JP4515608B2 - 形状加工された薄片を分離するための方法及び同方法を行うための設備 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の形状加工された薄片を分離する方法、その方法の使用、及びその方法を行うための設備に関連する。
【０００２】
【従来の技術】
ジグザグ状に加工された薄片は、分離カラムに充填される規則正しい充填物の基本構成要素として互いに隣接した上下に延びる層に配置されて使用される。この種の薄片は、例えば、平面の金属片からプリーツ加工法によって製造され、結果として直線の折り目を備える。金属片は、例えば厚さ０．１ｍｍの薄片である。原則として、この薄片は、プリーツ加工される前に、既に溝形状の微細な構造を有する。プリーツ加工された金属片は細片に分離され、細片の長さは分離カラムの設置状態により決定される。折り目が直線であるので、分離の結果として等間隔を置いて連続する凹凸を備えた輪郭を生じる。このため、金属片は成形せん断により、どのような所望の長さにも切断可能である。
【０００３】
この種のプリーツ加工された薄片で構成された規則正しい充填物において、直線の溝は原則としてクロスチャネル構造の形状である。しかし、この種の充填物の変更された形状においては、もはやその溝は直線に形成されない。この薄片層においては、溝の稜線は先端領域において湾曲するように形状加工される。この種の形状加工が施された金属片は、分離端の輪郭がもはや凹凸が等間隔に配置された形状ではないため、従来の分離方法である成形せん断により任意の長さに細かく切断することは不可能である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、従来の成形せん断機に代えて、分離端は凹凸が等間隔に配置された輪郭を有さない金属片の分離を可能にする手段を創造することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は特許請求の範囲の請求項１に記載する方法及び請求項７に記載する設備により満足される。
【０００６】
形状加工された薄片を分離するための方法は、円形の外周部を備え、平面を形成する回転分離ホイルを使用して行われる。分離ホイルは円の中心を回転軸心として、表面が広がる平面、すなわちホイル面にて回転する。外周部は相対的な移動を行うことによって形状加工された薄片と接触させられる。この接触点において、剥離することにより材料物質が除去され、形状加工された薄片に分離間隙が生じる。材料物質は主に形状加工された薄片のみから除去される。
【０００７】
分離ホイルは、形状加工された薄片が製造される金属片の厚さと比較して、厚くなり得る。それは１ミリメートルの数１０分の１の厚さの薄い金属シートであり得る。形状加工された薄片はプラスチックにても製造することは可能であるが、分離ホイルにおける材料物質の選択は実用上の理由で金属に限定される。プリーツ加工されたプラスチック薄片では、分離ホイルは分離すべき薄片よりも薄く、効果的である。
【０００８】
また分離作業の間、形状加工された薄片は締付け装置に固定され、回転分離ホイルはホイル面において並進移動する。
分離ホイルはその外周部において案内ギャップ内に空気層に接触しないで案内される。前記ギャップ幅はおよそ０．１〜０．５ｍｍ、好ましくは分離ホイルの厚さよりも厚い０．１５〜０．２５ｍｍである。
【０００９】
分離ホイルの半径は１００〜５００ｍｍの値が選択される。鋭いエッジの分離間隙を形状加工された薄片上に生じさせ、分離ホイルにおける材料物質の除去を最小にするために、分離ホイルの外周部表面の点が十分速い速度（ｖ）にて移動するように、分離ホイルの回転は材料物質の選択に経験的に適合させられる。経験によると、分離ホイル及び形状加工された薄片の外周速度（ｖ）は約５０ｍ／ｓより速い。また、前記分離ホイル及び前記形状加工された薄片は金属であり、それぞれ０．３ｍｍ及び０．１ｍｍの厚さを有する。
【００１０】
形状加工された薄片は平板状材料薄片から成形により製造され、その形状加工の稜線は互いに平行な２平面上に位置する。
