(57)【要約】連続押出しプレス（２）で製造されたバー又はパイプ状のストランド（３）を引出すための装置（１）であって、少なくとも１つの駆動された、直線運動可能な第１のキャリジ（４）を有し、該第１のキャリジ（４）がストランド（３）の引出し方向（Ｌ）に運動可能でかつストランド（３）に引張り力を生ぜしめるようになっており、第１のキャリジ（４）の上に第２のキャリジ（５）が配置され、該第２のキャリジ（５）が第１のキャリジ（４）に対し相対的に引出し方向（Ｌ）に移動可能で、引出そうとするストランド（３）が第２のキャリジ（５）に固定可能であることを特徴とする、連続押出しプレスで製造されたストランドを引出すための装置。
2005527377.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続押出しプレスにて製造されたバー又はパイプ状のストランド（３）を引出す装置（１）であって、少なくとも１つの、駆動された、直線運動させられる第１のキャリジ（４）を有し、該第１のキャリジ（４）がストランド（３）の引出し方向（Ｌ）に運動可能でかつストランド（３）に引張り力を生ぜしめる形式の装置において、
第１のキャリジ（４）の上に第２のキャリジ（５）が配置されており、該第２のキャリジ（５）が第１のキャリジ（４）に対し相対的に前記引出し方向（Ｌ）に移動可能であり、引出そうとするストランド（３）が前記第２のキャリジ（５）に固定可能であることを特徴とする、連続押出しプレスにおいて製造されたバー又はパイプ状のストランドを引出す装置。
【請求項２】
第２のキャリジ（５）を第１のキャリジ（４）に対し相対的に動かすために第２のモータ手段（７）が存在している、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第２のモータ手段（７）が調整可能なモータ、特にサーボモータである、請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記第２のモータ手段（７）が伝動手段（８）を介し第１のキャリジ（４）と第２のキャリジ（５）とを相互に結合している、請求項２又は３記載の装置。
【請求項５】
第１及び／又は第２のキャリジ（４，５）の上に少なくとも１つのセンサ（９）が配置されている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
前記センサ（９′）が第２のキャリジ（５）の加速を検出する、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記センサ（９″）が第１のキャリジ（４）に対する第２のキャリジ（５）の位置を検出する、請求項５記載の装置。
【請求項８】
前記センサ（９″′）が、第２のキャリジ（５）によりストランド（３）の端部（６）に生ぜしめられる力を検出する、請求項５記載の装置。
【請求項９】
検出した測定値に関連してストランド（３）の端部（６）に生ぜしめられた引張り力をコントロールするために前記第２のモータ手段（７）に作用する制御及び／又は調整手段（１０）が設けられている、請求項５から８までのいずれか１項記載の装置。
【請求項１０】
前記制御及び／又は調整手段（１０）が前記第２のモータ手段（７）のトルクをコントロールする、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
第１のキャリジ（４）の質量（Ｍ）が第２のキャリジ（５）の質量（ｍ）の少なくとも２倍である、請求項１から１０までのいずれか１項記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続押出しプレスにおいて製造されたバー又はパイプ状のストランドを引出す装置であって、駆動され、直線運動する少なくとも１つのキャリジを有し、該キャリジがストランド引出し方向に運動可能でありかつストランドに引張り力を作用させることができる形式の装置に関する。
【０００２】
