JPS5923888B2 - 材料の押出し成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は押出しによる材料の成形に関する。

グイ装置に向って移動される部材の通路構成面と金属の
供給材料である材料との摩擦係合を維持し通路構成面の
摩擦抵抗が材料をダイ装置を通して押し進めて材料をダ
イ装置を通して押出すことは良く知られている。

本発明によれば、押出されるべき材料を受入れる通路を
構成する可動部材および固定部材を有し、前記通路は入
口端と押出し端とを有し、可動部材および固定材料は、
摩擦抵抗効果によって供給材料に必要な押出し圧力を発
生させるため、通路の長さ方向に、互いに相対的に移動
することができ、押し出し端で前記通路の中へ突出して
、これをふさぐため、衝合部材を可動部材に対して固定
し、通路の前記押出し端に少くとも１つのグイオリフィ
スを構成する装置を有する押出し装置において、供給材
料の横断面積よりも大きい横断面積に押出すため、ダイ
ス端部の通路の横断面積が、入口端の横断面積より大き
く、供給材料の形状変形が、押出し前に、供給材料が通
路に后って通過する間に起こるように、通路の横断面積
が通路の人口端から通路の押出しダイス端部までその長
さ方向に浴って変化していることを特徴とする材料の押
出し成形装置を提供する。

更に、本発明による材料の押出し成形装置は、固定部材
の通路構成部分の抵抗作用を減することによって或は、
可動部材の通路構成部分によって発生する供給材料の有
効摩擦抵抗を増すことによって、摩擦抵抗効果によって
供給材料に生じる押出し圧力を高めるための装置を備え
ている。

本発明を添附図面を参照して１例として更に記載する。

第１図乃至第４図に示す押出し装置の態様は、駆動軸（
第１図には示してないが第６図に２２で表わした構成要
素を参照）に固着させたホイール１の形をした可動部材
を有する。

回転方向は第１図では反時計方向であり、第６図および
第７図では時計方向である。

ホイール１には連続の外周溝２が形成され、この溝は本
例では実質的にＹ形の横断面のものである。

シュー３はホイールに対して調節できるように装着する
ことができる。

ホイール１に対面しているシュー３の面には取外し可能
なインサート部材５を受は入れる溝４が形成してあり、
インサート部材５は、ホイールの溝２の中へ突出するよ
うなものである。

インサート部材を溝４の中に取外し自在に固着し且つホ
イールの溝に対してインサート部材の位置を調節するた
めの装置を設けることができる。

インサート部材は一端が、ホイール１の溝をふさぐよう
な形状寸法をもった衝合片６になっている。

変形例として、シュー３で支持される別々の衝合片を設
けても良い。

この態様では、溝２の側およびベースは１駆動面をなし
、溝のベースと対向したインサート部材の面は非１駆動
面を構成する。

第２，３および４図かられかるようは、インサート部材
５は、シューとホイーの間に形成された通路に横断面の
変化を与えるような輪郭をなしている。

一次把持長さと称することのできるこの通路の初期長さ
に亘って、イ サート部材５は、ホイールのＹ形溝のベ
ース部分即ち脚部分７の中へ延びるような形状寸法にな
っている。

これは第２図かられかるように、所謂−次把持長さの部
分である。

しかしながら、衝合片６のすぐ前の通路の長さに亘って
、インサート部材５は、溝の中へ深く延びることなくホ
イールの溝２の口を閉じるようになっている。

通路のこの長さくま、二次即ち押出し把持長さと称する
ことができる。

１つ又はそれ以上の押出しダイス（第１図および４図に
２つ示されていて８で表わす）が衝合片の近くで二次把
持長さの端に配列される。

押出し製品が実質的に半径方向に出されるようにダイス
をインサート部材およびシューに位置させても良いしお
よび又は、押出しかホイール１の実質的に接線方向であ
るようにダイスを端衝合片６に配列させても良い。

