JPH068135A - 平滑化圧延ヘッドを備えた工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 平滑化圧延ヘッドを備えた工具を改良された
摩擦的圧延が達成されることができるようにすることで
ある。 【構成】 円錐状走行軌道３０に対して同心の円筒状に
湾曲した面１０を備えた支持部材９は所属の円筒状に湾
曲した面を備えた受け部材１に回転可能かつアキシャル
方向に移動可能に支承されており、その際支持部材９及
び受け部材１は連行体を介して相互に結合しており、連
行体は少なくとも1 つの所属の円筒状に湾曲した少なく
とも1 つの面から形成されかつ自縛しないねじれ角で経
過する溝３４と少なくとも1 つの溝に係入して少なくと
も１つの溝と協働する少なくとも1つの連行体３２とか
ら成り、調整力２９に対して釣り合う支持部材９での回
転トルクを越えた際に支持部材はアキシャル方向での調
整力２９の方向と反対方向に移動するように構成されて
いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は横断面円形のジャケット
面を備えた工作物の表面の加工のための平滑化圧延ヘッ
ドを備えた工具にして平滑化圧延ヘッドは少なくとも３
つの円錐圧延ローラを有しローラはローラケージによっ
て支持部材の円錐走行軌道上を転動可能に保持されてお
り支持部材は一方では直接又は他の手段を介して工具受
け部と結合してりその際調整力を発生するための手段が
設けられておりかつ圧延ローラに対する少なくとも1 つ
の支持部材のアキシャル方向位置変更のために支持部材
と結合しておりその際支持部材の相異なる位置変更は圧
延ローラの釣合うラジアル方向の位置変化を作用する前
記平滑化圧延ヘッドを備えた工具にに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の工具は任意の工作物に円筒管及
び孔を鑽孔する加工のために、また軸及び軸頚の表面、
従って円筒状又は僅かに円錐状の表面従って横断面円形
のジャケット管面を備えた表面の加工のためにも設けら
れている。ドイツ特許公開公報２５３９２９４. ３−１
４によって「円筒状の表面の仕上げ加工装置」が公開さ
れた。この工具は、圧延ローラによって工作物に作用さ
れる圧延力が圧延ローラに対する支持円錐の相対移動に
よって発生されるように構成されている。工具直径又は
正確なその直径はこの移動の際に同時に調整されかつ圧
延ローラが工作物に当接しかつ圧延力が構成される場合
に達成される。工具直径は加工工程の開始の際各工作物
直径に適合され又は適合可能である。

【０００３】そのような工具によって加工される工作物
部分の予備加工のために称呼寸法は公差を伴って設定さ
れる。そのような寸法に加工された工作物部分は、得ら
れた寸法が称呼寸法の公差内であれば寸法が保持され
る。工作物に加工されたこの寸法は最大寸法又は最小寸
法である。予め設定された公差の大きさに従って最大寸
法と最小寸法との間の差は重要である。そのような寸法
の差は最大寸法と最小寸法とが共通している場合には加
工された工作物部分に一倍又は数倍存在する。そのよう
な工作物が冒頭に記載した工具で加工されると、開始時
に圧延力及び工具直径の調整は問題なく行われる。例え
ば孔の最大寸法で孔の加工が所望の圧延力で開始されか
つ工具直径がこの最大寸法に調整されると、小さい孔直
径を有する孔部分の圧延力は不所望に高くなる、そのわ
けは支持部材によって支持される円錐状圧延ローラは孔
の最大寸法を占めかつラジアル方向には撓むことができ
ないからである。実際の圧延力と流動媒体シリンダによ
る圧延力との間の力の差が圧延ローラを介して支持円錐
上に追加の力を作用し、その力は流体シリンダの調整力
に反作用しかつ支持円錐を戻すが、圧延ローラと支持円
錐の走行軌道との間の摩擦並びに順次相互に運動可能な
構成部分によるヒステリシスのためにその所望の作用は
得られることができない。従って完全に摩擦的な圧延は
達成されない。更に軸及び軸頚の円筒状表面の加工のた
めの工具は公知であり、軸等に圧延ローラに対するリン
グ状に形成された支持円錐の移動による直径調整が実施
される。この工具では既に上記したと同様な問題が生ず
る。

【０００４】工作物表面が相異なる圧延力で従って不均
一に平滑化されるという結果が生ずる。更に工具は不必
要に強く負荷されかつ圧延ローラ、ローラケージ及び支
持円錐は早期に磨耗する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は冒頭に
記載した種類の工具を、改良された摩擦的圧延が達成さ
れることができるように構成することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の課題は円錐状の
走行軌道に対して同心の円筒状の湾曲した面を備えた支
持部材の所属の円筒状に湾曲した面を備えた受け部に回
転可能かつアキシャル方向移動可能に支承されており、
その際支持部材及び受け部材は連行体を介して相互に結
合しており、連行体は少なくとも1 つの所属の円筒状に
湾曲した少なくとも1 つの面から形成されかつ自縛しな
いねじれ角でその縦軸線に延在する溝と少なくとも1 つ
の溝に係入して少なくとも１つの溝と協働する少なくと
も1 つの連行体とから成り、その際溝のねじれ方向及び
円錐走行軌道の円錐傾斜は、調整力に対して釣合う支持
部材での回転トルクを越えた際に支持部材はアキシャル
方向で調整力の方向と反対方向に移動することによって
解決される。その際圧延ローラは勿論それ自体公知の方
法で支持部材の円錐テーパに対して反対の傾斜を有し、
その結果圧延ローラは工作物に線接触又は、同様にそれ
自体公知の鉢状面を残す。鉢状面は圧延ローラの円錐角
が支持部材の円錐角よりも小さい角度であることによっ
て達成される。

