(57)【要約】【課題】駆動軸とロールとの間の結合部の摩耗を大幅に低減し、これにより装置の耐用期間を延長し、ひいては運転コストを低減する。【解決手段】回転軸線（ａ）周りに回転可能な駆動軸（２）と、駆動軸（２）に固定される工具（３）、特にロールと、を備え、駆動軸（２）と工具（３）との間に形状結合部（４）、特に歯付き軸継手が設けられており、形状結合部（４）により駆動軸（２）のトルクが工具（３）に伝達可能である、ワークを変形加工する装置（１）において、形状結合部（４）は、第１の軸方向区分（５）にわたって延在し、第１の軸方向区分（５）外に第２の軸方向区分（６）が存在し、第２の軸方向区分（６）内に駆動軸（２）及び工具（３）は、半径方向力を伝達するように形成され互いに協働する第１の柱状の嵌合面（７，８）を有するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークを変形加工する装置（１）であって、
回転軸線（ａ）周りに回転可能な駆動軸（２）と、
該駆動軸（２）に固定される工具（３）、特にロールと、
を備え、前記駆動軸（２）と前記工具（３）との間に形状結合部（４）、特に歯付き軸継手が設けられており、該形状結合部（４）により前記駆動軸（２）のトルクが前記工具（３）に伝達可能である、ワークを変形加工する装置（１）において、
前記形状結合部（４）は、第１の軸方向区分（５）にわたって延在し、該第１の軸方向区分（５）外に第２の軸方向区分（６）が存在し、該第２の軸方向区分（６）内に前記駆動軸（２）及び前記工具（３）は、半径方向力を伝達するように形成され互いに協働する第１の柱状の嵌合面（７，８）を有することを特徴とする、ワークを変形加工する装置。
【請求項２】
前記形状結合部（４）は、前記回転軸線（ａ）に対して、前記第１の柱状の嵌合面（７，８）と前記回転軸線（ａ）との間の半径方向の間隔（ｒ２）より小さな半径方向の間隔（ｒ１）を置いて配置されている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第１の軸方向区分（５）及び前記第２の軸方向区分（６）外に第３の軸方向区分（９）が存在し、該第３の軸方向区分（９）内に前記駆動軸（２）及び前記工具（３）は、半径方向力を伝達するように形成され互いに協働する第２の柱状の嵌合面（１０，１１）を有する、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記第１の軸方向区分（５）は、前記第２の軸方向区分（６）と前記第３の軸方向区分（９）との間に配置されており、好ましくは潤滑剤が、前記第２の軸方向区分（６）と前記第３の軸方向区分（９）との間の領域に収容されている、請求項３記載の装置。
【請求項５】
前記工具（３）の前記第２の柱状の嵌合面（１１）は、前記工具（３）内に配置されているスリーブ（１２）により形成される、請求項３又は４記載の装置。
【請求項６】
前記スリーブ（１２）は、プレスばめにより前記工具（３）の孔（１３）内に嵌合されており、該プレスばめは、特に収縮プロセスにより形成されている、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記形状結合部（４）は、前記回転軸線（ａ）に対して、前記第２の柱状の嵌合面（１０，１１）と前記回転軸線（ａ）との間の半径方向の間隔（ｒ３）より大きな半径方向の間隔（ｒ１）を置いて配置されている、請求項３から６までのいずれか１項記載の装置。
【請求項８】
前記形状結合部（４）及び／又は前記第１の柱状の嵌合面（７，８）の少なくとも一方及び／又は前記第２の柱状の嵌合面（１０，１１）の少なくとも一方に、耐摩耗性のコーティングが施されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記駆動軸（２）に設けられた中央ねじ山（１４）内にタイロッド（１５）が螺入されており、該タイロッド（１５）は、前記駆動軸（２）に前記工具（３）を軸方向で固定する目的で、フランジ状に拡径された区分（１６）でもって、前記工具（３）の端面側に配置された当接面（１７）、特にスリーブ（１２）の端面を押圧する、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
