JPS6361092B2 - - Google Patents

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JPS6361092B2
JPS6361092B2 JP59015299A JP1529984A JPS6361092B2 JP S6361092 B2 JPS6361092 B2 JP S6361092B2 JP 59015299 A JP59015299 A JP 59015299A JP 1529984 A JP1529984 A JP 1529984A JP S6361092 B2 JPS6361092 B2 JP S6361092B2
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flash
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tooth
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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。即ち、 (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溝を前記溝の壁
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。 そのような連続押出し装置の操作時に生じる1
つの問題は、前記溝の側壁と、その溝内へ放射方
向へ突出する前記シユー部材部分の共働する対向
面との間に、必要な作動クリアランスを備える間
隙を通つて前記通路の出口端近くに生じる金属の
望ましくない押出し(フラツシユと呼ばれてい
る)を満足かつ安全な方法でコントロールし、処
理する問題である。その押出しは、うまくコント
ロールされないと、非常に大きな横断面と強度を
有する金属の廃棄固まり部分を連続的に生じさせ
てしまう。そのような廃棄部分はコントロールと
処理が困難で、しかも幾分危険であることもわか
つている。更に、そのフラツシユを剪断刃やかね
のこで除去するためには、その装置を停止させね
ばならない。 分割車部材を使用すると、そのような廃棄部材
の好ましくない押出しは2個の車部材部分を押し
開かせるような力をかけ、そして、その好ましく
ない押出しが通過する前記間隙を広くし、このよ
うな間隙の拡がりは前記廃棄部分の厚みを増すこ
とになり、フラツシユの発生が適切にコントロー
ルされなければそのような拡がりは、前記車部材
及び/又は前記シユー部材を損傷させることにな
る。 更に、このクリアランス間隙に存在する廃棄押
出し金属により前記車部材に対して摩擦抗力が増
大するので、その車部材を駆動するトルクを増大
させる必要があり、更に、共働する車部材とシユ
ー部材との種々の部品の摩擦温度及び操作温度に
よつて生じる熱も付加される。 更に、前記廃棄部材は、そのサイズの点から、
又、それらを処理することが困難な点からみて、
装置の作動中にはそれらを安全に処理したり、除
去したりできないので、これらの部材を除去する
ためには、その装置を何度も停止させる必要があ
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出される廃棄部材
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。 そのような歯部材は前記溝の各側に複数個、備
える方が好ましく、その歯部材は車部材のまわり
に均等に間隔をおいて配置するのが好ましい。 前記溝の一側にある歯部材は前記溝の反対側に
配置された対応する歯部材の真反対に配置される
か、或いは、前記溝の一側にある歯部材を、その
溝の反対側に配置された対応する歯部材に対して
互い違いに配置することもできる。 前記歯部材は、前記車部材から放射方向へ突出
しており、前記車部材とシユー部材にある共働対
向面により、軸方向、又は横断方向へのびるよう
に閉じこめられた押出し廃棄部材を遮断するよう
になつている。 又、それぞれ前記車部材とシユー部材とにある
共働する対向面は、前記押出し廃棄部材を、前記
クリアランス間隙から前記車部材の回転軸に対し
て斜方向へのびるように閉じこめる。この場合、
各前記歯部材は、前記車部材に対して放射方向、
又は軸方向へ一線に並ぶ。 本発明の1つの面によれば、放射方向へ向つて
一部、前記溝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、それは、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
前記出口端へ向つて、少くとも前記当接部材の近
くの既定区域をこえて漸進的に減少するように形
造られ、その区域において、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、前記区域においては、
遊離分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、前記区域の上流で入口端
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材料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。 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。 本発明の更にもつ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、(i)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ばる引つばり装
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。即ち、 (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
された温度感知装置と、 (b) 押出し装置と処理装置との間を伸長するある
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グ信号を出す引つぱ
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グ信号
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ば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事
とで成る。 本発明の他の特徴及び効果は、次の説明文及び
その最後に示した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、それと相接して共働する。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。その弧耐摩耗部材44の
上流で、シユー部材の一体的入口部分46は弧状
通路48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16と、シユー部材24の前記中心部分3
0の内面56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42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
58はダイブロツク40に形成された対応孔60
と一線に並びそこを通つて、押出された金属製品
61(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
られた粉末供給材料は、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40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。その金属スラツジは、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
出しダイのオリフイスから押出すほど十分であつ
て、それによつて押出し産出製品とし、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
を構成するワイヤの小片で作られた色のさえた銅
線で成る。 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けられる。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12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
熱が最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、粉砕供給材料と共に、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20,2
