JP5921702B2 - 押出加工・パイプ押出加工機若しくは金属押出加工機 - Google Patents

Description

本発明は、押出加工・パイプ押出加工機又は金属押出加工機に関し、この押出加工・パイプ押出加工機若しくは金属押出加工機は、シリンダクロスヘッドと、このシリンダクロスヘッドに結合されているカウンタクロスヘッドとから成るプレスフレームを有し、このプレスフレームに、ビレット収容体を支持する、移動可能なビレット収容体ホルダと、移動可能なラムクロスヘッドとが設けられており、シリンダクロスヘッドに、メインシリンダ若しくはプレスシリンダが配置されていて、このメインシリンダ若しくはプレスシリンダは、そのシリンダハウジング内で、ラムクロスヘッドによって支持されている前方端部に押出プランジャを備えた押出ラムを収容し、押出加工・パイプ押出加工機若しくは金属押出加工機において、タンク管路に接続されているシリンダハウジングに対して、押出ラムに、この押出ラムの後方端部に取り付けられている連接棒に設けられているスライドプレートによりハイドロリックオイルを供給する補償容器が対応配置されていて、補償容器内を延びている連接棒は、押出方向においてスライドプレートの後方（「後方」とは押出方向において上流側を意味する）に配置されている液圧供給部に接続されている。

工具、通常、加圧板、ダイスホルダ及びダイスを有するカウンタクロスヘッドが、タイロッド若しくは引張プレート及び押圧支持部を介してシリンダクロスヘッドに結合されている上記押出加工機が、独国特許第１０２２７４８８号において公知になっている。欧州特許第１５２６９３０号において、押出ラム若しくはプランジャの加圧油供給のために、メインシリンダに取り付けられている補償容器を備えた金属押出加工機が公知になっている。スライドプレートを支持する連接棒は、前進・後退シリンダ及び補償容器の終端壁若しくは後壁の外側に取り付けられている液圧接続ブロックを備えて形成されている。メインシリンダハウジングから距離を置いているロッド端部に配置されているスライドプレートは、補償容器内を滑動する。この構成において、スライドプレートによって終端側で閉鎖されている充填室は、結合管路を介して押出ラムの後方に位置する、メインシリンダハウジングのシリンダ室に接続されている。このシリンダ室に加圧油管路も通じている。

プレスの高い使用頻度を達成するために、休止時間を最短に抑える必要があり、特にビレット収容体若しくは受容体が配置されていて、ラムクロスヘッド若しくは走行クロスヘッドに対して対応配置されている摺動・サイドシリンダが、可能な限り速い速度でもってアイドリング運転及び引戻しを克服することができる。この構成において、大きな体積流が、シリンダとオイルタンクとの間で高い流速でもって運動することができる。この構成において乱流及びこの乱流の結果における油内の空気内在及び泡形成が発生することがある。上記欠点ある運転条件に対しては、手間のかかる手段でもって対処するしかない。

欧州特許第１５２６９３０号によれば、前進・後退シリンダとして形成されているロッドに対して、補償容器の充填室から押出ラムの後方でシリンダ室へと通じる、シリンダハウジング底部に形成されている接続管路において、切換え可能な遮断弁が対応配置されている。したがって、押出ラムをその作業位置へと送り出すために、押出ラムは、遮断弁が開放されている状態において、補償容器の充填室から供給される油によってすすがれる、ということを達成できる。遮断弁は４つ存在し、ロジック弁又はカートリッジ弁としても公知である２方向カートリッジ弁として構成されている。補償容器と同じ直径を有する押出ラムが、その作業位置に達して、押出加工プロセスを開始すると、接続管路が遮断弁を介して閉鎖されるので、スライダは補償容器内にある残りの油量だけをタンク内に押し出す。この場合、加圧油での続く荷重付与は、加圧油管路を介してのみ行われる。この加圧油は、結果として後で吸引する必要はないので、タンクをかなり離すことができる。さらに、補償容器を用いない場合のように、油管路の大きな横断面はもはや必要にならない。押出ストロークの終了時、及び液圧ユニットの適切な再制御の際に導入される、押出ラムの、シリンダハウジング内におけるその出発位置への戻り運動時に、油は次いで再び補償シリンダ内へ流れる、つまり、油は押出加工・パイプ押出加工機の運転中に圧力下で往復移動する。