上述した方法を行うための設備は、分離ホイルのための駆動装置、特に非同期モータと、同駆動装置に連結され、分離ホイルと薄片との間において相対的な移動を行い得るリニアモータと、分離作業の間に形状加工された薄片を固定することができる同薄片のための締付け装置と、締付け装置の状態を開放状態と閉鎖状態の間において変化させることが可能である持ち上げ動作を行うリニアモータと、締付け装置の一部である分離ホイルを案内するための案内ギャップと、形状加工された薄片を搬送するための搬送装置と、さらに、これらの設備を自動的に操作するための制御装置とを含む。
【００１１】
また、分離ホイルのための待機位置が締付け装置の外に備えられ、分離ホイルが案内ギャップにほとんど接触しないで進入することが可能なように、案内ギャップの少なくとも一端は連続的に広くなるギャップ幅をもって形成される。
【００１２】
さらに、分離ホイルが２枚の締付け板の間に取り外し可能に固定され、一方の締付け板は駆動軸と連結され、他方の締付け板は分離ホイルを交換するために取り外し可能である。
【００１３】
分離ホイルは駆動装置と共にケーシング内に配置され、ケーシングのシーリングは特にブラシで提供される。また、摩り切られた材料物質を吸引するための吸引装置がケーシングに有利に接続される。
【００１４】
従属請求項２乃至１０は、それぞれ本発明に従った方法及び設備の有利な実施例に関する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は中心１０と外周部１１とを有する円盤として簡略化された分離ホイル１を示す。方位を明確にするために、直交した座標系のｘ，ｙ及びｚ軸を示す。矢印１ａ，１ｂは、ｙ軸方向において中心１０を回転軸心とした分離ホイルの回転及び中心１０の移動を示す。ホイル面、すなわち分離ホイル１が広がる面はｙ軸及びｚ軸に対して平行である。分離ホイル１の円の上側部分は装置２のギャップ２０内に案内される。薄片５は、支持板３の上側面３５及び案内装置２（固定ビーム４０）との間に置かれる。尚、支持板３は一部しか図示されていない。本発明に従った接触点１５において材料物質除去が行われる際の分離工程が図１に示される。既に形成されている分離間隙５１は分離ホイル１の外周部１１の接触点１５においてただちに終わる。剥離された材料物質、すなわち除去される材料物質は、接触点１５において解放される。その状態は矢印６によって示されている。
【００１６】
形状加工された薄片５は、溝５０を含むカラム充填物の層に備えられる。稜線５２は２つの平行面５３ａ，５３ｂ上に位置する。薄片５によって形成される層はｘ軸方向に広がる側面端５４を有する。側面端５４の先端領域において、溝５０は部分的に湾曲した部分５０’を有する。先端領域がこのような形状をなすことが原因となり、任意の位置で薄片５を切断すべく成形せん断を使用することは不可能となる。
【００１７】
薄片５を分離した後に、回転分離ホイル１は案内装置２の外側の待機位置に引き戻される。装置２と固定ビーム４０とは分離された薄片断片を除去できるように幾分か上昇され、薄片５の新しい断片はｘ方向（矢印５ａ）に前進させられる。そして、薄片５は下側にゴム弾性層４５を備えたビーム４０によって再び固定される。図１に示す案内ギャップ２０の末端２１は、分離間隙５１をさらに生成する場合に、この形状のため分離ホイルが接触しないで案内ギャップ２０に進入することが可能なように、連続的に広くなるギャップ幅をもって形成される。
【００１８】
図２は本発明に従った方法を行い得る設備の一部を示す。分離ホイル１は、２枚の締付け板１２ａ，１２ｂの間に取り外し可能に固定される。一方の締付け板１２ａはモータ７０の図示されていない駆動軸に対して堅固に連結され、他方の締付け板１２ｂは、分離ホイル１を交換するために、ねじリング１４を外すことにより取り外し可能である。締付け板１２ａ，１２ｂは伸縮自在に変形可能であり、締付け表面にリング形状の隆起部１３を有し、それにより特に大きい局所的な締付け力が生じ得る。２つの締付け板１２ａ，１２ｂの間の締付け力は、図示されていない付加的な連結ねじを介してさらに補強することが可能である。
【００１９】
矢印５ａの向きに押し込まれる薄片５は、支持板３と締付け装置４との間に固定され、回転分離ホイル１は薄片５に分離間隙５１を生じさせる。軟質の圧迫層４５を備えた２個の固定ビーム４０と案内ギャップ２０を備えた装置２とは上下に動かすことができる締付け装置４の一部である。モータ７０は約９０００回転／分の速度にまで有利に駆動可能な非同期モータである。
