专利名称：平板精整压力机及精整压力载荷传送方法
技术领域：
本发明涉及一种热板坯的宽度缩减设备，特别是涉及一种板坯精整压力机，通过相对设置的曲轴转动产生往复驱动压迫板坯侧面来减小板坯的宽度。
在传统的平板精整压力机，通过在其两端均具有轴承的连杆连接曲轴和外模块的方法(JP B 2-50807，图3)或通过在曲轴侧部上均具有轴承且形成在外模块侧的阴阳球形面(摇杆)的连杆连接它们的方法(JP A 5-123701，图4)被认为是一种通过曲轴转动将往复驱动传送至外模块的方法。
如通常机械工业所要求的那样，还要求平板精整压力设备具有较低的装配造价，简单的结构及优良的维护性能。在所述平板精整压力机中，通过利用均具有平行部分和楔形部分的模具来压制平板的侧面以获得理想的平板宽度。在这种情况下，为了防止翘曲或控制平板的平面度形状，应进行平板的前后端加工并通过前后设备反向地压制平板。
在平板精整压力机中的压力载荷中心根据这种模具形状及不同的操作方式变化，且特别是在进入-输送方向上的较大变化会破坏机械稳定性或导致所述设备的结构复杂化。
在JP B 2-50807中披露的传统平板精整压力机在2个连杆的两端设有轴承，所述连杆被设置在进入和输送侧的每一侧，即连杆的总数为4。虽然，所述平板精整压力机具有较高的机械稳定性，但是，由于结构复杂且其维护性不良，因此设备的成本较高。
另外，在JP A 5-123701中披露的平板精整压力机在每一侧均设有一个连杆，即总数为两根连杆，每一连杆在外模块侧均形成有阴阳球形面(摇杆)且曲轴结构比较简单。但是，由于其是通过连杆连接的，所以这种机构因压力载荷中心变化而导致稳定性较低，由于载荷中心的偏差转动力矩会出现在外部模块上。因此，必须设置一导向机构，该导向机构能够承受外部模块的周边部分的转动力矩，导向机构的维护性不良。另外，阴阳球形面部分彼此滑动接触会磨损，因此从这一点上来看其维护性也不良。
由于上述问题的存在，而需要一种平板精整压力机，它具有高牢固性的机构，且装置简单，维护性优良。
本发明的一个目的在于提供一种平板精整压力机，它具有机构稳定性，结构简单且维护性优良。
(1)为了达到上述目的，本发明包括偏心曲轴，可转动地装配在偏心曲轴上的臂，用于传送与臂之间载荷的第一模块，与所述第一模块的间距是可调节的第二模块，及安装在第二模块上的模具，且本发明具有第一滚动件，它设置在臂和第一模块之间的载荷传送部分的一侧，及被设置在载荷传送部分另一侧的第二滚动件，其中，通过第一滚动件和第二滚动件之间的滚动接触传送载荷，及齿轮，作为用于避免第一和第二滚动件在滚动接触面上滑动的装置，所述齿轮设置在臂和第一模块的侧部使之彼此啮合，可移动地支承最少一个所述齿轮。
通过在臂和第一模块间的载荷传送部分的一侧设置所述第一滚动件，以通过其间的滚动接触来传送载荷，因而在无需使用传统连杆的情况下，也会简化设备结构并缩减设备的长度。
另外，通过设置在臂两侧和第一模块侧部上、彼此啮合的齿轮作为第一和第二滚动件接触面的一种滑动防止装置，能够保持载荷传送路线的恒定并获得较高的机械稳定性。同时，能够抑制滚动接触面间的磨损并提高设备的维护性。
上述内容是根据在JP A 9-299914中提到的本发明技术思想上作出的，JP A 9-299914是相应的日本专利申请的早期专利申请。
在本发明中，除了上述内容以外，彼此啮合的齿轮中的最少一个齿轮被可移动地支承，因此即使在第一和第二滚动件的滚动面上出现了弹性变形，齿轮也不会彼此挤压，从而不会形成任何楔入效应。因此，能够避免作用在齿面上的过大表面压力或弯曲应力，从而延长了齿轮的使用寿命，进一步提高了设备的维护性。
