JPH0115325B2 - - Google Patents

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JPH0115325B2
JPH0115325B2 JP59016183A JP1618384A JPH0115325B2 JP H0115325 B2 JPH0115325 B2 JP H0115325B2 JP 59016183 A JP59016183 A JP 59016183A JP 1618384 A JP1618384 A JP 1618384A JP H0115325 B2 JPH0115325 B2 JP H0115325B2
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JP
Japan
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passageway
groove
feed material
metal
section
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Application number
JP59016183A
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Japanese (ja)
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JPS59144520A (en
Inventor
Iisuto Jon
Matsukusueru Ian
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Crown Packaging UK Ltd
Original Assignee
Metal Box PLC
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Filing date
Publication date
Application filed by Metal Box PLC filed Critical Metal Box PLC
Publication of JPS59144520A publication Critical patent/JPS59144520A/en
Publication of JPH0115325B2 publication Critical patent/JPH0115325B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C35/00Removing work or waste from extruding presses; Drawing-off extruded work; Cleaning dies, ducts, containers, or mandrels
    • B21C35/02Removing or drawing-off work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/005Continuous extrusion starting from solid state material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C31/00Control devices, e.g. for regulating the pressing speed or temperature of metal; Measuring devices, e.g. for temperature of metal, combined with or specially adapted for use in connection with extrusion presses
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/20Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces by extruding

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は、特に粉末状、又は固形の供給材料か
ら金属を連続的に押出す装置に関し、この装置は
次のものを有する。すなわち、 (a) 操作時、駆動装置により回転するように配置
された回転車部材と、その回転車部材には周囲
方向に連続周囲溝が形成されている事と、 (b) 前記車部材の周囲の一部分のまわりを周囲方
向に伸長する共働シユー部材と、そのシユー部
材は前記溝の側壁から小さな作動クリアランス
をもつて前記溝内へ向つて放射方向へ一部、突
出する部分を有し、前記シユー部材部分は、前
記車部材の周囲方向へ伸長する閉鎖通路を、前
記溝の壁と共に形成する事と、 (c) 前記通路の流入端に配置され、その流入端部
で供給材料を前記通路へ流入させる供給材料注
入装置と、それによつて前記車部材の回転時、
その供給材料はその車部材により前記通路の反
対の出口端へ向つて摩擦状態で運ばれる事と、 (d) 前記シユー部材に支持され、前記出口端部で
前記通路内へ放射方向へ突出し、その端部で前
記通路を事実上閉鎖し、それによつて、前記車
部材により前記溝内へ摩擦状態で運ばれた供給
材料の通過を遮断し、かくして前記通路の前記
出口端部に押出し圧を生じさせる当接部材と、 (e) 前記シユー部材に支持され、前記出口で前記
通路から開口したダイオリフイスを有するダイ
部材と、前記溝内で、前記車部材の回転により
摩擦的に圧縮される供給材料は、車部材の駆動
時、前記オリフイスを通つて圧縮され、そして
前記シユー部材から出口孔を通つて出るように
連続的に押出される事とで成る。 遊離粒子状又は粉末状の供給材料が前記通路の
流入端へ直接送られる場合、後文の説明から明ら
かなように、いくつかの欠陥が存在する。そこ
で、本発明は、適切な手段により、これらの欠陥
を排除とまではいかなくても、少くとも最少限に
した連続押出し装置を提供する。 本発明によれば、前記供給材料流入装置は、遊
離した粒子状、又は粉末状供給材料の流れを前記
通路の前記流入端部へ直接供給するように配置さ
れ、一部分が前記溝内へ放射方向へ伸長する前記
シユー部材部分は、前記溝の底部に対面する表面
を有し、前記溝の底面から前記表面の放射方向の
距離(前記当接部材により形成されるように)
が、前記通路の前記流入端から下流に延びる第1
区域では実質的に変らず、前記通路の前記出口端
へ向つて少くともこの第1区域に隣接する、前記
当接部材の近くの第2区域においては漸進的に減
少するように形造られ、その第2区域において、
前記供給材料は完全にコンパクトに固められ、い
かなる空隙もない。 このような装置により、前記第2区域において
は、遊離粒子状、又は粉末状の供給材料が前記通
路へ送られる時、その金属の流動パターンは、固
形の供給材料の場合と大変似ている。 前記シユー部材部分は、前記当接部材に隣接し
ていて、前記シユー部材に取りはずし自在に取付
けられる挿入体で構成するのが好ましく、これ
は、前記当接部材から、前記車部材の回転方向と
反対方向へ向つて周囲方向へ伸長し、前記ダイ部
材を有し、かつ前記溝の底部に対面する表面を有
し、その表面は前記通路に対して放射方向の深さ
が好ましく次第に減退するように形造られる。 前記挿入体の前記表面は、前記溝の底部に対し
て正接するように小さな角度をもつて傾斜した平
面で成る。 その平面は、前記押出し圧のもとで金属に触れ
る前記当接部材の面積と、前記第2区域の上流側
の、入口端部における前記通路の放射方向の横断
面積との比が、前記入口端部で前記第2区域に流
入する供給材料の見かけ上の密度と、前記当接部
材の近くに位置する十分に固めた供給部材の密度
との比に事実上、等しくなるように前記角度に傾
斜される。 1つの好ましい装置において、前記平面は、前
記金属に触れる前記当接部材の前記面積が、前記
区域の前記入口端部で前記通路の前記放射方向の
横断面積の約半分となるように前記角度で傾斜す
る。 前記シユー部材部分の前記表面を前述のように
形造ると、(本発明の特徴を有しないような、他
の装置に比べて)、(a)供給材料に対して行う余計
な作業が少くてすみ、(b)生じるフラツシユの量が
減少し、(c)その上流面の近くに位置する加圧金属
により当接部材にかかる屈曲モーメントが減少す
る。 更に、前記挿入体に対して前記平たい作動面を
選ぶことにより(そのような平たい作業面を有し
ないようなそのような挿入体に比較して)、その
挿入体の製造費が低下する。 本発明のもう1つの面によれば、前述の種類の
連続押出し装置において、冷却流体の噴流は、当
接部材の下流に位置する後方位置から当接先端部
分へ向けて直接、ノズルから放出される(即ち、
その上流、即ち前面に対して位置する圧縮金属の
スラツグから隔つた側)。この噴流は、かくして、
摩擦熱の殆んどが生じる所の当接部材部分に向け
られ、その結果、冷却流体は最高の操作温度に達
する当接部材部分へ直接流れる。そのような装置
のために、当接部材に、内部冷却通路を備える必
要はない。従つて、当接部材がそこにかかる強い
機械的負荷に耐える能力が損われることもない。
更に、当接部材を構成する材料の熱伝達特性に頼
る部分が一層減ることになる。 本発明によれば、前記車部材は前記溝の各側に
少くとも1個の歯部材を備え、その歯部材は前記
車部材の回転時、前記廃棄部材が前記溝から既定
の距離だけ伸びた時、その溝の隣接側にある前記
クリアランス間隙を通つて押圧される廃棄部材を
遮断するように位置づけられ、かつ配置され、前
記歯部材によるそのような廃棄部材の遮断によ
り、その廃棄部材の一部が装置から破断される。 本発明の更にもう1つの面によれば、この連続
押出しシステムは、次のものを有する。すなわ
ち、(i)連続的金属押出し製品を作る連続押出し装
置と、(ii)前記押出し装置から出るその押出し製品
を受入れ、それが前記押出し装置から出る時、1
つ又はいくつかのその既定の特性を変えるように
それを処理する押出し製品処理装置と、その処理
装置は、前記押出し製品がそこを通つて処理さ
れ、前記押出し装置から引つぱりをかけて引つぱ
られる押出し製品処理装置と、前記押出し製品が
出る時、前記押出し装置から前記処理装置を通つ
て、前記押出し製品を連続的に引つぱる引つぱり
装置と、(iii)制御システムとを有し、その制御シス
テムは次のものを有する。すなわち、 (a) 押出し製品が連続押出し装置を離れる時、そ
の押出し製品の温度を感知し、押出し製品の感
知温度によつて温度基準信号を出すように配置
された感度感知装置と、 (b) 押出し装置と処理装置との間を伸長する或る
長さの押出し製品の引つぱりを感知し、押出し
製品のその長さにおいて、感知した引つぱりに
よつて引つぱりフイードバツク信号を出す引つ
ぱり感知装置と、 (c) 前記引つぱり装置をコントロールするコント
ロール装置と、そのコントロール装置は、前記
温度基準信号と前記引つぱりフイードバツク信
号とに応答し、前記長さの押出し製品が、その
押出し装置を離れる時の感知温度で、前記押出
し製品の降伏応力引つぱり以下の既定の安全値
をこえないような方法で、前記引つぱり装置を
自動的にコントロールするように配置されてい
ることとで成りたつ。 本発明の他の特徴及び効果は、次の説明文及び
特許請求の範囲から明らかとなるであろう。 ここで、本発明を実施した1つの連続押出し装
置について、実例により、添付図面に関連しなが
ら説明する。 ここで第1,2図を参照すれば、ここに示す装
置は回転車部材10を有し、この部材10は軸受
(図示せず)内に支持され、操作時、毎分回転数
が0〜20(これ以上の速度も可能であるが)の選
択速度で駆動されるように歯車装置(図示せず)
を介して電気駆動モーター(図示せず)に連結す
る。 回転車部材の周囲には溝12が形成され、その
放射方向の横断面図が第2図に示されている。 この溝の深部は平行な環状側部14を有し、こ
れらの側部は溝の半径底面16につながる。この
溝の収斂口部分18は対向する円錐台形面20,
22によつて形成される。 下方ピボツトピン26に支持された固定シユー
部材24は車部材10の周囲の約四分の1部分の
まわりに伸長し、それを相接して共働する。その
シユー部材は第1図に示すように後退自在なスト
ツプ部材28により、その操作位置に保持され
る。 シユー部材は、その中心に(軸方向へみて)周
囲方向へ伸長する突出部分30を有し、その突出
部分30は、各側部に小さな軸方向の横行クリア
ランス間隙32,34を残して車部材10の溝1
2内へ、一部突出する。その突出部分30は一
部、一連の取りかえ自在な挿入体により構成さ
れ、放射方向の当接部材36とその当接部材より
下流にある当接支持体38と、当接部材より上流
