JP2614978B2 - 油圧ラム作動押出機 - Google Patents

油圧ラム作動押出機

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、実質的に同じ寸法の押
出物部品を製造するための油圧ラム作動押出機に関する
ものである。
【０００２】
【先行技術】かかる装置の特定の応用は、圧縮モールド
での次の成形のためのゴム又は同様なエラストマー材料
のブランク、すなわち、「予備成形物」の製造である。
かかる工程では、所定のモールドに提供される全てのブ
ランクは、材料の無駄や、規定の寸法よりも小さいブラ
ンクが供給された場合に生ずる不良品の製造をなくす
か、或いは、最小限にするように、正確に同じ体積をも
つことが好ましい。しかしながら、ゴム又はゴム状配合
物は、押出しの後、「回復」、すなわち、長さ方向に収
縮する傾向があり、その結果、押出しダイから押し出さ
れた時に、１００％或いはそれ以上に、断面積が増える
ことがある。この長さの収縮および断面積の増大は、押
出物の長さに沿って均一でないことがあり、したがっ
て、同じ長さの部品に切断したときに、それらの部品
は、これらの断面積の変化のために、異なる体積をもつ
ことがある。本出願人の英国特許第１１４１０３３号
は、実質的に同じ体積をもつ押出物部品を製造すること
によって、上記の問題を解決する改良された油圧ラム押
出機を開示している。この押出機は、プランジャーが押
出すべき材料に圧力を加えるようになった油圧ラムを有
し、油圧ラムに供給される作動油の流量をほぼ一定に制
御し、維持するための弁装置を備えている。油圧ラム
は、適当な断面形状を有する長さの連続した形態に材料
を押出すダイの形状を有し、切断装置が、一定の時間間
隔で、ダイの出口を横断して、押出物を同じ体積をもつ
部品に切断するようになっている。
【０００３】
【発明の解決しようとする課題】この押出機は、ラムに
よってダイから押出される材料を一定の体積流量に維持
するように、油圧ラムに供給される作動油を一定の体積
流量に維持するための作動油計量弁装置を有するが、製
造されるブランクの体積には、なお小さな誤差が生じる
という問題があった。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、ブランク生成の精度の向上し
た油圧ラム作動押出機を提供することを目的とするもの
である。
【０００５】
【発明の構成および作用】本発明のかかる目的は、押出
物が押し出される押出しダイと、該押出しダイに設けら
れ、押出物を繰り返して、切断し、押出物の個々のピー
スを生成するカッタ手段と、実質的に一定の容積流速
で、作動油を押出機のラムに供給する手段と、前記押出
機内のラムの前進速度を測定する手段、前記カッタ手段
の速度を制御するカッタ制御手段および測定された前記
ラムの速度にしたがって、実質的に等しい体積のブラン
クが生成されるために必要な前記カッタ手段の速度を算
出して、前記カッタ制御手段に出力する手段を有する制
御手段とを備えた油圧ラム作動押出機によって達成され
る。本発明の好ましい実施態様においては、制御手段
が、カッタ速度とラム速度との比に等しい制御比を決定
し、記憶する手段と、所定体積のブランクが生成される
ように制御比を変化させる手段を備えている。本発明の
さらに好ましい実施態様においては、制御手段が、速度
可変カッタ手段の速度をラムの速度に対して制御して、
所望の体積のブランクを生成するマイクロプロセッサを
備えている。本発明のさらに好ましい実施態様において
は、ラムの速度を決定する手段が、ラムの移動に応答す
るリニアトランスデューサを備えている。
【０００６】本発明のさらに好ましい実施態様において
は、スクリュー押出機が、油圧ラム押出機に、ダイに隣
接して、接続され、ラムのシリンダに充填し、押出機の
ラムを、シリンダが充填されるにつれて、後退させるよ
うに構成されている。したがって、ラムのシリンダは、
