(57)【要約】本発明の目的は、ディスク又はプレート状の製造部品（４）を分割するのに特に適した、完全に新しい機械加工の方法と、この方法を実行するのに適した装置とを提供することである。このために、本発明によれば、前記製造部品は、チャックジョー対間で分割面（１２）の両側でクランプ留めされる。この後に、前記チャックジョー対（２３）は、分割面（１２）に沿った製造部品（４）が、上側と下側とに交互に引張応力を受けるような力の動作によって互いに変位される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
予め設定された分割面に沿って、ディスク又はプレート状の複数の製造部品を分割する方法であって、この製造部品は、クランプする複数のジョー対間で分割面の両側でクランプ留めされ、これらクランプするジョー対は、前記分割面に沿った製造部品が、上側と下側とに交互に引張応力を受けるような力の作用で互いに移動される方法。
【請求項２】
前記引張応力は、前記クランプするジョー対の周期的に変化する互いの方向へのロック動作によって発生されることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項３】
前記クランプするジョー対の周期的に変化するロック動作は、前記分割面に対してほぼ垂直方向に前記ジョー対を離す引張応力が加えられて起こされることを特徴とする請求項２の方法。
【請求項４】
前記製造部品の分割面のエリアの前記クランプするジョー対の周期的に変化するロック動作により発生される曲げ疲れ応力が、連続的な増加形態で付与されることを特徴とする請求項２の方法。
【請求項５】
前記製造部品の分割面のエリアの前記クランプするジョー対の周期的に変化するロック動作により発生される曲げ疲れ応力が、間欠形態で付与されることを特徴とする請求項２の方法。
【請求項６】
前記引張応力は、連続的に増加することを特徴とする請求項３の方法。
【請求項７】
前記引張応力は、間欠形態で付与されることを特徴とする請求項３の方法。
【請求項８】
前記動作の振動数は、０．１ないし１０Ｈｚであることを特徴とする請求項１又は２の方法。
【請求項９】
前記引張応力の振動数は、０．１ないし１０Ｈｚであることを特徴とする請求項７の方法。
【請求項１０】
前記動作のための力は、液圧で発生されることを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１の方法。
【請求項１１】
前記引張応力は、液圧で発生されることを特徴とする請求項３，６，７又は９の方法。
【請求項１２】
不動の基部に対して前記動作をもたらすために、２つのジョー対が、互いの方向に移動されることを特徴とする請求項１ないし５並びに８ないし１０のいずれか１の方法。
【請求項１３】
不動の基部に対して前記動作をもたらすために、一方のジョー対は不動であり、他方のジョー対は移動されることを特徴とする請求項１ないし５並びに８ないし１０のいずれか１の方法。
【請求項１４】
前記製造部品には、前記分割面のエリアの上側並びに/若しくは下側に、分割ノッチが設けられることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項１５】
前記分割ノッチは、径方向に対して所定の角度を有することを特徴とする、ディスク状の製造部品を分割するための請求項１４の方法。
【請求項１６】
前記角度は、５°ないし３０°であることを特徴とする請求項１５の方法。
【請求項１７】
前記製造部品の上側の分割ノッチは、前記下側の分割ノッチに対してオフセットされることを特徴とする請求項１４又は１５の方法。
【請求項１８】
前記クランプするジョー対の自由端部は、前記分割面とは反対側から延びることを特徴とする請求項１の方法。
【請求項１９】
前記分割ノッチは、２つの前記ジョー対のうち一方のジョー対のジョーの自由端部のエリアに配置されている切断エッジによって形成されることを特徴とする請求項１８の方法。
【請求項２０】
前記切断エッジは、ディスク状の前記製造部品の径方向に対して所定の角度を有することを特徴とする、ディスク状の製造部品を分割するための請求項１９の方法。
【請求項２１】
前記角度は、５°ないし３０°であることを特徴とする請求項２０の方法。
【請求項２２】
基部（１）と、
この基部に可動に装着された第１のジョー対と、
前記基部に可動に装着された第２のジョー対と、
前記可動に装着された第１のジョー対と第２のジョー対とを周期的に前後に移動させることができる駆動部（６）と、
