(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上半部（２；１０２）と下半部（４；１０４）とで構成されたツール（２，４；１０２，１０４）を用い、各半部の有する通路部分（１０，１２）が隔室（２２，２４）内へと延び、各隔室（２２，２４）が壁部（３０，３２）を有し、ツールの上半部（２；１０２）と下半部（４；１０４）は、接合時に、通路部分が通路（４０，１４０）を形成し、隔室がキャビティ（４４；１４４）を形成し、壁部が壁を形成し、キャビティが通路に通じて通路より大きい断面積を有し、壁が通路と反対側に位置し、
長さＡを有するバー端部に隣接した長さＢを有するバー部分が鍛造温度に加熱されないまま、長さＡを有するバー（４８；１４８）端部（４６；１４６）をバー材料の鍛造温度に加熱し、
長さＡを有するバー（４８；１４８）端部を、ツール（２，４；１０２，１０４）の通路（４０；１４０）に導入し、この端部の長さＡは通路（４０；１４０）及びキャビティ（４４）の全長よりも短く、
長さＡを有するバー端部をキャビティ及び通路内に配することによって長さＡを有するバー（４８；１４８）端部の自由端が壁（４２；１４２）に当接するようにし、バー（４８；１４８）端部に隣接した長さＢを有するバー部分が通路（４０；１４０）の残りの部分内に位置決めされる、
という段階からなるバー端部のアプセット鍛造によるバー頭部の形成方法において、
バー（４８；１４８）に対して壁（４２；１４２）を、長さＡを有するバー（４８；１４８）の加熱した端部（４６；１４６）の方向に移動させ、それによりバー材料がキャビティ（４４；１４４）を満たすまで長さＡを有するバー（４８；１４８）端部をアプセットし、
キャビティ（４４；１４４）の形状を維持しつつツール（２，４；１０２，１０４）をバー（４８；１４８）に対して移動させ、
斯かる移動と同時に、アプセット工程において、通路（４０；１４０）内に位置していて鍛造温度に加熱された長さＡを有するバー（４８；１４８）端部を次第にキャビティ（４４；１４４）へと送給することを特徴とする、バー端部のアプセット鍛造によるバー頭部の形成方法。
【請求項２】
パンチ（５８）を、壁（４２；１４２）の穿孔内をバー（４８；１４８）内方向へと通して、壁（４２；１４２）に面するバー端部に、バー（４８；１４８）長手軸線に平行に延びる凹所を形成することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
バー（１４８）両端に頭部を同時形成することを特徴とする、請求項１又は２による方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部分に示したようなアプセット鍛造によるバー拡大端部の形成方法に関する。
【０００２】
「鍛造ハンドブック」("Handbuch des Schmiedes", Hans W. Haller著、Carl Hanser 出版社、1971年、252及び253頁)により、バーを形成部通路内に固定できること、アプセットしなければならない全部分がキャビティ内に延びることによりバーが完全な円形断面を持ち、拡大端部がバーより大きな径を有することが公知である。
【０００３】
拡大端部の体積は、これにより、キャビティ内に当初位置したバー部分の体積に相当する。拡大端部を大きくしようとすれば、バーの非アプセット端部を相応して長くしなければならず、特に非アプセット端部の長さがバー径のほぼ６倍を超える場合、初期アプセット時に、即ち、上記した壁又は壁部により働く中央座屈荷重の影響時に、バー部分が外方に曲がってキャビティ側壁に接触してしまう虞、バー部分がキャビティ内で曲がってしまう可能性があり、従って、アプセットの継続につれて、これらの側部が完全に合わさることなしに、折り曲げられたバー部分相互が接触してしまい得る。その結果、完成した拡大バー部分は非常に不均質で著しい欠陥線又は欠陥面を有するものとなり得る。このバーが支持構造の一部なら、斯かる弱化部分が生じることは受入れがたいことであり、斯かる方法を用いることにより製造時に大きな割合の不合格品を生み出すこととなり得ると理解される。
【０００４】
本発明の目的は、この欠点を被らない上記したタイプの方法を提供することにある。
【０００５】
本発明による方法の特徴は、請求項に示した弁別的特徴により表わされる。
【０００６】
本発明を、以下、本発明のツールの実施の形態を略示する図面を参照し、より詳細に記述する。
【０００７】
図１〜図４に示すように、ツールは上半部２と下半部４とで構成され、それらは半部２，４接合時に相互接触するよう配した接触面６，８を各々有する。
【０００８】
ツール半部各々には、側壁１４，１６から延び、この側壁から離間位置した点１８，２０に終わる溝状の通路部分１０，１２が夫々設けられる。図では通路部分は半円断面を有するが、この形と異なる断面を有していてもよい。
【０００９】