【０００７】工作物の加工の際圧延ローラは加工される
べき工作物の表面と支持部材の走行軌道との間を転動し
かつ工作物に圧延力を作用する。この圧延力は支持部材
がアキシャル方向に動かされる調整力（スラスト）に釣
合う。円錐状の走行軌道のためにこのアキシャル方向運
動によって圧延ローラはラジアル方向外方に、走行軌道
の円錐角を考慮して調整力に相応する力によって押圧さ
れる。圧延力は調整力に釣合う。

【０００８】工作物に対する工具の駆動の際に同様に調
整力に釣合う回転トルクが支持部材に作用する。例えば
圧延されるべき表面の直径が孔の場合に減少するために
圧延力が上昇すると、必要な回転トルクも上昇する。し
かし作用する調整力は変わらない。連行体を介して受け
部材と結合しておりかつ調整力によってアキシャル方向
に支持される支持部材は連行体上に高い回転トルクを作
用する。この高い回転トルクは連行体を介して受け部材
上で支持部材のらせん運動を作用しかつ調整力の方向と
反対方向に支持部材のアキシャル方向を行わせる。圧延
ローラに対するこの支持部材のアキシャル方向運動によ
って圧延力は再び調整力に釣合う圧延力が達成されるま
での間減少される。こうして同時に工具は工作物直径の
変化に適合される。

【０００９】個々の工具部分の記載の運動経過は反対方
向にも行われることができる。即ち加工されるべき孔表
面の場合には直径が大きくなると、調整力によって作用
される圧延力は小さくなる。調整力は支持部材を受け部
材上で移動させ、その際支持部材は記載の方法で、こう
して生じたアキシャル方向運動が所望の圧延力が再び達
成されるまで圧延ローラがラジアル方向外方へ動かされ
る方向に記載の方法で回転運動を実施する。

【００１０】らせん運動によって得られた変換のために
ヒステリシスは減少され、その結果所望の圧延力が著し
く正確に保持される。更にこうして、正確な観点で、自
縛の範囲にある円錐状走行軌道の傾斜角を使用すること
が可能となる。こうして所定の圧延力を発生させるため
に調整力は非常に小さく保持され、このことは一方では
ヒステリシスを減少させかつ小さい構成部分の使用を可
能にする。種々の伝達要素に生じる小さい力は同時に工
作物の圧延加工に直接は関与しない構成部分の範囲での
工具の僅かな磨耗をも考慮している。支持部材の円錐状
走行軌道の非常に小さい傾斜角従って相応して圧延ロー
ラの相応して小さい円錐角を使用することができる可能
性は同時に不所望の相対運動の最小化又は正確に言えば
圧延ローラの表面範囲と支持部材の円錐状走行軌道の間
の滑り運動を考慮している。

【００１１】連行体は本発明による構成では図示の機能
原理から離れることなしに種々な方法で形成されること
ができる。ねじとナットから成る構成部分を使用するこ
とが可能にされ、その際ねじは自縛しないねじれ角を有
する（図４）。しかし必要なねじは相応したねじれ角の
スパイラル溝の形にも形成されることができ、その際所
属の両構成部分にそのようなスパイラル溝が設けられる
ことができ、一方他の構成部分によって溝中に係入する
剛固な連行体が設けられている。この剛固な連行体の代
わりに所属の構成部分に同様に前記溝に正確に向かい合
って位置する溝を設けかつ両溝を例えばローラ又はボー
ルを充填することも可能である。その際必要なアキシャ
ル方向運動が可能にされるために、向かい合って位置す
る両溝は他の溝よりも長くされなければならず、短い溝
のみがローラ又はボールを充填される必要がある。しか
しローラ又はボールの代わりに相応した所望のワイヤ又
は類似の構成部分が使用されることもできる。勿論１つ
以上の溝を両所属の構成部分の一方又は各々に設けるこ
とも可能である。端面のカバー板は使用されたローラ又
はボールが係脱することを阻止する。同時にこうしてこ
の要素の容易な装填が可能であり、それによって組立が
容易になる。

【００１２】機能原理から離れることなしに工具と内方
加工工具としても外方加工工具としても構成される。第
１の場合支持部材は支持マンドレルとして形成されなけ
ればならず、一方第２の場合支持部材は支持リングとし
て形成されなければならない。支持マンドレルは内円筒
状面を有し、即ち受け部材のシヤフトの相応した円筒状
部分上に被嵌されることができる孔を有する。支持部材
が支持リングとして形成されると、この支持リングは円
筒状の外面を有し、外面はスリーブとして形成された相
応した受け部材に挿入され、その結果支持部材は此のス
リーブ中で運動可能である。

