JP2017518883A - 押出プレスのためのダミーブロック - Google Patents

Abstract

本発明の、金属押出プレスのためのダミーブロックは、第１の面を有するベースと；ベースに取り付けられる拡張可能なカラーと；ベースに連結されかつカラーに収容される移動可能なプランジャであって、ベースの第１の面に当接するよう構成された第２の面を有するプランジャと；カラーをベースに連結するための外側接続リングと；を備える。前記外側接続リングは、ベースに係合する少なくとも１つの特徴部とカラーに係合する複数のフィンガとを備える。

Description

本発明は、押出成形に関し、特に押出プレスのためのダミーブロックに関するものである。

金属押出プレスは従来公知であり、使用される押出ダイの形状におおむね一致する断面形状を有する押出成形金属製品を形成するために使用される。一般的な金属押出プレスは、外側マントルおよび内側筒状ライナを有する略円筒形容器を備える。この容器は、押出成形中のビレットのための温度制御された筐体として機能する。押出ラムが、容器の一端に隣接するよう位置決めされる。押出ラムの端部は、ダミーブロックに当接し、続いてビレットが容器を通って前進できるようにビレットに当接する。押出ダイは、容器の反対側の端部に隣接するよう位置決めされる。

作業中、一度ビレットが所望の押出成形温度（アルミニウムの場合は典型的には８００−９００°Ｆ）まで加熱されると、ビレットは押出プレスへ移送される。続いて押出ラムおよびダミーブロックが前進され、ビレットは容器を通るように押出ダイへ向けて押圧される。押出ラムおよびダミーブロックの前進によって掛けられる圧力下で、ビレットは、ビレット材料のすべてあるいはその大部分が容器から押し出されるまで、押出ダイ内に提供された形状断面を通って押出成形され、押出成形品がもたらされる。

押出プレスのためのダミーブロックは以前から開示されている。例えばロビンによる特許文献１には、ダミーブロックベースを有するダミーブロックと、ダミーブロックベースに押出成形機のステムを接続するための接続部と、ダミーブロックベースの前方円周部分に接続される交換可能な摩耗リングと、ダミーブロックベースに摩耗リングを取り外し可能に固定するためのデバイスと、押出成形中に押出プレスの容器の内壁に係合するようリングを拡張するためのデバイスと、が開示されている。摩耗リングは、ダミーブロックベースへ向けて収束する円錐形の内面を有する金属カラーである。リングを拡張するためのデバイスは、プランジャヘッドを有する金属プランジャを備えており、プランジャヘッドは、押出成形中にプランジャヘッドがカラーに押し込まれる際にカラーを拡張するよう、カラーの円錐面と係合するための円錐面を備える。カラーおよびプランジャヘッドの収束面は、カラーが拡張されて容器の内壁に係合するように所定の範囲にまでプランジャヘッドをカラーに嵌め込むことができるように、十分な距離にわたって延在する。

米国特許第５，９１８，４９８号明細書

いくつか点を改善することが広く望まれている。そのため少なくとも押出プレスのための新規なダミーブロックを提供することを目的とする。

一態様において、金属押出プレスのためのダミーブロックが提供される。このダミーブロックは、第１の面を有するベースと；該ベースに据え付けられる拡張可能なカラーと；ベースに連結されかつカラーに収容される移動可能なプランジャであって、ベースの第１の面に当接するよう構成された第２の面を有するプランジャと；ベースにカラーを連結するための外側接続リングであって、ベースに係合する少なくとも１つの特徴部と、カラーに係合する複数のフィンガと、を有する外側接続リングと；を備える。

一実施形態において、個々のフィンガは、カラーの対応する凹部に受容される。

少なくとも１つの特徴部は、内側に延在する円周リブであってもよい。円周リブは、ベースの外面における溝に受容されてもよい。

プランジャは、使用中にビレットに当接するよう構成された凸状面を備えてもよい。

ベースは、スタッドの一部を受容するよう構成された凹部を備えてもよい。スタッドは、ダミーブロックを冷却するために凹部に向けて流体を運搬するよう構成された内側管路を備えてもよい。

