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【発明の名称】 鉄道用車輪の予備成形方法
【発明者】 【氏名】ハンス ヨアヒム パーンケ

【氏名】アンドレアス リーブ

【目的】
【構成】
【特許請求の範囲】
【請求項1】 2つのプレス段階により鉄道用車輪を予備成形する方法であって、第1のプレス段階においては成形用素材(5)、特にブロック材を上部および下部金型(2、1a、1b)によって予備成形する際に、第1の突起(4a)が第1の金型から成形用素材(5)の中央部内へ進入して、成形用素材の中央部から材料を外側へ排除し、第2のプレス段階においては第2の突起(4b)が既に予め形成されている袋孔(6)内へ進入し、プレス実行中に第2の突起(4b)は、この突起(4b)と対向する第2の金型(2)に対して常に一定の距離を維持する、鉄道用車輪の予備成形方法。
【請求項2】 2つの下部金型(1a、1b)が設けられ、それらがそれぞれ突起(4a、4b)を有することを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】 2つの下部金型(1a、1b)が上部金型(2)に対して水平に摺動可能であることを特徴とする請求項2に記載の方法。
【請求項4】 上部金型(2)が下方に向かって開口したカップ形状のプレス空間(3)を有し、下部金型(1a、1b)は隆起部および/または小さい凹部に到るまでは、それよりも大きい中空空間が形成されていないことを特徴とする請求項1から3までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項5】 上部金型(2)のみが上下移動可能であることを特徴とする請求項5に記載の方法。
【請求項6】 2つの突起(4a、4b)が同一の形状と大きさを有することを特徴とする請求項1から5までのいずれか1項に記載の方法。
【請求項7】 少なくとも第2の突起(4b)の上下移動が計算機に支援されて制御されることを特徴とする請求項1から6までのいずれか1項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道用車輪の予備成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】鉄道用車輪は好ましくは単一の成形用素材から形成される。その場合に成形用素材が少なくとも2回の鍛造工程を施され、その後に、後から軸を収容できるように、ボス領域に孔をあけられ、その後好ましくは直径を増大させるために圧延され、場合によってはつば出し加工され、ないしは円錐状にされ(ボス領域が車輪走行面に対して側方へ変位され)、さらに切削加工を受ける。DE4333944からは、単一の作業工程において単一の下部金型と単一の上部金型との間で成形用素材を完全に成形することが知られており、その場合に下部金型はカップ形状のプレス空間を形成し、このプレス空間は特にスケールによって汚される場合があり、それ故に常にきれいにしなければならない。さらに極めて高いプレス圧力と冷却出力が必要である。また型の付け替えも2段階になることと圧力が低くなるので不可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、鉄道用車輪を予備成形する2段階の方法を改良して、わずかな機械技術を使用して、比較的小さい圧力で、ボス領域から材料を正確に排除することによって重量を正確にバランスさせることができるようにすることである。さらに本発明の課題は、この方法を改良して、プレス圧力をもたらす金型に関して、特に上部金型に関して複雑な距離および速度制御が不要になるようにすることである。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題は本発明によれば、第1のプレス段階においては成形用素材、特にブロック材を上部と下部金型によって予備成形する際に、第1の突起が第1の金型から成形用素材の中央部内へ進入して、成形用素材の中央部から材料を外側へ排除し、第2のプレス段階においては第2の突起が既に形成されている袋孔内に進入し、プレス実行中に第2の突起は、この突起に対向する第2の金型に対して常に一定の距離を維持することによって解決される。
【0005】
【発明の実施の形態】特に第2の突起がサーボ制御されることによって、付加的な補助手段を用いずに超過重量を自動的に補償することができる。上部金型は各段階において終端ストッパまで移動することができるので、上部金型に関しては、大きい質量、大きい行程、および比較的大きい速度のための複雑な距離・速度制御を実現する必要はない。1つの変量(突起位置)だけは極めて正確に制御して移動させることが必要であって、この変量はすべての動きのうちで最も簡単に制御できる。というのは小さい質量、小さい行程、および小さい速度だけを制御すればよいからである。