(2)在以上提到的条目(1)中，最好设置限制齿轮运动范围的止动器及推动齿轮压在止动器上的装置，以提供一种将可移动支承的齿轮固定在理想位置的装置。
以大于作用在齿轮上的往复驱动产生的惯性力将可移动支承的齿轮压在止动器上，能够消除惯性的影响，从而能以较高的精度固定第一和第二滚动件的相对位置，进一步延长寿命。
(3)另外，在以上提到的项目(2)中，最好设置与可移动被支承的齿轮移动结合的第三滚动元件，作为保持啮合齿轮间间距的装置，第三滚动件的形状与可移动被支承的齿轮侧部的滚动件的滚动表面相同，且与另一齿轮侧的滚动件接触。
因此，能够使啮合齿轮间的间距保持恒定，以便能够保持理想的齿隙，并能抑制齿面的楔入作用及粘合，从而进一步延长齿轮的寿命。
图1为本发明第一实施例中平板精整压力机的平面图；图2为图1所示的平板精整压力机的前视图；图3A，3B和3C均描述了在本发明中，在臂侧部上滚动件的滚动面形状与在外模块上的滚动件的滚动面形状的组合；图4为图1所示的平板精整压力机的滚动件部分的放大平面图；图5为图1所示的平板精整压力机的滚动件部分的放大前视图；图6为JP A 2-50807中披露的一种传统平板精整压力机的前视图，这种平板精整压力机被用作比较例；图7A和7B均为描述压力载荷传送状态的视图，图7A描述了通过一平板接收的垂直作用及由臂的轴承接收的支承力具有相同方位的情况；图7B描述了通过一平板接收的垂直作用及由一臂的轴承接收的支承力具有不同方位的情况；图8描述了本发明第二实施例中平板精整压力机的滚动件部分的放大平面图；图9为图8中平板精整压力机的滚动件部分的放大前视图；图10为本发明第三实施例的平板精整压力机中滚动件部分的放大平面图11为图10中平板精整压力机的滚动件部分的放大前视图；图12为本发明第四实施例的平板精整压力机中滚动件部分的放大平面图；图13为图12中平板精整压力机的滚动件部分的放大前视图。
下面，将参照附图1-7对本发明的最佳实施例进行说明。图1为本发明第一实施例中平板精整压力机的平面图，而图2为该平板精整压力机的前视图。
所述平板精整压力机主要包括平板宽度缩小装置，平板宽度调节装置以及平板输送装置。下面，主要对平板精整压力机的宽度缩小装置和平板宽度调节装置进行说明。
在图1和图2中，沿平板18的宽度方向改变一对模具14所产生的平板宽度缩减要受到偏心曲轴中曲轴2中转动的作用，其中每个曲轴均被设置在平板18的宽度侧以便它们彼此相对。曲轴2由轴承4可转动地支承，以便曲轴被定位在外壳1中窗孔1A的两端，曲轴由驱动马达8驱动运转。沿进入和输送方向(平板的输送方向)彼此间隔设置的两个臂2通过所述臂的轴承5可转动地被装配在各曲轴2上。
另外，在各模具14和装配在其上的各曲轴2之间均设有两个臂3，外模块9和内模块13，通过螺杆10和螺母11可对它们的距离进行调整。
在本实施例中，作为第一滚动件的平板6设置在每一臂3的一端，而外模块9设有作为第二滚动件的摆动板7，每一摆动板7均与第一滚动件(平板6)接触。通过平板6和摆动板7的滚动接触，能够把由于平板18宽度缩减所产生的压力载荷从外模块9传送至臂3。
另外，设置在臂3侧面的扇形齿轮19和设置在外模块9侧面的扇形齿轮20形成了用于防止平板6和摆动板7之间接触面滑动的装置。扇形齿轮19，20均成对设置在平板6和摆动板7的两侧，以便夹持平板6和摆动板7。扇形齿轮19，20的节线均具有与各平板6和摆动板7的滚动面相同的形状。平板6和摆动板7为与所述扇形齿轮相应的滚动件。也就是说，在平板19侧面的扇形齿轮6的节线为一直线，而扇形齿轮19为一齿条。在摆动板7侧面的扇形齿轮20的节线为一节圆，且该节圆半径等于摆动板7滚动表面的半径。另外，在目前的说明书限定的节圆被规定为包括齿条的节线。