にあるダイブロツク40(押出しダイ42を有す
る)と、前記ダイブロツクの上流にある弧状耐摩
耗部材44とで成る。その耐摩耗部材44の上流
でシユー部材の一体的入口部分46は弧状通路4
8を完成させ、この通路48は供給材料用ホツパ
ー52の下に配置された垂直方向の供給材料流入
通路50から回転車部材のまわりをまわつて、当
接部材36の前面54まで下流へ向つて伸長す
る。その通路の放射方向の横断面が第2図に示さ
れており、それは環状側壁14と溝12の底面1
6とシユー部材24の前記中心部材30の内面5
6とによつて形成される。 前記当接部材36とダイブロツク40とダイ4
2と弧状部材44とは、全部例えば高速度工具鋼
のような適切な硬い耐摩耗性金属で作られる。 シユー部材は出口孔58を備え、この出口孔5
8はダイブロツク40に形成された対応孔60と
1線に並び、そこを通つて押出された金属製品6
1(例えば丸形ワイヤ)がダイ42のオリフイス
から出てくる。 車部材10の回転時ホツパー52から流入通路
50を通つて、前記弧状通路48の入口端へ送ら
れた粉末供給部材は第1図に示すように、前記弧
状通路48の長さに沿つて反時計方向へ、回転部
材の移動溝面によつて運ばれ前記ダイブロツク4
0の近くの通路の下方部分に空隙のない固形金属
スラツジを形成するように集塊にし固められる。
この金属スラツジは移動する溝面の摩擦抗力によ
り当接部材に対して連続的に高い圧力が作用す
る。その圧力は前記スラツジ金属を押し出し、ダ
イのオリフイスから押し出すほど十分であつて、
それによつて押し出し産出製品とし、これは、シ
ユー部材及びダイブロツクにある孔58,60を
通つて出る。この場合、産出製品は前記供給材料
を構成するワイヤーの小片で作られた色のさえた
銅線でなる。 シユー部材24の下端部のまわりに取付られた
水管62は出口ノズル64を有し、そのノズル6
4は回転車部材10の近くに位置するシユー部材
側に位置しかつ取付られる。そのノズルはその水
管に冷却水が送られる時、回転車部材10の溝1
2内に位置し、かつそれに当接する当接部材の下
流部分へ直接、噴流を導くようになつている。か
くして当接部材の自由端の先端(操作時、熱がも
つとも多く発生するところ)と車部材と溝の隣接
面とはそこへ向けた噴流からの水の流れによつて
直接冷却される。 ダイブロツク40は内部水路(図示せず)と冷
却水の供給体とを備え、ダイからの産出製品を包
囲し、その製品内に残つている熱を排除する。し
かしそのような内部通路は当接部材には形成され
ていない。かくして、その当接部材の強度はその
部材を冷やすために水による内部冷却を行うこと
により減退することはない。 所望であれば、粉砕供給材料とともに前記弧状
通路48へ冷却水をいくらか送るためにホツパー
52の上に冷却水のスプリンクラー65を備える
ことによつて、この装置の冷却を強めることもで
きる。 第2図においてダイブロツク40の近くの押出
し区域にある固めた金属のスラツジが符号66で
示されている。その金属スラツジから産出製品は
その区域の圧力により押出しダイ42を通つて押
出される。その圧力は又、溝の側壁と、ダイブロ
ツク及び当接部材のそれぞれの対向面との間の前
記軸方向のクリアランス間隙32,34を通つて
金属を押出すように働く。そこで押し出された金
属は、次第に放射方向へたまつて廃棄金属の細長
材68即ちフラツシユを形成する。これらの廃棄
細長材が大きくなりすぎて取り扱いや管理に困る
ことがないように複数の横向き歯70が溝12の
前記口部18を構成する拡開壁20,22に取付
けられる。これらの車は車部材のまわりに均等に
間隔をおいて位置し、その壁の一方にある歯は反
対壁にある対応歯と向い合つて配置される。所望
であれば片方の壁の歯を他方の壁の対応歯に対し
て互い違いに配置することもできる。 操作時、ダイブロツク40の傾斜面72は押出
された廃棄細長材68をそれぞれの組の移動歯7
0の通路へと斜めに偏向させる。そのような廃棄
細長材68を移動歯が遮断すると、その細長材の
一片は、クリアランス間隙にある押出された金属
から切断されたり、あるいは他の方向で引き裂さ
れる。かくして、そのような押出された廃棄細長
材は、それらが、移動歯により遮断されるに十分
なだけ放射方向へ伸びるや否や除去される。この
ようにして、それらのフラツシユは始末に困るよ
うな大きさとならないように仕組まれている。 前記歯は鋭くする必要はなく、車部材10に例
えば、溶接のような適切な方法で取付けられる。 第3,4図には、前記車部材10の他の形の適
切な表面に、類似の方法で他の歯が取付けられて
いるところが示されている。 これらの配置において、車部材10の外面は対
応するシユー部材24の対応する形の表面と共働
し、それによつて特に望ましい方法で、フラツシ
ユがコントロールされる。第3図においてフラツ
シユはまつすぐに横断方向或いは軸方向へ伸長
し、ついに複数の突出歯により遮断され、そこで
フラツシユのその部分は関連するクリアランス間
隙において押出された金属から破断される。 第4図において、フラツシユは斜方向へ伸長す
るが、(第2図の場合と同じく)車部材10の表
面から、放射方向へ突出する歯によつて遮断され
る。 あとで明らかとなるような種々の理由により製
品収集及び保管装置へ送る前に押出し製品処理装
置の前述の連続的押出装置から出る押出し製品
(ワイヤ61)を処理することが望ましくまたそ
れは必要でさえある。 更に連続押出し工程からのまだ温かい状態の押
出し製品を処理することが望ましく効果的であ
る。 そのような処理装置は例えばもつとすぐれた或
いはちがつた表面仕上げ(例えば引き抜き仕上
げ)及び/又はより均等な外径即ちゲージを有す
る押出し製品を備えるように仕組むこともでき
る。 そのような処理装置は又、同一連続押出し製品
から、種々異なる時間に、種々の異なるゲージ及
び/又はトレランスをもつ仕上げ製品を備えるた
めにも使用できる。そのような目的の場合、前記
処理装置は簡単な引き抜きダイでなり、そのダイ
を通つて前記押し出し製品がはじめに処理され、
それから引つぱりをかけて引き抜かれそれで所望
の大きさ、所望のトレランス及び/又は所望の品
質をもつ前記仕上げ製品を作るようになつてい
る。押出し製品を処理するためにそのような処理
装置を使用すると、使用時の摩耗によりそのダイ
の孔が過度に拡大して使用できなくなるまでにこ
の連続押出し装置の連続押出しダイ42を長期間
使用することができる。更にそのような処理装置
はその取りかえが容易かつ迅速に行えるようなダ
イを有するので、異なるゲージ、異なるトレラン
ス及び/又は異なる品質をもつ産出製品を製造す
ることができる。 ここで連続押出し装置及び押出し製品処理装置
を有する連続押出しシステムの1つの例を第5図
に関連して説明する。 ここで第5図を参照すれば、図示のシステムは
前述のような連続押出しシステム100を有し、
それは、所望であれば、後述のように変形するこ
ともでき、その装置により製造される産出銅線は
符号102で示され、その銅線102はアキユム
レータ108を通つてコイラー110へ送られる
前に何度もそのまわりを通過する引つ張りプーリ
ー装置106によりサイズイングダイ104(そ
のゲージを所望のより小さな値へ減少させる)を
通つて引つぱられる。 プーリー装置106は電気トルクモーター11
2の出力軸に連結され、そのモーターの加勢はコ
ントロール装置114により与えられ、かつコン
トロールされる。そのコントロール装置114
は、まず(a)第1信号116と応答する。この信号
116は押出し装置100とサイズイングダイ1
04との間の温度でワイヤ102に接触するワイ
ヤ引つぱりセンサー118から出たものであつ
て、前記センサーは押出し装置100のアウトプ
ツトの所で、ワイヤの引つぱりによつて決まる電
気信号を前記第1信号として出す。更に前記コン
トロール装置114はワイヤー102が押出し装
置100を離れる時、そのワイヤー102の温度
を測定する温度センサー122から出た第2電気
信号120にも応答する。 前記コントロール装置114は機能ゼネレータ
ー124を有し、このゼネレーターは、前記第2
(温度)信号120に応答して、その出力回路に
第3電気信号を出す。この第3電気信号は、前記
第2(温度)信号が表わす特定温度において特定
ワイヤー102に対する降伏応力引つ張りを表わ
す。その第3電気信号126は基準信号としてコ
ンパレーター128(これも又前記コントロール
装置の一部)へ送られ、そこで前記第1(引つぱ
り)信号116が前記第3信号(降伏応力引つぱ
り)に比較される。コンパレーターの表面信号は
トルクモーターの加勢をコントロールするための
信号となる。 操作時、トルクモーターは、ワイヤーが押し出
し装置を離れる時の特定温度での特定ワイヤに対
する降伏応力引つぱりより既定の値だけ低い値に
押出し装置100を離れるワイヤーの引つぱりを
保持するのに十分な程度に加勢される。 前述の例では、当接部材の先端を冷却するため
に、水の噴射を使用したけれども、その代わりに
他の冷却液の噴流を使用することもできる(冷却
ガスでさえ可能)。適切な液化ガスの噴流さえ使
用できる。 前述の説明に示したフラツシユ除去歯70につ
いて次のことに注意すること。即ち (a) 各歯の先行歯(即ち切断刃又は破断刃)の鋭
さはフラツシユ除去機能が適切に達成される限
り厳格ではない。 (b) 各歯70の先端と固定シユー部材24の隣接
対向面との間の作動クリアランスは厳格ではな
く、この装置の特定の設計によれば典型的なも
のでは1〜2mm以上ではない。 (c) 車部材10の各側のまわりに間隔をおいて位
置する歯の数が増えれば増えるほど各歯により
除去されるフラツシユの長さは、それだけ短く
なる。 (d) その歯は、例えば工具鋼のような適切な材料
で作られる。 (e) 歯を車部材に取付ける方法は適切であればど
んな方法でもよい。 この装置がばらばらの粒子や粉砕状態の供給材
料から容認できる産出押出し製品を送り出す時、
その送り出し能力は当接部材36の前面54のま
ん前(即ち上流)に位置する圧力蓄積区域におい
て弧状通路48の放射方向の深さ(即ち高さ)を
例えば図面に示す方法のような好ましい方法で車
部材10の回転方向へ比較的迅速に減退させるこ
とにより著しく増強される。 取りはずし自在なダイブロツク40は前記区域
と周囲方向へ、共通の広がりをもつように配置さ
れており、弧状通路の放射方向の深さの前述の如
き漸進的減退は、車部材10にある溝12の底部
に対面するダイブロツクの表面40Aを適切に形
造ることによつて達成される。 ダイブロツクのその表面40Aはこの装置の作
動時、固形の供給材料を使用した時に生じるもの
に非常に似た供給金属の流動パターンを前記区域
に生じさせるように形造られる。図示のこの好ま
しい実施例において、その表面40Aは平面であ
つて当接部材36の前面54との接触点で溝12
の底部に対する正接位置まで適切な小さな角度を
もつて傾斜する。 その角度は理想的には(a)押出し圧で供給金属材
料に触れる当接部材36の面積と(b)前記区域の入
口端における通路48の放射方向の横断面積(即
ちダイブロツク40の上流端部近くの放射方向の
横断面積)との比が (i)前記入口端で、前記区域へ流入する供給材料
の見かけ上の密度と(ii)当接部材36の前面54近
くに位置する十分な固めた供給材料の密度との比
に好ましくなるような値に設定するのが好まし
い。 1つの満足な配置においてダイブロツクの前記
平面の傾斜角度は押し出す圧で供給金属材料に触
れる当接部材の前記面積が前記区域の入口端(即
ちダイブロツクの上流端)における通路48の前
記放射方向の横断面積の半分となるように形成さ
れる。 所望であれば、もう1つの実施例において溝1
2の底部に向き合うダイブロツクの表面はダイブ
ロツクの前記上流端から伸長するその周囲長さの
大部分にわたつて、前述の方法で傾斜し、前記当
接部材の前面54のすぐ近くに位置するダイブロ
ツク部材は溝12の底部と平行(又は事実上平
行)に位置する温度を備えている。 前述のように表面40Aの前記形態から生ずる
のであるが、ダイブロツク40が溝12内へより
深く侵入することは又、クリアランス間隙32,
34を通つてフラツシユ形成金属の望ましい押出
しに対する物理的抵抗を増すように働くので、そ
のようなフラツシユを形成する供給金属材料の量
が著しく減退する。更にダイブロツクが溝12へ
侵入すると(a)供給材料に対する余分の仕事が減り
(b)フラツシユの形成量が減り(c)加圧金属により当
接部材にかかる屈曲モーメントが減退する。更に
ダイブロツクに平らな作動面40Aを形成するこ
とによつてダイブロツクの製造費も減退する。 前述の説明において車部材10は、前述の範囲
内の速度で電気駆動モーターにより駆動され、他
の同様の操作を行う連続押出し機械は油圧駆動装
置を使用し、適切な運転速度で作動する。 スプリンクラー65、ホツパー52及び通路5
0を通つて通路48へ、更に冷水を導くもう1つ