第１図では、別の即ち追加のダイス位置は矢印で概略的
に指示されており、第４図では、ダイスの位置は点線で
示されている。

第２図および第３図かられかるように、通路は、一次把
持長さに亘って長方形、都合良くは正方形の横断面から
、二次把持長さに亘って実質的にＹ形横断面まで変化し
ている。

−次十巴持長さに亘って、インサート部材５は、供給材
料９、本例では、円形横断面の金属棒、（しかし予め固
めた或は予め固めない粉末供給物を含む）をホイールの
溝の側で形成された１駆動面に摩擦係合させる。

この一次把持長さに亘って、供給材料との係合を減じ、
或は制限し、これによって供給材料の前進運動に対する
抵抗を減するために、供給材料に係合するインサート部
材の不動面を成形しさもなければ設けることができる。

供給材料の前進運動に対する抵抗を減するための手段の
例は、第６図乃至第１１図を参照して後で記載する。

供給材料の軸方向の産出が起る領域では、インサート部
材５の輪郭は、供給材料を、二次把持長さを形成する通
路の大きな横ｆｊＴ面の中へ流入させることができるよ
う、第４図に示す如く、長さ１０に亘って変形されてい
る。

通路のこの長さから、衝合片に隣接して又はこれに配列
したダイオリフイスを通して押出しが起る。

図示した例では、押出された製品の形状および横断面は
供給材料のそれとは完全に異なることに気付くであろう
。

この例では、丸断面の供給材料がストリップ又はシート
の形に押出された。

本質的ではないが、駆動されるホイール１と不動のシュ
ー３との間に形成された通路の形状および横断面をダイ
オリフイスの形状および配置に適合させることが望まし
い。

而して、通路の末端部分では、押出し製品を形成すべき
ダイオリフイスの形状および配置に対して、押出し圧力
まで今圧縮された材料の送りを調節するために横断面積
の変更をなすのが良い。

この例は第５図に示しである。この例では、通路は末端
に軸方向に間隔をへだてた２個のダイオリフイス１２お
よび１３を有する。

均一な横断面を有する通路の末端長さでは、先導のダイ
オリフイス１２で押出しがより早く進む傾向がある。

これは、領域１４に亘って通路の横断面積を漸次減少す
ることによって回避することができる。

通路面積のかかる漸次減少の構成は、押出しオリフィス
の長さが通路と同じ方向に配列されるようなストリップ
又はシートの押出しに対して同様に有利である。

しかしながら、別々のオリフィス、例えば、ワイヤ押出
し用オリフィスの場合には、第５図に点線で示したよう
に、別々のオリフィス間に通路の段々の減少を組み込む
ことが可能である。

成る材料、例えばアルミニウムの押出しに際しては、残
留金属がホイール又は１駆動される部材の溝の面に付着
性の層として出来る傾向がある。

積もらせてしまうと、この層は、運転が続くと、通路の
漸次の縮小を引き起すことになる。

この層の発生は又、衝合片６の変位を引き起すことにな
る。

更に、この層は、押出し圧力の結果緩だかく、又層がホ
イールで運はれるので酸化しやすい。

これは、通路の中へ導入されている新たな供給材料を汚
染する。

従って、このような場合には、スクレーパブレードのよ
うな掃除装置を設けるのが有利である。

第１図にはそのうちの１つが１５で示してあり、かかる
層を除去し且つ層の出来るのを阻止するためにホイール
の溝の壁に係合している。

スクレーパブレードはホイールの外周の任意都合の良い
場所に位置させることができる。

スクレーパブレードに対する変形例（図示せず）として
、回転するカッター円板、固定又は回転するブラシ、等
を採用しても良い。

先天的に付着しない材料（例えば、銅および鋼）テハ、
ダイスを通して押出されることなしに、衝合片６を通過
する材料はホイールの溝からフラッシュとして取除くこ
とができる。

溝に対するシュ一部材の嵌り合いは、フラッシュの形成
量を決定し、このような情況においては、通路の高い圧
力端をふさぐ衝合片の位置決めは、十分に考慮されなけ
ればならない。

