(57)【要約】空洞形状の押出形材の切断短縮方法において、成型送出後に同時にあるいは形状を作成する押出成型工程の直後に押出成型装置に対して横断方向に押出形材に作用する力によって押出形材が曲折され、この際力成分は引張および押圧力として形状を作成する押出成型工程中に形成される空洞形材壁部の横断面に作用する。ここで、曲折された押出形材は成型流内において鋸工具の機械的な作用によって切断短縮され、切断短縮に際して押出形材にかかる応力がこの押出形材に接合している支持装置によって曲折した押出形材の変形が防止されるように補償され、押出形材はアルミニウム合金またはマグネシウム合金から形成され切断短縮の際に２００℃ないし６００℃の温度を有する。
2005518283.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
成型送出後に同時にあるいは形状を作成する押出成型工程の直後に押出成型装置に対して横断方向に押出形材に作用する力によって押出形材が曲折される空洞形状の押出形材の切断短縮方法であり、ここで力成分は引張および押圧力として形状を作成する押出成型工程中に形成される空洞形材壁部の横断面に作用する方法において、
曲折された押出形材が成型流内において鋸工具の機械的な作用によって切断短縮され、ここで切断短縮に際して押出形材にかかる応力がこの押出形材に接合している支持装置によって曲折した押出形材の変形が防止されるように補償され、押出形材はアルミニウム合金またはマグネシウム合金から形成され切断短縮の際に２００℃ないし６００℃の温度を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
押出形材は切断短縮の際に５００℃ないし６００℃の温度を有することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
鋸は誘導工具上において誘導されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
鋸は誘導工具上に支持されることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項５】
誘導工具は鋸上に支持されることを特徴とする請求項３記載の方法。
【請求項６】
鋸はその切断深度によって押出形材の総横断面がカバーされるように寸法設定することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
鋸は成型装置内において遊び補償を行うための装置を備えていることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項８】
鋸は切断工程中に押出形材と共に連動することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項９】
誘導工具はロボットであり、押出形材の動作および／または湾曲に従って制御可能なロボットアームを備えていることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
鋸はロボットアームによって押出形材に近接した選択可能な位置に位置決めされることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
鋸の推進はロボットアームと連動するガイド要素に関して行われることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１２】
ロボットアームに相対する鋸の推進は１つの次元内で行われることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
切断工程中におけるアルミニウム合金製の押出形材の押出成型速度は１０ないし３０ｍ／ｍｉｎ、特に２０ないし３０ｍ／ｍｉｎの範囲となることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
押出成型速度は約２５ｍ／ｍｉｎとなることを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
切断工程中におけるマグネシウム合金製の押出形材の押出成型速度は１ないし５ｍ／ｍｉｎ、特に２ないし３ｍ／ｍｉｎの範囲となることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１６】
押出形材の切断工程中における切断時間は最大４秒となることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１７】
押出形材の切断工程中における切断時間は約２秒となることを特徴とする請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
異なった断面を有する押出形材の切断短縮に際して切断工程中の時間切削量は実質的に一定であることを特徴とする請求項１記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、押出成型装置の成型流内において押出形材を切断短縮する方法に関する。より具体的には、本発明は、成型送出後に同時にあるいは形状を作成する押出成型工程の直後に押出成型装置に対して横断方向に押出形材に作用する力によって押出形材が曲折される押出形材の切断短縮方法に係り、ここで力成分は引張および押圧力として形状を作成する押出成型工程中に形成される形材壁部の横断面に作用する。
【０００２】
産業上においてしばしばワークピースが基台上において半加工品から押出成型によって形成された形材より仕上げられる。使用される半加工品の材料に応じて押出成型は可塑性の変形が保証される温度において実施される。例えば、アルミニウムまたはマグネシウム合金は一般的に２５０℃ないし６００℃の温度で成型される。押出形材をさらに処理するために、製造する型取りされたワークピースの寸法に応じて切断短縮する必要がある。切断短縮のためには主に鋸、鋏等の機械式切断工具が使用される。