の方法としては、そのような附加的冷却水は前記
通路が粒子状供給材料で満されるが、その粒子状
供給材料がまだ十分に固つていないような状態で
その通路へ導入される(例えばシユー部材24に
形成された通路67を通つて)。 本発明による非常に効果的な冷却効果は殆んど
次の事実から生じると考えられる。即ち、当接部
材の上流にある閉鎖押出し区域の温熱金属に1時
的に隣接して位置する車部材の1部により吸収さ
れる熱が、その温熱区域から当接部材の下流に位
置する冷却区域へ運ばれ(車部材の回転と熱の導
電の両方により、)その冷起区域において冷却流
体の豊富な供給により、それは前記冷却区域を通
る車部材の比較的大きな面積へ流れ、塩熱押出し
区域において車部材により吸収された熱の大部分
をそこから吸収する。 この冷却区域において車部材への移動はあまり
制限されず、その車部材の比較的大きい部分が冷
却にあづかる。これはその押出し区域と境界をな
す前記シユー部材部分(即ちダイブロツクと当接
部材)にある押出し区域に直線隣接して備えられ
る非常に小さくて閉鎖した冷却表面と直接対照を
なす。 前述のようにこれらの部分に備わつている冷却
表面は、これらの部分の機械的強度を保持し、そ
れらがそこに加わる押出し圧に安全に耐えること
ができるようにする必要から寸法が厳密に制限さ
れる。 車部材により吸収される熱が前記冷却区域へ移
動するその移動現象は前記車部材に熱伝導性が良
好で(単位体積当りの)比熱がすぐれているよう
な金属を導入することによつて非常に増強され
る。しかしながら、前記車部材は適切な機械的強
度を与える理由で、物理的に強い金属で作られる
ので(例えば鋼)それは熱伝導特性が比較的劣
る。従つて車部材が熱を前記冷起区域へ運ぶ能力
を増強するためには熱吸収及び伝達特性のすぐれ
た金属の環状バンド例えば銅製バンドを前記車部
材内に密接に導入することである。 そのような熱伝導性バンドは便宜的に、前記車
部材の周囲に取付けられる環状バンドにより構成
され、好ましくは少くとも一部は、前記通路48
を(シユー部材に)備えるために、前記周囲溝を
形成したような前記車部材を構成する。 この機械の押し出し製品が熱伝導特性のすぐれ
た金属で作られる場合、前記熱伝導バンドは押出
し製品と同じ金属で構成される(例えば銅)。 その他の場合、前記熱伝導性バンドは第2環状
バンドの中に埋め込まれるか又はその上にのせら
れその第2バンドは機械の押出し製品と同じ金属
で作られ、前記当接部材の先端部分と接触し、そ
の2個のバンドは別々の金属で作られる。 前記熱伝導性バンドに使用される金属は単位体
積当りの熱伝導度と比熱が、工具鋼より高いよう
な製品にするように選択され、それには次のよう
な金属が含まれる。即ち銅、銀、ベリリウム、
金、アルミニウム、タングステン、ロジウム、イ
リジウム、モリブデンルテニウム、亜鉛、鉄であ
る。 そのような熱伝導性バンドによつて熱が押し出
し区域から冷却区域へと運ばれる割合は、バンド
の放射方向の横断面積次第で決まり、その割合を
増すにはその横断面積を増せばよい。 かくして車部材の周囲に対して横断方向へ測定
した一定の横断寸法の場合、前記バンドの放射方
向の深さが大きければ大きいほど車部材により熱
が冷却区域へ運ばれる割もそれだけ大きくなる。 前記車部材の有効直径が233mmで回転速度が毎
分回転数10で前記熱伝導性バンドがU字形の放射
方向の横断面を有する場合、車部材により押出し
区域から前記冷却区域へ熱を運ぶ割合“R”はそ
の回転のみによつて下記の方法で車部材と共働す
る前記当接部材36がその銅バンドへ侵入する放
射方向の深さ即ちその幅の変化と共に変化する即
ち前記周囲溝12の底部にある銅バンドの放射方
向の厚み“T”の変化と共に変化することが計算
上明らかとなつた。これらの計算は、放射方向の
横造面でみてほぼ円形の形の界面を車部材の隣接
部分(工具鋼)と共に有するような前記銅製バン
ドに基いていた。従つて銅バンドの放射方向の横
断面積“A”は前記溝12の底部における銅の前
記放射方向の厚み“T”とともに非線型状に変化
する。
The present invention relates to an apparatus for continuously extruding metal, particularly from a powdered or solid feed material, which apparatus comprises: That is, (a) a rotary wheel member arranged to be rotated by a drive device during operation, and a continuous circumferential groove formed in the rotary wheel member in the circumferential direction; a cooperating shoe member extending circumferentially around a portion of the periphery, the shoe member having a portion projecting radially into the groove with a small operating clearance from a side wall of the groove; , said shoe member portion forming with said groove wall a closed passageway extending circumferentially of said wheel member; a feed material injection device for flowing into the passageway, thereby upon rotation of the wheel member;
the feed material being frictionally conveyed by the wheel member toward an opposite outlet end of the passageway; (d) supported by the shoe member and projecting radially into the passageway at the outlet end; At its end it effectively closes said passageway, thereby blocking the passage of feed material frictionally conveyed into said groove by said wheel member, thus applying extrusion pressure to said outlet end of said passageway. (e) a die member supported by the shoe member and having a die orifice opening from the passageway at the exit, and frictionally compressed within the groove by rotation of the wheel member; The feed material is compressed through the orifice and continuously forced out of the shoe member through the outlet hole during actuation of the wheel member. If loose particulate or powdered feed material is fed directly to the inlet end of the passageway, several drawbacks exist, as will be clear from the discussion below. The present invention therefore provides a continuous extrusion device in which, by appropriate measures, these defects are at least minimized, if not eliminated. According to the invention, the feed material inlet device is arranged to feed a flow of loose particulate or powdered feed material directly into the inlet end of the passageway, with a portion radially into the groove. the shoe member portion extending to has a surface facing the bottom of the groove, the radial distance of the surface from the bottom of the groove (as defined by the abutment member);
a first line extending downstream from the inlet end of the passageway;
shaped so as to remain substantially unchanged in an area and to decrease progressively in a second area near the abutment member, at least adjacent to the first area, towards the outlet end of the passageway; In the second area,
The feed material is completely compacted and without any voids. With such a device, in the second zone, when loose particulate or powdered feed material is fed into the passageway, the metal flow pattern is very similar to that for solid feed material. The shoe member portion preferably comprises an insert adjacent to the abutment member and removably attached to the shoe member, which extends from the abutment member in the direction of rotation of the wheel member. a surface extending circumferentially in an opposite direction, having said die member, and having a surface facing the bottom of said groove, said surface having a preferably tapering radial depth with respect to said passageway; formed into. The surface of the insert consists of a plane inclined at a small angle tangent to the bottom of the groove. The plane is such that the ratio of the area of the abutment member touching the metal under the extrusion pressure to the radial cross-sectional area of the passage at the inlet end, upstream of the second zone, said angle so as to be substantially equal to the ratio of the apparent density of the feed material entering said second zone at the end and the density of a fully consolidated feed member located near