押出動作に先立って、エアが含まれない押出物によっ
て、あらかじめ充填される。
【０００７】
【実施例】以下、添付図面に基づいて、本発明の実施例
につき、詳細に説明を加える。図１を参照すると、英国
特許第１１４１０３３号に開示された油圧ラム押出機が
示されている。その詳細については、この特許を参照さ
れたいが、この押出機は、押出シリンダ１０を有し、こ
のシリンダ１０には、押し出すべきゴム、或いは、その
他のエラストマー材料１１が充填される。エラストマー
材料を要求される断面積で押し出すために、押出ダイ１
２がシリンダ１０の一方の端に取付けられ、シリンダ１
０内のエラストマー材料を加圧するために、油圧シリン
ダ１４から突出するラム１３がシリンダ１０の他方の端
部内を延びている。シリンダ１４は、全体的に１５で示
される油圧回路に接続され、オイルタンク（図示せず）
からオイルを吸い込み、流体ライン１７に供給するポン
プ１６を備えている。流体導管１７は、ラムを延ばすた
めに、オイルの容積流速を制御する容積コントローラ１
８を介して、シリンダ１４に連結されている。容積コン
トローラ１８が、油圧流体を一定の流速でシリンダに供
給するため、ラムは一定の流速で前進し、組成物を一定
の流速で、ダイを介して、押出シリンダから押し出す。
【０００８】シリンダに対する一定の容積流速を達成す
るため、容積コントローラ１８の前後で、一定の圧力差
が保持され、これは、ポンプ１６と容積コントローラと
の間の流体導管１７から延びる分岐管２０内に接続され
たポンプ圧力コントローラおよびリリーフ弁１９によっ
て達成される。ポンプ圧力コントローラは、ばね付勢式
摺動弁を有しており、この弁により余剰オイルを排出可
能である。ブリードライン２１が、プリセット差動弁２
２を介して、圧力コントローラから差動弁２３に延びて
いる。差動弁２３は、ライン２４を介して、油圧シリン
ダの圧力を感知することにより、ポンプ圧力コントロー
ラからの放出物を制御する摺動ピストンを有する。油圧
シリンダの圧力が低下したときには、摺動ピストンは、
放出物をよりたやすく逃がすことができ、これによっ
て、ポンプ圧力コントローラはより多くのオイルを排出
することができ、その結果、容積コントローラの入口側
の圧力を低下させることができる。容積コントローラの
前後の圧力差を保持することによって、一定の容積流速
のオイルを油圧シリンダに供給し、一方、圧力変化にか
かわらず、一定の容積流速の組成物が押し出される。差
動弁はまた、ばね付勢式放出物逆止弁を有し、この逆止
弁は、ラムを「前進」及び「後退」移動させるのに圧力
が必要とされるとき、及び、油圧シリンダ内に圧力がな
いときに、ブリードラインを塞ぐ。
【０００９】プリセット差動弁２２は、差動弁２３への
ブリードラインの圧力が、ポンプ圧力コントローラの圧
力よりも低くなるように保証している。このことは、ポ
ンプ圧力が容積コントローラの出口圧力、すなわち、油
圧シリンダ内の圧力よりも高くなる量を規制する。油圧
シリンダ１４は、押出シリンダ内の組成物１１に予圧を
かけるため、ラムを高速前進移動させ、後退させるため
の、全体を２５で示す内側複動型ピストン／シリンダア
レンジメントを有している。油圧回路およびその作動に
ついての詳細については、本件出願人の英国特許第１１
４１０３３号を参照されたい。押出物を実質的に等しい
体積のピースに切断するため、等しい時間間隔で、ダイ
の出口を横切って、動くモータ駆動カッタ４８、４９
が、押出しダイに設けられている。油圧流体を、ラムに
一定の容積流速で、計量供給するために設けられたアレ
ンジメント及び押出物を等しい時間間隔で切断するため
のモータ駆動カッタが設けられているにもかかわらず、
ブランクの寸法には＋／−1.5 ％の誤差があり、本発明
の目的は、一層高い精度を実現することにある。
【００１０】次いで、図２ないし図６を参照すると、本
発明による油圧ラム押出機の実施例が示され、便宜上、
