JP4153993B2 - 平坦な流れ経路の可変な制限境界のための装置 - Google Patents

Description

本発明は、特許請求の範囲１の上位概念（所謂おいて部分、プリアンブル部分）に係る装置に関するものである。
上に記載したような装置は、多様な形状で公知である。当該装置は特にプラスチック等の合成物質加工処理の分野において、流れ経路抵抗を変更可能とするために熱可塑性溶融物に対する流れ経路に用いられる。ヨーロッパ特許出願第０３６７０２２号（EP 0367022）、ドイツ連邦共和国特許出願第３５３０３８３号公開公報（DE 3530383 A1）、ドイツ連邦共和国特許第４４０００６９号（DE 4400069 C1）及びドイツ連邦共和国特許第１２３１４１２号公告公報（DE-AS 1231412）において、流れ経路高さを変えることができる押し出し成形ノズルが記載されている。この公知の処理の仕方は、多かれ少なかれ厚みのある一体的な中実金属壁からなっていて、当該壁は当該壁に後ろ側から押圧するアジャスタ手段を介して変形可能である。これはアジャスタ手段の戻り調整／リセット（Rueckstellen）の際に中実壁が再び正確に最初のスタート位置に戻る必要があるため、当該壁が変形の際に直線的な弾性変形範囲を越えない限りでのみ機能する。この装置で強度的理由から必要な比較的厚い壁のために、流れ経路の全幅にわたる壁の均等な調整（全体調整）にも、小さな壁範囲に限定された局部的調整（相対調整）にも狭小な制約が加えられる。
ドイツ連邦共和国特許出願第２３０５８７７号公開公報（DE-OS 2305877）において、薄く平坦に積み重なった多数のシングルシートから構成されて大きな柔軟性（フレキシビリティ）を有する流れ経路の制限境界が記載されている。しかしながら当該柔軟性は、この処理の仕方において調整のために縁領域における全てのシングルシートでの可動性が必要であるために、流れ経路を流れる流体に対する絶対的な緊密さの重要な基準が満たされない点が犠牲になっている。そのためにシートはその縁領域において流れ経路本体の２つの半体の間にある溝に突出している。この縁領域で緊密さに必要な表面押圧は、シートと流れ経路半体の間の相対動作がもはや許容されなくなってしまうので、もたらされ得ない。
したがって、流れ経路の同時の絶対緊密さの際での大きな調節範囲を有した処理の仕方は上記類に係る様式の公知装置においては予想されていない。また公知の装置は、物質線（Massestrang）が絶対緊密な工具経路を介して押圧され、工具に一体化され流れ経路壁に作用する２つの独立制御系を用いて物質引き出しの際の物質路（材料パス、Massebahn；索状の溶融物の如きもの）の厚みをその全体で又は或る位置で局部的にのみ変化させるか、両者を同時に変化させることができるような方法を実行する可能性を、あるいは工具における流れ経路の幾何学的形態の変更を介して引き出しの間の物質路の幅を変えることができるような方法を実行する可能性を、いずれも提供しない。
このような装置が、大きな調整路程（調節範囲、Stellweg）を備えた流れ経路を流れ経路壁に働く２つの独立アジャスタ手段を用いて全高においても高さ的に或る範囲のみでも同時に調整するために、従来自由にならなかったので、今まで物質路をその引き出しの間にこのようにして変化させることができる方法も知られていない。それ故に本発明は、拡大された全体及び相対調整範囲を装置の同時の絶対緊密さにおいて可能とするように上記様式の装置を形成することを課題とする。
この課題は、本発明によれば、特許請求の範囲１の特徴部分に記載の特徴構成によって解決される。