said abutment member. tilted. In one preferred arrangement, the plane is at an angle such that the area of the abutment member touching the metal is approximately half the radial cross-sectional area of the passageway at the inlet end of the zone. tilt. Shaping the surface of the shoe member portion as described above (compared to other devices not having the features of the invention) (a) requires less extra work on the feed material; (b) the amount of flash that occurs is reduced, and (c) the bending moment exerted on the abutment member by the pressurized metal located near its upstream face is reduced. Furthermore, choosing the flat working surface for the insert (compared to such inserts that do not have such a flat working surface) reduces the manufacturing cost of the insert. According to another aspect of the invention, in a continuous extrusion device of the type described above, the jet of cooling fluid is ejected from the nozzle directly from a rear position located downstream of the abutment member towards the abutment tip. (i.e.
upstream, i.e. on the side away from the slug of compressed metal located against the front surface). This jet is thus
The frictional heat is directed to the part of the abutment member where most of it occurs, so that the cooling fluid flows directly to the part of the abutment member that reaches the highest operating temperature. For such a device, it is not necessary to provide the abutment member with internal cooling passages. Therefore, the ability of the abutment member to withstand strong mechanical loads applied thereto is not impaired.
Furthermore, there is even less reliance on the heat transfer properties of the material that makes up the abutment member. According to the invention, the wheel member comprises at least one tooth member on each side of the groove, the tooth member being such that, upon rotation of the wheel member, the waste member extends a predetermined distance from the groove. is positioned and arranged to block a waste member being pushed through said clearance gap on an adjacent side of said groove, and blocking of such waste member by said tooth member causes one of said waste members to be blocked. part is broken from the device. According to yet another aspect of the invention, the continuous extrusion system has: (i) a continuous extrusion device for producing a continuous metal extrusion product; and (ii) receiving the extruded product exiting said extrusion device, as it exits said extrusion device;
an extruded product processing device for processing the extruded product to alter one or more of its predetermined properties; an extruded product processing device for pulling the extruded product from the extrusion device through the processing device as the extruded product exits; The control system has the following: (a) a sensitive sensing device arranged to sense the temperature of the extruded product as it leaves the continuous extrusion device and to provide a temperature reference signal in accordance with the sensed temperature of the extruded product; and (b) a trigger that senses the pull of a length of extruded product extending between the extrusion device and the processing device and provides a pull feedback signal in response to the sensed pull on that length of the extruded product; (c) a control device for controlling the tension device, the control device being responsive to the temperature reference signal and the tension feedback signal so that the length of extruded product is arranged to automatically control said tension device in such a manner that at a sensed temperature upon leaving said extrusion device, a predetermined safety value below the yield stress tension of said extruded product is not exceeded; It consists of being there. Other features and advantages of the invention will be apparent from the following description and from the claims. One continuous extrusion apparatus embodying the invention will now be described by way of example and with reference to the accompanying drawings. Referring now to FIGS. 1 and 2, the apparatus shown here includes a rotary wheel member 10 supported in bearings (not shown) and which, in operation, rotates between 0 and 10 revolutions per minute. Gearing (not shown) to be driven at selected speeds of 20 (although higher speeds are possible)
via an electric drive motor (not shown). A groove 12 is formed around the circumference of the rotating wheel member, the radial cross section of which is shown in FIG. The deep part of the groove has parallel annular sides 14 which connect to the radial base 16 of the groove. The converging mouth portion 18 of this groove has opposing frustoconical surfaces 20,
22. A fixed shoe member 24 supported by a lower pivot pin 26 extends around approximately one-quarter of the circumference of the wheel member 10 and cooperates therewith. The shoe member is held in its operating position by a retractable stop member 28, as shown in FIG. The shoe member has at its center (as viewed axially) a circumferentially extending protruding portion 30 which leaves a small axial transverse clearance gap 32, 34 on each side of the shoe member. 10 grooves 1
Partially protrudes into 2. The projecting portion 30 is constituted in part by a series of replaceable inserts, including a radial abutment member 36, an abutment support 38 downstream of the abutment member, and a die block upstream of the abutment member. 40 (having an extrusion die 42) and an arcuate wear member 44 upstream of said die block. Upstream of its wear member 44, the integral inlet portion 46 of the shoe member extends through the arcuate passageway 4.