接続リングは、該接続リングを通過する切断部を備えてもよい。

ダミーブロックは、金属押出成形を実施するための金属押出プレスで使用されてもよい。

さらに上記ダミーブロックを備える押出プレスが提供される。

以下では、添付の図面を参照して実施形態についてより完全に説明する。

金属押出プレスの概略斜視図である。 図１の金属押出プレスの一部を形成するダミーブロックの斜視図である。 図２のダミーブロックの分解斜視図である。 図示された切断線に沿った、図２のダミーブロックの側方断面図である。 参照符号５によって特定された、図４のダミーブロックの拡大部分断面図である。

図１は、金属押出成形機で使用するための押出プレスを簡単に示す図である。押出プレスは、内側筒状ライナ２４を包囲する外側マントル２２を有する容器２０を備える。容器２０は、ビレットの押出成形中、ビレット２６のための温度制御された筐体として機能する。押出ラム２８は、容器２０の一端に隣接して位置決めされる。押出ラム２８の遠位端は、該押出ラム２８に連結されるダミーブロック３０を有する。ダミーブロック３０は、ビレットが容器２０を通って前進されるようにビレット２６に当接するよう構成されている。押出ダイ３２は、容器２０のダイ端部３４に隣接するよう位置決めされる。

作業中、一度ビレット２６が所望の押出成形温度（アルミニウムに関しては一般的には８００−９００°Ｆ）まで加熱されると、ビレット２６は押出プレスへ移送される。続いて、押出ラム２８は該押出ラム２８に連結されたダミーブロックとともに、ビレット２６を容器２０を通過させ押出ダイ３２へ向けて押圧するように、前進される。押出ラム２８およびダミーブロック３０の前進によって掛かる圧力下で、ビレット２６は、ビレット材料のすべてあるいはその大部分が容器２０から押し出されて押出成形品３６が生成されるまで、押出ダイ３２内に設けられた形状断面（プロファイル）を経て押出成形される。

図２から図５にはダミーブロック３０がより良く図示される。ダミーブロック３０は、ダミーブロックベース４０と、ダミーブロックベース４０に取り付けられかつ外側接続リング４４によってダミーブロックベース４０に連結される交換可能なカラー４２と、カラー４２内においてダミーブロックベース４０の前方に位置決めされる移動可能なプランジャ４６と、を備える。プランジャ４６は、使用時にダミーブロック３０がビレット２６に当接した場合に後方に移動し、続いてカラー４２を拡張するように構成される。

ダミーブロックベース４０は、平坦な前面４８を有する略円筒形本体を備える。ダミーブロックベース４０はさらに、平坦な前面４８から中央凹部５２に向けて延在する中央穴５０を備える。ダミーブロックベース４０は、中央凹部５２を規定する内面に形成された複数のねじ山５４を有しており、これらねじ山５４は、スタッド６０あるいは他の細長突出部のステム５８の外面に形成された相補的な外側ねじ５６に係合するよう構成される。スタッド６０または他の細長突出部は、押出ラム２８の前方端部に取り付けられており、かつ冷却流体源からの冷却流体を中央凹部５２に供給するよう構成された内側管路６２を備える。この実施形態では冷却流体は空気である。ステム５８は、ダミーブロックベース４０の平坦な前面４８から離れるようにプランジャ４６を促す付勢力を提供するよう構成されたスプリング６６を収容するための中央凹部６４を有する。ダミーブロックベース４０はさらに、接続リング４４の係合のために、その外面に形成された円周溝６８を有する。

カラー４２は、第１の円錐状の内面７０と、該第１の円錐状の内面７０に隣接する第２の円錐状の内面７２とを有する略環状本体を備える。第１および第２の円錐状の内面７０および７２は、ダミーブロック３０の中央軸線７４に対して傾斜しており、そのため第１の円錐状の内面７０および第２の円錐状の内面７２の各々が、中央軸線７４とともに第１の角度および第２の角度のそれぞれを規定する。カラー４２は、接続リング４４の係合のために、その外面に形成された複数の凹部７６を有する。この実施形態ではカラー４２は五つ（５）の凹部７６を有する。