在本实施例中，如图3A所示，作为第一滚动件的平板6和作为第二滚动件的摆动板7的组合为形成平面的滚动表面和形成凸形圆柱或球形面的另一滚动面的组合的一个例子。但是，不应局限与这一例子。可采用图3B所示、均具有凸形圆柱或球形面的两个滚动件的组合，或也可采用这样一种滚动件的组合，如图3C所示的，一个滚动面为凹形圆柱或球形面，而另一个滚动面为凸形圆柱或球形面。也就是说，在通过外模块9将压力载荷从模具14传送至臂3的情况下，如果该传送是由滚动接触完成的，则该传送应是充分的。总之，扇形齿轮19，20具有与相应滚动件的半径相同的节圆半径(在滚动件为一平板情况下为节线)。
另外，在外模块9侧面的扇形齿轮20可转动地被装配在销21上，如图4和5所示，且被支承在外模块9上，以便其可相对于外模块9移动。
通过曲轴2的转动所获得且被传递至外模块9的往复驱动通过螺杆10和内模块13被传至模具14，通过模具14对平板18的侧面施压，以减小平板的宽度。也就是说，用于缩减的工作所需乃是由曲轴2转动所产生的往复驱动施加的。
接着，通过改变内模块13和外模块9间的距离能够实现获得具有理想宽度的平板的平板宽度调节。作为一种宽度调节机构，应将上述螺杆10和螺母11设置在外模块9上。在该实施例中，沿进入和输送方向(平板的输送方向)设置2组螺杆10和螺母，且应这样构成所述设备，即使压力载荷中心在所述进入和输送方向发生了变化，压力载荷中心也应位于两根螺杆10之间。应使两根螺杆10中每一螺杆的轴线高度大致与平板18的中心高度相同，如图2所示，且沿上下方向稳定地将压力载荷传送至平板18。
另外，如图2所示，通过螺杆17转动螺母11而使螺杆10作轴向移动。每一螺杆17均由马达12驱动。每一螺杆10的一端均与内模块13的后表面接触，以便传送压力载荷。上述模具14设置在内模块13内侧，其中每一模具均具有一平行部分和一锥形部分。
另外，当压力载荷从模具14传送至外壳1的过程中，存在间隙或松弛时，会产生冲击载荷，因此需设置用于消除内模块13和外模块9之间松弛的内模块平衡缸16和用于消除外模块9和外壳1间松弛的外模块平衡缸15。所述内模块平衡缸16还具有消除宽度调节机构中驱动系统中松弛的功能，外模块平衡缸15也具有消除曲轴2中驱动系统松弛的功能。
根据本发明的实施例，能够获得以下效果。
1)由于是通过平板6和摆动板7的滚动接触传送压力载荷的，所以在无需使用任何传统平板精整压力机中所用连杆的情况下，能够简化安装结构并缩短整套设备的长度。
2)在JP B 2-5007中披露的平板精整压力机中，沿每一进入和输送侧上下垂直方向的两个螺杆110和两个螺母111，即总数为四个螺杆110和四个螺母111设置在外模块109上，通过平板宽度缩减所产生的压力载荷依次从模具114传送至螺杆110和螺母111，进而从螺杆110和螺母111传送至外模块109，连杆130，曲轴102及外壳101。在这种情况下，应采用这样的装置，即连杆130的端部被插入上部螺杆110和螺母111与下部螺杆110和螺母111之间，以使整套设备的长度不会过长。但是，在以这种方式插入连杆130端部的情况下，在所述设备中，应将螺杆110和螺母111设置在垂直上下方向的中部，螺杆110和螺母111与连杆130的连接部分对接，以便这样设置螺杆110和螺母111，即上部螺杆110和螺母111和下部螺杆110和螺母111沿垂直方向彼此分开，因此，必须设置四个螺杆110和螺母111。