8, the passage 48 extends downstream from a vertical feed inlet passage 50 located below the feed hopper 52, around the rotary wheel member to the front face 54 of the abutment member 36. Stretch. A radial cross-section of the passageway is shown in FIG.
6 and the inner surface 5 of the central member 30 of the show member 24
6. The abutting member 36, the die block 40, and the die 4
2 and arcuate member 44 are all made of a suitable hard, wear-resistant metal, such as high speed tool steel. The shoe member is provided with an outlet hole 58, which outlet hole 5
A metal product 6 8 is aligned with a corresponding hole 60 formed in the die block 40 and extruded through it.
1 (eg, a round wire) emerges from the orifice of the die 42. When the wheel member 10 rotates, the powder supply member sent from the hopper 52 through the inlet passage 50 to the inlet end of the arcuate passage 48 is recurved along the length of the arcuate passage 48, as shown in FIG. The die block 4 is carried clockwise by the moving groove surface of the rotating member.
The lower portion of the passageway near 0 is agglomerated to form a solid metal sludge without voids.
In this metal sludge, high pressure is continuously applied to the abutting member due to the frictional force of the moving groove surface. the pressure is sufficient to force the sludge metal out of the orifice of the die;
This results in an extruded product which exits through holes 58, 60 in the shoe member and die block. In this case, the output product consists of a tinted copper wire made from the pieces of wire that make up the feed material. A water tube 62 mounted around the lower end of the show member 24 has an outlet nozzle 64 .
4 is located and attached to the shoe member side located near the rotary wheel member 10. The nozzle is connected to the groove 1 of the rotary wheel member 10 when cooling water is sent to the water pipe.
2 and directs the jet directly to the downstream part of the abutment member that abuts it. Thus, the tip of the free end of the abutment member (where most of the heat is generated during operation) and the adjacent surface of the wheel member and groove are directly cooled by the flow of water from the jet directed thereto. The die block 40 includes internal water channels (not shown) and a supply of cooling water to surround the output product from the die and remove any heat remaining within the product. However, no such internal passage is formed in the abutment member. Thus, the strength of the abutment member is not diminished by internal water cooling to cool the member. If desired, the cooling of the apparatus can be enhanced by providing a cooling water sprinkler 65 above the hopper 52 to convey some cooling water into the arcuate passageway 48 along with the grinding feed material. The solidified metal sludge in the extrusion area near die block 40 is shown at 66 in FIG. The output product from the metal sludge is extruded through an extrusion die 42 by pressure in that area. The pressure also acts to force metal through the axial clearance gaps 32, 34 between the side walls of the groove and the respective opposing surfaces of the die block and abutment member. The extruded metal then gradually accumulates in a radial direction to form a strip 68 or flash of waste metal. To prevent these waste strips from becoming too large to be difficult to handle and manage, a plurality of transverse teeth 70 are attached to the expansion walls 20, 22 forming the mouth 18 of the groove 12. These wheels are evenly spaced around the wheel member, with teeth on one wall facing corresponding teeth on the opposite wall. If desired, the teeth on one wall can be staggered relative to the corresponding teeth on the other wall. In operation, the sloped surface 72 of the die block 40 guides the extruded waste strip 68 through each set of moving teeth 7.
0 path. When the moving teeth intercept such a waste strip 68, a piece of the strip is severed or otherwise torn from the extruded metal in the clearance gap. Thus, such extruded waste strips are removed as soon as they extend radially far enough to be intercepted by the moving teeth. In this way, these flashes are kept from becoming large enough to be difficult to dispose of. The teeth need not be sharp and may be attached to the vehicle part 10 in any suitable manner, such as by welding, for example. Figures 3 and 4 show other teeth being attached in a similar manner to other suitable surfaces of the wheel member 10. In these arrangements, the outer surface of the wheel member 10 cooperates with the correspondingly shaped surface of the corresponding shoe member 24, thereby controlling flash in a particularly desirable manner. In FIG. 3, the flashing immediately extends transversely or axially until it is intercepted by a plurality of projecting teeth, whereupon that portion of the flashing is broken from the extruded metal at the associated clearance gap. In FIG. 4, the flash extends diagonally but is interrupted by teeth projecting radially from the surface of the wheel member 10 (as in FIG. 2). For various reasons which will become apparent later on, it may be desirable or even necessary to treat the extruded product (wire 61) exiting the aforementioned continuous extrusion device of the extruded product processing device before sending it to the product collection and storage device. be. Additionally, it is desirable and effective to process the still warm extruded product from a continuous extrusion process. Such processing equipment may be configured, for example, to provide extruded products with superior or different surface finishes (e.g., pultrusion finishes) and/or more uniform outer diameters or gauges. Such processing equipment can also be used to provide finished products of different gauges and/or tolerances at different times from the same continuous extrusion product. For such purposes, the processing device may be a simple drawing die through which the extruded product is first processed;
It is then drawn out under tension to produce the finished product having the desired size, desired tolerance and/or desired quality. When such processing equipment is used to process extruded products, the continuous extrusion die 42 of the continuous extrusion equipment can be used for extended periods of time before wear during use causes the die hole to enlarge excessively and become unusable. be able to. Additionally, such processing equipment has dies that can be easily and quickly replaced so that output products with different gauges, different tolerances, and/or different qualities can be produced. One example of a continuous extrusion system having a continuous extrusion device and an extruded product processing device will now be described in connection with FIG. Referring now to FIG. 5, the illustrated system includes a continuous extrusion system 100 as previously described;
It can also be modified, if desired, as described below, in which the output copper wire produced by the apparatus is designated by the reference numeral 102, before passing through an accumulator 108 to a coiler 110. It is pulled through the sizing die 104 (reducing its gauge to the desired smaller value) by a pulling pulley device 106 passing around it many times. The pulley device 106 is an electric torque motor 11
The motor is connected to the output shaft of No. 2, and the power of the motor is given and controlled by a control device 114. The control device 114
first responds with (a) first signal 116; This signal 116 is transmitted to the extrusion device 100 and the sizing die 1.