【００１３】全ての場合に支持部材の移動のために必要
な調整力はばねによってしかし流体シリンダによっても
発生されることができる。コイルばねとして形成された
ばねは充分平滑な特性曲線を有し、その結果支持部材の
アキシャル方向運動はばね力従って調整力の大した変更
を生じさせない。こうして支持部材の実際に生じたアキ
シャル方向運動は非常に小さく、その結果相応したばね
路従ってばねの力変化は非常に小さい。

【００１４】本発明の有利な他の構成は他の請求項に記
載されている。

【００１５】本発明による解決は提案された構成が小さ
い直径の孔の加工のための工具の製造を可能にすること
にある。

【００１６】

【実施例】図１に示す工具は大きな直径の孔の加工のた
めの工具として設けられている。受け部材１は工具に属
しないいわゆる中空ロッド２とねじ３を介して結合して
いる。中空ロッド２は図示しない工作機械によって受け
られる。

【００１７】受け部材１は軸受部分４と図示しないねじ
によって固定されている。軸受部材４によってスラスト
軸受５が保持されかつ支持される。スラスト軸受５はリ
ング６によって支持され、リングにはローラケージ７が
図示しないねじによって固定されている。ローラケージ
７は支持部材９の円錐状の走行軌道３０上を転動する円
錐状圧延ローラ８を有する。支持部材９は孔として形成
された円筒状に湾曲した面１０において受け部材によっ
て相応した円筒状に湾曲した面１２１上に移動可能に受
けられている。このために支持部材９はでディスク１９
及び２０を備えたスラスト軸受１１及び１２によって保
持されかつキャップ１６を備えた流体シリンダ１５によ
って圧力部材１４を介してボルト１７と結合され、ボル
トは圧力部材１４と固着されておりかつスリーブ１８中
に嵌入し、ねじ２２及びばねキー２３によってシヤフト
１に固定されている端部材２１に支持されたばね１３に
対して支持される。

【００１８】流体シリンダ１５は流体シリンダ１５を支
持するアダプタ２４を介して受け部材１と中空ロッド２
との間に保持されかつクランプされる。

【００１９】そのような工具による加工プロセスは次の
ように行われる。

【００２０】工具は図１に示すような出発位置において
圧延ローラ８によって工作物２５と接触し、その際工作
物２５及び工具は相対的に加工方向に回転する。圧延ロ
ーラ８がその前縁で工作物孔に接触するに至りかつそこ
に進入すると、流体シリンダ１５は接続部２７を介して
特定圧力下にある流体を供給されかつキャップ１６を備
えたピストンロッド２８は流体シリンダ１５によって設
定された調整力２９の下にばね１３に抗して移動する。
その際押圧部材１４はねじ１７と共に、スリーブ１８、
スラスト軸受１１を備えたディスク２０並びに支持部材
９が連行される。支持部材９は円錐状圧延ローラ８をラ
ジアル方向内方に工作物孔２６の孔壁に向かって移動さ
せ、その際孔壁上に作用する特定された圧延力が構成さ
れる。圧延力が構成されるや否や工具のアキシャル方向
送りが導入されかつ孔壁は圧延ローラ８によって加工さ
れる。工作物孔２６の孔直径上へのこの工具の調整は工
具の予備調整とは無関係に行われかつ直接工作物に行わ
れる。工作物孔の直径が一定の場合、支持円錐は全加工
工程の間調整されたアキシャル方向位置に止まる。しか
し工作物孔２６の直径が変わると、受け部材１上の支持
円錐のアキシャル方向位置が変えられる。工作物孔の直
径が小さく、例えば所定の公差の範囲内であると、圧延
ローラ８は設けられているよりも狭い孔を通って支持部
材９の走行軌道３０に対して強く押圧される。それによ
って圧延ローラ８と支持部材９の走行軌道３０との間の
摩擦従って支持部材に生ずる回転トルクが増大する。支
持部材９が受け部材１上の大きな回転トルクによって工
具回転方向と反対方向に回転されかつその際同時に、一
方ではシヤフト１中にかつ他方では支持部材９中でそれ
ぞれ１つの巻回状の溝３３、３４中に嵌入されるボール
として形成された連行体３２によって調整力２９に抗し
てアキシャル方向に移動される。その際支持部材９は圧
延ローラ８から引き離されかつ圧延力３１は低下しかつ
圧延力３１が再び調整力２９に釣合するまでの間低下す
る。ばね１３はこの移動運動ではディスク１９を介して
スラスト軸受１２と支持部材９との間の接触を保持す
る。ボール３２が係脱されないために、支持部材９の両
側にディスク３５及び３６が設けられており、ディスク
は支持部材９に固定されている。受け部材１中の溝３３
は支持部材９のアキシャル方向移動がボール３２のスト
ッパなしにこの溝中で可能にされるような長さでアキシ
ャル方向に設けられている。平滑化圧延ヘッドが加工さ
れるべき工作物孔の端に達するや否や流体シリンダへの
流体の供給は遮断されかつ流体シリンダ１５は減圧され
る。支持部材９は図１に示すように流体シリンダ１５の
方向においてばね１３によって出発位置に戻される。