制御ユニットとを具備し、この制御ユニットで、２つの前記ジョー対の前後の移動の振動数並びに力が調節されることができる、請求項１ないし２１のいずれか１の方法を実行するための装置。
【請求項２３】
基部（１）と、
この基部（１）に不動に装着された第１のジョー対（２）と、
前記基部（１）に可動に装着された第２のジョー対（３）と、
前記可動に装着された第２のジョー対を前後に周期的に移動させることができる駆動部（６）と、
制御ユニットとを具備し、この制御ユニットで、前記第２のジョー対の前後の移動の振動数並びに力が調節されることができる、請求項１ないし２１のいずれか１の方法を実行するための装置。
【請求項２４】
前記駆動部（６）は、少なくとも１つのポンプ（１１）と、少なくとも１つの弁装置（９）と、一方又は両方のジョー対に作用する少なくとも１つのアクチュエータシリンダ（７，８）とを備えた液圧ユニットを有していることを特徴とする請求項２２又は２３の装置。
【請求項２５】
前記弁装置（９）は、液圧式の比例サーボ弁、若しくは液圧式の比例制御弁を有することを特徴とする請求項２４の装置。
【請求項２６】
前記弁装置は、制御可能な減圧弁（１１）を有することを特徴とする請求項２４又は２５の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディスク又はプレート状の製造部品を分割するための方法と、この方法の実施のための装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
単一部材で形成された製造部品を、いわゆる“分割による分離”によって所定の面で分離し、このようにして複雑な機械加工を回避する方法が長い間知られてきた。
【０００３】
主に、分割による分離による機械加工は、今までのところ製造部品用にのみ使用され、この製造部品には、設計上の理由からボアが設けられ、製造部品の内部へと、ほぼ径方向外方に向けられた分割による分離の力が発生されることができた。このタイプの機械加工は、例えば、接続ロッドとベアリングブロックとへの亀裂（例えば、ＵＳ-ＰＳ４５６９１０９を見よ）、若しくは、スリーブ又はリングへの亀裂（例えば、ＵＳ-ＰＳ１４４０５５９を見よ）を含んでいる。
【０００４】
分割による分離のプロセス中に製造部品の変形が許容され得る所に、分割による分離の力が、また、分離工具によって製造部品中にもたらされていた（ＤＥ２７２３９２８又はＵＳ-ＰＳ３８４５８９５を見よ）。
【０００５】
前記製造部品が非常にもろい材料で構成されている場合には、個々のケースにおいて、圧縮方法が分割による分離のために使用されてもいた（例えば、ＤＥ-ＯＳ３１３６２４７を見よ）。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、ディスク又はプレート状の製造部品を分割によって分離するのに特に適した、完全に新しい機械加工の方法と、従って、複雑な製造部品の形状にさえ、分割しない(splinter-free)程度の亀裂を入れ得るのに適した装置とを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、前記目的は、この方法に関しては、問題の製造部品が、クランプするジョー対間で分割面の両側でクランプされ、分割面に沿った製造部品が、上側と下側との引張応力に交互にさらされるような力で、前記クランプするジョー対が互いの方向へと移動されることによって達成される。
【０００８】
前記目的は、また、請求項２２の形態、若しくは請求項２３の形態を有する、前記方法を実行するための装置によって達成される。
【０００９】
本発明は、圧倒的に多くの知られた方法、急な方法などではなく、このために必要とされる力を、交互の応力の形態で製造部品の決定的なエリアに作用させ得るように分割エリアの部材にダメージを与えるというアイデアに基づいている。簡単に言うと、部材の構造は、急に破断されるのではなく、決定的なエリアに荷重を交互に与えることによってゆっくりと‘摩耗(worn down)’される。
【００１０】
製造部品の決定的なエリアへ交互に与えられる荷重と、製造部品の上側又は下側に関連付けられる引張応力とは、様々な形態でもたらされることができる。特に簡単な手段によると、クランプするジョー対は、周期的に変化するロック動作を受ける。
【００１１】
製造部品の決定的なエリアへ交互に与えられる荷重の影響力を増加させるために、クランプするジョー対の周期的に変化する互いの方向へのロック動作は、分割面に対してほぼ垂直方向にジョー対を離す引張応力が加えられて起こされ得ることが望ましい。