前記フランジ状に拡径された区分（１６）に複数のねじ（１８）、特にグラブねじが配置されており、該ねじ（１８）は、前記フランジ状に拡径された区分（１６）内に設けられたねじ山付き孔内に螺入されており、該ねじ（１８）は、軸方向の一端で、前記工具（３）の端面側に配置された当接面（１７）、特にスリーブ（１２）の端面を押圧する、請求項９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワーク（被加工物）を変形加工する装置であって、回転軸線周りに回転可能な駆動軸と、駆動軸に固定される工具、特にロールと、を備え、駆動軸と工具との間に形状結合部（ｆｏｒｍｓｃｈｌｕｅｓｓｉｇｅ  Ｖｅｒｂｉｎｄｕｎｇ：形状による束縛）、特に歯付き軸継手あるいは溝付き軸継手が設けられており、形状結合部により駆動軸のトルクが工具に伝達可能である、ワークを変形加工する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の装置において、工具、特にロールを駆動軸に着脱自在に固定することは重要である。使用中、駆動軸の高いトルクをロールに伝達しなければならないので、歯付き軸継手を駆動軸とロールとの間に介在させることが公知である。この種の歯付き軸継手は、機械工学の分野において以前から公知であり、慣用されている。この形状結合部の構造については、ＤＩＮ５４８０及びＤＩＮ５４６６に規定されている。
【０００３】
歯付き軸継手を駆動軸とロールとの間に使用すると、好ましくは、一方ではトルクを伝達することができ、他方では歯付き軸継手のコンセプトに基づいて半径方向力も伝達することができる。このことは、ワークの圧延時に極めて重要である。
【０００４】
つまり、請求項１の前提部に記載するような形式の変形加工工具の場合、現在、駆動軸とロールとの間の結合部は、嵌合歯列（Ｐａｓｓｖｅｒｚａｈｎｕｎｇ）あるいはスプラインを介して形成される。圧延力及び圧延モーメントは、小さな組付けスペースを介して伝達される。さらに、迅速かつ簡単なロール交換は、加工の高い経済性を保証するために、大きな意義を有している。歯付き軸継手の使用は、この関連において実証されている。
【０００５】
一方、駆動軸にロールを結合する上述の使用事例において、この結合部に高い摩耗が生じることは欠点である。その結果、耐用期間が過ぎた後、構成部材は、半径方向力及びトルクの伝達を高信頼性に行うことができるように、交換されなければならない。すなわち、比較的狭小の取付けスペースにおいて、半径方向力及びトルクが伝達されなければならず、このことは、摩耗のしやすさに関して相応の問題を惹起する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
それゆえ本発明の課題は、冒頭で述べた形態の装置を改良して、上述の欠点に関して対策を講じることである。つまり、駆動軸とロールとの間の結合部の摩耗が大幅に低減され、これにより装置の耐用期間が延長され、ひいては運転コストが相応に低減されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明に係るワークを変形加工する装置では、形状結合部、特に歯付き軸継手が、第１の軸方向区分にわたって延在し、第１の軸方向区分外に第２の軸方向区分が存在し、第２の軸方向区分内に駆動軸及び工具が、半径方向力を伝達するように形成され互いに協働する第１の柱状の嵌合面を有するようにした。
【０００８】
これにより、歯付き軸継手は、半径方向力から解放され、今やトルクのみを伝達すればよい。
【０００９】
その際、好ましい態様において、形状結合部は、回転軸線に対して、第１の柱状の嵌合面と回転軸線との間の半径方向の間隔より小さな半径方向の間隔を置いて配置されている。
【００１０】
好適には、第１の軸方向区分及び第２の軸方向区分外に第３の軸方向区分が存在し、第３の軸方向区分内に駆動軸及び工具が、半径方向力を伝達するように形成され互いに協働する第２の柱状の嵌合面を有する。その際、好ましくは、第１の軸方向区分が、第２の軸方向区分と第３の軸方向区分との間に配置されている。好ましくは、第２の軸方向区分と第３の軸方向区分との間にあって、歯付き軸継手を備える第１の軸方向区分が存在する空間内に、潤滑剤が施されていてよい。これにより、歯付き軸継手に最適に潤滑剤を供給することができる。