【００２１】加工工程が工作物孔の小さい直径で開始さ
れると、工具はその直径調整によってこの孔直径に適合
されかつ圧延力３１は所定の調整力２９に釣合って構成
される。工作物孔２６の直径が工作物孔２６の長さの途
中で大きくされると、圧延力が許容されない範囲に変え
られることなしに新たな直径への工具の自動的適合が行
われる。大きくなる工作物孔２６によって圧延力３１が
低下しかつそれによって圧延ローラ８と支持部材９との
間の摩擦は減少する。それによって支持部材に生ずる回
転トルクが前よりも小さくかつ調整力２９に釣合わな
い。調整力２９は受け部材１上の支持部材９をばね１３
に抗して移動させかつ再び調整力２９と圧延ローラ８の
圧延力３１との間の釣合が得られるまで行われる。この
移動運動は連行体によって、受け部材１上の支持部材９
の相応した回転運動によって導入される。

【００２２】加工工程の開始の際に工作物孔２６の直径
に工具直径を適合させるための移動運動に対して所望の
圧延力の保持のための移動量は小さい。

【００２３】図２に示す工具は図１による工具とは、平
滑化圧延ヘッドに黒皮除去ヘッド３７が付設されている
ことによって相違する。この黒皮除去ヘッド３７は端部
材２１の代わりにねじ２２及びばねキー２３によって受
け部材１に固定されている。この工具によって円筒状管
の孔は所定寸法に黒皮除去されかつその同一加工工程に
おいて平滑化圧延ヘッド３８によって圧延加工されるこ
とができる。平滑化圧延ヘッドと黒皮除去ヘッドの組合
せは技術水準において公知である。黒皮除去３９は黒皮
除去カッタホルダ４０において例えばラジアル方向浮動
的に格納されかつ黒皮除去ヘッド３７の外方で所定の加
工直径に調整される。ブランク円筒状管４１の内径は所
定の加工直径が黒皮除去加工によって得られる前の寸法
を有する。この工具による加工経過は次のように行われ
る。

【００２４】円筒状管４１及び工具は図示しない工作機
械上にありかつ工具と円筒状管４１は相対的に回転され
る。工具は円筒状管の孔に、黒皮除去カッタ３９が円筒
状管で切削加工を開始するまでアキシャル方向に送られ
る。黒皮除去カッタ３９は圧延工程に必要な工作物孔の
直径を形成する。圧延ローラ８が円筒状管の前縁４２に
達しかつ工作物孔２６に進入するや否や流体シリンダ１
５は接続部２７によって特定された圧力の下にある流体
を付勢されかつキャップ１６を備えたピストンロッド２
８は流体シリンダ１５によって構成された特定された調
整力２９の下にばね１３に抗して移動される。移動工程
は図１による工具の場合と同様な方法で他の圧延工程が
行われる。

【００２５】流体による流体シリンダの付勢の時点は工
作機械の機械制御部によって特定される。

【００２６】図３による工具は、２〜３の構造的相違を
除いて、図２による工具と同様である。同様に平滑化圧
延ヘッドには黒皮除去ヘッド３７が付設されている。こ
の黒皮除去ヘッド３７はねじ２２及びばねキー２３によ
って受け部材４３に固定されている。この工具は図２に
よる工具のように、孔の切削加工及び同時に圧延加工の
ために設けられている。受け部材４３はねじ３を介して
中空ロッド２と結合している。中空ロッド２は図示しな
い工作機械によって受けられる。受け部材４３は図示し
ないねじによって軸受部材４と固着している。軸受部材
４によってスラスト軸受５は保持されかつ支持される。
スラスト軸受５は更にローラケージ４４が図示しないね
じによって固定されるためのリング４９に支持されてい
る。軸受部材４は図示しない部分を介してリング４９と
リング４９に対して回転可能に結合している。

【００２７】ローラケージ４４は円錐状の圧延ローラ４
５を有し、圧延ローラは支持部材４６の円錐状の走行軌
道５９上を転動する。支持部材４６は孔として形成され
た円筒状に湾曲した面４７中に相応した円筒状に湾曲し
た面１２２上の受け部材４３によって移動可能に収容さ
れる。図２による工具とは異なり、大きな直径を備えた
支持部材４６が黒皮除去ヘッド３７に面して配設されて
いる。これに対して支持部材４６はディスク１９及び２
０を備えたスラスト軸受１１及び１２によって受け部材
４３上に保持されかつ流体シリンダ５６及び受け部材４
３中に案内されかつ流体シリンダ５６のピストンロッド
５７とスリーブ５０によって結合している引っ張りロッ
ド４８とによってばね５２に抗して調整力５１の方向に
向かって保持される。流体シリンダ５６はアダプタ２４
によって支持される。アダプタ２４は中空ロッド２と受
け部材４３との間にクランプされかつ固定される。引っ
張りロッド４８によって収容されるピン５３は受け部材
４３を貫通し、受け部材４３はこの個所にスリット６２
を有しかつディスク１９及びスラスト軸受１２を介して
支持部材４６上に調整力５１を伝達し、支持部材４６は
走行軌道３９の大きな直径によってタイヤ尖端５５で示
す調整力５１の方向と反対方向に向けられかつばね５２
によってスリーブ、ディスク２０及びスラスト軸受１１
を介して支持される。

