DE10209481C1 - Verfahren zum Ablängen eines Strangpressprofils - Google Patents
Verfahren zum Ablängen eines StrangpressprofilsInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablängen eines hohlförmigen Strangpressprofils im Pressenfluss, wobei das Strangpressprofil nach dem Pressenaustritt gleichzeitig mit oder unmittelbar nach dem formgebenden Strangpressvorgang durch eine quer zur Strangpressrichtung auf das Strangpressprofil einwirkende Kraft gebogen wird, wobei eine Kraftkomponente als Zug- oder Druckkraft beim formgebenden Strangpressvorgang auf die Querschnittsfläche der entstehenden Profilwände einwirkt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass das gebogene Strangpressprofil im Pressenfluss durch die mechanische Einwirkung einer Säge abgelängt wird, wobei die beim Ablängen auf das Strangpressprofil ausgeübte Kraft durch eine dem Strangpressprofil anliegende Stützvorrichtung ausgeglichen wird, derart, dass eine Verformung des gebogenen Strangpressprofils vermieden wird, wobei das Strangpressprofil aus einer Aluminiumlegierung oder einer Magnesiumlegierung besteht und beim Ablängen eine Temperatur im Bereich 200 DEG C-600 DEG C aufweist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablängen
eines hohlförmigen Strangpressprofils im Pressenfluss einer
Strangpressvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Genauer betrifft sie ein Verfahren zum
Ablängen eines Strangpressprofils, welches nach dem Pressenaus
tritt gleichzeitig mit oder unmittelbar nach dem formgebenden
Strangpressvorgang durch eine quer zur Strangpressrichtung auf
das Strangpressprofil einwirkende Kraft gebogen wird, wobei eine
Kraftkomponente als Zug- oder Druckkraft beim formgebenden
Strangpressvorgang auf die Querschnittsfläche der entstehenden
Profilwände einwirkt
Industriell werden profilierte Werkstücke häufig auf der Grund
lage von durch Strangpressen von Halbzeug geformten Profilen ge
fertigt (EP 0706843 B1). Je nach eingesetztem Material des Halb
zeugs erfolgt das Strangpressen bei einer Temperatur, welche die
plastische Verformbarkeit gewährleistet. Beispielsweise werden
Aluminium- oder Magnesiumlegierungen im allgemeinen bei Tempera
turen von 250°C bis 600°C verpresst. Zur Weiterverarbeitung der
Strangpressprofile müssen diese, entsprechend den jeweiligen Ab
messungen der herzustellenden profilierten Werkstücke abgelängt
werden. Zum Ablängen kommen überwiegend mechanische Trennwerk
zeuge, wie Sägen oder Scheren, zum Einsatz.
Das Ablängen gebogener Strangpressprofile durch mechanische
Trennmittel erfolgt bislang in deren abgekühlten Zustand (DE 196 37 175 C2,
da durch die mechanische Beanspruchung beim Trenn
vorgang eine Verformung der Profile und eine damit einher gehen
de Konturungenauigkeit nicht auszuschließen ist. Dies verlängert
jedoch die Gesamtproduktionsdauer, verringert den Ausstoß an ge
fertigten Werkstücken, führt zu höheren Betriebskosten und ver
ringert schließlich die Wirtschaftlichkeit bei der Herstel
lung.
Sollen die noch warmen Strangpressprofile im Pressenfluss ab
gelängt werden, so ist dies bisher nur bei geraden Profilen,
beispielsweise unter Einsatz von "Fliegenden Scheren", mög
lich. Um eine hohe Ausschussquote zu vermeiden, werden gerade
Profilen zumindest einem weiteren Verfahrensschritt zum Kali
brieren der Endkontur der Profile unterzogen, wozu im allge
meinen herkömmliche Richtvorrichtungen eingesetzt werden. Wer
den durch das Trennmittel Konturungenauigkeiten beim Trennvor
gang verursacht, werden diese beim Richten beseitigt. Typische
Längen abgelängter Profilstücke liegen bei geraden Profilen im
Bereich von 30 bis 50 Meter, um die mit dem Richten stets auf
tretenden Materialverluste von ca. 1 bis 2 Meter aufgrund des
Einspannens des Profilstücks relativ gering zu halten.