点１８，２０で通路部分１０，１２各々は夫々拡張部分又は隔室２２，２４へと変わり、ツール半部２，４の点２６，２８へと各々延びる。それにより、これらの点では拡張部分２２，２４はツール半部２，４各々の各壁部分３０及び３２により画成される。
【００１０】
ツール半部２，４接合時には通路部分１０，１２が通路４０を形成し、壁部分が壁又は壁部４２を形成し、拡張部分、即ち、隔室２２，２４がキャビティ４４を形成する（図３）。このようにして、ツール半部アセンブリは、最初に記述した形成部及び壁部に対応する部分で構成される。
【００１１】
通路４０内にはバー４８の第１端部４６が挿入され、その断面は通路４０の断面に適応しており、バー４８の部分３９もキャビティ４４を介し突出して壁４２に当接する。バー４８は熱可塑性材料、例えば、鍛造可能な鋼により造られる。
【００１２】
壁４２の外面側には流体圧シリンダ５０等のジャッキの第１ピストン５２が当接する。バー４８の第２端部４７は止め５４に当接する。
【００１３】
壁４２に設けられる穿孔５６（図１にのみ図示）は通路長手軸線に平行に延び、そこに摺動可能に配される第２ピストン又はパンチ５８はこの軸線方向に、例えば第１ピストン５２内部に配することができるジャッキ（図示せず）により動かすことができる。このジャッキにより、ピストン５８端部は、キャビティ４４内に突入する第１位置と、例えばキャビティ４４に面する壁４２の面とピストン端面が共面となることができるようなキャビティ４４内に突入しない第２位置との間を移動可能である。
【００１４】
止め５４の代わりに、２つの追加ツール半部と、場合によっては追加の流体圧シリンダ（図示せず）とを設けてもよい。これらはツール２，４に対して１８０°回転し、流体圧シリンダ５０とバー４８の第２端部がこれらの追加ツール半部内を延びるのは第１端部に関し上記したのと同様である。
【００１５】
ツールの機能は以下の如くである。以下では、バーのアップセット工程の種々の段階を示した図２〜図４を参照し、バーが鍛造可能な鋼で造られていると仮定する。
【００１６】
最初に、バー４８の長さＡを有する端部を鍛造温度、即ち、鍛造を行うことができる温度に加熱する。これは誘導加熱により行うことができる。次いで、この端部を通路４０内に配するが、それは、例えばツール半部を分けた時に行ってから半部を相互接続するか、バーを軸線方向に通路４０内に挿入し、バーの第１端を壁４２に当接させることで行う。この端部の長さＡは通路４０とキャビティ４４の全長よりも短く、鍛造温度に加熱されていない長さＢのバー部分が、通路４０の残りの部分、即ち、入口部分４１内を延びる。
【００１７】
次いで、バーの第２端部４７を止め５４に当接させ、第１ピストン５２を壁４２外側に当接させる。穿孔を壁４２に設け、第２のピストン５８を設ければ、このピストン５８を、端が壁４２内側に整合する位置へともたらすことができる。構成部品のこの相対位置が、アプセット即ち鍛造工程開始直前の初期位置を形成する。
【００１８】
次いで、流体圧シリンダ５０を発動させることによりピストン５２がツール２，４を止め５４方向に押す。以降の、ツール２，４とバー４８との相対運動で、鍛造温度であってキャビティ４４間近に位置しているバー部分が連続的にキャビティ４４内にもたらされて図２に示すようにアップセットされ、他方、鍛造温度ではあるものの通路４０内に位置しているバー部分はアップセットされない。鍛造温度ではないバー部分４１が初期には通路入口部分に位置しているので、確実に、ツール２，４の外側に位置しているバー部分はアプセットされない。
【００１９】
ピストン５２がツール２，４を図３に示した位置に動かした場合、バーの斯かる大きな部分がアプセットされるのでキャビティ４４はバー材料で満たされることになる。
【００２０】
第２ピストン５８を設ける場合、鍛造時にこれをキャビティ４４内に移動させることができ、結果として、キャビティ４４が満たされる以前に端位置に到達することになる。それにより、軸線方向に延びる凹所が鍛造材料内に得られる。鍛造後、第２ピストン５８はキャビティ４４から後退させることができる。
【００２１】
次いで、ツール半部２，４を分離させることができ、バーをそれらから外す。
【００２２】
上記したように追加ツール又はツール半部を設ける場合、バー両端部分を鍛造温度に加熱して夫々の通路内に配置できる。その場合、第１ピストンの全行程距離は単一のツール２，４を設ける場合のピストン行程距離の２倍である。その場合にはバー両端間の中央点が図２〜図４の左に移動するのが理解される。バー両端部のアプセット時にバーが移動しないことを確保するため、止め５４の代わりに追加の流体圧シリンダを設けることができる。流体圧シリンダのピストンの行程距離は、ピストン用の止めを設けること等により固定できるからである。これにより、オートメーション化した製造ラインで製造する場合に、バーの扱いを容易とすることができる。
【００２３】
本発明によるツールの第２の実施の形態を図５〜図７に示し、図１〜図４による構成部品と同じ機能を持つ構成部品は参照番号に１００を足して示す。
【００２４】