同じ部品には同じ参照番号を付されている。押出機は、
全体を４０で示すマイクロプロセッサ制御システムを介
して制御され、このシステム４０は、押出機の種々の機
能を制御し、装置の適当なステーションに配置されたリ
レー、接触子、リミットスイッチ、ソレノイド、リード
スイッチ、トランスジューサからの入力信号を受け取る
メインプロセッサ４１を有している。ＰＬＣが、電気制
御キャビネットに設けられ、制御アルゴリズムの外か
ら、主たる機械の機能の自動操作が行われる。プロセッ
サ４１は、４２でされ、監査証跡（audit trail)および
セットアップデータを与えるＰＣと、追跡監査及びセッ
トアップデータを印刷するプリンタ４３と、プロセッサ
及び上述のＰＬＣへならびにこれらからの全てのコント
ロールファンクションを通信し、表示するためのキーボ
ード／スクリーン４４とに接続されている。以前のわれ
われの装置の容積流量制御装置は、試験運転中に、所望
のブランクを生成し得る記憶設定値にメインプロセッサ
４１によって設定される比例流量弁４５に置き換えられ
る。プロセッサはまた、弁を切り換える圧力を記憶す
る。弁は、以前用いられた差動値と関連して、基本的な
ラム速度と油圧押出圧力を制御する。回路内の油圧は、
メインプロセッサへの入力を有する圧力トランスデュー
サ４６によって測定される。
【００１１】リニアトランスデューサ４７は、油圧ラム
に付随して設けられ、測定されたラムの移動を、その時
点のラム速度を順次演算するメインプロセッサ４１に送
る。押出機のダイから送り出された押出物を切断するカ
ッタ４９は、可変速度サーボモータ４８によって駆動さ
れる回転カッタである。モータは、高速領域および低速
領域ならびに変動トルクのために、ギアボックスの
“Ｈ”又は“Ｌ”に自動的に係合する二速クラッチを有
する。サーボモータの速度制御は、メインプロセッサ４
１によってなされ、所要のカッタ速度に変えられる。メ
インプロセッサは、リニアトランスデューサの変位を検
出することにより、ラム速度を演算する。次いで、制御
アルゴリズムは、次の式を適用することによって、ラム
速度とカッタ速度を同期させ、所定のブランク重量を維
持する。カッタ速度＝制御比×ラム速度制御比は、初め
に、所望のブランクを“試験運転”することによって、
決定され、プロダクトセットアップパラメータに記憶さ
れる。その結果、制御比を変えると、異なるブランク重
量が生じる。したがって、一旦、あるブランクについて
の制御比を決定すると、適当なセットアップパラメータ
を、キーパッドを用いる制御装置と作動中に設定された
装置内に、リコールすることができる。リニアトランス
デューサ４７は、ラム速度をモニターし、いかなる速度
変化が生じた場合にも、メインプロセッサによるそのブ
ランクの制御比についての所要カッタ速度の再演算がな
される。カッタ速度を増減する適当な信号が、メインプ
ロセッサからカッタのモータドライブに与えられて、所
要ブランク体積を適当に維持するように、押出物を連続
して切断する間の間隔を増減する。
【００１２】この装置のさらなる特徴は、監査証跡読取
及びキーパッドスクリーンへの表示のための組成物温度
を測定するプロセッサに接続されたピグ温度プローブ(p
ig temperature probe) ５０を有していることである。
図３ないし図６は、図２に示す装置の主要な構成要素の
簡単に示したものである。上述した新しい装置によれ
ば、＋／−0.5 ％の体積精度が達成される。与えられる
さらなる特徴は、以下の通りである。Ｐ．Ｃを用いて、
すべてのデータベース情報（すなわち、セットアップパ
ラメータ，監査証跡等）をディスクにセーブし、次い
で、必要時に、検索し、かつメインプロセッサに再ロー
ドする容易さ；機械の故障発見のための画面上での診断
の促進；英語，フランス語，ドイツ語，イタリア語及び
スペイン語での画面表示 次に、図７を参照すると、図７には、油圧ラム押出機
が、押し出すべきゴム又はエラストマー材料で充填され