実際には、シュ一部材は溝から引っ込められるべきであ
ることが必要であるばかりでなく、フラッシュの制御の
ために、シュ一部材、衝合片の両方の溝に対する微調節
をなすことができることが好ましい。

衝合片をシュ一部材に調節自在に設け、シュ一部材は、
それ自身は溝との作動関係に移動することができ又作動
関係から立ち去ることができるように設けられ、その動
きは、線形であっても良いし、或は円周溝の場合には、
衝合片から遠い方のシュ一部材の端のまわりに回動して
も良い。

第６図は、押出し装置の別の態様を示し、この態様では
、従動軸２２に回転自在に設けられたホイール２１を有
し、該ホイールは、長方形の横断面をもった連続の円周
溝２３を備えている。

シュ一部材２４はホイールの円周の一部に亘ってホイー
ルの縁に嵌っている。

シュ一部材と一体でも良いし或はこれに固着させても良
いインサート部材２５は溝２３の中へ突出し、その端は
オイール２１とシュ一部材２４との間に形成された通路
をふさぐ衝合部２６になっている。

押出しオリフィス又は複数のかかるオリフィスは衝合部
２６と関連させである。

第６図では、単一の押出しオリフィス２７が衝合部２６
に形成されている場合が示しである。

操作に当り、供給材料２８は溝２３の中へ連続的に送り
込まれ、そしてホイール２１の回転で、シュ一部材の下
の溝の中で前方にそして衝合部２６に向って運ばれる。

その結果、供給材料２８はダイオリフイス２７を通して
連続的に押出される。

ホイール２１の溝２３はシュ一部材２４およびインサー
ト部材２５と関連して供給材料を受は入れる通路を形成
する。

溝の側壁およびベースで構成された通路の壁は衝合部に
向って連続的に移動する。

インサート部材２５の下面で構成された通路の壁は不動
である。

移動する壁、即ち溝２３で構成された通路の壁は供給材
料２８を摩擦抵抗によって衝合部２６に向って運び、こ
の運動は、インサート部材２５の不動の下面での摩擦に
よって抵抗される。

明瞭にするために、第６図乃至第９図はどれも前に参照
した可変の横断面積および又は形状の特長を示していな
い。

第７図および第８図は、不動の部材の下面での摩擦を減
するための１つの構成を示している。

この構成では、シュ一部材２４の長さの初めの部分に亘
ってシュ一部材の下面にローラ組立体３０が配置される
。

ローラ組立体３０は複数個の調節可能なローラ３１から
なるのが良い。

シュ一部材の長さのこの初めの部分に亘って、シュ一部
材２４は主として供給材料２８を溝２３の中に維持する
のに役立つ。

供給材料が衝合部に向って移動すると、供給材料をダイ
オリフイス２７を通して押し出させるような圧力が出来
る。

通路の高い圧力端では、供給材料は通路を効果的に満し
固定および可動部イオの全表面域と接触する。

しかしながら、通路の初めの部分では、これは要求され
ず、供給材料の前進に抵抗するシュ一部材の下面におけ
る摩擦力はローラ組立体３０によって減ぜられる。

供給材料とともに移動することのできる他の形態の面、
例えば、移動ベルト（図示せず）を、通路の初めの部分
に亘ってシュ一部材２４の下面に位置させることができ
る。

変形例として或は加うるに、シュ一部材の下面における
摩擦力はシュ一部材に超音波振動を加えることによって
減少させることができる。

第７図では、参照番号３２を用いて、シュ一部材２４に
加えることのできる超音波振動源を表わしている。

供給材料２８の衝合部２６に向う前進運動の束縛は、通
路を通る供給材料の少くとも初めの移動部分に亘ってシ
ュ一部材の不動の下面と接触する供給材料の面積を減少
することによって減少させることができる０面積の減少
は予め形成された所要の横断面を有する供給材料を利用
することによって或は通路に入る前に供給材料を所要の
横断面に変形することのできる手段を採用することによ
って達成しうる。