【０００３】
機械式切断手段による湾曲した押出形材の切断短縮は従来冷却された状態において行われており、これは切断工程における機械的な作用によって形材の変形がもたらされ輪郭の精度の低下が生じる危険性があるためである。これによって総加工時間が延長され製造されたワークピースの生産効率が低下し、そのため製造コストが増大して経済性が低下する。
【０００４】
成型流内のまだ暖かい押出形材を切断短縮する場合、従来は直線的な形材のみにおいて例えば“舞いカッター”を使用して可能であった。高い欠陥率を防止するため、直線的な形材にはこの形材の最終輪郭を較正するために少なくとも１つの更なる処理工程が実施され、このために通常従来の調整装置が使用される。切断手段によって切断工程における輪郭の精度低下がもたらされる場合、これはくせ取りによって解消される。くせ取りに際して形材片の引張固定のために常に生じる約１ないし２ｍの材料損失を比較的小さく抑えるために、切断短縮された形材片の典型的な長さは３０ないし５０ｍとなる。
【０００５】
形材が押出成型装置から取り出された後外部の圧力によって変形される、すなわち所定の立体形状に曲折される場合、切断短縮された形材片のくせ取りは不要となる。形材片の切断短縮によって輪郭の精度低下がもたらされる場合、切断短縮された形材に適合した技術的に高度な装置によって輪郭成形の較正を行う必要がある。これに加えて、例えば形材が円形に湾曲している際に、形材片はしばしば実質的により短い間隔、例えば約１ｍの間隔で切断短縮され、これによって形材の“膨張”が防止される。しかしながら、この比較的短い形材片は一般的に比較的大きな材料損失を伴ってのみ較正することができる。従って成型取り出し後に曲折される形材において成型流内のまだ暖かい形材の切断短縮によって輪郭の精度低下がもたらされることを必ず防止する必要がある。
【０００６】
従って、本発明の目的は、形材の歪を伴うことなくまだ成型流内の暖かい押出形材切断短縮することができる、冒頭に述べた種類の方法を提供することである。
【０００７】
前記の課題は、請求項１に記載された特徴によって解決される。下位請求項には本発明の好適な追加構成が示されている。
【０００８】
本発明によれば成型流内における空洞状の押出形材の切断短縮方法が示されており、この方法は、曲折された押出形材が成型流内において鋸工具の機械的な作用によって切断短縮され、ここで切断短縮に際して押出形材にかかる応力がこの押出形材に接合している支持装置によって曲折した押出形材の変形が防止されるように補償され、ここで押出形材はアルミニウム合金またはマグネシウム合金から形成され切断短縮の際に２００℃ないし６００℃、特に５００℃ないし６００℃の温度を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明は、成型送出後に同時にあるいは形状を作成する押出成型工程の直後に押出成型装置に対して横断方向に押出形材に作用する力によって曲折される押出形材のみに係るものであり、ここで力成分は引張および押圧力として形状を作成する押出成型工程中に形成される形材壁部の横断面に作用する。この種の押出形材を曲折する方法は欧州特許第０７０６８４３号明細書に記載されている。この文献によれば押出形材にかかる力作用は、ローラ、横断方向応力を生成する滑走面、ローラケージ等によって付加される。
【００１０】
鋸は誘導工具で誘導されることが好適であり、ここで鋸がガイド上に支持されるか、あるいはハイド工具が鋸上で支持されることができる。
【００１１】
鋸はその切断深度によって押出形材の総横断面がカバーされるように寸法設定することが好適である。このことによって一回の切断工具のストロークによって押出形材を切断し時間を節約することが保証される。
【００１２】
本発明に係る方法において押出形材の切断はこの押出形材の静止状態において実施されるか、あるいは切断工程中に鋸が成型流内を移動する押出形材と連動することができる。
【００１３】
本発明の特に好適な構成形態において、鋸は成型装置内において遊び補償を行うための装置を備えている。このことによって、特に比較的厚い形材の存在において比較的長い切断時間を考慮する必要がある場合においても、成型流の速度を障害無く有効に保持することが可能になる。この補償能力によって切断工程中に鋸に横断方向の負荷をかける成型流内の押出形材の動作による、鋸および／または押出形材への不要なあるいは有害な影響が防止される。
【００１４】
鋸の推進速度は場合によって異なる形材断面に対して好適に適応し、これによって鋸の材料への過度の負荷によって増大する磨耗を防止することができる。これによって工具の寿命を延長することが達成され、これによってこの方法の経済性が改善される。
【００１５】
切断工具としての鋸において、しばしば鋸板の歯が高温の押出形材の切削屑によって消耗する問題が生じる。このことを防止するために、切断工程中において鋸板に常に従来の切断補助剤を塗布し、これは高温の切削屑が歯に粘着して歯がこの切削屑によって消耗することが防止される。切断補助剤は例えば噴霧によって鋸板植に塗布される。これは同時に鋸板の冷却剤として作用する。
【００１６】
本発明の好適な一構成形態において、切断工具を誘導するための誘導工具はロボットである。このため、このロボットは押出形材の動作および／または湾曲に従って制御可能なロボットアームを備えている。鋸はロボットアームによって押出形材上の選択可能な位置に位置決めすることができる。この位置決めは押出形材上に可能な限り近接して行うことが好適であり、従って切断工程は短い回帰路程によって可能な限り早く終了し、比較的高い押出成型速度が可能となる。ロボットアームによる鋸の位置決めは上置された中央制御機構による制御によって効果的に実施され、この中央制御機構は延伸したあるいは湾曲した押出形材の精密な輪郭線に関する必要なデータを有している。鋸はこの方式によって、勿論ロボットアームによって提供される動作可能性の枠内において、実質的に任意に選択可能な押出形材に近接した位置に配置することができ、これによりその位置で押出形材を切断することができる。