Werden die Profile nach Austreten aus der Strangpressvorrich
tung durch Einwirken äußerer Kräfte plastisch verformt, d. h.
in eine bestimmte Raumform gebogen, kommt ein Richten der ab
gelängten Profilstücke nicht in Betracht. Werden beim Ablängen
der Profilstücke Konturungenauigkeiten verursacht, muß eine
Kalibrierung in einer dem abgelängten Profil angepassten,
technisch aufwändigen Vorrichtung zum Konturformen durchge
führt werden. Darüber hinaus müssen die Profilstücke, etwa bei
einer kreisförmigen Biegung der Profile, abhängig vom Biegera
dius, oftmals in wesentlich kürzeren Abständen, beispielsweise
in einem Abstand von ca. 1 Meter abgelängt werden, um ein
"Auflaufen" des Profils zu vermeiden. Solche relativ kurzen
Profilstücke sind jedoch im allgemeinen nur mit einem relativ
hohen Materialverlust zu kalibrieren. Es ist also bei nach
Pressenaustritt gebogenen Profilen auf jeden Fall zu vermei
den, dass durch das Ablängen des noch warmen Profils im Pressen
fluss Konturungenauigkeiten verursacht werden.
Demgegenüber liegt die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin,
ein Verfahren der eingangs genannten Art zu zeigen, mit dem das
noch warme Strangpressprofil im Pressenfluss abgelängt werden
kann, ohne dass eine Verformung des Profils zu befürchten ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Patentanspruch 1 ge
löst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen angegeben.
Gemäß vorliegender Erfindung ist ein Verfahren zum Ablängen ei
nes hohlförmigen Strangpressprofils im Pressenfluss gezeigt,
welches sich dadurch auszeichnet, dass das gebogene Strang
pressprofil im Pressenfluss durch die mechanische Einwirkung ei
ner Säge, im Folgenden auch als Trennwerkzeug bezeichnet, abge
längt wird, wobei die beim Ablängen auf das Strangpressprofil
ausgeübte Kraft durch eine dem Strangpressprofil anliegende
Stützvorrichtung ausgeglichen wird, derart, dass eine Verformung
des gebogenen Strangpressprofils vermieden wird, wobei das
Strangpressprofil aus einer Aluminiumlegierung oder einer Magne
siumlegierung besteht und beim Ablängen eine Temperatur im Be
reich 200°C-600°C aufweist. Erfindungsgemäß kommt hierbei aus
schließlich ein Strangpressprofil in Betracht, das nach dem
Pressenaustritt gleichzeitig mit oder unmittelbar nach dem form
gebenden Strangpressvorgang durch eine quer zur Strangpressrich
tung auf das Strangpressprofil einwirkende Kraft gebogen wird,
wobei eine Kraftkomponente als Zug- oder Druckkraft beim formge
benden Strangpressvorgang auf die Querschnittsfläche der entste
henden Profilwände einwirkt. Ein solches Verfahren zum Krümmen
von Strangpressprofilen ist in dem Europäischen Patent EP 0 706 843 B1
beschrieben. Gemäß dieser
Druckschrift kann die Krafteinwirkung auf das Strangpresspro
fil beispielsweise durch eine Rolle, eine Querkraft erzeugende
Gleitfläche, einen Rollenkäfig oder dergleichen bewirkt wer
den.
Die Säge wird vorteilhaft an einem Führungswerkzeug geführt,
wobei die Säge am Führungswerkzeug, oder alternativ hierzu,
das Führungswerkzeug an der Säge abgestützt sein kann.
Die Säge ist vorteilhaft so dimensioniert, dass der gesamte
Querschnitt des Strangpressprofils durch seine Schnitttiefe
überdeckt wird. Dies gewährleistet, dass das Strangpressprofil
zeitsparend mit einem einzigen Vorschub des Trennwerkzeugs
durchtrennt werden kann.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Trennen des
Strangpressprofils entweder während des Stillstands des
Strangpressprofils erfolgen, oder die Säge kann während des
Trennvorgangs mit dem im Pressenfluss bewegten Strangpresspro
fil mitbewegt werden.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
ist die Säge mit einer Vorrichtung zum Spielausgleich in
Pressrichtung versehen. Dies ermöglicht, dass die Geschwindig
keit des Pressenflusses in vorteilhafter Weise unvermindert
aufrecht erhalten werden kann, selbst wenn mit relativ langen
Trennzeiten, insbesondere bei Vorliegen von relativ dicken
Profilen zu rechnen ist. Diese Ausgleichsmöglichkeit vermeidet
unerwünschte, gegebenenfalls sogar schädigende Einflüsse auf
die Säge und/oder Strangpressprofil durch die die Säge während
des Trennvorgangs in einer Querrichtung belastende Bewegung
des Strangpressprofils im Pressenfluss.