2に取付けられる。これらの歯は車部材のまわり
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、あるいは他の方法で引き裂かれ
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し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成り、
そのダイを通つて前記押出し製品がはじめに処理
され、それから引つばりをかけて引き抜かれ、そ
こで所望の大きさ、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
レーター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ぱりプ
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小させる)
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電気信号116に応答する。この信号1
16は押出し装置100とサイズイングダイ10
4との間の位置でワイヤ102に接触するワイヤ
引つばりセンサー118から出たもであつて、前
記センサーは押出し装置100のアウトプツトの
所でワイヤの引つば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102が押出し装置10
0を離れる時、そのワイヤ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12
0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
張り)に比較される。コンパレーターの出力信号
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、ワイヤが押出し装
置を離れる時の特定温度での特定ワイヤに対する
降伏応力引つ張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(又は
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) 各歯の先行刃(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
接対向面との間に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か
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。 以上詳細に説明したように本発明は、回転する
車部材10の外周上の溝12の両側に突する歯状
のフラツシユ除去装置70を設けることにより、
フラツシユの除去に関して次に述べるような効果
を有する。 (a) フラツシユは取扱いに適した小片として効果
的に除去される。 (b) 歯状の除去装置70は、回転車部材の動く表
面に合わさるための特別の形状にする必要はな
い。 (c) 除去装置70は、一旦取付けた後は、定期的
に調整したり、といだりする保守作業は不要で
ある。 (d) 除去装置70を回転車部材10に取付けると
き、特別の注意を払う必要はない。(これに反
して特開昭52−54657号公報の場合はスクレー
パーの取付けに際して特別の注意が必要) (e) 除去装置70は頑丈な構造にすることができ
るので、フラツシユ除去上強度上の問題は全く
ない。 (f) 除去装置70は回転車部材10の上に取付け
られて回転するので、いかなる回転速度におい
ても効果的に機能する。回転数が増す程フラツ
シユの生成量は多くなるが、除去装置がフラツ
シユをもぎ取つて除去する頻度も多くなるの
で、除去が効果的に行われる。 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に固
めた供給材料の密度との比に等しくなるような値
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、押出し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
成された。 所望であれば、もう1つの実施例において、溝
12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
ロツク部分は、溝12の底部と平行(又は事実上
平行)に位置する表面を備えている。 前述のように表面40Aの前記形態から生じる
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62、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、そのような付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ま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一時
的に隣接して位置する車部材の一部により吸収さ
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(車部材との回転と熱の
伝導の両方により)、その冷却区域において、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、温熱押
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
気にあずかる。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接隣接して備えら
れる非常に小さくて閉鎖した冷却表面と直接対象
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却区域へ運
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のその銅バンドへ
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、放射方向の横断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づいていた。従つて、
銅バンドの放射方向の横断面積“A”は前記溝1
2の底部における銅の前記放射方向の厚み“T”
と共に非線型状に変化する。
The present invention particularly relates to an apparatus for continuously extruding metal from a powdered or solid feed material, the apparatus comprising: That is, (a) a rotary wheel member arranged to be rotated by a drive device during operation, and a continuous peripheral groove formed in the circumferential direction of the rotary wheel member; and (b) said wheel member. a cooperating shoe member extending circumferentially around a portion of the periphery of the groove, the shoe member having a portion projecting radially into the groove with a small operating clearance from the sidewalls of the groove; (c) said shoe member portion forming with said groove walls a closed groove extending circumferentially of said wheel member; a feedstock injection device for causing flow into the wheel member thereby, upon rotation of said 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; 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. 1 generated during the operation of such continuous extrusion equipment.