wire pull sensor 118 that contacts wire 102 at a temperature between It is output as the first signal. The control device 114 is also responsive to a second electrical signal 120 from a temperature sensor 122 that measures the temperature of the wire 102 as it leaves the extrusion device 100. The control device 114 has a function generator 124, which generator
In response to the (temperature) signal 120, a third electrical signal is provided to its output circuit. This third electrical signal represents the yield stress strain for the particular wire 102 at the particular temperature represented by the second (temperature) signal. The third electrical signal 126 is sent as a reference signal to a comparator 128 (also part of the control device) where the first (tension) signal 116 is compared to the third signal (yield stress tension). ) compared to The surface signal of the comparator becomes a signal for controlling the addition of the torque motor. In operation, the torque motor maintains the pull of the wire leaving the extruder 100 at a predetermined value below the yield stress pull for a particular wire at a particular temperature when the wire leaves the extruder 100. It will be supported to a sufficient extent. Although in the example described above a jet of water was used to cool the tip of the abutment member, jets of other cooling fluids could be used instead (even cooling gas is possible). Even jets of suitable liquefied gases can be used. Note the following regarding the flash removal tooth 70 shown in the foregoing description. (a) The sharpness of the leading tooth (i.e., the cutting or breaking edge) of each tooth is not critical as long as the flash removal function is properly achieved. (b) The operating clearance between the tip of each tooth 70 and the adjacent opposing surface of the fixed shoe member 24 is not critical and is typically no more than 1-2 mm depending on the particular design of the device. (c) The greater the number of teeth spaced around each side of wheel member 10, the shorter the length of flash removed by each tooth. (d) The teeth are made of a suitable material, such as tool steel. (e) The teeth may be attached to the wheel member by any suitable method. When the equipment delivers an acceptable output extrudate from loose particles or ground feedstock,
The delivery capability is determined by the preferred method, such as the method shown in the drawings, in which the radial depth (i.e., height) of the arcuate passageway 48 is determined in the pressure accumulation area located immediately in front (i.e., upstream) of the front surface 54 of the abutment member 36. This is significantly enhanced by the relatively rapid decline in the direction of rotation of the wheel member 10. The removable dive block 40 is arranged circumferentially and coextensive with said area, and the aforementioned gradual reduction in the radial depth of the arcuate passages is caused by the groove 12 in the wheel member 10. This is achieved by suitably shaping the surface 40A of the die block facing the bottom. The surface 40A of the die block is shaped so that during operation of the device, a flow pattern of feed metal is produced in the area very similar to that which occurs when solid feed materials are used. In the preferred embodiment shown, surface 40A is planar and groove 12 at the point of contact with front surface 54 of abutment member 36.
tilt at a suitably small angle to a position tangent to the bottom of. The angle is ideally determined by (a) the area of the abutment member 36 that contacts the feed metal material under extrusion pressure and (b) the radial cross-sectional area of the passageway 48 at the inlet end of said section (i.e., the upstream end of the die block 40). (near radial cross-sectional area) of (i) the apparent density of the feed material entering said area at said inlet end and (ii) sufficient consolidation located near the front face 54 of the abutment member 36. It is preferable to set the value to a value that provides a preferable ratio to the density of the supplied material. In one satisfactory arrangement, the angle of inclination of the plane of the die block is such that the area of the abutment member that contacts the feed metal material under the extrusion pressure is such that the area across the radial direction of the passageway 48 at the inlet end of the area (i.e. the upstream end of the die block) It is formed to be half of the area. If desired, in another embodiment groove 1
The surface of the die block 2 facing the bottom of the die block is sloped in the manner described above over most of its circumferential length extending from said upstream end of the die block, and the die block member located in close proximity to the front face 54 of said abutment member. has a temperature located parallel (or virtually parallel) to the bottom of groove 12. The deeper penetration of the die block 40 into the groove 12, which results from the configuration of the surface 40A as previously discussed, also increases the clearance gap 32,
34 to increase the physical resistance to the desired extrusion of flash-forming metal, thereby significantly reducing the amount of feed metal material that forms such flashes. Furthermore, as the die block enters the groove 12, (a) the extra work on the feed material is reduced;
(b) The amount of flash formation is reduced; (c) the bending moment applied to the abutting member by the pressurized metal is reduced. Furthermore, by providing the die block with a flat working surface 40A, the cost of manufacturing the die block is also reduced. In the foregoing description, the car part 10 is driven by an electric drive motor at speeds within the aforementioned range, and other continuous extrusion machines performing similar operations use hydraulic drives and operate at appropriate operating speeds. Sprinkler 65, hopper 52 and passage 5
Another method of directing further chilled water through passageway 48 is to provide such additional cooling water when said passageway is filled with particulate feed material, but where said particulate feed material is still sufficiently solidified. It is introduced into the passageway (eg, through the passageway 67 formed in the shoe member 24) in an unattached state. It is believed that the highly effective cooling effect according to the present invention arises mostly from the following facts. That is, heat absorbed by a portion of the wheel member located temporarily adjacent to the hot metal in the closed extrusion zone upstream of the abutment member is absorbed by a portion of the wheel member located temporarily adjacent to the hot metal in the closed extrusion zone upstream of the abutment member, while the heat absorbed by the portion of the wheel member located temporarily adjacent to the hot metal in the closed extrusion zone upstream of the abutment member is transferred from that hot zone to the cooling zone located downstream of the abutment member. Due to the abundant supply of cooling fluid in the cooling zone (both due to the rotation of the wheel member and conduction of heat), it flows to a relatively large area of the wheel member through said cooling zone, and the salt-thermal extrusion from which most of the heat absorbed by the vehicle components in the area is absorbed. In this cooling zone, movement to the vehicle component is less restricted and a relatively large portion of the vehicle component is available for cooling. This is in direct contrast to the very small, closed cooling surfaces provided directly adjacent to the extrusion area in the portions of the shoe member (i.e., the die block and abutment member) that bound the extrusion area. As mentioned above, the cooling surfaces provided on these parts are precisely dimensioned due to the need to preserve the mechanical strength of these parts and to enable them to safely withstand the extrusion pressures applied to them. limited. The transfer phenomenon in which the heat absorbed by the car parts is transferred to the cooling zone can be greatly improved by introducing into the car parts metals that have good thermal conductivity and a high specific heat capacity (per unit volume). will be strengthened. However, since the vehicle component is made of a physically strong metal (e.g. steel), which provides adequate mechanical strength, it has relatively poor heat conduction properties. Therefore, in order to enhance the ability of the vehicle component to transfer heat to the cooling area, it is desirable to closely introduce a metal annular band, such as a copper band, with excellent heat absorption and transfer properties into the vehicle component. Such a thermally conductive band is conveniently constituted by an annular band attached around said vehicle member, preferably at least in part in said passageway 48.
(in the shoe member), the wheel member is configured to have the circumferential groove formed therein. If the extruded product of this machine is made of a metal with good thermal conductive properties, the thermally conductive band is composed of the same metal as the extruded product (for example copper). In other cases, said thermally conductive band is embedded in or rests on a second annular band, said second band being made of the same metal as the machine extrusion, and said second band being made of the same metal as the extruded product of the machine, and said second annular band being made of the same metal as the extruded product of the machine, and said second annular band being made of the same metal as the extruded product of the machine and being connected to the tip part of said abutment member. In contact, the two bands are made of different metals. The metals used in the thermally conductive band are selected to provide a product with higher thermal conductivity and specific heat per unit volume than tool steel, and include the following metals: namely copper, silver, beryllium,
These are gold, aluminum, tungsten, rhodium, iridium, molybdenum ruthenium, zinc, and iron. The rate at which heat is transferred from the extrusion zone to the cooling zone by such a thermally conductive band depends on the band's radial cross-sectional area, which can be increased by increasing its cross-sectional area. Thus, for a given transverse dimension, measured transversely to the circumference of the car part, the greater the radial depth of the band, the greater the heat transfer by the car part to the cooling zone. If the effective diameter of the wheel element is 233 mm, the rotational speed is 10 revolutions per minute, and the thermally conductive band has a U-shaped radial cross section, the rate of heat transfer by the wheel element from the extrusion zone to the cooling zone "R" changes with the change in the radial depth, i.e. the width, of the penetration of said abutment member 36 into its copper band, which cooperates with the wheel member in the following manner only by its rotation, i.e. the circumferential groove 12. It was calculated that the thickness of the copper band at the bottom of the radial direction changes with the change of the thickness "T". These calculations were based on the copper band having an approximately circular shaped interface with the adjacent part of the car part (tool steel) in the radial profile. The radial cross-sectional area "A" of the copper band thus varies non-linearly with the radial thickness "T" of the copper at the bottom of the groove 12.