この種の装置はＥＰ０３００２６２Ｂ１号明細書により公知である。連続押出しプレスにて高品質のストランドを製造するためには、連続押出しプレスのダイからストランドを規定された引出し力で引出すことが必要であることが判明した。これにより、ダイにおけるストランド形成に不利な影響が及ぶことは防止される。ストランドの高品質を保証するためには、この文献には引出そうとするストランドの端部がレールの上を移動可能に配置されたキャリジに固定される引出し装置が記載されている。前記キャリジは駆動手段と結合されているので、ストランドには引張り力を作用させることができる。好適な製造結果を達成するためには引張り力は種々のコンポーネントから合成される。この場合、１つのコンポーネントは押出し加工されたストランド長さに関連して求められる。
【０００３】
これにより、連続押出しプレスから引出されたストランドの横断面誤差が減少させられ、ストランドが所望の品質を有することが達成される。この場合には、ダイからの距離の増大に伴って、ストランドの冷却に基づき、横断面変化を生ぜしめることなく、増大する引張り力をストランドに作用させることができるという考察から出発している。
【０００４】
しかし、この関連において、引出しキャリジに引出し距離に亘って種々の力が作用し、ストランド端部にて作用する規定された引出し力を、場合によっては所定の関数にしたがって達成することを前記種々の力がきわめて困難にするという問題が明らかになった。キャリジ（プルキャリジ）は質量を有しかつモータで駆動される。モータの回転数と回転モーメントは制御装置によりあらかじめ規定することができる。この結果、キャリジには、押出しプレスされた成形体に作用させられた引張り力、キャリジの支承に基づく摩擦力並びにキャリジの瞬間的な加速に関連する慣性力が作用する。静的な場合だけは、速度、ひいては摩擦も零であるので、モータ力は引張り力に相当する。しかし、成形体が動かされると、摩擦力と慣性力とがキャリジに作用する。この場合、摩擦係数は周辺条件（温度、汚染）に基づき一定ではない。したがって引き出そうとするストランドに、規定された所定の引出し力をかけることはきわめて困難である。キャリジが引き出し過程の開始にあたってキャリジが加速されると、その結果発生する慣性力によって力の平衡が妨害され、規定された引出し力を維持することが特に困難になる。軽量でかつ敏感な成形体の場合にはこの結果、しばしば品質問題が発生するか又は生産時の不良品の割合が上昇する。
【０００５】
したがって本発明の課題はストランドを引き出す装置を改良し、前述の欠点を克服し、特に軽量の成形体が品質損失なしで製作できる装置を提供することである。
【０００６】
この課題は本発明によれば第１のキャリジの上に第２のキャリジを、第１のキャリジに対し相対的に引き出し方向に運動可能に配置し、第２のキャリジに、引き出そうとするストランドが固定可能であることにより解決された。
【０００７】
この処置によりキャリジ質量は２つの成分に分割された。第１のキャリジは公知のように動かされる。一定であるか又は所定の関数にしたがって変化することのできるストランドに作用する引張り力は、第２のキャリジの適当な動的な制御を介し、補償され、特に調整除去される。このためには比較的に小さい第２のキャリジしか動かされる必要がないので、このシステムは高い力動性を有し、この結果引張り力は著しく正確に維持される。ストランドに作用させられる引張り力は常に所定のプロフィールもしくは値に保たれる。
【０００８】
本発明のさらなる構成によれば第１のキャリジに対し相対的に第２のキャリジを動かすためには第２のモータ手段が存在している。このモータ手段は有利には調整可能なモータ、特にサーボモータとして構成されている。
【０００９】
前記モータ手段は伝動手段を介し第１のキャリジと第２のキャリジとを互いに結合していると有利である。伝動手段とはピニオン・ラックシステム、スプロケット・チェーンシステム、ベルトプーリ・歯付きベルトシステム又はローププーリ・ロープシステムであると有利である。
【００１０】
第２のキャリジの運動のために閉じられた調整回路が得られるように、第１及び／又は第２のキャリジに少なくとも１つのセンサが配置されていることができる。このセンサとしては特に、第２のキャリジの加速を測定するためのセンサ（加速度センサ）が有利である。このセンサは精度領域＋/− １ｇで加速を測定できるものであると有利である。さらに第１のキャリジに対する第２のキャリジの位置を検出するセンサ（距離センサ）が設けられていることができる。又、第２のキャリジによりストランドの端部もしくはストランドに生ぜしめられる力を検出できるセンサ（力センサ）を設けることもできる。
【００１１】