る押出シリンダ１０を有している別のアレンジメントが
示されている。押出しダイ１２が、所望の断面積をもつ
エラストマー材料を押し出すため、押出シリンダの一端
に取付けられており、ラム１３が、エラストマー材料に
圧力をかけるため、油圧シリンダ１４から押出シリンダ
の他端に突出している。油圧シリンダ１４は、作動油を
オイルタンクから吸引し、流体導管を通して、作動油を
供給するポンプを備えた油圧回路に接続されており、油
圧シリンダ１４には、比例流量弁と差動弁が配置されて
いる。比例流量弁および差動弁は、シリンダへの作動油
の容積流速および圧力を決定し、ラムの前進速度を制御
して、組成物を押出シリンダから、ダイを介して、実質
的に一定の容積流速で押し出す。
【００１３】押出機のダイから排出された押出物を切断
するためのカッタは、可変速度サーボモータ４８により
駆動されるロータリーカッタである。このモータは、二
速クラッチを有しており、二速クラッチは、ギヤボック
スの高速又は低速用の「Ｈ」又は「Ｌ」に自動的に係合
し、トルクを変化させる。サーボモータの速度は、メイ
ンプロセッサ４１によって制御され、所望のカッタ速度
に変える。メインプロセッサは、リニアトランスデュー
サ４７の変位を検出することによってラムの速度を演算
する。すると、制御アルゴリズムが、所定のブランク重
量を維持するように、ラム速度とカッタ速度とを同期さ
せる。全体を５０で示したスクリュー押出機が、押出し
バレル５１を備えており、押出しバレル５１は、モータ
の駆動によって回転されるねじスクリュー５２と、押出
しバレル５１の一端に取り付けられたギヤボックス５３
とを有している。ハウジング５４が、ギヤボックス５３
と押出しバレル５１との間に設けられており、ハウジン
グ５４には、押出機に、高温又は常温で供給される組成
物のストリップ５６を受け入れる入口５５が形成されて
いる。通路５７が、入口５５からねじスクリュー５２の
入口端までハウジング５４を貫通して延びている。
【００１４】押出しバレル５１の他端には、スクリュー
押出機を、押出シリンダ１０の他端に、ダイ１２に隣接
して、一定の角度をなして接続するための傾斜端５９を
備えた熱アダプタスリーブ５８が設けられている。アダ
プタスリーブ５８は、供給口６０を形成し、押出し動作
の際、押し出すべき材料が、供給口６０を介して、スク
リュー押出機によってラム押出機のシリンダに排出され
る。スクリュー押出機からシリンダ１０へ充填される
と、ピストン１３が、油圧ラム１４による背圧に抗して
押し戻される。こうして、組成物に空隙が生じないよう
に、スクリュー押出機から再充填されるので、押出シリ
ンダ１０は常に、組成物で完全に充填された状態に維持
される。押出シリンダ１０が、所望程度まで充填される
と、スクリュー押出機のスイッチが切られ、ラム押出機
のラムが前進して、ダイ１２から押出物を排出する。次
の点に留意すべきである。すなわち、組成物のストリッ
プが、スクリュー押出機に供給される。スクリュー押出
機は、ラム押出機のシリンダへの供給のために、コンパ
ウンドを予熱し混練する。シリンダに入った組成物は、
油圧ラムを図示した前方位置から後退させ、所定の充填
容積を得る（後方ステーションを必要とされるとき、ダ
イアクセサリーは、かかる充填作用により、組成物が、
ダイから出ないようにする）。充填作用は、空気を含ま
ない充填が得られ、真空吸引の必要性をなくするような
ものである。充填されたとき、プレフォームは、普通の
方法で押出すように切り替わる。供給口の領域での組成
物の圧縮は、プレフォームの精度に悪影響を与えなかっ
た。プログラム可能なコントローラを含めて、上述の方
法は、すべて自動化することができる。
【００１５】図８は変形例を示しているが、この変形例
では、アダプタスリーブ５８が、押出しバレルに対し
て、傾斜角度をなすのではなく、押出しバレルと直交し
た押出しバレルへの入口部５８ａを形成するように、角