【００２８】この工具による加工過程は図２による工具
の場合と同様である。設定された孔直径に調整されかつ
横に自由に運動可能な黒皮除去ヘッド３７の黒皮除去カ
ッタは円筒状管４１である工作物中にそれだけ進入し、
その結果圧延ローラ４５は円筒状管４１の前縁に達しか
つ工作物孔中に進入する場合、流体シリンダ５６は接続
部５８を通って特定された圧力下にある流体を付勢され
かつ固定された引っ張りロッド４８を備えたピストンロ
ッド５７はピン５３、ディスク１９及びスラスト軸受１
２を介してタイヤ尖端５５で示された方向において支持
部材４６上に調整力５１を作用する。支持部材４６はば
ね５２の力に抗して移動され、その際支持部材は受け部
材４３上での連行体のために同時に回転運動を実施しか
つその際円錐状ピストンロッド４５をラジアル方向外方
へ工作物孔２６の孔壁に向かって移動させ、その際孔壁
上に作用する特定された圧延力３１が構成される。工作
物孔２６の孔壁上への平滑化圧延ヘッド３８の調整は同
様になんらかの工具予備調整とは無関係でありかつ直接
工作物に行われる。黒皮除去カッタ３９により形成され
る工作物孔２６の直径が一定である場合、支持部材４６
は全加工工程の間調整されたアキシャル方向位置に留ま
る。しかし工作物孔２６の直径が変わる場合、受け部材
４３上の支持部材４６のアキシャル方向位置も変えられ
る。工作物孔２６の直径が小さい場合、ピストンロッド
４５は狭い孔を通って支持部材４６の走行軌道５９に向
かって強く押圧される。それによってピストンロッド４
５と支持部材４６との間の摩擦従って調整力５１によっ
て特定されかつ調整力と釣合う特定された圧延力３１に
よって支持部材での予め特定された回転トルクも高めら
れる。

【００２９】支持部材４６が受け部材４３上の大きな回
転トルクによって工具回転方向と反対方向に回転されそ
の際同時にボールとして形成され、一方では受け部材４
３にかつ他方では支持部材４６に角１つの巻回状の溝６
０，６１中に嵌入されている連行体３２をアキシャル方
向において調整力５１に抗して黒皮除去ヘッド３７の方
向に移動される。それによって圧延力３１は低下され即
ち圧延力３１が再び調整力５１に釣合うまでの間低下さ
れる。ばね５２はこの移動運動ではスラスト軸受１１と
支持部材４６との間の接触を保持する。ボール３２は図
２による工具と同様にディスク３５，３６により係脱を
防止される。全ての他の加工状況にこの工具は図２によ
る工具と同様に応える。

【００３０】図２及び図３による工具は剛固な黒皮除去
カッタを有する黒皮除去ヘッドによって表される。しか
し黒皮除去ヘッドが引き込み可能な黒皮除去カッタを備
えることも可能である。そのような黒皮除去ヘッドはず
っと以前から公知でありかつ実証されている図３による
工具は図１による工具と同様に黒皮除去ヘッドなしにか
つ圧延加工用にのみ形成されることができる。

【００３１】図４による工具は小さい及び中くらいの直
径を有する孔の加工のための平滑化圧延工具である。支
持部材６３はねじ６４を介してシャフト６５と結合して
いる。シャフト６５はその細い端に自縛しないねじ６６
を有しかつ工具受け部６７によって受け部材１２０に設
けられているナットに保持される。受け部材１２０は工
具受け部６７と結合している。工具受け部６７とシャフ
ト６５上に支持されたスラスト軸受６９とに両側で支持
されているばね６８は図４に示すようにその出発位置に
支持部材６３を保持する。ばね６８は予備緊張されかつ
シャフト６５はストッパとして受け部材１２０のナット
を利用するストッパねじ７０によってばね６８の予備張
力に抗して保持される。この工具の直径調整は手動で行
われ、この間スリーブ７１は平滑化圧延ヘッド７２によ
ってばね７３の力に抗してアキシャル方向にカム７４が
受け部材１２０の外方の溝８６中のカム８５によって回
転不能に保持されるディスク７６の溝７５から引き出さ
れるまで、引き離される。スリーブ７１が回転される
と、受け部材１２０の雄ねじ７８と作用結合しておりか
つ同様に溝８７を有するナット７７がカム７４によって
連行されかつアキシャル方向に調整される。そのような
調整の後スリーブ７１は戻されかつカム７４はディスク
７６の周囲に複数設けられている他の溝７５中に係入さ
れる。リング７９に当接するばね７３によってスラスト
軸受８１、ブッシュ８２、ディスク７６、ナット７７及
びスリーブ７１は一緒に保持される。スリーブ７１の回
転方向に従って工具の加工直径は拡大され又は縮小され
又は支持部材６３の走行軌道８４上の円錐状ピストンロ
ッド８３を保持するローラケージ８８は相応した方向に
送られる。加工使用の際工具は図示しない工作機械の工
具受け部６７に受けられる。工具受け部６７は円筒状の
シャフトとしてしかし円錐又は他の好適な方法で形成さ
れることができる。工作物孔の加工のために工具直径は
許容最大の工作物直径よりも大きく調整される。