反之，在本实施例中，不必采用由连杆完成的连接，但应通过平板6和摆动板7的滚动接触传送压力载荷。因此，可将螺杆10和螺母11设置在上下方向的中部，螺杆10和螺母11的数目在进入和输送侧可为2，且可简化所述宽度调节机构。另外，应该清楚压力载荷中心的变化在上下方向较小而在进入和输送方向(平板的输送方向)则较大，在不降低稳定性的情况下，通过沿进入和输送方向设置两个螺杆110和螺母111能够简化所述设备。
3)当使平板6和摆动板7形成滚动接触时，由于平板6接受的垂直作用力与从轴承5接受的支承力彼此具有不同的方向会在臂3上形成转动力矩。所述转动力矩会在平板6和摆动板7之间产生滑动。所述滑动会增大平板6和摆动板7滚动接触面的磨损且使维护性能恶化。另外，由于在滚动接触点(线)变化与载荷传送路线不恒定，因此不能稳定地传送载荷。
根据本发明的实施例，由于通过设置扇形齿轮19和20能够防止平板6和摆动板7间滚动接触表面的滑动，因而能够抑制滚动接触面的磨损并改善维护性能。同时，由于能够保持载荷传送路线恒定，因而能够获得较高的机械稳定性。
4)当压力载荷作用时，在臂3侧部的平板6和在外模块侧部的摆动板7会发生弹性变形。结果，当将扇形齿轮19和20固定在平板6和摆动板7上时，扇形齿轮19和20间的距离(节圆中心之间的距离)减小且楔紧作用会在齿表面形成过大的表面压力和弯曲应力。
根据本发明，扇形齿轮20相对于摆动板7可转动地支承，因此即使通过压力载荷而使平板6和摆动板7产生弹性变形，也不会使扇形齿轮彼此压入，从而不会产生楔入作用。因此，能够避免在齿表面作用过大的表面压力和弯曲应力，从而延长了扇形齿轮19和20的寿命。
另外，作为一种可移动支承扇形齿轮20的方法，除用销21支承以外，还可采用一种通过设有滑动面的导向件平行可移动地支承扇形齿轮20的方法，一种通过如橡胶制品这样的弹性件支承扇形齿轮20后侧的方法，等等。也就是说，可采用任意装置，只要其是允许扇形齿轮20沿平板6和摆动板7弹性变形的方向移动的装置即可。另外，虽然在外模块9侧部的扇形齿轮20被可移动地支承，但也可使臂3侧部的扇形齿轮19可移动地支承，从而使扇形齿轮19和20均可移动地被支承。
下面，参照附图8和图9，将对本发明的第二实施例进行说明。
在图8和图9所示的实施例中，作为一种用于将通过销21可转动装配的扇形齿轮20固定在理想位置的装置，可设置限制扇形齿轮20运动范围的止动器23，及将扇形齿轮20压在所述止动件的弹性件，如弹簧22。也可利用液压致动器或气压致动器来替代所述弹性件22。也就是说，可采用任意装置，只要其是推动扇形齿轮20以使其压靠在止动器23上的装置即可。
往复驱动所产生的惯性作用在扇形齿轮20上。通过设置弹簧22并以大于惯性的力将扇形齿轮20压在止动器23上，能够排除惯性的影响，从而能够进一步准确地固定平板6和摆动板7的相对位置。另外，即使平板6和摆动板7通过压力载荷而产生弹性变形，也能通过将弹性件22的输出值调节至一合适的数值来避免所述楔入作用。
根据该实施例，能够进一步准确地固定平板6和摆动板7间的相对位置，从而延长了各平板6和摆动板7的寿命，同时，能够获得较高的机械安全性。
下面，参照附图10和附图11，将对本发明的第三实施例进行说明。