この実施の形態では、鍛造の目的は、管状バーの第１端部即ちキャビティ輪郭を、以下に示すように管状バーに適合したピースに接続する場合に、管状バーが軸線方向反ピース側に引かれたり、長手軸線まわりにピースに対し回転するのを防ぐことにある。
【００２５】
従って、図５〜図７に示すように、ツールは、細長の、例えば機械仕上げしたピース６０で構成され、その一端部がコア部分又はコア６２を形成し、その断面輪郭が管状バー１４８の断面の内側輪郭に対応する。コア６２は凹所６４を有し、それから一距離置いた位置にピースは、半径方向外方に延びてコア６２に対面する止め６６を有する。凹所６４と止め６６との間に位置するコア表面部分が、軸線方向に延びる第１支持面６８を形成する。
【００２６】
コア６２の外側には２つのツール半部１０２，１０４を取付けることができ、それらは、半部接合時に断面輪郭が管状バー断面の外側輪郭に対応する通路１４０を形成する溝形状の通路部分１１０，１１２を有する。ツール半部１０２，１０４は一端に各々壁部分を有し、それらが合わさって、第１支持面の断面外郭に相当する輪郭の孔を備えた壁又は壁部１４２を形成し、その面が第２支持面７０を形成する。ツール半部１０２，１０４の長さはコア６２の長さに対応する。
【００２７】
ツール半部１０２，１０４を接合し、壁１４２外側が止め６６に当接する場合、第２支持面７０が第１支持面６８に当接することとなって、その結果、ツール半部アセンブリ１０２，１０４が軸線方向にコア６２に整合することとなる。又、コア６２とツール半部アセンブリとの間には、管状バー１４８の断面に対応する断面を有する開口７２が形成され、凹所６４には拡大キャビティ１４４が形成される。
【００２８】
流体圧シリンダ１５０のピストン１５２はピース６０の、反コア６２側の端に当接でき、ピースの反対側には、それから一距離置いて止め１５４を設けることができる。
【００２９】
管状バー１４８をピース６０のコア６２に固定しなければならない場合、管状バー端部を最初に鍛造温度に加熱して開口７２に挿入し、図５に示すようにピストン１５２をピース６０に当接し、止め１５４を管状バー１４８に当接させる。次いで、流体圧シリンダ１５０を発動し、ピース６０と管状バー１４８とを軸線方向に相対動させる。それにより、バー端部分１４６の端が壁１４２に当接し、キャビティ１４４に位置した管状バー部分及びこのキャビティへと連続的にもたらされる管状バー部分が鍛造により変形されてキャビティ内にもたらされ、半径方向内方に押されてコア６２のこの部分に対し強力に当接し、図６に示すようになる。
【００３０】
キャビティがバー材料で満たされた後、ツール半部を相互に分離し、管状バー／ピースアセンブリを外すと、管状バーとピースとが相互固定されていて、かくして、それらの軸線方向の相対動が防がれる。それらは回転に関してもある程度は堅く相互接続されている。ピース６０とバー１４８とが相対回転しないで大きな捻りモーメントに耐え得る能力を持つ必要がある場合には、コアの狭め部分、即ち凹所の断面を円形とは異ならせて、例えば、楕円形等の細長形又は多角形等にすることができる。又、キャビティ１４４断面は長手方向断面を矩形とは異ならせることができ、例えば蛇行形状とすることができる。
【００３１】
ツール半部にフランジ７４を設けてもよく、フランジは中央線７６で表わしたねじにより保持し合わせることができる。
【００３２】
本発明の方法により、アプセットしなければならないバー部分を折り曲げなしにバー長手軸線まわりに対称的に変形させることが、変形させねばならないバー部分が長くても確保される。バーの、繰り返し且つ予測可能な変形が得られ、従って、静的負荷でも動的負荷でも、予測可能な結合が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】   半部を互いに離した状態としてあり、ツールに挿入されるバーを一部切り欠いている、ツールの第１の実施の形態の斜視図である。
【図２】  図１に示したタイプのアプセットツールの側面図であり、バーが挿入されるツールを一部切り欠いてあり、アプセット工程時の部品の位置を示しており、より明細にはアプセット開始直前を示している。
【図３】  図１に示したタイプのアプセットツールの側面図であり、バーが挿入されるツールを一部切り欠いてあり、アプセット工程時の部品の位置を示しており、より明細にはアプセット工程の中途を示している。
【図４】  図１に示したタイプのアプセットツールの側面図であり、バーが挿入されるツールを一部切り欠いてあり、アプセット工程時の部品の位置を示しており、より明細にはアプセット終了後を示している。
【図５】  本発明のツールの第２の実施の形態の長手方向断面図であり、管状バーがツールに挿入されている。
【図６】  図５と同様の長手方向断面図であるが、一部切り欠いてあり、バーアプセット後である。
【図７】  図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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