【００３２】そのように調整された工具によって工作物
孔が加工されると、ピストンロッド８３はまずその円形
化した前縁８９で孔開口に接触する。その際支持部材６
３によって受けられるラジアル方向力がピストンロッド
に生ずる。支持部材６３上を転動するピストンロッド８
３と支持部材６３の走行軌道８４との間に摩擦が生じ、
摩擦は支持部材に工具の相対回転方向と反対方向の回転
トルクを発生する。支持ぶざい６３及びこれに固定され
たシャフト６５は相対回転方向と反対方向に回転され
る。シャフト６５のねじは受け部材１２０のナットによ
って受けられかつナットにおいてねじられかつ同時に調
整力９０を作用するばね６８の力に抗してアキシャル方
向に移動される。支持部材６３はアキシャル方向に動か
され、このことはピストンロッド８３のラジアル方向位
置の変更をもたらしかつ手動で調整された工具直径は圧
延ローラ８３が工作物孔中に進入している間調整され
る。工作物孔がそのように調整された工具直径によって
加工されると、圧延ローラの位置は工作物孔の直径変化
が生じない限り一定である。その際圧延力は圧延力に釣
合うばね６８の力によって決定される。工作物孔の直径
が減少すると、圧延力は増大する。それによって圧延ロ
ーラ８３と支持部材６３の走行軌道８４との間の摩擦従
って支持部材６３に作用する回転トルクは増大する。支
持部材６３は工具の相対回転方向と反対方向に回転しか
つ支持部材６３によってシャフト６５にも。シャフト６
５は受け部材１２０を有する工具受け部６７に対して回
動される。受け部材１２０のナットにそのねじによって
受けられるシャフト６５は回動の際にそのアキシャル方
向位置を変え、即ち支持部材６３はその走行軌道８４と
共にアキシャル方向位置の変更によって圧延ローラ８３
からラジアル方向に離され、その際圧延ローラは当然直
ちにラジアル方向において離された表面に倣う。ねじ６
６は相応したねじれ方向を有する。ばね６８の力はばね
の圧縮従って圧延ローラ８３の圧延力によって増大され
る。偏平なばね特性曲線の選択によって特に支持部材６
３の移動が小さいために許容できる限界内に保持され
る。

【００３３】しかし工作物孔の直径が加工の開始の際の
直径に対して大きくなると、圧延ローラ８３によって作
用される圧延力は減少する。ばね６８の調整力９０は有
効となりかつシャフト６５をこれに固定された支持部材
６３と共に調整力９０の方向において圧延ローラ８３に
抗して移動されかつそれによって圧延ローラ８３のスリ
ーブ円筒状に湾曲した面従って圧延力を増大させる。こ
の移動運動の際にシャフト６５は受け部材１２０のナッ
トにおいて回動される。

【００３４】図５から軸及び軸頚の加工のための工具が
詳しく説明される。その一端にねじ９２を有する受け部
材９１上にリング状のナット９２が結合されている。こ
のナット９３のほかにねじリング９４があり、ねじリン
グは同様に工具受け部９１のねじ９２によって収容され
ている。このねじリング９４にねじリング９４のための
受け部材９５が回転可能しかしアキシャル方向は移動不
可能に図示しない手段によって固定されている。孔とし
て形成された円筒状に湾曲した面９６を有する受け部材
９５によってこの孔９６中にリング状の支持部材９７が
その外方の円筒状に湾曲した面９８に収容されている。
受け部材９５は孔の端にリング部９９を有する。このリ
ング部９９に溝１００が設けられており、溝中にばねキ
ー１０１が係入している。ばねキー１０１はピン１０２
を有し、ピンは孔１０３中においてばねキー１０１を移
動阻止している。追加的にこのばねキー１０１は他の溝
１０４によって受けられ、溝は工具受け部９１にある。
工具受け部９１と受け部材９５との間にこのばねキー１
０１によって回転連行が行われる。

【００３５】工具受け部９１はアキシャル方向に孔を開
けられかつスラスト軸受１０５を有する。このスラスト
軸受１０５にローラケージ１０７に固定されているリン
グ１０６が支持されかつばね１０８を支持する。ばね１
０８は他方では支持部材９７に支持される。支持部材自
体は受け部材９５内のばね１０８及び１１０の力に抗し
て固定リング１０９によって保持される。支持部材９７
とリング１０６との間に配設されているばね１１０はロ
ーラケージ１０７によってリング１０６をアキシャル方
向でスラスト軸受１０５に押圧する。支持部材９７は円
錐状の圧延ローラ１１２のための走行軌道１１１として
形成された円錐状の孔を有する。支持部材９７は受け部
材９５中に回転可能かつアキシャル方向運動可能に支承
されている。ボールとして形成され、向かい合って位置
する巻回状の溝１１４及び１１５中に嵌入されている連
行体１１３は支持部材９７が受け部材９５中で回動され
る場合にねじ山のように作用する。支持部材９７が例え
ば時計方向に受け部材９５において回動されると、支持
部材９７は同時にばね１０８及び１１０の力に抗して移
動する。ボール１１３がその際リング１１８及び１１９
によって係脱を阻止され、リングは支持部材９７に固定
されている。加工命令の実施のために工具はその工具受
け部で駆動ユニットにクランプされる。この駆動ユニッ
トは図示されずかつ好適な工作機械でもあり得る。しか
し工作物を回転駆動しかつ工具のみを収容しかつ支持す
ることも可能である。