在图10和11所示的实施例中，作为将通过销21可转动装配的扇形齿轮20固定在理想位置的装置，可设置限制扇形齿轮20运动范围的止动器23及将扇形齿轮20压在止动器23上的弹簧22，另外，作为一种用于保持相互啮合的扇形齿轮19和20间距离(相互啮合的扇形齿轮19和20节圆中心间的距离)恒定的装置，可设置第三滚动件，如分离装置24。分离装置24被装配在扇形齿轮20上，且可移动结合扇形齿轮20。另外，分离装置24具有与摆动板7滚动表面相同的形状(在摆动板为平板情况下的平面)。另外，由于扇形齿轮20的节圆半径与摆动板7滚动表面的半径相同，因此，分离装置24具有与扇形齿轮20节圆半径相同的曲率半径(当扇形齿轮20为齿条时的平面)。另外，所述分离装置与平板6形成转动接触。
弹性件22具有以大于所述往复驱动作用的惯性的力将扇形齿轮20压在止动器23上的作用。当平板6和摆动板7由于压力载荷产生弹性变形时，在分离装置24和平板6之间会出现阻碍弹性件22的力，且弹性件22的输出及所述压力载荷不会作用在扇形齿轮19和20上。另一方面，已经发现在不存在齿隙的条件下使用齿轮时，会产生卡死现象。
根据本实施例，由于能够通过分离装置24恒定地保持啮合的扇形齿轮19和20节圆中心之间的距离，因而消除了楔入作用及齿面的卡死现象，并延长了每一扇形齿轮19和20的寿命。
下面，参照附图12和13将对本发明的另一实施例进行说明。
在图12和图13所示的实施例中，利用一形状与摆动板7相似的曲面板6A来代替平板6，且均将第一和第二滚动件的滚动面制成凹形圆柱或球形面。通过本实施例能够获得与第三实施例相同的效果。
在上述内容中，已描述了以一维方式摆动模具14的平板精整压力机，该实施例也适用于这样的设备，其中，以平板宽度方向摆动模具14且通过使其沿平板输送方向移动的装置而使模具14以圆形或弧形轨迹被移动。
根据本发明，能够保证精整压力机的稳定性，并能简化结构，降低装配成本并改善维护性。
另外，本发明能够避免作用在齿轮齿面上的过大表面压力或弯曲应力，延长齿轮的寿命并进一步改善维护性。
权利要求
1.一种平板精整压力机，其包括偏心曲轴，可转动地装配在所述偏心曲轴上的臂；第一模块，用于对所述臂往复输送载荷；第二模块，其与所述第一模块的间距是可调节的；及安装在所述第二模块上的模具；其特征在于第一滚动件，它被设置在所述臂和所述第一模块之间的一载荷传送部分的一侧，第二滚动件，它被设置在所述载荷传送部分的另一侧，其中，通过所述第一滚动件和第二滚动件之间的滚动接触传送载荷，及设置在所述臂和所述第一模块侧部以彼此啮合的齿轮，作为用于避免所述第一和第二滚动件在滚动接触面上滑动的装置，且所述齿轮中的最少一个齿轮可移动地被支承。
2.根据权利要求1所述的平板精整压力机，其特征在于设置限制所述齿轮移动范围的止动器及推动所述齿轮压至所述止动器上的装置，以作为用于将所述可移动支承的齿轮固定在一理想位置的装置。
3.根据权利要求2所述的平板精整压力机，其特征在于作为用于保持彼此啮合的所述齿轮间距离的装置，设置第三滚动件，其结合并与所述可移动支承的齿轮一起移动，且所述第三滚动件形状与所述可移动支承的齿轮侧部的滚动件的滚动面相同，且所述第三滚动件与另一齿轮侧部的滚动件相连。
4.一种平板精整压力机，其包括偏心曲轴；可转动装配在所述偏心曲轴上的臂；第一模块，用于对所述臂往复传送载荷；第二模块，它与所述第一模块的间距是可调节的；安装在所述第二模块上的模具；第一滚动件，它被设置在所述臂和所述第一模块之间的载荷传送部分的一侧；第二滚动件，它被设置在所述载荷传送部分的另一侧且与所述第一滚动件形成了滚动接触。