Die Vorschubgeschwindigkeit der Säge wird in vorteilhafter
Weise gegebenenfalls unterschiedlichen Profilquerschnitten an
gepasst, wodurch einem erhöhtem Verschleiß durch eine Überbe
anspruchung des Materials der Säge vorgebeugt werden kann.
Hierdurch können längere Werkzeugstandzeiten erreicht werden,
was die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens weiter verbessert.
Bei einer Säge als Trennwerkzeug tritt häufig das Problem auf,
dass sich die Zahnung des Sägeblatts mit den warmen Spänen des
Strangpressprofils zusetzt. Um dies zu vermeiden ist es vor
teilhaft, wenn auf das Sägeblatt während des Trennvorgangs
fortwährend ein herkömmlicher Trennhilfstoff aufgebracht wird,
welcher verhindert, dass die warmen Späne auf der Zahnung haf
ten bleiben, und die Zahnung durch die Späne zugesetzt wird.
Der Trennhilfsstoff wird beispielsweise durch Zerstäuben auf
das Sägeblatt aufgebracht. Dieser kann gleichzeitig als Kühl
mittel für das Sägeblatt dienen.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Füh
rungswerkzeug zur Führung des Trennwerkzeugs ein Roboter. Der
Roboter ist hierzu mit einem entsprechend der Bewegung
und/oder Krümmung des Strangpressprofils steuerbaren Roboter
arm versehen. Die Säge kann durch den Roboterarm in einer
wählbaren Position am Strangpressprofil positioniert werden.
Vorteilhaft erfolgt eine solche Positionierung möglichst nah
am Strangpressprofil, so dass der Trennvorgang durch kurze zu
rückzulegende Wege so schnell wie möglich abläuft, und ver
gleichsweise hohe Strangpressgeschwindigkeiten möglich sind.
Die Positionierung der Säge mittels des Roboterarms erfolgt
vorteilhaft durch die Steuerung einer übergeordneten Steuer
zentrale, welche über die hierzu notwendigen Daten in Bezug
auf den exakten Verlauf des gestreckten oder gebogenen bzw.
gekrümmten Strangpressprofils verfügt. Die Säge kann auf diese
Weise, selbstverständlich im Rahmen der dem Roboterarm verlie
henen Bewegungsmöglichkeiten, an praktisch beliebig wählbare
Positionen nahe des Strangpressprofils gebracht werden, um das
Strangpressprofil an der dortigen Stelle zu durchtrennen.
Die Steuerung des Roboterarms durch eine übergeordnete Steuer
zentrale ermöglicht auch, dass der Roboterarm während des Ab
längens derart geführt wird, dass praktisch keine Relativbewe
gung zum im Pressenfluss bewegten Strangpressprofil auftritt.
Wie schon die oben genannte Vorrichtung zum Spielausgleich in
Pressrichtung, vermeidet ein solches Mitführen des Roboterarms
mit dem Strangpressprofil schädigende Einflüsse der unter
schiedlichen Bewegungsrichtungen beim Trennen von Säge und
Strangpressprofil auf das Profil und/oder Werkzeug.
Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn der Vorschub der Säge
bezüglich einer mit dem Roboterarm mitbewegten, insbesondere
eine eindimensionale Bewegung zulassenden, Führungseinrichtung
erfolgt. Die Säge kann also aufgrund dieser Bewegungsmöglich
keit ohne eine entsprechende Bewegung des Roboterarms durch
das Strangpressprofil geführt werden. Dies erleichtert vor al
lem dann den rechnerischen Aufwand zur Steuerung des Roboter
arms wesentlich, wenn der Roboterarm während des Trennvorgangs
mit dem Strangpressprofil mitbewegt werden soll, und eine kom
binierte Bewegung des Roboterarms zur Mitbewegung des Roboter
arms und zur Bewegung der Säge beim Trennvorgang erforderlich
ist.