【００３６】加工直径への工具の調整は次のようにして
行われる。ナット９３が緩められ、その結果ねじリング
９４が自由に回転される。保持リング９４は所望の加工
又は工具直径が調整されるまで工具受け部９１に対して
回動される。ねじリング９４はナット９３によって固定
されかつこの方法で不意の移動を阻止される。工作物の
加工のために工具直径は工作物直径よりも幾分小さく調
整される。

【００３７】加工工程は次のように行われる。

【００３８】工具及び工作物は相対的に回転する。工作
物１１６は工具に供給されかつ圧延ローラはその円形化
された前縁で工作物１１６に接触しかつ圧延力は圧延ロ
ーラ１１２で構成される。この圧延力によって圧延ロー
ラ１１２は支持部材９７の走行軌道１１１に向かって押
圧されかつ圧延ローラ１１２と走行軌道１１１との間に
支持部材９７上に回転トルクを作用する摩擦が生ずる。
この回転トルクは受け部材９５において支持部材９７を
回転させる。同時に支持部材９７は連行体として役立つ
ボール１１３によってばね１１０及び１０８の力に抗し
て移動される。支持部材９７はその走行軌道１１１と共
にラジアル方向において圧延ローラ１１２から離され
る。圧延ローラはこの運動にたたちに従い、それによっ
て工具直径は大きくされる。この工具直径増大は、圧延
ローラ１１２が工作物の外面を方位しかつこれに当接す
るまでの間行われる。ばね１１０及び１０８の力は圧延
ローラ１１２の圧延力を発生させる。しかし加工の経過
において工具直径が増大されると、圧延力が増大しかつ
工具機構が開始の時と同様に反作用する。しかし工具直
径が減少すると、支持リング９７はばね１１０及び１０
８の力によって固定リング１０９の方向に移動し、それ
によって圧延ローラ１１２は工作物１１６の外面にただ
ちに倣う。

【００３９】

【発明の効果】工作物の加工の際圧延ローラは加工され
るべき工作物の表面と支持部材の走行軌道との間を転動
しかつ工作物に圧延力を作用する。この圧延力は支持部
材がアキシャル方向に動かされる調整力（スラスト）に
釣合う。円錐状の走行軌道のためにこのアキシャル方向
運動によって圧延ローラはラジアル方向外方に、走行軌
道の円錐角を考慮して調整力に相応する力によって押圧
される。圧延力は調整力に釣合う。これによって常に所
定の調整力の下に好適な平滑化圧延が達成されることに
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】孔のための平滑化圧延ヘッドを備えた工具の縦
断面図である。

【図２】特に円筒状管の加工のための平滑化圧延ヘッド
と黒皮除去ヘッドとが組合された工具の縦断面図であ
る。

【図３】図２に類似した工具の縦断面図である。

【図４】小さい直径の孔のための工具の縦断面図であ
る。

【図５】軸及び軸頚の加工のための工具の縦断面図であ
る。

【符号の説明】

１，４３，９５，１２０ 受け部 ２，６７，９１ 工具受け部 ７，４４，１０７，８８ ローラケージ ８，４５，１１２，８３ 圧延ローラ ９，４６，９７，６３ 支持部材 １０，９８，４７ 円筒状の湾曲した面 １５，５６，１０８，６８ 調整力を発生する手段 ２５ ，１１６ 工作物 ２９，５１，９０ 調整力 ３０，５９，１１１，８４ 走行軌道 ３２，１１３ 連行体 ３４，３３；６０，６１；１１５，１１４ 受け部 １２２，１２１，９８ 円筒状に湾曲した面