度が付けられている。このことは、構成部品の製造を容
易にし、押出しシリンダの清掃を容易にする。本発明
は、以上の実施例に限定されることなく、特許請求の範
囲に記載された発明の範囲内で、種々の変更が可能であ
り、それらも、本発明の範囲内に包含されるものである
ことは言うまでもない。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば、ブランク生成の精度の
向上した油圧ラム作動押出機を提供することが可能にな
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実質的に等しい体積のブランクを生成
する従来の油圧ラム作動押出機の概略図である。
【図２】図２は、本発明の実施例にかかる実質的に等し
い体積のブランクを生成する従来の油圧ラム作動押出機
の概略図である。
【図３】図３は、図２におけるメインプロセッサ制御部
の詳細概略図である。
【図４】図４は、図２におけるリニアトランスデューサ
およびカッタ制御部の詳細概略図である。
【図５】図５は、図２におけるブランク重量制御部の詳
細概略図である。
【図６】図６は、図２におけるピグ温度プローブの詳細
概略図である。
【図７】図７は、押出機のシリンダに、押し出すべき材
料を充填するスクリュー押出機が設けられた本発明の実
施例にかかる油圧ラム作動押出機の概略図である。
【図８】図８は、変形例を示す図７と同様の図面であ
る。
【符号の説明】
１０ 押出シリンダ １１ エラストマー材料 １２ 押出しダイ １３ ラム １４ 油圧シリンダ １６ ポンプ １８ 容積コントローラ １９ リリーフ弁 ２０ 分岐管 ２３ 差動弁

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 押出物が押し出される押出しダイと、該
    押出しダイに設けられ、押出物を繰り返して、切断し、
    押出物の個々のピースを生成するカッタ手段と、実質的
    に一定の容積流速で、作動油を押出機のラムに供給する
    手段と、前記押出機内のラムの前進速度を測定する手
    段、前記カッタ手段の速度を制御するカッタ制御手段お
    よび測定された前記ラムの速度にしたがって、実質的に
    等しい体積のブランクが生成されるために必要な前記カ
    ッタ手段の速度を算出して、前記カッタ制御手段に出力
    する手段を有する制御手段とを備えたことを特徴とする
    油圧ラム作動押出機。
  2. 【請求項２】 前記制御手段が、カッタ速度とラム速度
    との比に等しい制御比を決定し、記憶する手段と、所定
    体積のブランクが生成されるように前記制御比を変化さ
    せる手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の油
    圧ラム作動押出機。
  3. 【請求項３】 前記制御手段が、速度可変カッタ手段の
    速度を前記ラムの速度に対して制御して、所望の体積の
    ブランクを生成するマイクロプロセッサを備えたことを
    特徴とする請求項１または２に記載の油圧ラム作動押出
    機。
  4. 【請求項４】 前記ラムの速度を決定する手段が、ラム
    の移動に応答するリニアトランスデューサを備えたこと
    を特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の
    油圧ラム作動押出機。
  5. 【請求項５】 スクリュー押出機が、前記油圧ラム押出
    機に、前記ダイに隣接して、接続され、前記ラムの押出
    動作中またはその間に、前記ラムの前記シリンダに充填
    するように構成されたことを特徴とする請求項１ないし
    ４のいずれか１項に記載の油圧ラム作動押出機。
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