5.一种平板精整压力机，其包括偏心曲轴；可转动装配在所述偏心曲轴上的臂；第一模块，用于对所述臂往复传送载荷；第二模块，它与所述第一模块的间距是可调节的；安装在所述第二模块上的模具；第一滚动件，它被设置在所述臂和所述第一模块之间的载荷传送部分的一侧；第二滚动件，它被设置在所述载荷传送部分的另一侧且与所述第一滚动件形成了滚动接触；及用于制止所述第一和第二滚动件在其滚动面上产生滑动的装置。
6.一种平板精整压力机，其包括偏心曲轴；可转动装配在所述偏心曲轴上的臂；用于输送与所述臂间载荷的第一模块；第二模块，它与所述第一模块的间距是可调节的；安装在所述第二模块上的模具；第一滚动件，它被设置在所述臂和所述第一模块之间的载荷传送部分的一侧；第二滚动件，它被设置在所述载荷传送部分的另一侧且与所述第一滚动件形成了滚动接触；及与每一所述臂和所述第一模块均啮合的元件。
7.一种平板精整压力机，其包括偏心曲轴；可转动装配在所述偏心曲轴上的臂；第一模块，用于对所述臂往复传送载荷；第二模块，它与所述第一模块的间距是可调节的；安装在所述第二模块上的模具；第一滚动件，它设置在所述臂和所述第一模块之间的载荷传送部分的一侧；第二滚动件，它设置在所述载荷传送部分的另一侧且与所述第一滚动件形成了滚动接触；在所述臂和所述第一模块侧部彼此啮合的元件；及可移动地支承在所述相互啮合元件中最少一个元件上的元件。
8.一种平板精整压力机载荷传送方法，其包括以下步骤设置第一模块，用于对可转动装配在偏心曲轴上的一个臂往复传送载荷并调节所述第一模块和一第二模块之间距离，所述第二模块装配有模具；及连接第一滚动件和第二滚动件，其中，所述第一滚动件被设置在所述臂和所述第一模块之间的一载荷传送部分的一侧；所述第二滚动件被设置在所述载荷传送部分的另一侧。
9.一种平板精整压力机载荷传送方法，其包括以下步骤设置第一模块，用于对可转动装配在偏心曲轴上的一个臂往复输送载荷并调节所述第一模块和第二模块之间距离，所述第二模块装配有模具；及使第一滚动件和第二滚动件形成滚动接触，其中，所述第一滚动件被设置在所述臂和所述第一模块之间的载荷传送部分的一侧；所述第二滚动件被设置在所述载荷传送部分的另一侧；及通过分别啮合设置在所述臂侧部及设置在所述第一模块侧部的元件制止所述滚动接触的滑动。
10.一种平板精整压力机载荷传送方法，其包括以下步骤设置第一模块，用于对可转动装配在偏心曲轴上的一个臂往复传送载荷并调节所述第一模块和第二模块之间距离，所述第二模块装配有模具；及使第一滚动件和第二滚动件形成滚动接触，其中，所述第一滚动件被设置在所述臂和所述第一模块之间的载荷传送部分的一侧；所述第二滚动件被设置在所述载荷传送部分的另一侧；及通过分别啮合设置在所述臂侧部及设置在所述第一模块侧部的元件制止所述滚动接触的滑动；及以所述第一和第二滚动件的弹性变形方向移动所述啮合件中的元件。
全文摘要
一种平板精整压力机,该装置稳定,结构简单且维护性优良,包括曲轴,可转动地装配其上的臂,用于对臂往复传送载荷的外模块,与外模块的间距是可调节和内模块,及安装在其上的模具。第一滚动件,如平板设置在臂和外模块之间的载荷传送部分一侧,第二滚动件,如摆动板设置在另一侧,通过滚动接触传送载荷。制止滚动件上滚动接触面的滑动的装置,在臂和外模块的两侧设有彼此啮合的扇形齿轮,且通过销可移动地支承齿轮的最少一个齿轮。
文档编号B21B15/00GK1273149SQ00108289
公开日2000年11月15日 申请日期2000年5月10日 优先权日1999年5月10日
发明者山元章弘, 近藤繁俊 申请人:株式会社日立制作所