DE10209481C1 - Verfahren zum Ablängen eines Strangpressprofils - Google Patents

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.