【００２０】
円形の分離ホイル１の半径として１００〜５００ｍｍの値が選択される。分離ホイル１の回転は、外周部１１の表面先端部が充分に速い速度ｖで動くように、選択された材料物質に経験的に適合させられる（図３参照）。薄片５の温度は、剥離位置において薄片５の材料物質が有する融点の近傍になり得る高温にまで上昇する。これらの情況下では、小片６’はそれを形成する分離間隙５１における接触面から削り取られ、後方から搬送される（矢印６）。速度ｖが十分大きいとき、鋭いエッジの分離間隙５１が生じ、その側面において例えば変色などの実用上の変化はないことが確定され得る。分離ホイル１における材料物質の除去が最小となるように、速度ｖはできるだけ低く設定される。経験によると、ともに金属であり厚さがそれぞれ０．３ｍｍ及び０．１ｍｍに達する分離ホイル１及び薄片５のための周速度ｖは約５０ｍ／ｓより大きい。
【００２１】
案内ギャップ２０において（図４，５を参照）、分離ホイル１はギャップ２０の側面と部分１ｓの表面との間において空気層と接触することなく、外周部１１の弓形部１ｓの領域において案内される。ギャップ２０の幅は、分離ホイル１の厚さより大きい約０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ、好ましくは０．１５ｍｍ〜０．２５ｍｍになるように選択される。矢印１６，１６’，１６”は回転ホイル１の表面によって引張られる空気を表す。空気流はギャップ２において強く制動される。弓形外周部１ｓの領域において、周囲圧力ｐ_O より大きい圧力ｐ_L 及びｐ_R が生じる。空気層がより狭い弓形外周部１ｓの側面では、搬送される空気流のより大きい制動がより大きな圧力増加をもたらす（図５：ｐ_L ＞ｐ_R ）。したがって、弓形外周部１ｓの外周空気層間に圧力差が生じることにより、ギャップ２０内においてホイル１の中心が決められ、このギャップ２０を介して非接触の案内が行われる。
【００２２】
図６に図示される設備７は、以下の構成要素、すなわち分離ホイル５の駆動モータ７０と、駆動モータ７０に接続されて、同駆動モータ７０に対して相対的な移動１ｂ（図１参照）が行われ得るリニアモータ７１と、それにより分離作業の間に後部を固定することが可能である薄片５のための締付け装置４と、薄片５を矢印５ａの方向に搬送する搬送装置７２と、さらに設備７を自動操作するための制御装置９とを含む。
【００２３】
締付け装置４は、持ち上げ動作のための図示されていないリニアモータを含んでおり、その手段により締付け装置の開放状態と閉鎖状態の間の変更が行われ得る。締付け装置４はまた案内装置２も含む（図２参照）。制御装置９は制御配線９１，９２，９４を介してそれぞれ構成要素７１，７２，４に接続される。
【００２４】
分離ホイル１はその駆動モータ７０と共にケーシング８内に配置される。剥離された材料物質のための吸引装置８０はホース８２を介してケーシング８に有利に接続される。ケーシング８のシールがブラシ８１の形状で提供される。
【００２５】
本発明に従った方法は、平らな金属片から成形されることにより製造され、互いに平行な２つの面５３ａ及び５３ｂ上に配される形状加工線５２を備えた薄片５の分離に特に適している。また、本方法は成形せん断機の使用が可能な場合においてももちろん使用することが可能である。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、薄片の分離が確実に行われ得るという優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に従って分離される形状加工された薄片を伴った分離ホイルを示す斜視図。
【図２】 本発明に従った設備を示す断面図。
【図３】 剥離工程における形状加工された薄片を示す断面図。
【図４】 搬送される空気の流れを示した回転分離ホイルの一部破断側面図。
【図５】 図４がＩＶ−ＩＶ線に沿った側面図となる図４に対応した回転平面方向断面図。
【図６】 本発明に従った設備の全体を示す概略図。
【符号の説明】
１…回転分離ホイル、１ａ…回転運動、１ｂ…相対的移動、５…薄片、６…材料、１０…中心、１０ａ…外周部、１１…外周部、１５…接触点、５１…分離間隙

Claims (10)