【表】 そのような車部材と前記溝12の底部にある前
記銅バンドの2mmの放射方向の厚みTを有する1
つの実際的装置において前記車部材の速度で操作
し、毎分150メートルの速度で1.4mmの直径の銅ワ
イヤを押出す時、熱は毎分4リツトルの低い割合
で流れる冷却水により10kWの割合で前記冷却区
域における車部材および当接部材から引抜かれ、
その冷却水は、前記冷却区域で冷却されるべき表
面に、毎分約800メートルの噴流直度を与える。 この熱の抽出割合は、押出し区域と冷却区域と
の間に存在する温度勾配により誘導される前記伝
導バンドと、隣接車部材部分と、当接部材とを通
して生じる熱伝導の結果、2.3kWの割合で冷却区
域へ熱が到達することを示す。 冷却区域を流れる冷却水により熱を抽出するこ
の測定割合は、従来の方法で当接部材に形成され
る内部冷却通路を通つて冷却水を流すことにより
達成されることがわかつた約1.9kWの最大熱抽出
率に非常に好ましく匹敵する。 第6図はこの冷却区域で車部材及び当接部材か
ら熱を抽出する割合が、冷却区域へ送られる冷却
水の流量比の変化と共に変化する方法を示す。 図面に関連して前述した押出し機械は実際のテ
ストの場合、銅で成る前記熱伝導バンドを備えて
いた。そしてそのバンドは、第10図に符号74
で示され、第2図には点線の形で便宜的に示され
ている(第2図は又、銅製バンド74が実線で示
される場合、第10図の−線で示される断面
でとつた横断面図を示すことに注意する)。第2
図の符号74からわかるように、前記銅バンドは
U字形の放射方向の横断面を有し、そのバンドは
周囲溝12の丸味のある底部16の裏ばりをし、
そのバンドはその溝の平行な側壁の途中まで伸長
した。 第7図は第2図の類似図であつて、車部材10
の変形例を示す。この変形例において、事実上矩
形の放射方向の横断面を有する銅製固形環状バン
ド76は前記車部材の共働し合う鋼製側面部材7
8間に装着され、かつしつかりと締めつけられる
ので、その側面部材を支持している駆動軸が、前
記駆動モーターにより駆動される時、前記バンド
76は前記側面部材により駆動されるようになつ
ている。バンド76は少くとも最初は、2個の側
面部材78間に、気密接合部にまたがる小さな内
部溝76Aを有する。その溝は車部材10の組立
中、前記バンドの金属がこれらの側面部材間に侵
入するのを防ぐ。前記バンドと側面部材の補足し
合う円錐台形面76Bと78Bは車部材10のこ
れらの部分の組立及び分解を容易にする。 周囲溝12はシユー部材24をそのピボツトピ
ン26のまわりで回転車部材10の周囲へ向つて
ピボツト状に前進させることによつて銅製バンド
に形成され、当接部材36の先端を銅製バンドに
接触させ、それによつて銅製バンドを次第に深く
機械仕上げし、その中に前記溝12を形成するよ
うにする。 第8図は第7図の前記変形例のもう1つの形で
あつて、熱伝導バンドは複合環状バンド80で成
り、その中に熱伝導性のすぐれた金属で成る内側
芯82(例えば銅のような)が配置され、それ
は、この機械によつて押出される金属と同じ金属
(例えば亜鉛)で成るさや体84とすぐれた熱伝
導関係にある。 第9図は第7図の前記変形例の更にもう1つの
形であつて、その場合の熱伝導バンドは、複合バ
ンド86で成り、その放射方向にみて内側の環状
部分88はすぐれた熱伝導特性をもつ金属(例え
ば銅のような)で出来ていて、しかもこの機械に
より押出される金属と同じ金属で成る、放射方向
にみて外側の環状部分90により、すぐれた熱伝
関係でもつて包囲される。前記周囲溝は、前記バ
ンドの前記放射方向へみて外側の部分90の内側
で完全に当接部材により機械仕上げされる。 前述のように押出し機械により押出される金属
には、次のものが含まれる。即ち、銅とその合
金、アルミニウムとその合金、亜鉛、銀、金であ
る。 本文の特許請求の範囲に示されていない本発明
の内容の種々の面は、同じ2つの英国特許出願第
8309836号(1983年4月12日出願)と第8302951号
(1983年2月3日出願)から優先権を同様に主張
している他の出願と同時出願の特許出願のそれぞ
れの特許請求の範囲の内容をなすものであること
に留意すること。
[Table] 1 with a radial thickness T of 2 mm of such a wheel member and the copper band at the bottom of the groove 12
When operating in one practical device at the speed of said car part and extruding a 1.4 mm diameter copper wire at a speed of 150 meters per minute, heat is transferred at a rate of 10 kW by cooling water flowing at a rate as low as 4 liters per minute. pulled out from the vehicle member and the abutment member in the cooling zone,
The cooling water imparts a jet straightness of about 800 meters per minute to the surface to be cooled in the cooling zone. This heat extraction rate is 2.3 kW as a result of the heat conduction that occurs through the conduction band, the adjacent car part, and the abutment element induced by the temperature gradient existing between the extrusion zone and the cooling zone. indicates that heat reaches the cooling zone. This measured rate of heat extraction by the cooling water flowing through the cooling zone was found to be achieved by flowing the cooling water through internal cooling passages formed in the abutment member in a conventional manner. The maximum thermal extraction rate is very favorably matched. FIG. 6 shows how the rate of heat extraction from the vehicle components and abutment components in this cooling zone varies with changes in the flow rate of cooling water delivered to the cooling zone. The extrusion machine described above in connection with the drawings was, in the case of actual tests, equipped with said heat-conducting band made of copper. The band is shown at 74 in FIG.
2, which is conveniently shown in dotted line form in FIG. Note that cross-sectional views are shown). Second
As can be seen from reference numeral 74 in the figure, said copper band has a U-shaped radial cross-section, said band backing the rounded bottom 16 of the circumferential groove 12;
The band extended halfway down the parallel sidewalls of the groove. FIG. 7 is a similar view to FIG. 2, in which the car member 10
A modification example is shown below. In this variant, a solid copper annular band 76 with a substantially rectangular radial cross-section is formed by a cooperating steel side member 7 of said car member.
8 and is tightly tightened, so that when the drive shaft supporting the side member is driven by the drive motor, the band 76 is driven by the side member. There is. The band 76, at least initially, has a small internal groove 76A between the two side members 78 spanning the hermetic joint. The groove prevents the metal of the band from penetrating between these side members during assembly of the car part 10. The complementary frustoconical surfaces 76B and 78B of the band and side members facilitate assembly and disassembly of these portions of the vehicle component 10. The circumferential groove 12 is formed in the copper band by pivoting the shoe member 24 about its pivot pin 26 toward the circumference of the rotating wheel member 10, and by contacting the tip of the abutment member 36 with the copper band. , whereby the copper band is machined progressively deeper to form said grooves 12 therein. FIG. 8 shows another version of the variant of FIG. 7, in which the thermally conductive band consists of a composite annular band 80, in which an inner core 82 of a metal with good thermal conductivity (e.g. copper) is provided. ), which is in good heat conductive relationship with a sheath 84 of the same metal (e.g., zinc) being extruded by the machine. FIG. 9 shows yet another version of the modification of FIG. 7, in which the heat-conducting band consists of a composite band 86, the radially inner annular portion 88 of which is a good heat-conductor. It is surrounded in good heat transfer relation by a radially outer annular portion 90 of the same metal as that to be extruded by the machine. Ru. The circumferential groove is completely machined by an abutment member inside the radially outer portion 90 of the band. The metals extruded by the extrusion machine as mentioned above include: namely, copper and its alloys, aluminum and its alloys, zinc, silver, and gold. Various aspects of the subject matter of the invention which are not set out in the claims herein may be found in the same two UK patent applications no.