Die Temperatur des warmstranggepressten Profils liegt, je nach
Strangpresstemperatur des eingesetzten Materials, beim Ablän
gen im Pressenfluss im allgemeinen zwischen 200°C und 600°C
und insbesondere zwischen 400°C und 600°C.
Bei Profilen aus einer Aluminiumlegierung kann die Strang
pressgeschwindigkeit während des Ablängens im Bereich von 10
bis 30 m/min liegen. Vorzugsweise liegt diese zwischen 20 und
30 m/min und beträgt insbesondere bevorzugt ungefähr 25 m/min.
Bei Verwenden einer Magnesiumlegierung liegt die Strangpress
geschwindigkeit üblich zwischen 1 und 5 m/min, und beträgt
insbesondere bevorzugt ungefähr 2 bis 3 m/min. Die Trennzeit
beträgt bei Profilen aus Aluminium- oder Magnesiumlegierungen
vorzugsweise weniger als ungefähr 4 Sekunden, und beträgt ins
besondere bevorzugt ungefähr 2 Sekunden.
Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 1
näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur
Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 soll das erfindungsgemäße Verfahren veranschaulichen.
Die Darstellung erfolgt in einem kartesischen Koordinatensy
stem, dessen XY-Ebene parallel zur Papierebene ist, und dessen
Z-Achse senkrecht auf der XY-Ebene steht. Gezeigt ist ein Ro
boterarm 3, welcher an seinem Ende ein als Säge ausgeführtes
Trennwerkzeug führt, das nahe einem Strangpressprofil 5 posi
tioniert wird. Das Strangpressprofil 5 ist im Querschnitt dar
gestellt, d. h. es bewegt sich im Pressenfluss in Z-Richtung.
Das mechanische Trennen des Strangpressprofils 5 erfolgt durch
das in der XY-Ebene angeordnete Sägeblatt 6, welches über den
Hauptantrieb 7 in Rotationsbewegung versetzt wird. Zum Abtren
nen des Strangpressprofils 5 wird das Sägeblatt 6 in Y-
Richtung durch das Strangpressprofil 5 geführt, wobei die Säge
längs einer Vorschubachse 1 in Richtung der Y-Achse bewegt
wird.
Um eine Verformung des Strangpressprofils bzw. Ungenauigkeiten
in der Kontur aufgrund der beim Trennvorgang auf das Strang
pressprofil 5 einwirkenden mechanischen Kräfte zu vermeiden,
liegt dem Strangpressprofil 5 ein Gegenhalter 4 in Form einer
in der XZ-Ebene befindlichen ebenen Platte zu dessen Stützung
an. Der Gegenhalter 4 nimmt die beim Trennvorgang durch die
Säge auf das Strangpressprofil 5 in Y-Richtung ausgeübten me
chanischen Kräfte auf und verhindert so eine Verformung und
eine Änderung der Kontur des Strangpressprofils 5. Die Säge
ist zusätzlich mit einer Vorrichtung zum axialen Spielaus
gleich in Form einer Ausgleichslagerung 2 ausgestattet, um die
Bewegung des Strangpressprofils 5 in Z-Richtung während des
Trennvorgangs auszugleichen. Zudem kann der Roboterarm 3 unter
Beibehaltung seiner relativen Position zum Strangpressprofil 5
mit dem Strangpressprofil 5 in Z-Richtung bewegt werden. Die
Steuerung des Roboterarms des Roboterarms übernimmt eine
(nicht dargestellte) Steuerzentrale, welche den exakten Ver
lauf des Strangpressprofils kennt. Die Bewegung des Roboter
arms 3 entsprechend dem bewegten Strangpressprofil und die Be
wegung der Säge durch das Strangpressprofil 5 beim Trennvor
gang, sind aufgrund der vorhandenen Vorschubachse 1 in Y-
Richtung entkoppelt.
Eine Mitführung des Roboterarms 3 mit dem bewegten Strang
pressprofil im Pressenfluss kommt vor allem bei dicken Profi
len, welche eine vergleichsweise lange Trennzeit erfordern,
und/oder schnellen Strangpressgeschwindigkeiten in Betracht.
