマニピュレーター２の中央孔６の間にのみ接触が存在し、一方、マンドレルバー４とブロックマニピュレーター２の中央孔６の間の接触が生じないように、マンドレルバー４がブロックマニピュレーター２の中央孔６を通して案内される。

支持作用を行う芯合せ部材８の構成が非常に好都合であり、この構成は図７から明らかである。芯合せ部材８は実質的に二つの部分、即ち一つの半径方向の内部分８’と一つの同心円的に配置された半径方向の外部分８”とから成る（組立て技術的理由から、外部分８”を更に分割し、これにより内部分８’上に組み立てることも可能である）。

内部分８’は、図７による半径方向断面に示すように、凸面外周９を有している。対応した凹面に外部分８”が形成されている。この円蓋状の構成は、常に調心された状態の負荷がブロックマニピュレーター２の中央孔６（中空軸）内に存在しているという利点を有する。内部分８’は両軸方向で、固定要素１１と１２によってマンドレルバー４上に固定されている。マンドレルバー４とそれに伴う芯合せ部材８の中央孔６への摺動は、外部分８”に形成されている斜角面１０によって容易に行われる。

中空ブロック１の内孔７へのマンドレル５の導入の際には、マンドレル５とマンドレルバー４の精密な調心状態での案内に基づいて、マンドレル５が内孔７の内壁に接触するのを回避することが可能である。内孔７の壁は通常潤滑剤或いは剥離剤が塗布されているか、或いは潤滑剤或いは剥離剤を有している。それ故に、内孔７へのマンドレル５の導入の際には、図７に図示したように、マンドレルと内孔の間の空隙が残留している。

マンドレルバー４上の芯合せ部材８によって、マンドレルバー４の中空ブロック１の内部での撓みが著しく低減される。

１．．．．．中空ブロック
２．．．．．ブロックマニピュレーター
３．．．．．鍛造機
４．．．．．マンドレルバー
５．．．．．マンドレル
６．．．．．ブロックマニピュレーターの中央孔
７．．．．．中空ブロックの内孔
８．．．．．芯合せ部材
８’．．．．半径方向の内部分
８”．．．．半径方向の外部分
９．．．．．凸面外周
１０．．．．斜角面
１１．．．．固定要素
１２．．．．固定要素
１３．．．．ブロックマニピュレーターのトング
１４．．．．ブロックマニピュレーターのトング
１５．．．．支持体
１５’．．．補助支持体
１６．．．．マンドレルマニピュレーター
１７．．．．スライダ
１８．．．．鍛造工具
１９．．．．機械ベット
Ｄ_Ｚ．．．．芯合せ部材の外径
Ｄ_Ｉ．．．．中央孔の内径
Ｄ_Ａ．．．．マンドレルバーの外径

Claims (8)

1. 中空ブロック（１）がブロックマニピュレーター（２）により捕捉されて、鍛造機（３）の作業領域にもたらされ、鍛造機（３）における中空ブロック（１）の鍛造の前にマンドレルバー（４）に配置されたマンドレル（５）がブロックマニピュレーター（２）内の中央孔（６）を通して軸方向に貫通され、さらに中空ブロック（１）の内孔（７）に押込まれる様式の、予め穿孔された中空ブロックから管状の長い工作物を製造する方法において、
   マンドレルバー（４）が少なくとも一つの芯合せ部材（８）を有し、この芯合せ部材（８）の外径（Ｄ_Ｚ）がブロックマニピュレーター（２）の中央孔（６）の内径（Ｄ_Ｉ）より僅かに小さいか、或いはこの内径と同じであり、そしてマンドレルバー（４）の外径（Ｄ_Ａ）が芯合せ部材（８）の外径（Ｄ_Ｚ）より小さいこと、
   および
   マンドレルバー（４）は、芯合せ部材（８）の外周とブロックマニピュレーター（２）の中央孔（６）との間の接触が存在し、且つマンドレルバー（４）とブロックマニピュレーター（２）の中央孔（６）の間の接触が存在しないように、ブロックマニピュレーター（２）の中央孔（６）を通して案内されること特徴とする方法。
2. 芯合せ部材（８）は全鍛造過程中に鍛造機（３）内で軸方向に中空ブロック（１）の外部と中空軸（４）の内部に保持されていること特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 中空ブロック（１）の内孔（７）及び／又はマンドレル（５）が中空ブロック（１）の内孔（７）へマンドレル（５）を導入する前に潤滑剤或いは剥離剤を備えていること特徴とする請求項１或いは２に記載の方法。
4. 中空ブロック（１）を捕捉して軸方向に摺動させるように形成されている中央孔（６）を備えるブロックマニピュレーター（２）と、鍛造機（３）と、ブロックマニピュレーター（２）内の中央孔（６）を軸方向に貫通して案内するために且つ中空ブロック（１）の内孔（７）に軸方向導入させるために、マンドレルバーに配置されたマンドレル（５）を備えるマンドレルバー（４）とを有する、請求項１から３までのいずれか一つに記載の、予め穿孔された中空ブロック（１）から管状の長い工作物を製造する方法を実施するための装置において、
   マンドレルバー（４）が少なくとも一つの芯合せ部材（８）を有し、この芯合せ部材（８）の外径（Ｄ_Ｚ）がブロックマニピュレーター（２）の中央孔（６）の内径（Ｄ_Ｉ）より僅かに小さいか、或いはその内径と同じであり、そしてマンドレルバー（４）の外径（Ｄ_Ａ）が芯合せ部材（８）の外径（Ｄ_Ｚ）より小さいことを特徴とする装置。
5. 芯合せ部材（８）は少なくとも二つの部分で形成されていて、少なくとも二つの部分が互いに同心円状に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 内部に位置する部材（８’）が半径方向断面で凸状に形成された外周（９）を有し、この外周が半径方向断面で対応して凹状に形成された内周を有する外部に位置する部材（８”）に当接するように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。
7. 芯合せ部材（８）はその外周に少なくとも一つの斜角面（１０）を備えていることを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の装置。
8. 芯合せ部材（８）はマンドレルバー（４）上に両側で軸方向で固定要素（１１、１２）によって固定されていることを特徴とする請求項４乃至７のいずれか一項に記載の装置。

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