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 横断面円形のジャケット面を備えた工作
   物（２５，１１６）の表面の加工のための平滑化圧延ヘ
   ッドを備えた工具にして、平滑化圧延ヘッドは少なくと
   も３つの円錐圧延ローラ（８，４５，１１２，８３）を
   有し、ローラはローラケージ（７，４４，１０７，８
   ８）によって支持部材（９，４６，９７，６３）の円錐
   走行軌道（３０，５９，１１１，８４）上を転動可能に
   保持されており、支持部材は一方では直接又は他の手段
   （１５，５６，１０８，６８）を介して工具受け部
   （２，６７，９１）と結合しておりその際調整力（２
   ９，５１，９０）を発生するための手段（１５，５６，
   １０８，６８）が設けられておりかつ圧延ローラ（８，
   ４５，１１２，８３）に対する少なくとも1 つの支持部
   材（９，４６，９７，６３）のアキシャル方向位置変更
   のために支持部材と結合しており、その際支持部材
   （９，４６，９７，６３）の相異なる位置変更は圧延ロ
   ーラの釣合ったラジアル方向の位置変化を作用する前記
   平滑化圧延ヘッドを備えた工具において、 円錐状の走行軌道（３０，５９，１１１，８４）に対し
   て同心の円筒状に湾曲した面（１０，９８，４７）を備
   えた支持部材（９，４６，９７，６３）は所属の円筒状
   に湾曲した面（１２２，１２１，９８）を備えた受け部
   材（１，４３，９５，１２０）に回転可能かつアキシャ
   ル方向に移動可能に支承されておりその際支持部材
   （９，４６，９７，６３）及び受け部材（１，４３，９
   ５，１２０）は連行部を介して相互に結合しており、連
   行部は少なくとも1 つの所属の円筒状に湾曲した少なく
   とも1 つの面から形成されかつ自縛しないねじれ角でそ
   の縦軸線に対して延在する溝（３４，３３；６０，６
   １；１１５，１１４）と少なくとも１つの溝に係入して
   少なくとも１つの溝と協働する連行体（３２，１１３）
   とから成り、その際溝のねじれ方向及び円錐走行軌道の
   円錐傾斜は、調整力（２９，５１，９０）に釣合う支持
   部材（９，４６，９７，６３）での回転トルクを越えた
   際に支持部材はアキシャル方向で調整力（２９，５１，
   ９０）の方向と反対方向に移動することを特徴とする平
   滑化圧延ヘッドを備えた工具。
2. 【請求項２】 溝及び連行体はねじボルトとナットとし
   て形成されており、その際ねじ山及びねじ谷は円筒状に
   湾曲した面を形成する、請求項1 記載の平滑化圧延ヘッ
   ドを備えた工具。
3. 【請求項３】 両円筒状に湾曲した面（１０，４７，９
   ８；１２１，１２２，９８）は少なくとも1 つの溝（３
   ３，６０，１１４；３４，６１，１１５）を有し、溝は
   それによって他方の円筒状に湾曲した面の溝に向かい合
   って位置し、そして向かい合って位置する溝の間の自由
   空間に少なくとも1 つの連行体が溝の１つの横断面より
   も大きい横断面の連行体（３２，１１３）として挿入さ
   れている、請求項1 記載の平滑化圧延ヘッドを備えた工
   具。
4. 【請求項４】 一方の溝（３４，６１）は連行体を充填
   され、他方の溝（３３，６０）はアキシャル方向におい
   て前記溝よりも支持部材（９，４６）の所望のアキシャ
   ル方向運動可能量だけ長い、請求項３記載の平滑化圧延
   ヘッドを備えた工具。
5. 【請求項５】 円筒状に湾曲した面に設けられた溝に、
   溝に嵌入し、他の構成部分と固着している少なくとも１
   つの突出部が連行体（３２、１１３）として設けられて
   いる、請求項１記載の工具。
6. 【請求項６】 支持部材（９，４６，６３）が外部円錐
   走行軌道（３０，５９，８４）を備えた支持マンドレル
   として形成されている、請求項 1から５までのうちのい
   ずれか一記載の平滑化圧延ヘッドを備えた工具。
7. 【請求項７】 支持部材（９，４６）が円筒状に湾曲し
   た面（１０，４７）として円筒状の孔を有し、一方受け
   部材（１，４３）の所属の円筒状に湾曲した面は支持部
   材（９，４６）が被嵌されるためのシャフトとして形成
   されている、請求項６記載の工具。
8. 【請求項８】支持部材（９７）が内方の円錐状走行軌道
   （１１１）を備えた支持リングとして形成されている、
   請求項 1から５までのうちのいずれか一記載の平滑化圧
   延ヘッドを備えた工具。
9. 【請求項９】支持部材（９７）が円筒状に湾曲した面
   （９８）として円筒状外面を有し、一方受け部材（９
   ５）の所属の円筒状に湾曲した面（９６）は支持部材
   （９７）が挿入されるためのスリーブとして形成されて
   いる、請求項８記載の平滑化圧延ヘッドを備えた工具。
10. 【請求項１０】各溝（３３，６０，１１４；３４，６
    １，１１５）の勾配が７０°〜８４°である、請求項1
    又は請求項３から９までのうちのいずれか一記載の工
    具。
11. 【請求項１１】調整力の発生のために少なくとも1 つの
    ばね（６８，５２，１０８，１１０）が設けられてお
    り、ばねは一方では固定の対抗軸受（１２０，４３，１
    ０５，１０６）にそして他方では支持部材（９７）又は
    支持部材（６３，４６）と移動可能に結合した他の部分
    （６５；１８，２０）に支持される、請求項 1から１０
    までのうちのいずれか一記載の工具。
12. 【請求項１２】調整力の発生のために流体シリンダ（１
    ５，５６）が設けられており、該流体シリンダは一方で
    は固定の対抗軸受（２４）にそして他方では対抗軸受と
    共に運動可能な部分（２８，５７）に又は支持部材
    （９，４６）に移動可能に結合された他方の部分（１
    ６，１４，１７，１８，２０，１１；５０，４８，５
    ３，１９，１２）に支持される、請求項 1から１０まで
    のうちのいずれか一記載の工具。
13. 【請求項１３】ナットが受け部材（２０）にボルトがシ
    ャフト（６５）に形成されており、シャフトは支持部材
    （６３）と結合している、請求項２記載の工具。
14. 【請求項１４】受け部材（１２０）と支持部材（６３）
    との間でアキシャル方向に延在してコイルばね（６８）
    が、両部分上にコイルばね（６８）からアキシャル方向
    において反対方向に向けられた力が作用される、請求項
    １３記載の工具。