Claims of patent applications filed concurrently with other applications that similarly claim priority from No. 8309836 (filed on April 12, 1983) and No. 8302951 (filed on February 3, 1983) Please note that this is the content of the document.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本装置の基本的な作動部分の中央垂直
横断面図であり、その断面は第2図の−線で
示されている。第2図は第1図の−線で示す
断面でとつた横断面図であり、第3,4図は、第
2図の図面に類似した断面図において、第2図の
図面の2つの変形例を示す。第5図は第1,2図
の装置を使用したシステムの概略ブロツク図であ
り、第6図は、本発明に従つた1つの装置に行つ
たテストから得られた、冷水の流量比の変化に対
する熱抽出率の変化を示すグラフである。第7〜
9図は第2図の類似図において、前記装置に使用
される車部材の種々の変形例を示す。第10図は
第1図の類似図において、第1,2図に示す装置
の変形例を示す。 符号の説明、10……回転車部材、12……連
続周囲溝、14……溝の側壁、24……シユー部
材、30……突出部分、32,34……作動クリ
アランス、36……当接部材、42……ダイ部
材、48……包囲通路、50,52……供給材料
流入装置、60,58……出口孔、68……廃棄
材料即ちフラツシユ、70……フラツシユ除去装
置。
FIG. 1 is a central vertical cross-sectional view of the basic working part of the device, the cross-section being indicated by the - line in FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line shown in FIG. 1, and FIGS. 3 and 4 show two variations of the drawing in FIG. Give an example. FIG. 5 is a schematic block diagram of a system using the devices of FIGS. 1 and 2, and FIG. 6 shows the variation in chilled water flow rate ratio obtained from tests conducted on one device according to the invention. It is a graph showing a change in heat extraction rate with respect to. 7th~
FIG. 9 is a similar view to FIG. 2, showing various modifications of the vehicle components used in the device. FIG. 10 is similar to FIG. 1 and shows a modification of the apparatus shown in FIGS. 1 and 2. Explanation of symbols, 10...Rotary wheel member, 12...Continuous circumferential groove, 14...Side wall of groove, 24...Show member, 30...Protruding portion, 32, 34...Operating clearance, 36...Abutment Members, 42...Die member, 48...Enclosed passageway, 50, 52...Feed material inlet device, 60, 58...Exit hole, 68...Waste material or debris, 70...Flush removal device.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 (a) 操作時、駆動装置により回転されるよう
に配置された回転車部材10と、その車部材に
は周囲に、連続周囲溝12が形成されている事
と、 (b) 前記車部材の周囲の一部分のまわりを周囲方
向に伸長し、前記溝の側壁14から小さな作動
クリアランス32,34をもつて、前記溝内へ
一部だけ、放射方向へ突出する部分30を有す
る共働シユー部分24と、前記シユー部材部分
は前記溝の壁と共に、前記車部材に対して放射
方向へ伸長する閉鎖通路48を形成する事と、 (c) 供給材料流入装置50,52と、この装置は
前記通路48の流入端部に配置されていて、遊
離粒子状、又は粉末状の供給材料を前記流入部
で前記通路へ流入させることができ、それによ
つて、前記車部材の回転時、それらの供給材料
は、前記通路の反対側の流出端部へ向つて前記
車部材と接触しながら、それにより摩擦状態で
運ばれる事と、 (d) 前記シユー部材に支持され、その流出端部で
前記通路48内へ放射方向へ突出して、その流
出端で前記通路を事実上閉鎖し、それによつ
て、前記車部材により前記溝12内を摩擦状態
で運ばれる供給材料の通過を妨げ、かくして前
記流出端部の位置で、前記通路に押出し圧を生
じさせる当接部材36と、 (e) 前記シユー部材に支持され、前記流出端部で
前記通路48から開口するダイオリフイス42
を有するダイ部材42と、前記溝12内を運ば
れ、前記車部材10の駆動時、その回転により
摩擦状態で圧縮される供給材料は、前記開口を
通つて圧縮され、そして連続的に押出され出口
孔60,58を通つて前記シユー部材24から
排出され、前記通路48は、前記通路の前記流
入端部から下流に延びる第1区域と、前記第1
区域の下流に配置され、前記ダイオリフイスの
方へ延びる、隣接する、実質的にはより短かい
第2区域とからなり、前記第1区域において
は、前記粒子状、または粉末状の供給材料が、
前記車部材10の回転によつて、固められ、前
進する供給材料の中の空げきが次第に除去さ
れ、そのため、供給金属材料の固つた塊が形成
され、前記第2区域においては、前記金属の塊
が、前記車部材10の回転によつて、前記ダイ
オリフイス42を通して前記金属の塊を押出す
に充分な、所望の押出し圧力迄、漸次圧縮さ
れ、前記通路48の放射方向の深さが、前記第
1区域では実質上変化せず、前記第2区域で
は、前記車部材の回転の方向に、可成り高い率
で漸次減少し、前記区域内に、固形状供給材料
の場合に生ずる金属流動パターンに非常によく
似た金属流動パターンが生ずる、粒子状、又は
粉末状の供給材料から金属を連続的に押出す装
置。 2 前記シユー部材部分30は、前記シユー部材
24に取りはずし自在に取付けられた挿入体40
により、前記第2区域に構成され、そして、前記
当接部材から周囲方向へ上流へ伸長し、前記挿入
体は前記ダイ部材42を有し、更に前記溝12の
底部に対向する表面40Aを有し、その表面は前
記通路48の放射方向の深さを前記第2区域にお
いて前述のように次第に減じるように形造られて
いることを特徴とする、特許請求の範囲第1項記
載の装置。 3 前記挿入体40の前記表面は、前記溝12の
底部に対する正接位置へ小さな角度をもつて傾斜
した平面で成ることを特徴とする、特許請求の範
囲第2項記載の装置。 4 前記平面は、前記第2区域の上流入口端部で
前記通路48の放射方向の横断面積に対する前記
押出し圧のもとで金属に触れる前記当接部材36
の面積の比が事実上、前記当接部材の近くに位置
する圧縮されて十分に固めた供給材料の密度に対
する前記入口端部での前記第2区域に流入する供
給材料の見かけ上の密度の比に等しくなるよう
に、前記角度をつけて傾斜する事を特徴とする、
特許請求の範囲第3項記載の装置。 5 前記平面は、前記圧縮された金属に触れる前
記当接部材36の前記面積が前記第2区域の前記
入口端部における前記通路48の前記放射方向の
横断面積の約半分となるように、前記角度をつけ
て傾斜すること特徴とする、特許請求の範囲第4
項記載の装置。
[Scope of Claims] 1 (a) A rotary wheel member 10 arranged to be rotated by a drive device during operation, and a continuous circumferential groove 12 formed around the wheel member; (b) a portion 30 extending circumferentially around a portion of the circumference of said wheel member and projecting radially only partially into said groove with a small working clearance 32, 34 from said groove sidewall 14; (c) a cooperating shoe portion 24 having a feed material inlet device 50, 52; and this device is disposed at the inlet end of the passageway 48 to allow loose particulate or powdered feed material to flow into the passageway at the inlet, thereby increasing the flow of the car component into the passageway. upon rotation, their feed materials are frictionally conveyed by and in contact with the shew member towards the opposite outflow end of the passageway; (d) supported by the shew member; projecting radially into said passageway 48 at its outlet end, effectively closing said passageway at its outlet end, thereby preventing the passage of feed material frictionally carried within said groove 12 by said wheel member; (e) a die orifice 42 supported by the show member and opening from the passageway 48 at the outlet end;
a die member 42 having a die member 42 and a feed material carried in said groove 12 and frictionally compressed by rotation thereof when said wheel member 10 is driven, is compressed and continuously extruded through said opening. exiting the show member 24 through outlet holes 60, 58, the passageway 48 having a first section extending downstream from the inlet end of the passageway;
an adjacent, substantially shorter second section located downstream of the section and extending towards the die orifice, in the first section the particulate or powdered feed material is ,
The rotation of said wheel member 10 gradually removes voids in the consolidated and advancing feed material, so that a solid mass of feed metal material is formed, and in said second zone, the voids in the advancing feed material are gradually removed. The mass is progressively compressed by rotation of the wheel member 10 to a desired extrusion pressure sufficient to extrude the mass of metal through the die orifice 42 such that the radial depth of the passageway 48 is In the first zone it remains essentially unchanged and in the second zone it gradually decreases at a considerably high rate in the direction of rotation of the wheel part, in which metal flow occurs in the case of solid feed materials. Apparatus for continuously extruding metal from a particulate or powdered feed material in which a metal flow pattern closely resembles the pattern. 2 the show member portion 30 includes an insert 40 removably attached to the show member 24;
configured in the second section and extending circumferentially upstream from the abutment member, the insert having the die member 42 and further having a surface 40A opposite the bottom of the groove 12. 2. Device according to claim 1, characterized in that its surface is shaped so as to gradually reduce the radial depth of said passageway (48) in said second region as described above. 3. Device according to claim 2, characterized in that the surface of the insert (40) consists of a plane inclined at a small angle to a position tangential to the bottom of the groove (12). 4 the plane touches the metal under the extrusion pressure against the radial cross-sectional area of the passageway 48 at the upstream inlet end of the second section;
The ratio of the area of the apparent density of the feed material entering the second zone at the inlet end to the density of the compressed and fully consolidated feed material located in the vicinity of the abutment member characterized by being inclined at the angle so as to be equal to the ratio,
An apparatus according to claim 3. 5 the plane is such that the area of the abutment member 36 touching the compressed metal is approximately half the radial cross-sectional area of the passageway 48 at the inlet end of the second section; Claim 4, characterized in that it is inclined at an angle.
Apparatus described in section.
JP59016183A 1983-02-03 1984-02-02 Continuous metal extrusion apparatus Granted JPS59144520A (en)

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GB8302951 1983-02-03
GB8309836 1983-04-12

Publications (2)

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