前記単数又は複数のセンサにより測定された信号は制御手段及び／又は調整手段に送られ、制御手段及び／又は制御手段はセンサに関連してもしくはセンサにより検出された測定値に関連して、ストランドに生ぜしめられる引張り力をコントロールするためにモータ手段に作用する。この場合には特に制御及び／又は調整手段がモータ手段のトルクをコントロールすることが想定される。
【００１２】
引張り力を正確に調整することは、第１のキャリジの質量が第２のキャリジの質量の少なくとも２倍、有利には少なくとも５倍から少なくとも１０倍までであると保証される。
【００１３】
当該装置はそれぞれ第２のキャリジを備えた２つ以上の第１のキャリジを有していることができる。この場合、２つ以上の第１のキャリジは引っ張り方向で相前後して配置されていることができる。
【００１４】
提案した前記構成によって、ストランドに生ぜしめられる引張り力は正確に所定の値でもしくは所定の経過にしたがって生ぜしめられることができる。何故ならば本発明によるシステムは、あらかじめ与えられた目標値にしたがった実際値の正確な追従を許す高い活動性を可能にするからである。
【００１５】
本発明のさらなる詳細と特徴は従属請求項と図示された本発明の実施例とに開示されている。
【００１６】
図１には引出し装置１の構想的な構造が概略的に示されている。図示されていない以前から公知である連続押出しプレス２からはストランド３が押出し成形され、このストランド３は連続押出しプレス２を引出し方向Ｌであとにする。ストランド３の高い品質を保証するためにはストランド３は引出し装置１によって引出し方向Ｌに所定の引張り力で引き出される。この引張り力は一定であることができるが、引出し路に亘って関数的な経過にしたがって発生させられることもできる（ＥＰ０３００２６２Ｂ１号明細書）。
【００１７】
引出し装置１がストランド３に生ぜしめる引張り力をできるだけ正確に維持することが一層望まれる特に軽量の成形材を高品質で製造するためには、引出し装置１は以下の構造を有している。
【００１８】
第１のキャリジ４は直線案１１の上を引出し方向Ｌに移動させられる。引張り力を作用させるためにはモータ１２が設けられている。このモータ１２は例えばベルト１３と偏向ローラ１４とを介し第１のキャリジ４に直線運動を与える。
【００１９】
第１のキャリジ４には直線案内１５が配置され、この直線案内１５の上には第２のキャリジ５が第１のキャリジ４に対し相対的に引出し方向Ｌで直線運動可能に配置されている。引出そうとするストランド３の前方端部６は第２のキャリジ５と結合されている。第２のキャリジ５は第１のキャリジ４に対し相対的にモータ手段７と伝動手段８とによって動かされる。モータ手段７は有利には調整可能な同期サーボモータである。伝動手段８としてはピニオン・ラックシステムが有利である。
【００２０】
引出し装置１は、引出し装置１によりストランド３の前端部６に作用する引張り力に影響を持つプレス値を検出することを可能にするセンサ９を備えている。実施例においては特に加速度センサ９′が設けられている。この加速度センサ９′は第２のキャリジ５の加速を検出する。さらに第２のキャリジ５に対する第１のキャリジ４の相対位置を測定する距離センサ９″が設けられていることができる。力センサ９″′はストランド３の端部６に作用させられた引張り力を検出する。
【００２１】
センサ９′，９″，９″′によって検出されたデータは制御又は調整手段１０へ送られる。この制御又は調整手段１０においては、ストランド３の端部６に作用させようとする目標引張り力が記憶される。この引張り力は引出し路に関する関数として可変に規定することができる。この制御及び／又は調整手段１０はモータ手段７に作用し、モータ手段７により生ぜしめられるトルクをコントロールする。
【００２２】
第１のキャリジ４は質量Ｍを有し、第２のキャリジの質量は符号ｍで示されている。調整システムの高い活動性を達成するためには、第１のキャリジ４の質量Ｍは第２のキャリジ５の質量ｍの少なくとも５倍、有利には少なくとも１０倍である。したがって第２のキャリジ５の質量ｍは第１のキャリジ４の質量Ｍより有利には１等級小さい。システムの高い活動性はモータ手段７（サーボモータ）の慣性モーメントが小さく保たれることにより良好になる。さらにシステムの動的な挙動は伝動手段８がピニオン・ラックシステムの形式で剛性に構成されていることでポジティブな影響を受ける。