【００１１】
工具の第２の柱状の嵌合面は、工具内に配置されているスリーブにより形成されてもよい。その際、好ましい態様において、スリーブは、プレスばめにより工具の孔内に配置されている。プレスばめは、好ましくは収縮ばめにより形成される。
【００１２】
好ましい態様において、形状結合部は、回転軸線に対して、第２の柱状の嵌合面と回転軸線との間の半径方向の間隔より大きな半径方向の間隔を置いて配置されている。これにより、組立て及び取外しは、容易に可能となる。
【００１３】
好ましい態様において、形状結合部、第１の柱状の嵌合面の少なくとも一方あるいは第２の柱状の嵌合面の少なくとも一方に、耐摩耗性のコーティングが施されている。
【００１４】
駆動軸に設けられた中央ねじ山内にタイロッドが螺入されていてもよい。タイロッドは、駆動軸に工具を軸方向で固定する目的で、フランジ状に拡径された区分でもって、工具の端面側に配置された当接面を押圧する。この端面側の当接面は、特にスリーブの端面であってもよい。フランジ状に拡径された区分に複数のねじ、特にグラブねじが配置されていてもよい。ねじは、フランジ状に拡径された区分内に設けられたねじ山付き孔内に螺入されており、ねじは、軸方向の一端で、工具の端面側に配置された当接面、特にスリーブの端面を押圧する。
【００１５】
圧延品を変形加工する圧延装置を、提案したように形成することで、駆動軸と工具との間の結合部の摩耗が大幅に低減可能であることは、極めて有利である。一方ではトルク伝達の機能と、他方では半径方向力伝達の機能とは、互いに切り離されている。半径方向力を除いたことで、歯付き軸継手は、明らかに低い摩耗で、高いトルクを伝達することができる。
【００１６】
耐摩耗性の表面被覆の形成と、最適な潤滑剤の使用とは、摩耗の低減を促進する。
【００１７】
さらに好ましくは、遊びなしの軸方向の固定が予定されており、この遊びなしの軸方向の固定も、装置の摩耗を最小化するために寄与する。
【００１８】
これにより、摩耗の明らかな減少、ひいては装置又はその部材の寿命あるいは耐用期間の著しい延長が得られる。
【００１９】
提案する工具は、特に、熱間変形加工において使用される。それというのも、熱間変形加工において、上述の利点が特に有効であるからである。
【００２０】
本発明の提案は、今や別の嵌合面を介した横方向力（すなわち半径方向力）の伝達を可能にする。軸方向力は、横方向力から絶縁されてタイロッド（ねじ山付きピン）を介して伝達される。一方、駆動軸とロールとの間のトルクの伝達は、専ら歯付き軸継手により実施される。歯付き軸継手は、しかし、本発明によれば専らトルクを伝達すればよく、他の力、特に半径方向力から解放される。このことは、耐用期間の、企図される明らかな延長につながる。
【００２１】
装置の潤滑も重要な観点である。適当な潤滑剤の選択、特に装置の高負荷領域の表面コーティングとの関連での適当な潤滑剤の選択により、摩耗はさらに大きく低減され得る。
【発明の効果】
【００２２】
上述のような本発明の構成により、駆動軸とロールとの間の結合部の摩耗を大幅に低減し、これにより装置の耐用期間を延長し、ひいては運転コストを相応に低減することができる。
【００２３】
図面に本発明の一実施の形態を示し、以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】駆動軸と、駆動軸に固定されるロールとを備えるワークを変形加工する装置の径方向部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１は、（図示しない）ワークあるいは圧延品を変形加工する装置１を示している。装置１は、回転軸線ａ周りに回転可能な駆動軸２を有している。駆動軸２の軸方向の端部には、ロールとして形成された工具３が取り付けられている。この取付けは、着脱自在であるため、ロールは、駆動軸２から取り外され、他のロールと交換されることもできる。
【００２６】
駆動軸２とロール３との間の結合部は、トルクが駆動軸２からロール３に伝達されるとともに、回転軸線ａに関して半径方向力及び軸方向力が伝達され得るように形成されている。その際、上述の結合部は、回転軸線ａ周りのトルクの伝達と、駆動軸２とロール３との間の半径方向力の伝達と、駆動軸２とロール３との間の軸方向力の伝達とが、それぞれ別々に、互いに絶縁された形で実施され得るように形成されている。