One problem is that the passageway is provided near the outlet end of the passageway through a gap with the necessary working clearance between the side walls of the groove and the cooperating opposing surfaces of the shoe member portions projecting radially into the groove. It is a problem to control and deal with the undesired extrusion of metal (called flash) that occurs in a satisfactory and safe manner. If the extrusion is not well controlled, it will continuously produce waste chunks of metal with very large cross-sections and strengths. Such waste parts are difficult to control and dispose of, and have also proven to be somewhat dangerous. Additionally, the equipment must be stopped in order to remove the flash with a shear blade or saw. When using a split wheel member, such undesired extrusion of the waste member exerts a force that forces the two wheel member parts apart and widens the gap through which the undesired extrusion passes, thus preventing such undesired extrusion. Any widening of the gap will increase the thickness of the waste portion, and such widening will damage the vehicle component and/or the shoe component unless the occurrence of flashing is properly controlled. Furthermore, the scrap extruded metal present in this clearance gap increases the frictional force against the car member, so it is necessary to increase the torque that drives the car member, and furthermore, the friction between the car member and the shoe member that work together increases. Heat generated by the frictional and operating temperatures of the various parts of the machine is also added. Furthermore, in view of the size of the discarded member,
Also, in view of the difficulty in processing them,
Removal of these components requires frequent shutdowns of the device, as they cannot be safely handled or removed while the device is in operation. 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. positioned and arranged to block waste material being pushed through the clearance gap on an adjacent side of the groove when
Interception of such a waste member by the tooth member causes a portion of the waste member to break from the device. Preferably, a plurality of such teeth are provided on each side of the groove, and the teeth are preferably evenly spaced around the wheel member. A tooth member on one side of the groove may be placed directly opposite a corresponding tooth member located on the opposite side of the groove, or a tooth member on one side of the groove may be placed directly opposite a corresponding tooth member located on the opposite side of the groove. The arrangement can also be staggered with respect to corresponding tooth members arranged in the. The tooth member projects radially from the wheel member and is adapted to intercept extruded waste members extending axially or transversely by cooperating opposing surfaces on the wheel member and the shoe member. It's getting old. Also, cooperating opposing surfaces on the wheel member and the shoe member, respectively, confine the extruded waste member so as to extend from the clearance gap in an oblique direction relative to the axis of rotation of the wheel member. in this case,
Each of the tooth members is arranged in a radial direction with respect to the wheel member;
Or aligned in the axial direction. According to one aspect of the invention, the shoe member portion extending radially partially into the groove:
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) decreasing towards the outlet end of the passageway; Both are shaped to gradually decrease beyond a predetermined area near the abutment member, in which area the feed material is completely compacted and without any voids. With such a device, in said area:
When a free molecular or powdered feed material is fed into the passageway, the metal flow pattern is very similar to that of a solid feed material. Preferably, the shoe member portion comprises an insert adjacent to the abutment member and removably attached to the shoe member, which extends from the abutment member in a direction opposite to the direction of rotation of the wheel member. extending circumferentially toward said die member and having a surface facing the bottom of said groove, said surface preferably having a radial depth relative to said passageway, said surface having a progressively decreasing depth; Shaped. 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 and the radial cross-sectional area of the passageway at the inlet end upstream of the area is such that the area at the inlet end is said angle is substantially equal to the ratio of the apparent density of the feed material entering the feed material and the density of the fully consolidated feed material located in the vicinity of said abutment member. 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. According to another aspect of the invention, in a continuous extrusion device of the above-mentioned type, the jet of cooling fluid is ejected from the nozzle directly from a downstream position of the abutment member towards the abutment tip. (i.e. on the side away from the slug of compressed metal located upstream thereof, i.e. against the front surface). This jet is thus directed to the part of the abutment member where most of the frictional heat occurs, so that the cooling fluid flows directly to the part of the abutment member which reaches the highest operating temperature. For such a device, it is not necessary to provide the abutment member with internal cooling passages, so that the ability to withstand strong mechanical loads on the abutment member 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 a further aspect of the invention, the continuous extrusion system has: (i) a continuous extrusion device for producing a continuous metal extrusion product; and (i) receiving the extrusion product exiting the extrusion device as it exits the extrusion device;
an extruded product processing device for processing it to alter one or several of its predetermined properties; (iii) a control system; (iii) a control system; , its control system has: (a) a temperature sensing device arranged to sense the temperature of the extruded product as it leaves the continuous extrusion apparatus and to provide a temperature reference signal in accordance with the sensed temperature of the extruded product; and (b) a traction device that senses traction on a length of extruded product extending between the extrusion device and the processing device and provides a traction feedback signal due to the sensed traction on that length of extrusion product; a sensing device; (c) a control device for controlling said pulling device, said control device being responsive to said temperature reference signal and said pulling feed bag signal, said length of extruded product being controlled by said extruding device; being arranged to automatically control said tensioning device in such a manner that, at a sensed temperature upon leaving said extruded product, a predetermined safety value below a yield stress tension of said extruded product is not exceeded; Become. Other features and advantages of the invention will be apparent from the following description and from the appended 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 rotating wheel member 10 supported in bearings (not shown) which, in operation, rotates at zero revolutions per minute. It is coupled via a gearing (not shown) to an electric drive motor (not shown) to be driven at a selected speed of ~20 (although higher speeds are possible). 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.