欧州特許第０８２２０１７号において公知になったフレームのない金属押出加工機において、大きな体積流の克服は、２つ以上の押出ラムに、これらの押出ラムのシリンダを両側に向かって貫通している、同じ直径のピストンロッドが設けられていて、両側のピストンロッドはシリンダに対してシールされているので、両側に同じ作用面のシリンダサブスペースがある、ことにより達成されることになっている。シリンダサブスペースは、作業ストロークのために切換え可能な遮断弁により閉鎖可能なバイパス管路により互いに結合されている。迅速な戻りストローク及び高速運動での前進のために、上記プレスにおいては、特別なピストン・シリンダユニットが設けられている。押出ラムの両側のシリンダサブスペースを結合するバイパス管路を介して、一方のシリンダサブスペースから他方のシリンダサブスペースへの油の迅速な移行が、小さな流れ抵抗において可能になる。ただしこの構成においては、バイパス管路及びこのバイパス管路内に配置されている切換え可能な遮断弁が、大きな寸法設定を要していた。

したがって本発明の根底にある目的は、上記の欠点がない冒頭で述べた形式の押出加工・パイプ加工機若しくは金属押出加工機を提供することであり、特に液圧に関する手間を減じ、休止時間をコンパクトであると同時に簡単な構造において短縮することができることが望ましい。

上記目的は本発明によれば、連接棒が補償容器からメインシリンダへの移行部に組み込まれて設けられている、シリンダハウジングの内径に適合した、開放機能において大きな環状横断面を解放する充填弁を持って形成されていることにより達成される。メインシリンダのシリンダハウジングの中央に組み込まれている充填弁により、油が大きな抵抗なく補償容器から押出ラムの後方で圧力室内へ流れることができ、かつ押出ラムの運動の切換え時に補償容器内へ戻るように流れることができる大きな環状面が提供される。メインシリンダハウジングにおいて、好ましくは流体静力学的な支承部によって案内されている押出ラムの摺動若しくは前進及び引戻しは、したがって極めて迅速に実施することができるので、押出ラム及びビレット収容体ホルダの準備のための休止時間を短縮することができる。装填されたビレットを押出加工するための準備の後に押出加工品を形成するためにさらに必要となるハイドロリックオイルの量は、好ましくはタンクから又はその他の加圧媒体供給部から押出ラムの後方でシリンダハウジングの圧力室内に供給することができる。タンクの介在時に、明らかに少ない振り子体積（Pendelvolumen）だけしか必要にならない。

本発明の有利な構成によれば、充填弁が、連接棒に鍔付き摺動ブッシュを介して配置されている充填弁カバーと、摺動ブッシュを押出方向において弁カバーの後方で取り囲む環状シリンダとから成っていて、この環状シリンダのシリンダピストンは、ハイドロリックオイルによって荷重をかけられているピストン面に基づいて摺動ブッシュ、ひいては弁カバーを、閉鎖位置又は開放位置に運ぶようになっている。対応する加圧媒体管路を備えた、押出方向で見てシリンダピストンの前方及び後方にある圧力室を有するシリンダピストンが、押出方向に荷重をかけられると、シリンダピストンは鍔を介して充填弁カバーを、シールリングに向かって閉鎖された位置から充填弁若しくは弁カバーが、メインシリンダの押出ラムの切欠き内に係合するか若しくは沈み込む開放位置へと押し動かす。

本発明の一構成によれば、環状シリンダのシリンダピストンへの液圧管路に設けられている終端位置緩衝手段が、充填弁カバーの終端位置への接近に有利に働く。

本発明の別の有利な提案によれば、充填弁は、プレスフレームのシリンダハウジング内に組み込まれている。このプレスフレームにおいてラムクロスヘッド及びビレット収容体ホルダは、電気モータ、好ましくはサーボモータにより駆動されている。極めて大きく解放している充填弁の貫流横断面は、相互作用において、充填弁を特別に、１つにはラムクロスヘッド及びビレット収容体ホルダの移動のための、もう１つにはビレットを圧縮して押出加工品を形成する際に必要な高い据え込み力、特に押出力を加えるための切り換えられたサーボモータ式の駆動装置を備える、押出加工・パイプ押出加工機の運転形式に適合させられる。したがって押出運転のために、明らかに減じられた液圧系しか必要にならない。この構成において、電気液圧式の駆動ユニットのブレーキエネルギからの戻し供給ユニットの使用により、エネルギ節約を達成することができる、という可能性が枠内にある。

プレスフレーム内にラムクロスヘッド及びビレット収容体ホルダを有する、押出加工・パイプ押出加工機若しくは金属押出加工機の詳細を示す斜視図。 シリンダクロスヘッド、ラムクロスヘッド及びビレット収容体ホルダが示されていない、押出加工・パイプ押出加工機の後方端部の部分的な断面図である。 図２の詳細として、メインシリンダのシリンダハウジング内に組み込まれて、補償容器への移行部に配置された充填弁を横断面にして示す図である。