【００２７】
すなわち、トルクを伝達するために、駆動軸２とロール３とは、歯付き軸継手の形態の形状結合部４を有している。その際、歯付き軸継手４は、第１の軸方向区分５にわたって延在し、第１の軸方向区分５は、その延在長さに関して、必要なトルクが高信頼性に伝達され得るように選択されている。その際、歯付き軸継手４は、半径方向力及び軸方向力から完全に解放されている。
【００２８】
半径方向力は、２つの別の軸方向区分、具体的には第２の軸方向区分６と第３の軸方向区分９とを介して伝達される。これらの両区分６，９には、それぞれ、互いに所定の公差を伴って形成されている柱状の嵌合面が、駆動軸２とロール３とに配置されているので、半径方向力の所定の伝達が可能である。
【００２９】
つまり、駆動軸２は、第２の軸方向区分６に第１の柱状の嵌合面７を有し、この第１の柱状の嵌合面７は、工具３の第１の柱状の嵌合面８と協働する。また、駆動軸２は、第３の軸方向区分９に第２の柱状の嵌合面１０を有し、この第２の柱状の嵌合面１０は、工具３の第２の柱状の嵌合面１１と協働する。
【００３０】
第３の軸方向区分９の領域において、第２の柱状の嵌合面１１が、ロール２内に設けられた孔１３内に装入されたスリーブ１２によって形成されることが看取可能である。より正確に言うと、スリーブ１２は孔１３内に、熱収縮プロセスによって固定されている。
【００３１】
最後に、軸方向力の伝達は、やはりトルク伝達と半径方向力伝達から絶縁された形で、タイロッド１５により実施される。タイロッド１５は、駆動軸２に設けられた中央ねじ山１４内にねじ山区分でもって螺入されている。タイロッド１５は、その軸方向の一端にフランジ状に拡径された区分１６を有している。拡径された区分１６は、ロール３の、端面側に配置された当接面１７に当接するように形成されている。具体的には、端面側の当接面は、スリーブ１２の端面により形成される。
【００３２】
駆動軸２におけるロール３の遊びなしの軸方向の固定を達成するために、フランジ状に拡径された区分１６は、その周囲にわたって複数のねじ山付き孔を有している。これらのねじ山付き孔内には、グラブねじ１８が螺入されている。グラブねじ１８は、その軸方向の一端がスリーブ１２の端面に、十分なプリロードをともなって当接するまで締められる。
【００３３】
さらに看取可能であるように、歯付き軸継手４の半径方向の間隔ｒ１は、第１の軸方向区分５に設けられた第１の柱状の嵌合面７，８の半径方向の間隔ｒ２より小さい。
【００３４】
また、歯付き軸継手４の半径方向の間隔ｒ１は、第３の軸方向区分５に設けられた第２の柱状の嵌合面１０，１１の半径方向の間隔ｒ３より大きい。
【００３５】
スリーブ１２を収縮ばめすることにより、ロール３内に歯付き軸継手４の歯形を形成する際の問題のない可能性が生じる。すなわち、歯形は、スリーブ１２の収縮ばめ前に簡単に形成、例えばフライス削り及び研削により形成され得る。これは、スリーブ１２がなければ、このために必要な工具を逃がす余地が存在するからである。次いでスリーブ１２が装入（収縮ばめ）され、これによりロール３は使用可能な状態になる。
【００３６】
装置１の運転中に負荷がかかるすべての面は、コーティングされてもよい。その結果、長い耐用期間を実現可能である。第２の軸方向区分６と第３の軸方向区分９との間の空間に潤滑剤を収容してもよく、その結果、歯付き軸継手は、最適な潤滑条件下で作業可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ワークを変形加工する装置、  ２  駆動軸、  ３  工具、  ４  形状結合部（歯付き軸継手）、  ５  第１の軸方向区分、  ６  第２の軸方向区分、  ７  駆動軸の第１の柱状の嵌合面、  ８  工具の第１の柱状の嵌合面、  ９  第３の軸方向区分、  １０  駆動軸の第２の柱状の嵌合面、  １１  工具の第２の柱状の嵌合面、  １２  スリーブ、  １３  孔、  １４  中央ねじ山、  １５  タイロッド、  １６  フランジ状に拡径された区分、  １７  端面側に配置された当接面、  １８  ねじ、  ａ  回転軸線、  ｒ１  半径方向の間隔、  ｒ２  半径方向の間隔、  ｒ３  半径方向の間隔
【図１】
2014000606.tif 000003