用語「シート重なり」（シート束）は下方にあるシートの表面に夫々下側が密に重なるシートの積み重ねと理解される。請求項２にしたがって、一方の表面が流れ経路壁を形成するシートはまた、流れ経路にねじ込まれ、溶接して嵌め込まれ或いは同じように緊密に一体化されたフレームに一体化され得る。シート重なりの所望の柔軟性（フレキシビリティ）は、請求項３にしたがってシングルシートが２ｍｍより薄い厚み、好ましくは１ｍｍより薄い厚みを有する場合に達成される。装置の機能のために、請求項４にしたがってシングルシートが少なくともその縁辺で、流れ経路が一体化されるフレーム又は本体に溶接されることが有効である。同様にシート重なりの柔軟性（フレキシビリティ）のために、当該重なりが平坦でなく請求項５にしたがって湾曲を有する場合に特に有利である。調整範囲の更なる拡大は、請求項６にしたがってアジャスタ要素が摩擦係合的にシート重なりにつながって、その結果、引き／押しを介して当該重なりを変形させる場合に達成される。
本発明の更なる詳細は、図面に基づいた幾つかの実施例の以下の記載から判明する。
図１は、本発明に係る装置を流れ経路の内部において部分的に断面で示した図であり、
図２は、図１での切り口A-Aでの断面図であり、
図３は、シート重なりが独立したフレームに溶接して固体される本発明に係る装置の別の構成上の解決法を示し、
図４は、アジャスタネジの引き／押し結合を備えた本発明に係る装置の更なる構成上の解決法を示し、
図５は、流れ経路の端部にある本発明に係る装置の解決バリエーションの断面図であり、
図６は、壁面の調整を引き／押しによって可能にする調整装置の別の例の断面図であり、
図７は、それぞれ独立のアジャスタネジを全体調整と相対的調整のために有する工具両壁に調整装置を備えた工具の部分断面図であり、
図８は、可変の幾何学的形態を備えた物質路の制御され乃至は調節された引き出しのための装置の略図である。
図１で認識されるように、平坦な流れ経路の可変な制限境界のための装置が、上側の工具半体（２８）と下側の工具半体（２９）からなる工具内にある。流れ経路（１）は、薄いシングルシート（３，４，５）からなる重なり乃至束（２）から形成された少なくとも１つの壁を有している。上記重なり乃至束（２）はまた、流れ経路と共通の壁を有し且つ流れ経路内を流れる媒体に対する稠密の理由から環状にぐるりとめぐって工具半体（２８）にしっかりと溶接して固定された流れ経路シート（３）並びに少なくとも１つの支持シート（４）から構成される。原則的に流れ経路シート（３）のために、流れ経路（１）内を流れる媒体に対して完全な緊密さを保証する限り、流れ経路（１）を形成する工具半体（２８）に対する他の結合方法を用いることもできる。使用に応じて、任意の多数の別の支持シート（４及び５）も使用することができる。支持シート（４及び５）は図１に示されるように一方の側面でのみ工具半体（２８）と溶接乃至接合されるか、流れ経路シート上に載せられるだけである。しかしながら、シングルシート（３〜５）相互の一般的な位置を確保するために、摩擦係合乃至形状拘束（Kraft-oder Formschluss）を介して少なくとも１点で又は線状にシングルシート相互の相対運動が発生しないことが確保されなければならない。しかしながら、変形の際に必要なシングルシート（３〜５）相互の縦補整／長さ釣り合わせを可能とするために、シングルシート（３〜５）の表面は少なくとも或る範囲で相対的にずらされなければならない。シングルシート（３〜５）は金属材料からなり、ここでは特に弾力のあるスプリングスチールからなるが、他の材料、例えばプラスチック等の合成物質からなっていることも可能である。当該シートは全て同じ材料からなっていなければならないというわけでもない。
シングルシート（３〜５）のシート厚（ｄ）はその時々の使用状況と選択された材料に左右される。金属の場合、大きな変形を可能とするために、通例は２ｍｍ以下であるが、好ましくは１ｍｍ以下である。シングルシート（３〜５）のシート厚（ｄ）は必ずしも同じである必要はなく、個々の特殊な場合において段階を付けられたシート厚（ｄ）を用いることが有利である。シート重なり（２）は平坦であるが、図１に示されるように曲がっていることも、曲がりによって引っ張り応力の形成を、特にしっかりと溶接して固定された流れ経路シート（３）において減少させることができるので有利である。シート重なり（２）に背面からアジャスタ手段（７）が作用し、これでシート重なりの位置が変更可能である。シート重なり（２）の始めからアジャスタ手段（７）の力の作用点までの長さは、大きな調節範囲（ｓ）を達成可能とするために、できる限り長くあるべきである。少なくとも２０ｍｍであり、好ましくは３０ｍｍ以上であるべきである。