第９図は通路の中に導入された予め形成されている供給
材料３５の例を示す。

供給材料は、ホイール２１の溝２３の中に嵌るような寸
法形状をなしているので、溝の側およびベースは、供給
材料の対応する側即ち面に接触する。

しかしながら、供給材料の上側には弧状面が形成しであ
るので、通路の初めの部分に亘って、供給材料の上側と
インサート部材２５の下面との間の接触面積を最少にま
で減する。

明らかに、供給材料の前進運動に対する束縛を減する同
じ効果を達成するのに他の面形体が可能である。

通常、供給材料は丸（円形）又は四角形（長方形）の横
断面のものである。

このような供給材料は、ホイールとシュ一部材との間の
通路に入る前に、供給材料の進路に配置された成形ロー
ルによって所望な横断面に変形させることができる。

成形ロールの成る可能な構成を第１０図に示す。

この構成では、４つのローラ４１ ４２ ４３４４の間
に円形断面を有する供給材料４０が通される。

ローラは矢印の方向に回転することができる。

ローラ４１には凹形円周溝４５が形成してあって、ロー
ラ組立体から出て来る供給材料の上面に凸形の輪郭を与
える。

残りのローラ４２，４３゜４４は各々出て来る供給材料
に平らな面を与える。

ローラは、出て来る供給材料が第９図に示すような方法
で通路に嵌るような所要の形状および横断面を有するよ
うに、互に関して位置決め且つ配列される。

明らかに、ローラの構成および数は、供給材料に与えら
れるべき形状による選択事項である。

供給材料を予め成形する成形ロールを採用する代りに、
予めの成形に引抜きダイスを使用しても良い。

第１０図に示す如き別構成の成形ロールを設ける代りに
、ホイールの溝およびこれと協働する溝付ローラを利用
して供給材料を予め成形することが可能である。

溝付ホイールは第１０図におけるローラ４２，４３，４
４の組立体と均等であり、第１０図のローラ４１のよう
な溝付ローラは、溝と協働して所要の方法で供給材料を
変形すべく配置される。

この態様でのローラ４１は、ホイール１を回転させるの
に採用されるものと同じ動力源から駆動させても良いし
或は別の動力源から駆動させても良い。

ローラ４１は、ホイールとシュ一部材との間の通路に対
する入口のすぐ下流に配置されるのが良く、或はローラ
４１はそれ自体、変化する横断面積および又は形状の通
路をもたらすように採用される。

第１１図は、別の構成の成形ローラを示す。

ローラ５０，５１．５２は、第１０図におけるローラ４
２，４３，４４に相当し、これらローラの方法で機能す
る。

２つの傾斜したローラ５３，５４は、供給部材５５がロ
ーラ組立体から出て来るときその上面が三角形の輪郭を
もつように供給材料５５を成形する。

これは再び、通路の長さの初めの部分に亘って供給材料
と不動の部材との間の接触量を減少する。

不動の部材の下面における摩擦は、該下面と供給材料の
接触面との間に潤滑剤を導入することによって減少させ
ることができる。

潤滑剤は、植物油又は鉱物油、例えば、モリブデンニ硫
化物、摩擦減少材料例えはステライトの被覆物若しくは
水の流れでさえも良い。

これら潤滑剤はシュ一部材の下面に加えるのが良い。

油又は水は又供給材料の而に加えるのが良い。

シュ一部材の下面は同じ目的で、高度にみがかれるのが
良い。

第６図を参照すると、矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは、潤滑剤の３つ
の可能な導入位置を指示している。