【００１２】
上述した意図での部材の特に効果的な機械加工は、クランプするジョー対の周期的に変化するロック動作によって、製造部品の分割面のエリアに発生される曲げ疲れ応力が、連続的な増加形態で付与されることにより達成される。
【００１３】
また、間欠形態で付与される曲げ疲れ応力を発生させることが特に望ましい。
【００１４】
引張応力による付与の場合、この引張応力は、連続的に増加されることが好ましい。必要であれば、この引張応力は、また、間欠形態でもたらされ得ることが好ましい。
【００１５】
テストが示すには、０．１ないし１０Ｈｚの範囲で、周期的に変化するクランピングジョー対のロック動作の振動数を設定することが望ましい。
【００１６】
原則的に、クランプするジョー対のロック動作のための力と引張応力とを所望の形態で発生させることは可能である。しかし、好ましい実施形態は、動作並びに/若しくは引張応力を生じさせる力が、液圧手段によってもたらされる場合に得られる。
【００１７】
ジョー対の互いの方向への移動は、様々な形態で達成されることができる。例えば、２つのジョー対は、不動の基部に対して移動されることができる。しかし、一方のジョー対を基部上に不動に配置し、他方のジョー対を移動させることも可能である。
【００１８】
分割による分離による機械加工の間に、分割ノッチ(fracture notch)を与えることによって、分割による分離プロセスを助け、また、分割ノッチの位置と方向とに影響を与えることが知られており、かつこれが一般的である。本発明の方法に関連し、従って、分割面のエリアの上側並びに/若しくは下側の分割ノッチに、この種の製造部品を供給することが望ましい。
【００１９】
本分野における適用並びに製造部品の構造によれば、前記分割ノッチに特定の形状を与え得ることが望ましい。例えば、ディスク状の製造部品の場合、分割ノッチが、径方向に対して所定の角度を有し得ることが好ましい。この種の配置は、ブレーキディスクの分割による分離に特に適しており、このようなブレーキディスクには、本発明に従った方法が特に適切である。
【００２０】
前記角度は、５°ないし３０°であることが好ましい。ブレーキディスク形状のディスク状の製造部品の場合には、上側の分割ノッチは、ディスクの下側の分割ノッチに対してオフセットされるように配置されることが望ましい。
【００２１】
クランプするジョー対の自由端部が分割面とは反対側から夫々延びるように、クランプするジョー対が配置された場合、分割しない程度の良い亀裂の効果が通常は得られる。
【００２２】
前記分割ノッチのための特定の製造部品の構造が、２つのジョー対のうち一方のジョー対のジョーの自由端部のエリアに配置、即ちこのエリアに一体化されている切断エッジによって形成され得ることが望ましい。
【００２３】
分割面が、製造部品の径方向に対して所定の角度を有するディスク状の製造部品を分割する必要性がある場合、ノッチのために与えられた切断エッジが、ディスク状の製造部品の径方向に対して所定の角度を有することが好ましい。この場合、５°ないし３０°の角度に選択されることがさらに好ましい。
【００２４】
上述したように、前記ジョー対の互いの方向への移動は、様々な形態で達成されることができる。例えば、基部が装備された、この方法を実行するための適切な装置は、２つのジョー対が基部に可動に装着された請求項２２に、若しくは、１つの可動のジョー対が基部に配置された請求項２３に従って装備されることができる。しかし、本発明に従った２つの変形例には、各ケースで可動のジョー対に作用し、ジョー対を周期的に前後に移動させる駆動部が設けられている。さらに、本発明に従った２つの変形例には、制御ユニットが設けられており、この制御ユニットで、可動のジョー対の往復運動の振動数並びに力は、各ケースで調節されることができる。
【００２５】
原則的には、可動に配置されたジョー対のための駆動部は、どのような形態でも装備されることができる。しかし、この駆動部は、少なくとも１つのポンプと、少なくとも１つの弁装置と、１つ又は２つのジョー対に作用する少なくとも１つのアクチュエータシリンダ(actuator cylinder)とを備えた液圧ユニットを有していることが特に好ましい。
【００２６】
更なる説明並びに理解のために、本発明に従った方法を実行するための、本発明に従った装置の一実施形態の一例は、以下に詳細に記載並びに説明されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