使用可能なアジャスタ手段の様式は多彩である。最も簡単な場合、図１に示されるようにネジであるが、伸縮ボルト若しくは開きボルト（Dehnbolzen）、発動機若しくはモーター、ピエゾトランスレータ（Piezotranslatoren）又は類似の要素も使用可能である。原則的に調節範囲（ｓ）は流体を介しても生じうる。装置は既に１つのアジャスタ手段で機能を果たす能力があるが、図２に示されるように経路の幅（ｂ）にわたって所定間隔で互いに離れて位置決めされた多数のアジャスタ手段を用いることが有利である。この図は図１での切断面A-Aに対応する流れ経路（１）の横断面を示す。上側の工具半体（２８）においてネジ部を介して嵌合された多数のアジャスタネジ（７）が上からシート重なり（２）に作用することが認識される。図２はまた、シート重なり（２）の支持シート（４，５）が側方で工具半体（２８）とつながっていないことを示す。用語「平坦な流れ経路」は、流れ経路高さ（ｈ）に対する流れ経路幅（ｂ）の比が少なくとも１０である流れ経路であると解されよう。流れ経路はまた丸くてもよい。この場合、比率の算出のために流れ経路幅の代わりに平均的な流れ経路の周囲長さが考慮される。
図３は工具半体（２８）におけるシート重なり（２）の一体化の別の形態を示す。その際、流れ経路（１）の幾何学的形態の調整のためにアジャスタネジ（７）が上から作用するシート重なり（２）は、工具半体（２８）にねじ込まれた独立のフレーム（８）に溶接固定されている。この解決法は、シート重なり（２）が僅かな費用で取り替え可能である利点を有する。
図４は更に拡大された調節範囲を有する図１に由来した装置を示す。この場合、シート重なり（２）は、溶接され部分的にスリットを入れられた管（１０）を用いて形状拘束的にネジスリーブ（９）と連結する。当該形状拘束は、下方領域（２７）でシート重なりと溶接され当該シート重なりの深さ（距離）まで部分的に切れ目を付けられた管（１０）に丸棒（２６）が差し込まれることで作り出され、丸棒（２６）は、切れ目内に突出してネジスリーブ（９）の端部にある紐穴若しくは目穴（２５）を通っている。上方の工具半体（２８）におけるネジ部によって支持されその下方範囲までネジスリーブ（９）内に突出するアジャスタネジ（７）の回転によって、流れ経路（１）の高さ（ｈ）が増すだけでなく、減少もされうる。溶接領域（２７）の範囲外でシングルシート（３〜５）の表面が相対的に動くことができ、それによってシート重なり（２）の高い柔軟性（フレキシビリティ）が維持される。この解決法で支持シート（３，４，５）は工具半体と溶接されない。形状拘束的な一体化の利点は、流れ経路高さ（ｈ）が減少するだけでなく、増大もすることにある。更にシート重なりの弾力的な戻り運動に頼る必要がなく、その結果、可能な調節範囲（ｓ）が更に大きくなる。平面的に大きく寸法を定められたシート重なりの場合、この構成で調節範囲（ｓ）は２０ｍｍより大きな範囲で達成可能である。
明白な同定のために、図５以降、同じ機能を備えた位置は、夫々の図面に固有の文字を付加されながら同じ数字でもって明らかにされる。図５は流れ経路の端部にある本発明に係る調整装置の変形例における断面図を示す。シート重なり（２ａ）の端部は同時に流れ経路（１ａ）の端部を形成する。工具上半体（２８ａ）におけるネジ部に嵌合するアジャスタネジ（７ａ）はまたもや上からシングルシート（３ａ，４ａ，５ａ）を備えたシート重なり（２ａ）に作用する。かくして、手動による回転によって又は調整モータ（１１ａ）を用いた回転によって流れ経路（１ａ）の高さ（ｈ）が減少することができる。