formed by. A fixed shoe member 24, supported by a lower pivot pin 26, extends around approximately one quarter of the circumference of the car 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 projecting portion 30 which leaves a small axial transverse clearance gap 32, 34 on each side of the vehicle member. 10 grooves 1
Part of it 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 an abutment support 38 upstream of the abutment member. It consists of a die block 40 (having an extrusion die 42) and an arcuate wear member 44 upstream of said die block. Upstream of its arcuate wear member 44 , an integral inlet portion 46 of the shoe member completes an arcuate passageway 48 that extends from a vertical feedstock inlet passageway 50 located below a feedstock hopper 52 . It passes around the rotating wheel member and extends downstream to the front face 54 of the abutment member 36 . A radial cross-section of the passageway is shown in FIG.
and the central portion 3 of the shoe member 24.
0 inner surface 56. The abutment member 36, die block 40, die 42, and arc member 44 are all made of a suitable hard, wear-resistant metal, such as high speed tool steel. The shoe member includes an exit hole 58 which is connected to a corresponding hole 60 formed in the die block 40.
Aligned with and through which the extruded metal product 61 (eg, round wire) emerges from the orifice of the die 42. As the wheel member 10 rotates, the powder feed material fed from the hopper 52 through the inflow passage 50 to the inlet end of the arcuate passage 48 flows along the length of the arcuate passage 48, as shown in FIG. It is then carried counterclockwise by the moving groove surface of the rotating member and is agglomerated and consolidated to form a void-free solid metal sludge in the lower portion of the passage near the die block 40. In the 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 extrusion die, thereby forming an extruded product which exits through holes 58, 60 in the show 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 such that when cooling water is sent to the water pipe, it directs the jet directly to the downstream part of the abutment member located in and abutting the groove 12 of the rotary wheel member 10. Thus, the tip of the free end of the abutment member (where the most 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. Ru. 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 residual heat 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, cooling of the apparatus can be enhanced by providing a cooling water sprinkler 65 above the hopper 52 to deliver some cooling water to the arcuate passageway 48 along with the grinding feed material. In FIG. 2, the solidified metal sludge in the extrusion area near die block 40 is shown at 66.
is shown. 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 elongated materials from becoming too large and difficult to handle and manage, a plurality of horizontal teeth 70 are provided.
Expansion walls 20, 2 forming the mouth portion 18 of the groove 12
Attached to 2. The teeth are evenly spaced around the wheel member, with teeth on one wall facing a corresponding tooth 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 do not need to be sharp, and the car member 10 has
Attached by any suitable method, for example by welding. 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 the 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 (as in FIG. 2) is interrupted by teeth projecting radially from the surface of wheel member 10. For various reasons that will become clear later,
It is desirable and 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. Additionally, it is desirable and effective to process the still warm extruded product from a continuous extrusion process. Such processing equipment may, for example, be configured to provide an extruded product with a superior or different surface finish (e.g., pultrusion finish) and/or a more uniform outside diameter or gauge. 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 consist of a simple drawing die;
The extruded product is first processed through the die and then drawn under tension to produce the finished product having the desired size, desired tolerance, and/or desired quality. There is. When such processing equipment is used to process extruded products, the continuous extrusion die 42 of the continuous extrusion equipment may be used for extended periods of time before wear during use causes the die hole to enlarge excessively and become unusable. , can be used. 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. Here, one example of a continuous extrusion system having a continuous extrusion device and an extruded product processing device is shown in the fifth section.
This will be explained in conjunction with the figure. 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, with the output copper wire produced by the apparatus being designated by the reference numeral 102, which copper wire 102 is fed through an accumulator 108 to a coiler 110. , the sizing die 104 by a pulling pulley device 106 passing around it many times.
(decrease that gauge to the desired smaller value)
is pulled through. The pulley device 106 is an electric torque motor 11
The power of the motor is applied and controlled by a control device 114. The control device 114 first responds to (a) a first electrical signal 116; This signal 1
16 is an extrusion device 100 and a sizing die 10
4 from a wire tension sensor 118 that contacts wire 102 at a location between Issue as the first signal. Furthermore, the control device 114 is configured such that the wire 102 is connected to the extrusion device 10.
a second electrical signal 12 from a temperature sensor 122 that measures the temperature of the wire 102 when leaving the
Also responds to 0. The control device 114 has a function generator 124, which generator
(temperature) signal 120 to its output circuit.