プランジャ４６は、ビレット２６に当接するよう構成された凸状の前面７８を有する。プランジャ４６はさらに、凸状面７８に隣接する第１の円錐状の外面８０と、第１の円錐状の外面８０に隣接する第２の円錐状の外面８２とを有する。第１および第２の円錐状の外面８０および８２は、ダミーブロック３０の中央軸線７４に対して傾斜しており、それによって第１の円錐状の外面８０および第２の円錐状の外面８２の各々が、中央軸線７４とともに第３の角度および第４の角度をそれぞれ規定する。プランジャはさらに、ダミーブロックベース４０の前面４８に当接するよう構成されたプランジャ後面８４を有する。ポスト８６がこの後面８４から後方に延在しており、該ポスト８６は、中央穴５０を通ってダミーブロックベース４０の中央凹部５２内に延在するよう形状付けられている。中央凹部５２内では、移動可能なプランジャ４６をダミーブロックベース４０を連結するためにかつスプリング６６が当接する表面を提供するために、接続部８８がポスト８６の遠位端に固定されている。図５に図示されるように、プランジャ４６は、移動可能なプランジャ４６がダミーブロックベース４０に押し付けられていない場合には平坦な後面８４および平坦な前面４８が所定の距離“ｄ”によって離間されるように、形状付けられている。

プランジャ４６およびカラー４２が使用中に動かせなくなることがないことを保証するために、第１の円錐状の外面８０と中央軸線７４とによって規定される第３の角度は、第１の円錐状の内面７０と中央軸線７４とによって規定される第１の角度よりもわずかに大きい。図示される実施形態では、第３の角度と第１の角度との差は約１．５度である。当然のことながら、もし第１の円錐状の外面８０の傾斜の角度が第１の円錐状の内面７０の傾斜の角度と同じかあるいはそれより小さい場合、プランジャがカラー４２内へ向けて後方に移動する際にプランジャ４６およびカラー４２の面は引っかかって動かなくなり、スプリング６６は、ダミーブロックが容器から取り外される場合に、プランジャ４６をその初期ポジションに復帰させるのに十分な力を持たなくなるだろう。

接続リング４４は、略環状形状を有しており、かつダミーブロック３０の組立て中にあるいは分解中に接続リング４４が拡張可能となるようにかつ使用中に必要となる場合に接続リング４４が拡張可能となるように、該接続リング４４を通る切断部９２を有する。接続リング４４は、ダミーブロックベース４０の円周溝６８と係合するよう構成された内側に延在するリブ９４を備える。接続リング４４はさらに、複数の内側に延在するフィンガ９８を備えており、各フィンガ９８は、カラー４２の外面における個別の凹部７６と係合するように形状付けられる。この実施形態では接続リング４４は五つ（５）の内側に延在するフィンガ９８を備える。

使用中、押出ラム２８は、該押出ラム２８に取り付けられる組み立て済みのダミーブロック３０とともに、ビレット２６を強制的に押出ダイ３２を通過させるように、容器２０を通るように前進される。前方への力は、押出ラム２８によって、ダミーブロック３０を介してビレット２６へ付与される。これと引き換えに、反対方向の力がビレット２６によってダミーブロック３０に付与され、それによってプランジャ４６がダミーブロックベース４０へ向けて後方に移動させられる。この後方動作中、プランジャ４６は、カラー４２の第１の円錐状の内面７０および第２の円錐状の内面７２に圧力を付与し、カラー４２は、プランジャ４６を収容するように外側に拡張される。続いて接続リング４４が、拡張したカラー４２を収容するために、軸線方向切断部９２から円周方向に拡張される。プランジャ４６は、プランジャ４６の平坦な後面８４がダミーブロックベース４０の平坦な前面４８に当接するまで、ダミーブロックベース４０へ向けて後方に移動し続けるとともに、カラー４２を拡張させ続ける。この様式で当接したダミーブロックベース４０のおよびプランジャ４６を用いて、押出ラム２８によって付与される力は、ダミーブロック３０のコアを介してビレットに直接伝達できる。この工程の最後で、押出ラム２８が、該押出ラム２８に取り付けられたダミーブロック３０とともに、次のビレットを受容するために容器２０におけるそのスタートポジションに復帰される。ここで除去されるビレット２６によって予め付与された反対方向の力により、スプリング６６は、プランジャ４６をその初期ポジションへ向けて押圧し、続いてカラー４２および接続リング４４の両方をそれらの最初のサイズへと収縮させる。

当然のことながら、このダミーブロック３０の構成は、特に接続リング４４によるダミーブロックベース４０およびカラー４２の連結は、従来のバヨネットスタイルの接続で必要とされた嵩張った特徴部を必要としない。その結果、ダミーブロックベース４０とプランジャ４６との間の接触領域（場合によっては「パッド領域」と称される）が有利に低減され、それによって、ダミーブロック３０のコアを経てビレット２６に伝達される、押出ラム２８によって付与される力を、バヨネットスタイルの接続を有する従来のダミーブロックと比較して、より大きくすることができる。