図６は断面図でシート重なり（２ｂ）の位置を調整するための他の装置を示す。流れ経路シート（３ｂ）と溶接された輪郭縁（３１ｂ）にアジャスタネジ（７ｂ）が形状拘束的に結びつくことで、シート重なり（２ｂ）の位置をその位置での引き／押しによって変えることが可能である。このために、アジャスタネジ（７ｂ）の端部に、シート重なり（２ｂ）と溶接された輪郭縁（３１ｂ）の孔内にある球体（３０ｂ）が溶接される。アジャスタネジ（７ｂ）はシリンダ部片（３２ｂ）にあるネジ部を介してつながっている。シリンダ部片（３２ｂ）はそのものの側で工具上部分（２８ｂ）の孔内にある。手動で又は調整モータ（１１ｂ）を用いたアジャスタネジの回転によってシート重なり（２ｂ）は引っ張り上げられ、あるいは押し下げられる。覆いシート（４ｂ）は輪郭縁（３１ｂ）と溶接されていない。当該シートは、輪郭縁（３１ｂ）と流れ経路シート（３ｂ）の間にある溝にはまり込んでいる。この溝の端部で覆いシート（４ｂ）と輪郭縁（３１ｂ）の間に、シート重なり（２ｂ）の柔軟性（フレキシビリティ）を維持すべく、遊び（１２）が残されている。
図７は２つの対向して配置された変位可能な壁部を備えた工具のための例示を断面的に示す。この解決法の場合、シート重なり（２ｃ，ｄ）に夫々２つの独立したアジャスタ手段（１３ｃ，ｄと１４ｃ，ｄ）が作用する。そしてアジャスタ手段（１３ｃ，ｄ）は夫々工具の両縁に位置した２つのアジャスタネジからなり、これらネジによって調整桁（１５ｃ，ｄ）はその全体で位置を変えることが可能で、言い換えれば、シート重なり（２ｃ，ｄ）もその全幅にわたって歪められる。調整桁（１５ｃ，ｄ）とシート重なり（２ｃ，ｄ）との間で更に多数のアジャスタ手段（１４ｃ，ｄ）が装置の幅にわたって配置され、これらによってシート重なり（２ｃ，ｄ）は追加的に限定された個所で局部的に制限されて位置を変えることが可能である。解決法ｃはシート重なり（２ｃ）の中立位置から見て調節範囲（ｓｃ）だけ流れ経路高さ（ｈ）を低下させることが可能である。他方また、当該解決法はシート重なり（２ｃ）の完全に弾力のある戻り運動が保証される限りは機能を果たす。確かに全体調整と相対調整とが切り離され、相対調整を維持しながら流れ経路高さ（ｈ）を全体として調整することを可能とするので、当該解決法は最大限に調整の利便性と取り扱いの好ましさを与え、このことは実際上しばしば望ましい。この解決法は原則的にまたシート重なりでではなく、中実の流れ経路壁でも実現可能である。その際、シート重なりは更に拡大した調整範囲を単にもたらす。当該構造は他方また、１つの流れ経路壁のみにか、２つの流れ経路壁においても一体化される。同様のことは、アジャスタ手段（１３ｄと１４ｄ）が夫々形状拘束的に調整桁（１５d）乃至シート重なり（２ｄ）に接続される実施態様ｄにも当てはまる。この解決法は、既に図６で解説するように、アジャスタネジ（１３ｄと１４ｄ）を用いて流れ経路高さ（ｈ）を大きくする可能性も与えるので、２つの流れ経路壁に一体化される場合に最大限に調整可能性を与える。その際、達成可能な調節範囲（ｓｄ）は、この構造でシート重なり（２ｄ）が僅かな程度でも可塑的に変形可能であるので、上記調節範囲（ｓｃ）の２倍以上である。１０mm以上の調節範囲が実現可能である。
図８は可変な幾何学的形態を備えた物質路の引き出しのための方法をスケッチする。既述した装置で達成可能な相当に拡大した調節範囲によって及び流れ経路（１ｅ）の少なくとも１つのフレキシブルな壁部（２ｅ）に作用する２つの独立した形状拘束結合したアジャスタ手段（１３ｅと１４ｅ）の一体化によって、新しい方法技術の可能性が結果として生じる。スケッチは、本発明に係る物質路（１６）の引き出しのための方法を例示的に示し、その際、引き出し中の物質路（１６）の厚み（ｙ）と幅（ｚ）は変えられうる。物質は押し出し機（１７）を用いて圧力をかけられて工具（１８）を通って搬送させられる。工具（１８）内に、独立したアジャスタ手段（１３ｅと１４ｅ）によってその位置を変えることができるフレキシブルな壁部（２ｅ）を備えた流れ経路（１ｅ）が存在する。当該流れ経路（１ｅ）は当然ながら他の幾何学的形状を持つこともできる。したがって例えば円形であってもよい。調整桁（１５ｅ）に作用するアジャスタ手段（１３ｅ）によって、物質引き出しの間に出口間隙の高さ（ｈ）を全幅にわたって均一に拡大したり減少することができる。調節範囲は８ｍｍ以上、好ましくは１２ｍｍ以上である。調整桁（１５ｅ）に一体化されたアジャスタ手段（１４ｅ）を用いて、壁部（２ｅ）は、アジャスタ手段（１３ｅ）を用いてセットされた位置のまわりで追加的に幅にわたり所定の個所で局部的に変位可能である。この場合、調節範囲は２ｍｍ以上であり、好ましくは４ｍｍよりも大きい。