本発明のさらなる詳細及び特徴は、請求項から及び図面に示した実施の形態の以下の説明から明らかになる。

図１に、押出加工・パイプ押出加工機１のうちベースフレームを主に示す。このベースフレームは、シリンダクロスヘッド２と、このシリンダクロスヘッド２に引張プレート３を介して緊締されている、引張プレート３の端部において、単に符号４を付されるカウンタクロスヘッド（図示せず）とから成っている。これらの構成部材の摩擦結合式の結合に、さらに押圧部材５が寄与する。これらの押圧部材５は、シリンダクロスヘッド２とカウンタクロスヘッド４との間において引張プレート３を取り囲む。押圧部材５は、さらにベースフレームにおいて可動なラムクロスヘッド６及び可動なビレット収容体ホルダ７を案内収容するために働く。ビレット収容体若しくはコンテナ８を有するビレット収容体ホルダ７は、ラムクロスヘッド６同様に移動する。このラムクロスヘッド６は、カウンタクロスヘッド４内において、シリンダハウジング９内で流体静力学的な支承部１０（図２参照）によって案内される押出ラム１１の先行端部を支持する。この実施の形態においては電気モータ１２若しくは１３、特にサーボモータにより押出方向１４に動かされる。このような電気モータ１２若しくは１３は、ビレット収容体ホルダ７及びラムクロスヘッド６の各長手方向側面に設けられている。移動運動の伝達若しくは導入のために、電気モータ１２若しくは１３のピニオンがラックに係合する。

シリンダクロスヘッド２のシリンダハウジング９の後方端部に補償容器１５がネジ止めされていて、補償容器１５の終端壁若しくは後壁１６にシリンダユニット又は液圧接続ブロック１７がネジ止めされていて、液圧接続ブロック１７は、例えば欧州特許第１５２６９３０号において公知であるように構成されている。自由選択的に、押出加工・パイプ押出加工機１は、ラムクロスヘッド６及びビレット収容体ホルダ７の移動及び送り運動用に電気モータ１２，１３を用いる代わりに、公知の、液圧式に荷重をかけられているサイドシリンダ及び収容体摺動シリンダが備えられていてよい。ビレット収容体８に装填されたビレットを据え込む及び押出加工するために、押出ラム１１は押出プランジャ１８を有する。

図２に示すように、メインシリンダ又はプレスシリンダのシリンダハウジング９内に組み込まれて、充填弁操作用の大面状の弁カバー２０及び環状シリンダ２１から成る中央の充填弁１９が形成されている。図３に拡大した詳細として示す充填弁１９は、押出ラム１１の後方端部に固定されている、補償容器１５内を延びていてそこでスライドプレート２２を支持する連接棒２３に、鍔付き摺動ブッシュ２４を介在させて配置されている。この摺動ブッシュ２４には環状シリンダ２１も嵌まっている。図３の後側で、環状シリンダ２１のシリンダピストン２５の後方端部を、ハイドロリックオイルで荷重をかけると、摺動ブッシュ２４、ひいては充填弁カバー２０は、シールリング２６に当接している実線で示された閉鎖位置から、鎖線で示された開放位置へと調整移動される。この開放位置において、充填弁カバー２０は、押出ラム１１の適合した輪郭の切欠き２７内に嵌入する。

充填弁１９の開放位置において、大きく、解放した貫流横断面又は環状横断面を提供する。この横断面を介して、ハイドロリックオイルが、補償容器１５から大きな抵抗なく押出ラム１１の後方でシリンダハウジング９の圧力室内に流入することができ、また、その逆もまた然りである。閉鎖位置へ充填弁カバー２０を引き戻すために、環状シリンダ２１は切り換えられるので、ハイドロリックオイルは、シリンダピストン２５の手前（下流側）に達し、次いで摺動ブッシュ２４は充填弁カバー２０と共に相応に引き戻される。供給源（図示せず）に接続されている、ハイドロリックオイルをシリンダピストン２５の手前又は後方に供給するための加圧油管路には、図３では符号２８，２９，３０が付されている。この実施の形態において、加圧油管路２８に対して、図２で示したように終端位置緩衝手段３１が対応配置されている。

ラムクロスヘッド６及び／又はビレット収容体ホルダ７の押出方向１４での送り運動、つまり移動時に、移動するスライドプレート２２によって、開放されている充填弁カバー２０、若しくはこれに伴い、解放されている大きな環状横断面を介して、ハイドロリックオイルは、補償容器１５から押出ラム１１の後方で圧力室内に押し出され、その結果、押出ラム１１は、押出加工プロセスのための位置を占める。引き続きの押出加工のために、充填弁１９は閉鎖され、押出力は、図２において上方に向けられた矢印で示されているように、タンク３２からのハイドロリックオイルの供給により、押出ラム１１の後方にある圧力室内に加えられる。充填弁１９は閉鎖されているので、押出方向１４へ移動する押出ラム１１に伴い、連接棒２３を介して追従したスライドプレート２２によって、さらなる量のハイドロリックオイルが、図２において下方を向いた矢印により示されているように、補償容器１５からタンク３２内へと押し出される。