【００１７】
上置された中央制御機構によるロボットアームの制御により、成型流内を移動する押出形材に対して相対移動しないように切断短縮工程中においてロボットアームを制御することが可能になる。
【００１８】
既に前述した成型装置内において遊び補償を行うための装置と同様に、このロボットアームと押出形材との連動によって、切断中における鋸と押出形材の異なった動作方向による形材および／または工具への有害な影響が防止される。
【００１９】
本発明によれば、鋸の推進がロボットアームと連動する、特に一次元の動作を可能にするガイド装置に関して行うことが好適である。この動作能力のためロボットアームの動作を必要とすることなく押出形材を介して鋸を誘導することができる。このことによって、特に切断工程中にロボットアームが連動する必要があるとともに、切断工程中におけるロボットアームの連動および鋸の動作のためのロボットアームの複合動作が必要である場合に、ロボットアームの制御のための計算作業を顕著に簡略化することが可能になる。
【００２０】
アルミニウム合金製の形材において、切断短縮中における押出成型速度は１０ないし３０ｍ／ｍｉｎの範囲となる。これは２０ないし３０ｍ／ｍｉｎの範囲となることが好適であり、特に約２５ｍ／ｍｉｎとすることが好適である。マグネシウム合金を使用する場合、押出成型速度は通常１ないし５ｍ／ｍｉｎとなり、特に約２ないし３ｍ／ｍｉｎとすることが好適である。アルミニウムまたはマグネシウム合金製の形材の切断時間は約４秒より未満とすることが好適であり、特に約２秒とすることが好適である。
【００２１】
次に、本発明の実施例につき添付図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１には本発明に係る方法が示されている。この図示はデカルト座標上に成されており、そのＸ−Ｙ平面は紙面に対して平行であり、そのＺ軸はＸ−Ｙ平面に対して垂直に延在している。図にはロボットアーム３が示されており、これはその末端に鋸として形成された切断工具を備えており、これは押出形材５に近接して位置決めされている。押出形材５は断面として示されており、すなわちＺ方向の成型流内を動作する。
【００２３】
空洞形状の押出形材はこの場合アルミニウム合金から形成されている。しかしながら、これに代えてマグネシウム合金から形成することも可能である。
【００２４】
押出形材５の機械的な切断はＸ−Ｙ平面内に配設された鋸板６によって実施され、これは主駆動機構７によって回転動作として駆動される。押出形材５を切断するために鋸板６は押出形材５を介してＹ方向に誘導され、ここで鋸は推進軸１に沿ってＹ軸の方向に移動する。切断短縮に際して空洞形状の押出形材は２００℃ないし６００℃、特に５００℃ないし６００℃の温度を有している。
【００２５】
切断工程に際して押出形材５に作用する機械的応力による押出形材の歪あるいは輪郭の精度低下を防止するために、押出形材５に対してこれを支持するためにＸ−Ｚ平面内に位置する平板の形式の逆側ホルダ４が接合している。この逆側ホルダ４は切断工程において鋸によって押出形材５に対してＹ方向にかかる機械的応力を受容し、押出形材５の歪および輪郭の変化を防止する。鋸は補償ベアリング２の形式の軸方向の遊びを補償する装置を追加的に備えており、これによって切断工程中における押出形材５のＺ方向の動作を補償する。さらに、ロボットアーム３は押出形材５に対する相対位置を保持しながらこの押出形材５と共にＺ方向に移動することができる。ロボットアームの制御は（図示されていない）中央制御機構が実行し、これは押出形材の正確な輪郭線を把握している。動作している押出形材に対応するロボットアーム３の動作ならびに切断工程中の押出形材５を介した鋸の動作は、推進軸１の存在のためにＹ方向において結合される。
【００２６】
特に比較的長い切断時間を要する厚みの大きな形材において、成型流内を移動する押出形材とのロボットアーム３の連動および／または高速の押出成型速度が重要となる。しかしながら、切断工具と押出形材との間の異なった移動速度による切断工程中の鋸板６および／または押出形材５の損傷を防止するためには、大抵鋸板６の補償ベアリング２によって得られる軸方向の遊び補償能力が充分である。
【００２７】
本発明に係る方法により、輪郭形状に不適切な影響をもたらすことなく所要の押出形材の断片を成型流内において迅速かつ正確に切断し得ることが補償される。従来の切断短縮方法に比べて大幅に短縮された型取りされたワークピースの総加工時間によって、単位時間当たりの生産個数を増大することが可能になり、この方法の経済性を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る方法を実施するために使用される装置を示す概略図である。
【図１】
2005518283.tif 000003
【手続補正書】
【提出日】平成16年1月20日(2004.1.20)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
従って、本発明の目的は、形材の歪を伴うことなくまだ成型流内の暖かい押出形材を切断短縮することができる、冒頭に述べた種類の方法を提供することである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
切断工具としての鋸において、しばしば鋸板の歯が高温の押出形材の切削屑によって消耗する問題が生じる。このことを防止するために、切断工程中において鋸板に常に従来の切断補助剤を塗布し、これは高温の切削屑が歯に粘着して歯がこの切削屑によって消耗することが防止される。切断補助剤は例えば噴霧によって鋸板上に塗布される。これは同時に鋸板の冷却剤として作用する。
【国際調査報告】
2005518283.tif 000004
2005518283.tif 000005
2005518283.tif 000006
2005518283.tif 000007