両方の調整は原則的に手動で行われる。しかしながら、概してこれらの調整が制御乃至調節器具（１９乃至２０）を介して行われることが有効である。このためにそれぞれ個々のアジャスタ手段が制御可能な調整駆動装置（２１乃至２２）と連結される。調節された操作のために、当然ながら物質路（１６）の厚み（ｙ）と幅（ｚ）は連続的に検知されなければならない。その際、厚み（ｙ）は物質引き出し中に厚み測定系（２３）で、幅（ｚ）は幅測定系（２４）で検知され、予定・実際対比を行う調整器に伝えられ、新しい調整量を算出して調整駆動装置（２１乃至２２）に転送する。非常に大きな調節範囲が問題である場合、流れ経路（１ｅ）の両壁（２ｅ）がフレキシブルに形成され、アジャスタ手段（１３）を並びに制御乃至調節器具（１９乃至２０）を備えるのが有利である。これは、物質引き出しの間に同時に物質路（１６）の幅（ｚ）が変えられるべき場合に特に好適である。上記方法は例えば複雑な形態を備えたプレス工具／圧縮型を融解物で満たすために用いられることが可能である。この際、プレス工具／圧縮型と引き出し工具とは相対的に互いに動く。押し出しブロー成形（Extrusionsblasformen）の範囲／分野で、上記方法は、ホース引き出し過程の間で押し出し方向での公知の予備形成物の時間に依存したならい（輪郭形成）の他に周囲方向での予備形成物の時間に依存したならいも行うために、用いられる。それ故にブロー部分／吹き出し成形に生じる厚み分布は相当に改善されてプラスに影響される。

Claims (6)

1. 流れ経路高さ（ｈ）に対する流れ経路幅（ｂ）の比が１０以上である平坦な流れ経路の可変な制限境界のための装置にして、上記流れ経路（１）の少なくとも１つの壁がフレキシブルに形成され、流れ経路（１）の高さが全体で或いは一部範囲で調整可能なように上記フレキシブルな壁の幅にわたって背後側に配置されたアジャスタ手段（７）を備え、その際、上記フレキシブルな壁が平らに積み重なっている複数のシングルシートから成る重なり（２）から構成され、上記複数のシングルシートのうち媒体が沿って流れるべきシングルシートが、流れ経路（１）のための壁を形成する流れ経路シート（３）として形成される装置において、
   上記流れ経路シート（３）が、ぐるりと取り囲んで完全に緊密に、工具半体（２８）に一体化されることを特徴とする装置。
2. 上記流れ経路シート（３）が、工具半体（２８）にねじ込められ、あるいは溶接固定されて一体化されているフレーム（８）にて完全に緊密に一体化されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 上記複数のシングルシート（３〜５）が１枚当たり２ｍｍ以下の厚み（ｄ）を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 上記シート重なり（２）のシングルシート（４、５）が少なくともその側方縁部で、工具半体（２８）と又はフレームと溶接されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の装置。
5. 上記複数のシングルシート（３〜５）がずれていない状態で曲げられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置。
6. 上記アジャスタ手段（７）がシート重なり（２）に摩擦係合で結合されており、シート重なり（２）の複数のシングルシート（３〜５）が互いに積層して溶接されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置。

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