【００２３】
第１のキャリジ４と第２のキャリジ５との間の摩擦力は正確に働く直線案内１５並びに汚染に対する直線案内１５の保護によって、ほぼ速度に比例して保つことができる。したがって前記摩擦力は制御及び／又は調整手段１０によって計算で補償されることができる。
【００２４】
慣性力は第２のキャリジ５の小さく保たれた質量ｍに基づき相応に低いので、引張り力の維持は従来のシステムの場合よりもはるかに容易に実現可能である。
【００２５】
第１のキャリジ４は公知の形式で位置調整で運転される。この場合、第１のキャリジ４と直線案内１１との間の摩擦もしくは第１のキャリジ４の比較的に大きな質量Ｍはストランドの引張り力にネガティブな影響をもはや及ぼさない。何故ならば引張り力のためのあらかじめ規定された値は、モータ手段７、ひいては第２のキャリジ５の運動の適当な制御によって維持できるからである。
【００２６】
図２には引出し装置１がもう一度斜視図で示されている。図３、４及び５は引出し装置１が側面図、平面図又は正面図で示されている。記入した符号は先きに当該符号で示した構成部分もしくは手段に対応している。
【００２７】
当該システムは単数又は複数のストランドを成して押出しプレスされた軽金属成形体を引出しかつ案内できるように複式引出し装置として構成されていることもできる。このためには２つの第２のキャリジ５が互いに無関係に直線案内１１（図１を参照）に沿って案内されるので、片持鋸を用いた飛び越し運転（いわゆる交番運転）又は第１のキャリジ４を用いた慣例の運転が可能である。直線案内はストランド３の走出路の横に並べて工場床の上に設置されていることができる。
【００２８】
複式引出し装置は第１のキャリジのためにそれぞれ１つの走出路（直線案内）を有していることができる。又この場合にはストランド走出路の横の支持構造における固定も可能である。各第２のキャリジの上にはストランド３の先端６の確実な掴持を保証するために成形材輪郭に適合させるためのクランプセグメントを有する空気力式に働く成形材クランプ装置が設けられることができる。
【００２９】
記述した原理で働く引出し装置は第２のキャリジの上に第３のキャリジ及び場合によっては別のキャリジを配置し、このキャリジを第２のキャリジ同様、別個に駆動することで、細分化することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】連続押出しプレスにおいて製作されたストランドのための引出し装置を概略的に示した図。
【図２】引出し装置の斜視図。
【図３】引出し装置の側面図。
【図４】図３の引出し装置の平面図。
【図５】図３の引出し装置の正面図。
【符号の説明】
【００３１】
１  引出し装置、  ２  連続押出しプレス、  ３  ストランド、  ４  キャリジ、  ５  キャリジ、  ６  端部、  ７  モータ手段、  ８  伝動部材、  ９  センサ、  ９′  センサ、  ９″  センサ、  ９″′  センサ、  １０  制御又は調整手段、  １１  直線案内、  １２  モータ、  １３  ベルト、  １４  偏向ローラ、  １５  直線案内
【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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【手続補正書】
【提出日】平成15年11月6日(2003.11.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続押出しプレスにて製造されたバー又はパイプ状のストランド（３）を引出す装置（１）であって、少なくとも１つの、駆動された、直線運動させられる第１のキャリジ（４）を有し、該第１のキャリジ（４）が第１のモータ手段（１２）によってストランド（３）の引出し方向（Ｌ）に運動可能でかつストランド（３）に引張り力を生ぜしめる形式の装置において、
第１のキャリジ（４）の上に第２のキャリジ（５）が配置されており、該第２のキャリジ（５）が第１のキャリジ（４）に対し相対的に前記引出し方向（Ｌ）に移動可能であり、引出そうとするストランド（３）が前記第２のキャリジ（５）に固定可能であり、前記第２のキャリジ（５）が前記第１のキャリジ（４）に対し相対的に第２のモータ手段（７）によって運動可能であり、該第２のモータ手段（７）が前記第１のモータ手段（１２）に無関係に制御可能又は調整可能であることを特徴とする、連続押出しプレスにおいて製造されたバー又はパイプ状のストランドを引出す装置。