図１並びに図２は、不動のジョー対(jaw pair)２と可動のジョー対３とが、基部１上に装着されている装置の変形例を示している。
【００２８】
前記基部１上に不動に装着された装着ジョー対２は、下方ジョー２ａと上方ジョー２ｂとを有している。
【００２９】
前記基部上に可動に装着されたジョー対３は、同様のデザインであり、また、下方ジョー３ａと上方ジョー３ｂとを有している。
【００３０】
前記上方ジョー２ｂと上方ジョー３ｂとは、製造部品４が、ジョー間に挿入され得るように、夫々の下方ジョー２ａ又は３ａから外されることができる。
【００３１】
この場合、前記製造部品は、分割による分離(fracture-splitting)によって２つの部分に分離されるブレーキディスクである。
【００３２】
前記製造部品４の挿入の後に、前記上方ジョー２ｂ又は３ｂは、それぞれの下方ジョー２ａ又は３ａに従来の方法でしっかりと接続されることができ、このようにして、製造部品４は、ジョー間にしっかりとクランプされることができる。
【００３３】
一実施形態の一例では、前記ジョー対３の下方ジョー３ａは、レバーアーム５によって駆動部６に接続されている。
【００３４】
図１に概略的に示されているように、前記駆動部６は、前記基部にしっかりと接続された２つの液圧シリンダ７，８を有している。液圧シリンダ７は、これのピストンロッドがレバーアーム５の上側に作用し、前記液圧シリンダ８は、これのピストンロッドがレバーアームの下側に作用する。
【００３５】
図１にさらに示されているように、前記液圧シリンダ７，８は、夫々単一動作(single action)のシリンダとして構成されている。単一動作をする２つの液圧シリンダの代わりに、複数動作(double action)の１つの液圧シリンダも使用可能であることは明らかである。レバーアーム５が、上下に周期的に移動され得るような配置が選択されることが重要である。
【００３６】
図１に示された一実施形態の一例では、単一動作をする前記液圧シリンダ７，８のシリンダ室が、ラインによって弁９に接続されている。この弁は、比例(proportional)サーボ弁、若しくは比例制御弁として設計されることができる。前記液圧シリンダ７，８が、液圧流体に交互にさらされ、即ち、レバーアーム５が、上下の間欠移動を果たすことのみが本質である。
【００３７】
前記弁９は、液圧ポンプ１１によって液圧流体が供給される制御可能な減圧弁１０に接続されている。
【００３８】
前記減圧弁１０は、いわゆるランプ波発生器によって制御され、このランプ波発生器により、減圧弁１０のための立ち上がり時間は、問題の割れ(cracking)状態に応じて設定されることができる。
【００３９】
前記レバーアーム５のための上述した駆動部６は、異なるデザインであることもできる。レバーアーム５が、適切な力と予め設定された頻度とで上下に移動され得ることのみが本質である。既に説明されたように、必要であれば、導入される力は、増加若しくは間欠付与されることもできる。
【００４０】
水平方向の動作を有する他のシリンダ（図示されず）が、また、レバーアーム５に係合されることができ、このようにして、液圧シリンダ７，８によって起こされるロック動作(rocking motion)は、引張応力が加えられて起こされることができる。この引張応力は、分割面に対してほぼ垂直方向にジョー対を離す。
【００４１】
図２が一実施形態の一例で示しているように、ブレーキディスク形状の製造部品４は、径方向で分離されないであろう。代わりに、予め設定された分割面は、径方向に対して角αに傾斜されるべきである。
【００４２】
図２に示されているように、互いに向き合った前側のエリアで、この種の分離を達成するため、クランプするジョー対２，３のジョーは、また、互いに角αに傾斜されている。
【００４３】
一実施形態の一例で、前記製造部品４には、分割面のエリアの製造部品の上側と下側とに分割ノッチが設けられている。これは、互いに面したクランプするジョーの前方エッジ間に配置されたラインとして図２に概略的に示されている。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】駆動部と、この駆動部に接続された液圧ユニットのための配線とを備えた本発明による装置の概略的な側面図である。
【図２】前記配線を省略した、図１に従った装置の上面図である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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