位置Ｘでは、潤滑剤は、開放端と衝合部との間の通路に
浴う領域で供給材料の上面に圧力のもとに噴射される。

都合良くは、位置Ｘは略、供給材料が通路の横断面を完
全に満し始めるような領域にある。

位置Ｙは通路に対する入口にある。

潤滑剤は供給材料の上面に加えられる。

位置Ｚでは、潤滑剤は供給材料が通路に入る前に、材料
の上面に加えられる。

潤滑剤は又、これが加えられる部分を冷却するのにも役
立つ。

各々の場合、潤滑剤が供給材料とホイールの溝の側との
間に入らないことが要求される。

というのは、これが摩擦抵抗の減少をもたらすからであ
る。

それ故に、潤滑剤を受は入れる供給材料の上面は、潤滑
剤がホイールの溝と接触している供給材料の他の面上へ
流れるのを阻止するようなものでなければならない。

かくして、供給材料は、平らな上面を有する四角形断面
のもの或は他の任意の断面のものが良い。

変形例として、供給材料の上面は、これに加えられた潤
滑剤をその側縁から立ち去らせるような形に形成される
のが良い。

例えば、供給材料の上面に浅い樋又は凹状のくぼみを形
成すべく供給材料を予め成形するのが良い。

余分の潤滑剤を受は入れる手段として役立つのに加えて
、かかる輪郭をもった上面は、不動の部材の面との接触
面積の減少をももたらす。

供給材料に加えられる前進抵抗を良くするために、上述
した摩擦減少手段に加えて或は変形例として、移動する
部材の通路面における摩擦を増す手段を設けても良い。

例えば、これは、可動部材の溝側壁およびベースを荒く
することによって達成しうる。

このような荒さは溝の側壁およびベースにトレッド模様
を形成するか或はこれらの而にローレット加工をし若し
くは粗粒吹付けをすることによって達成しうる。

更に、移動する面での摩擦抵抗は、これらの而に押出さ
れるべき材料と同じ材料の層を被覆することによって改
善しうる。

例えは、銅の供給材料では、可動部材の通路構成面に鋼
の被覆物を付着させるのが有利である。

本発明の一層の特長は、製品に特性を与えるパラメータ
の少くとも１つの実質的に連続的な監視に依存する押出
し工程の運転を制御することにある。

上程制御に関連する主なファクタは、・駆動速度と、使
用される場合には潤滑剤および又は冷却媒体の供給であ
る。

一例として、製品の所望な冶金的質は、多分後処理の予
備手段として、成る温度条件に従う必要があるかも知れ
ない。

この場合には、製品の温度は連続的に監視され、そして
、修正用のフィードバック信号として、供給材に加えら
れる予熱度合を含む工程側（財）用ファクタの１つ又は
それ以上に自動的に加えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による押出し装置の一態様の一部の概略
断面図、第２図は第１図のＡ Ａ７％”Ｊにおける断
面図、第３図は第１図のＢ−Ｂ線における断面図、第４
図はインサート部材および衝合部材の拡大斜視図、第５
図は本発明による押出し装置の別の態様の一部の概略図
、第６図は第１図の押出し装置と同様な図、第７図は供
給材料の前進移動に抵抗する摩擦力を減少させるための
装置の態様を示す第６図における装置の一部の概略図、
第８図は第７図の！■−■線における拡大断面図、第９
図は予め成形された供給材料を示す第８図と同様な図、
第１０図および第１１図は供給材料を所望な横断面に成
形するための成形ロールの例を示す図である。 １．２１・・・・・・ホイール、８．２４・・・・・・
シュー、５．２５・・・・・・インサート部材、６，２
６・・・・・・衝合部材、９，２８・・・・・・供給材
料。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 押出されるべき材料を受入れる通路を構成する可動
   部材および固定部材を有し、前記通路は入口端と押出し
   端とを有し、可動部材および固定部材は、摩擦抵抗効果
   によって供給材料に必要な押出し圧力を発生させるため
   、通路の長さ方向に、互いに相対的に移動することがで
   き、押し出し端で前記通路の中へ突出して、これをふさ
   ぐため、衝合部材を可動部材に対して固定し、通路の前
   記押出し端に少くとも１つのダイオリフイスを構成する
   装置を有する押出し装置において、供給材料の横断面積
   よりも大きい横断面積に押出すため、ダイス端部の通路
   の横断面積が、入口端の横断面積より大きく、供給材料
   の形状変形が、押出し前に、供給材料が通路に浴って通
   過する間に起こるように、通路の横断面積が通路の入口
   端から通路の押出しダイス端部までその長さ方向に清っ
   て変化していることを特徴とする材料の押出し成形装置
   。