装填・押出加工プロセスの前準備のために、押出ラム１１の後退運動時に、ハイドロリックオイルは、環状シリンダ２１により再び開放された充填弁１９を介して、補償容器１５内へと流れ戻る。つまり、ハイドロリックオイルは、押出加工・パイプ押出加工機１の運転中には常に大きな抵抗なしで往復移動する。押出ラム１１の後退運動のために、ラムクロスヘッド６及びビレット収容体ホルダ７の駆動装置（電気モータ又は摺動シリンダ）は、相応に駆動されるということは当然である。

１ 押出加工・パイプ押出加工機若しくは金属押出加工機
２ シリンダクロスヘッド
３ 引張プレート
４ カウンタクロスヘッド
５ 押圧部材
６ ラムクロスヘッド
７ ビレット収容体ホルダ
８ 収容体／コンテナ
９ シリンダハウジング
１０ 流体静力学的な支承部
１１ 押出ラム
１２ 電気モータ
１３ 電気モータ
１４ 押出方向
１５ 補償容器
１６ 終端壁／後壁
１７ シリンダユニット／液圧接続ブロック
１８ 押出プランジャ
１９ 充填弁
２０ 弁カバー／充填弁カバー
２１ 環状シリンダ
２２ スライドプレート
２３ 連接棒
２４ 摺動ブッシュ
２５ シリンダピストン
２６ シールリング
２７ 切欠き
２８ 加圧油管路
２９ 加圧油管路
３０ 加圧油管路
３１ 終端位置緩衝手段
３２ タンク

Claims (4)

1. 押出加工・パイプ押出加工機又は金属押出加工機（１）であって、
   前記押出加工・パイプ押出加工機若しくは金属押出加工機（１）は、シリンダクロスヘッド（２）と、該シリンダクロスヘッド（２）に結合されているカウンタクロスヘッド（４）とから成るプレスフレームを有し、該プレスフレームに、ビレット収容体（８）を支持する、移動可能なビレット収容体ホルダ（７）と、移動可能なラムクロスヘッド（６）とが設けられており、
   前記シリンダクロスヘッド（２）に、メインシリンダ若しくはプレスシリンダが配置されていて、該メインシリンダ若しくはプレスシリンダは、そのシリンダハウジング（９）内で、前記ラムクロスヘッド（６）によって支持されている前方端部に押出プランジャ（１８）を備えた押出ラム（１１）を収容し、
   前記押出加工・パイプ押出加工機若しくは金属押出加工機（１）において、タンク管路に接続されている前記シリンダハウジング（９）に対して、該押出ラム（１１）の後方端部に取り付けられている連接棒（２３）に設けられているスライドプレート（２２）によりハイドロリックオイルを前記押出ラム（１１）に供給する補償容器（１５）が対応配置されており、
   前記補償容器（１５）内を延びている連接棒（２３）は、押出方向（１４）において前記スライドプレート（２２）の後方に配置されている液圧供給部に接続されている、押出加工・パイプ押出加工機若しくは金属押出加工機において、
   前記連接棒（２３）は、前記補償容器（１５）から前記メインシリンダへの移行部に組み込まれて設けられている、前記シリンダハウジング（９）の内径に適合した、開放位置において環状横断面を提供する充填弁（１９）を備えて形成されていることを特徴とする、押出加工・パイプ押出加工機若しくは金属押出加工機。
2. 前記充填弁（１９）は、前記連接棒（２３）に鍔付き摺動ブッシュ（２４）を介して配置されている充填弁カバー（２０）と、前記摺動ブッシュ（２４）を押出方向（１４）において前記弁カバー（２０）の後方で取り囲む環状シリンダ（２１）とから成り、該環状シリンダ（２１）のシリンダピストン（２５）は、ハイドロリックオイルによって圧力をかけられるピストン面に基づいて、前記摺動ブッシュ（２４）、ひいては前記弁カバー（２０）を、閉鎖位置又は開放位置に動かすことを特徴とする、請求項１記載の押出加工・パイプ押出加工機。
3. 前記環状シリンダ（２１）のシリンダピストン（２５）に向かう液圧管路内に、終端位置緩衝手段（３１）が設けられていることを特徴とする、請求項２記載の押出加工・パイプ押出加工機。
4. 前記充填弁（１９）は、プレスフレームの前記シリンダハウジング（９）内に組み込まれていて、前記プレスフレームにおいて、前記ラムクロスヘッド（６）と前記ビレット収容体ホルダ（７）とは、電気モータ（１２，１３）により駆動されていることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の押出加工・パイプ押出加工機。

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