1. 形状加工された薄片（５）を円形の外周部（１１）を備えた平らな表面を形成する回転分離ホイル（１）によって分離するための方法であって、
   前記分離ホイルは円の中心（１０）を回転軸心として表面により拡げられる平面（１０ａ）、すなわちホイル面において回転運動（１ａ）を行い、また相対的移動（１ｂ）を行うことによって形状加工された薄片（５）と接触点（１５）において接触する外周部を備え、前記接触点（１５）において材料（６）は剥離により除去されて、分離間隙（５１）が薄片（５）上に形成され、材料が薄片（５）のみから除去され、
   形状加工された薄片（５）は平板状材料薄片から成形により製造され、その形状加工の稜線（５２）が互いに平行な２平面上（５３ａ，５３ｂ）に位置することを特徴とする方法。
2. ホイル（１）及び薄片（５）が金属合金から成り、分離ホイル（１）の厚さが形状加工された薄片（５）の厚さよりも厚くなるよう選択されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 分離作業の間、形状加工された薄片（５）は締付け装置（４，４０）に固定され、回転分離ホイル（１）はホイル面（１０ａ）において並進移動することを特徴とする請求項１又は２に記載の方法。
4. 分離ホイル（１）の外周部（１１，１ｓ）は案内ギャップ（２０）内を案内され、ギャップ幅は０．１〜０．５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記ギャップ幅は、分離ホイルの厚さよりも厚い０．１５〜０．２５ｍｍであることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 分離ホイル（１）の半径として１００〜５００ｍｍの値が選択されることと、
   一方では鋭いエッジの分離間隙（５１）を形状加工された薄片（５）上に生じさせ、他方では分離ホイル（１）における材料物質の除去を最小にするために外周部（１１）の表面の点が外周速度（ｖ）にて移動するように、分離ホイルの回転（１ａ）は材料物質の選択に経験的に適合させられ、経験によると分離ホイル（１）及び形状加工された薄片（５）の前記外周速度（ｖ）は５０ｍ／ｓより速く、前記分離ホイル（１）及び前記形状加工された薄片（５）は金属であり、それぞれ０．３ｍｍ及び０．１ｍｍの厚さを有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の方法。
7. 分離ホイル（１）のための駆動装置（７０）と、
   駆動装置（７０）に連結され、ホイル（１）と薄片（５）の間において相対的な移動（１ｂ）を行い得るリニアモータと、
   分離作業の間に形状加工された薄片（５）を固定することができる同薄片（５）のための締付け装置（４）と、
   締付け装置（４）の状態を開放状態と閉鎖状態の間において変化させることが可能である持ち上げ動作を行うリニアモータと、
   締付け装置（４）の一部である分離ホイル（１）を案内するための案内ギャップ（２０）と、
   形状加工された薄片（５）を搬送するための搬送装置（７２）と、
   さらに、設備（７）の自動操作のための制御装置（９）とを含む請求項１乃至６のいずれか１項に記載の方法を実行するための設備。
8. 分離ホイル（１）のための待機位置が締付け装置（４）の外に備えられ、分離ホイルが案内ギャップにほとんど接触しないで進入することが可能なように、案内ギャップ（２０）の少なくとも一端（２１）が連続的に広くなるギャップ幅をもって形成される請求項７に記載の設備。
9. 分離ホイル（１）が２枚の締付け板（１２ａ，１２ｂ）の間に取り外し可能に固定され、一方の締付け板（１２ａ）は駆動軸と連結され、他方の締付け板（１２ｂ）は分離ホイルを交換するために取り外し可能であることを特徴とする請求項７又は８に記載の設備。
10. 分離ホイル（１）が駆動装置（７０）と共にケーシング（８）内に配置され、ケーシングのシーリング（８１）が提供され、摩り切られた材料物質（６，６'）のための吸引装置（８０）がケーシングに接続していることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の設備。

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