付加的に、かつ好ましくは、接続リング４４のフィンガ９８の「クラウン」形状構造が、接続リング４４とプランジャ４６との間により大きな断面積を有利に提供する。これは、ダミーブロック３０のコラム強度を高め、ダミーブロック３０が、従来のダミーブロックと比べて、作業中に押出ラム２８によって付与されるより大きな力に変形せずに耐え得るようにする。

さらに好ましくは、接続リング４４のフィンガ９８の「クラウン」形状構造は、接続リング４４の軸線方向強度を高めるようカラー４２に係合する特徴部が軸線方向において増大された厚さを有することを可能にすると同時に、接続リング４４は、ダミーブロック３０の組立ておよび分解のために円周方向におけるフレキシビリティを残すことができる。

これらの特徴は、有利なことに、従来のダミーブロックに比べてより高い押出圧力でダミーブロック３０を作動できるようにする。

上述の実施形態では、接続リング４４は五つ（５）のフィンガを有しかつカラー４２は五つ（５）の対応する凹部を有するが、フィンガおよび対応する凹部の数は五つ（５）に制限されず、他の実施形態では、より少ない数のあるいはより大きな数のフィンガおよび対応する凹部が代替的に使用されてもよく、一方でダミーブロックの増大されたコラム強度が提供されると同時に、接続リングは、ダミーブロックの組立ておよび分解のためのフレキシビリティを残すことができる。

いくつかの実施形態について添付の図面を参照しながら説明したが、特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱せずにさまざまな変形や変更がなされてもよいことは当業者には明らかであろう。

２０ 容器
２２ 外側マントル
２４ 内側筒状ライナ
２６ ビレット
２８ 押出ラム
３０ ダミーブロック
３２ 押出ダイ
３４ ダイ端部
３６ 押出成形品
４０ ダミーブロックベース
４２ カラー
４４ 接続リング
４６ プランジャ
４８ 平坦な前面
５０ 中央穴
５２ 中央凹部
５４ ねじ山
５８ ステム
６０ スタッド
６２ 内側管路
６４ 中央凹部
６６ スプリング
６８ 円周溝
７０ 第１の円錐状の内面
７２ 第２の円錐状の内面
７４ 中央軸線
７６ 凹部
７８ 凸状の前面
８０ 第１の円錐状の外面
８２ 第２の円錐状の外面
８４ プランジャ後面
８６ ポスト
８８ 接続部
９２ 軸線方向切断部
９４ リブ
９８ フィンガ

Claims (10)

1. 金属押出プレスのためのダミーブロックであって、
   第１の面を有するベースと；
   前記ベースに取り付けられる拡張可能なカラーと；
   前記ベースに連結されかつ前記カラーに収容される移動可能なプランジャであって、前記ベースの前記第１の面に当接するよう構成された第２の面を有するプランジャと；
   前記カラーを前記ベースに連結する外側の接続リングであって、前記ベースに係合する少なくとも１つの特徴部と前記カラーに係合する複数のフィンガとを備える接続リングと；
   を備えることを特徴とするダミーブロック。
2. 個々のフィンガは、前記カラーの対応する凹部によって受容されることを特徴とする請求項１に記載のダミーブロック。
3. 前記少なくとも１つの特徴部は、内側に延在する円周リブであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のダミーブロック。
4. 前記円周リブは、前記ベースの外面における溝によって受容されることを特徴とする請求項３に記載のダミーブロック。
5. 前記プランジャは、使用中にビレットに当接するよう構成された凸状面を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載のダミーブロック。
6. 前記ベースは、スタッドの一部を受容するよう構成された凹部を備えることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載のダミーブロック。
7. 前記スタッドは、前記ダミーブロックを冷却するために前記凹部へ流体を搬送するよう構成された内側管路を備えることを特徴とする請求項６に記載のダミーブロック。
8. 前記接続リングは、前記接続リングを通って延在する切断部を備えることを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のダミーブロック。
9. 金属押出成形を実施するための金属押出プレスにおける、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のダミーブロックの使用法。
10. 請求項１から請求項８のいずれか一項に記載のダミーブロックを備えることを特徴とする押出プレス。

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