Häufig wird jedoch bereits die durch die Ausgleichslagerung 2
des Sägeblatts 6 geschaffene axiale Spielausgleichsmöglichkeit
genügen, eine Beschädigung des Sägeblatts 6 und/oder des
Strangpressprofils 5 beim Trennvorgang aufgrund unterschiedli
chen Bewegungsrichtungen von Trennwerkzeug und Strangpresspro
fil zu vermeiden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann jedenfalls sicherge
stellt werden, dass gewünschte Teillängen von Strangpresspro
filen schnell und exakt im Pressenfluss abgetrennt werden kön
nen, ohne dass dabei eine nachteilige Beeinträchtigung der
Kontur in Kauf genommen werden muss. Die im Vergleich mit her
kömmlichen Ablängverfahren deutlich verkürzte Gesamtferti
gungszeit der profilierten Werkstücke, ermöglicht höhere
Stückzahlen pro Zeiteinheit, was sich günstig auf die Wirt
schaftlichkeit des Verfahrens auswirkt.
Claims (18)
1. Verfahren zum Ablängen eines hohlförmigen Strangpresspro
fils im Pressenfluss, wobei das Strangpressprofil nach
dem Pressenaustritt gleichzeitig mit oder unmittelbar
nach dem formgebenden Strangpressvorgang durch eine quer
zur Strangpressrichtung auf das Strangpressprofil einwir
kende Kraft gebogen wird, wobei eine Kraftkomponente als
Zug- oder Druckkraft beim formgebenden Strangpressvorgang
auf die Querschnittsfläche der entstehenden Hohlprofil
wände einwirkt, dadurch gekennzeichnet,
dass das gebogene Strangpressprofil im Pressenfluss durch
die mechanische Einwirkung einer Säge abgelängt wird, wo
bei die beim Ablängen auf das Strangpressprofil ausgeübte
Kraft durch eine dem Strangpressprofil anliegende Stütz
vorrichtung ausgeglichen wird, derart, dass eine Verfor
mung des gebogenen Strangpressprofils vermieden wird, wo
bei das Strangpressprofil aus einer Aluminiumlegierung
oder einer Magnesiumlegierung besteht und beim Ablängen
eine Temperatur im Bereich 200°C-600°C aufweist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Strangpressprofil beim Ablängen eine Temperatur
im Bereich 500°C-600°C aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Säge an einem Führungswerkzeug geführt ist.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Säge am Führungswerkzeug abgestützt ist.
5. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Führungswerkzeug an der Säge abgestützt ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Säge derart dimensioniert ist, dass der gesamte
Querschnitt des Strangpressprofils durch ihre Schnitttiefe
überdeckt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Säge mit einer Vorrichtung zum Spielausgleich in
Pressrichtung versehen ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Säge während des Trennvorgangs mit dem Strang
pressprofil mitbewegt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Führungswerkzeug ein Roboter ist, mit einem ent
sprechend der Bewegung und/oder Krümmung des Strang
pressprofils steuerbaren Roboterarm.
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Säge durch den Roboterarm in einer wählbaren Po
sition nahe des Strangpressprofils positioniert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Vorschub der Säge bezüglich einer mit dem Robo
terarm mitbewegten Führungseinrichtung erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Vorschub der Säge relativ zum Roboterarm in einer
Dimension erfolgt.
13. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Strangpressgeschwindigkeit eines Strangpresspro
fils aus einer Aluminiumlegierung während des Trennvor
gangs im Bereich 10-30 m/min, insbesondere 20-30 m/min,
liegt.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Strangpressgeschwindigkeit ungefähr 25 m/min be
trägt.
15. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Strangpressgeschwindigkeit eines Strangpresspro
fils aus einer Magnesiumlegierung während des Trennvor
gangs im Bereich 1-5 m/min, insbesondere 2-3 m/min,
liegt.
16. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Trennzeit während des Trennvorgangs des Strang
pressprofils maximal 4 Sekunden beträgt.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Trennzeit während des Trennvorgangs ungefähr 2
Sekunden beträgt.
18. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Ablängen eines Strangpressprofils mit unter
schiedlichen Querschnitt das Zeitspanungsvolumen während
der Trennvorgänge im wesentlichen konstant ist.
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