【請求項２】
前記第２のモータ手段（７）が調整可能なモータ、特にサーボモータである、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記第２のモータ手段（７）が伝動手段（８）を介し第１のキャリジ（４）と前記第２のキャリジ（５）とを相互に結合している、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
前記第１のキャリジ（４）及び／又は第２のキャリジ（５）の上に少なくとも１つのセンサ（９）が配置されている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
前記センサ（９′）が前記第２のキャリジ（５）の加速を検出する、請求項４記載の装置。
【請求項６】
前記センサ（９″）が前記第１のキャリジ（４）に対する前記第２のキャリジ（５）の位置を検出する、請求項４記載の装置。
【請求項７】
前記センサ（９″′）が、前記第２のキャリジ（５）からストランド（３）の端部（６）に生ぜしめられた力を検出する、請求項４記載の装置。
【請求項８】
検出された測定値に関連して、ストランド（３）の端部（６）に生ぜしめられた引出し力に影響を及ぼすために前記第２のモータ手段（７）に作用する制御及び／又は調整手段（１０）を有している、請求項４から７までのいずれか１項記載の装置。
【請求項９】
前記制御及び／又は調整手段（１０）が前記第２のモータ手段（７）のトルクに影響を及ぼす、請求項８記載の装置。
【請求項１０】
前記第１のキャリジ（４）の質量（Ｍ）が前記第２のキャリジ（５）の質量（ｍ）の少なくとも２倍である、請求項１から９までのいずれか１項記載の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
これにより、連続押出しプレスから引出されたストランドの横断面誤差が減少させられ、ストランドが所望の品質を有することが達成される。この場合には、ダイからの距離の増大に伴って、ストランドの冷却に基づき、横断面変化を生ぜしめることなく、増大する引張り力をストランドに作用させることができるという考察から出発している。
ＧＢ２１７４５１６Ａ号明細書によれば、連続押出しプレスから送出する成形ストランドを引出す引出し装置を調整する装置が公知である。この場合、引出し装置は駆動装置で引出し方向に移動させられる。この装置においては、移動する成形ストランドの実際速度が速度検出器で検出され、引出し装置の駆動装置の速度を調整する速度調整器に目標値として供給される。この場合には調整可能な目標値で調整される引出し力調整装置が設けられている。さらにこの引出し装置においては発生させられた引出し力で調整される連行装置が引出し装置とその駆動装置との間に接続されている。この連行装置は調節シリンダによって負荷されかつ駆動装置と引出し装置との駆動部材との間の相対運動を保証する。さらにこの相対運動を速度調整器に妨害値として重畳接続する距離検出器が設けられている。引出し装置と連行装置の駆動装置は調整技術的に連結されている。
【手続補正３】
【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】
前記課題は第１のキャリジの上に第２のキャリジが配置され、該第２のキャリジが第１のキャリジに対し相対的に引出し方向に移動可能であり、引出そうとするストランドが第２のキャリジに固定可能であり、第２のキャリジが第１のキャリジに対し第２のモータ手段で稼働であり、第２のモータ手段が第１のモータ手段とは無関係に制御可能であるか又は調整可能であることにより解決された。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明のさらなる構成によればモータ手段は調整可能なモータとして、特にサーボモータとして構成されている。


【国際調査報告】
2005527377.tif 000008
2005527377.tif 000009
2005527377.tif 000010
2005527377.tif 000011