【0006】上部金型は横方向には移動できないので、上部金型と下部金型の軸がずれる危険は最小限に抑えられる。というのは下部金型だけを横方向に移動させればよいからである。仕上がり形状は上部金型内に与えられている。この配置によって下部金型は端縁の仕切りが設けられておらず、例えば圧縮空気によって簡単にスケールを除去することができる。
【0007】2段階の作業方法は変形段階の数、金型の寿命(冷却インターバルなど)並びに機械技術的コストを最適化するものである。従って、それぞれ突起を有する2つの下部金型が設けられていると特に効果的である。その場合には2つの下部金型は上部金型に対して水平に移動される。特に、上部金型が下方が開放したカップ形状のプレス空間を有し、下部金型は隆起部および/または小さい凹部に到るまでは比較的大きな中空空間が形成されていないと効果的である。上部金型だけを上下移動させるだけでよい。
【0008】2つの突起が同一の形状と大きさを有すると最も効果的である。少なくとも第2の突起の上下移動が計算機支援で制御される。
【0009】
【実施例】本発明による方法の実施例を図面に示し、以下で詳細に説明する。鍛造装置は2つの下部金型1aと1bを有し、これら下部金型は上下移動はできず、水平にだけ、従って唯一の上部金型2に対して横方向に摺動する。上部金型2の下側には、仕上がり形状としての、突出した端縁仕切りを有し下方へ向かって開口したカップ形状のプレス空間3が設けられていて、2つのプレス段階において2つの下部金型1a、1bに対して同一の上部金型を使用するようになっている。
【0010】2つの下部金型1a、1bには上方へ突出する端縁は設けられておらず、その上側はボス領域の近傍の隆起部および/または凹部まではほぼ平坦であり、その場合に第2のプレス段階で使用される第2の下部金型1bは比較的大きい隆起部を有する。両方の下部金型にはそれぞれ垂直の突起4a、4bが中央に軸承されており、これら突起は垂直に上下移動可能であって、その場合に特に第2の下部金型の場合には計算機により極めて正確に制御される。第1の下部金型1aの第1の突起4aによって垂直の孔(袋孔)が成形用素材(鋼材ブロック)5に穿設され、それによって十分に多い材料が端縁領域へ移動され、その後に第2のプレス段階において金型間の間隙が、さらに大きな圧力をかけないと間隙を通して材料が逃げられないくらい小さくなる。
【0011】第2の下部金型1bの第2の突起4bによって、突起4bがすでに形成された孔内に進入することによって第2の工程の間この孔が開放されたままになる。鍛造装置は次のように作動する。
1)第1段階の第1の下部金型1a内へ成形用素材5を挿入する。下部金型1aは、第1段階の最後で予備成形された車輪の下側に第2の金型段階のための芯出し用突出部が生じるように形成されている。
【0012】2)上部金型が一定速度で下方へ移動する。
3)上部金型2が成形用素材5と接触することにより成形用素材が挟持されるとすぐに、下方の第1の突起4aが上方へ移動し、それによって体積の一部を成形用素材中心から外側方向へ排除する。突起4aの終端位置と、それに伴って中心から外側へ再分配される体積の割合は、成形用素材の重量に関係し、制御システムによって算出される。この方法によって成形用素材重量の偏差を補償することができる。最少に力を使用して確実に体積を分配するために、第1の突起4aはすでにできるだけ早期に、従って成形用素材高さがまだ比較的大きい時に、その終端位置へ達していなければならない。
【0013】4)プレス型を開放移動させ、予備成形された車輪を持ち上げて、突起から外し、第2の下部金型を水平に移動させ、それによって第2の下部金型1bが上部金型2の下方へ来る。
5)予備成形された車輪を第2段階の第2の下部金型1b上へ載せて、第1段階において形成された芯出し用突出部によって自動的に芯出しする。
【0014】6)上部金型2が下方へ移動され、予備成形された車輪と接触して、その位置に留まる。
7)下側の第2の突起4bが、予め形成された袋孔6内に完全に進入する。
8)上部金型2がさらに下方へ移動して、金型が閉鎖される。その間に第2の突起4bは上部金型と同じ速度で同期して下方へ移動する。
【0015】9)プレス型が開放移動され、車輪が持ち上げられ、突起4bから外されて、予備成形された車輪がグリッパー7によって取り出される。あるいは、上部金型2と第2の突起4bが静止したままで、それに対して下部金型の特に第2の下部金型1bが移動して成形用素材をプレスするようにしても良い。
【出願人】 【識別番号】596005126
【氏名又は名称】パーンケ エンジニアリング ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング ウント コンパニー コマンディトゲゼルシャフト
【出願日】 平成8年(1996)1月12日
【代理人】 【弁理士】
【氏名又は名称】石田 敬 (外2名)
【公開番号】 特開平9−10882
【公開日】 平成9年(1997)1月14日
【出願番号】 特願平8−4036