A third electrical signal is issued. This third electrical signal represents the yield stress/tension 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). The output 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 the particular wire at the particular temperature when the wire leaves the extruder 100. will be supported to a sufficient degree. 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 (or even cooling gas). Even a jet of suitable liquefied gas can be used. Regarding the flash removal tooth 70 shown in the above description, please note the following. (a) the leading edge (i.e. the cutting edge or breaking edge) of each tooth;
The sharpness of 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 greater than 1 to 2 mm, depending on the particular design of the device. do not have. (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. As explained in detail above, the present invention provides tooth-shaped flash removal devices 70 that protrude on both sides of the groove 12 on the outer periphery of the rotating wheel member 10.
It has the following effects regarding the removal of flash. (a) The debris is effectively removed into small pieces suitable for handling. (b) The toothed removal device 70 need not be specially shaped to mate with the moving surface of the rotating wheel member. (c) Once installed, the removal device 70 does not require periodic adjustment or maintenance work. (d) No special precautions need to be taken when attaching the removal device 70 to the rotary wheel member 10. (On the other hand, in the case of JP-A No. 52-54657, special care is required when installing the scraper.) (e) Since the removal device 70 can be made of a sturdy structure, there are no problems with the strength of the removal device 70. Not at all. (f) Since the removal device 70 is mounted on and rotates on the rotating wheel member 10, it functions effectively at any rotational speed. As the rotational speed increases, the amount of flash generated increases, but the removal device picks up and removes the flash more frequently, so that removal is performed effectively. When this equipment delivers an acceptable output extrudate from loose particles or ground feedstock,
The delivery capability is such that the radial depth (i.e., height) of the arcuate passageway 48 is increased in the pressure accumulation area located immediately in front (i.e., upstream) of the front surface 54 of the abutment member 36, e.g. in the manner shown in the drawings. This is significantly enhanced by the relatively rapid retraction of the wheel member 10 in the direction of rotation in a preferred manner. The removable dive block 40 is disposed circumferentially 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, the surface 40A is planar and slopes at a suitably small angle to a position tangential to the bottom of the groove 12 at the point of contact with the front surface 54 of the abutment member 36. The angle ideally depends on (a) the area of the abutment member 36 that contacts the feed metal material under the extrusion pressure, and (b) the radial cross-sectional area of the passageway 48 at the inlet end of said zone (i.e., the area of the die block 40). (radial cross-sectional area near the upstream end) of (i) the apparent density of the feed material entering the area at the inlet end; and (ii)
Preferably, the value is set equal to the ratio of the density of the fully consolidated feed material located near the front surface 54 of the abutment member 36. 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 at the inlet end of the area (i.e. the upstream end of the die block) is such that the angle of inclination of the plane of the die block
The cross-sectional area in the radial direction is half of the cross-sectional area in the radial direction. If desired, in another embodiment, the surface of the die block facing the bottom of the groove 12 over most of its circumferential length extending from said upstream end of the die block may be sloped in the manner described above, to The portion of the die block located immediately adjacent to the front face 54 of the contact member has a surface located parallel (or substantially parallel) to the bottom of the groove 12. As previously discussed, the deeper penetration of the die block 40 into the groove 12 also results from the configuration of the surface 40A.
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, the die block is in the groove 12.
(a) reduces the extra work on the feed material, (b) reduces the amount of flash formation, and (c) reduces the bending moment exerted on the abutment member by the pressurized metal. 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 member 10 is driven by an electric drive motor at speeds within the aforementioned range, and other similarly operated continuous extrusion machines use hydraulic drives and operate at appropriate operating speeds. Sprinkler 62, hopper 52 and passage 5
Another method of directing further chilled water into the passageway 48 through the passageway 48 is to provide such additional cooling water until the passageway is filled with particulate feed material, but the particulate feed material is still sufficiently solidified. (e.g., show member 24
(through a passage 67 formed in). It is believed that the highly effective cooling effect according to the present invention arises mostly from the following facts. That is, the heat absorbed by the part of the car 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. In its cooling zone, due to the abundant supply of cooling fluid, it flows to a relatively large area of the wheel component through said cooling zone, and in the thermal extrusion zone. Most of the heat absorbed by the car components is absorbed therefrom. In this cooling zone, the movement of the vehicle component is less restricted and a relatively large portion of the vehicle component is exposed to the cool air. 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) bounding the extrusion area. As previously mentioned, the cooling surfaces provided on these parts must be dimensioned to exacting dimensions due to the need to preserve the mechanical strength of these parts and ensure that they can safely withstand the extrusion pressures applied to them. limited to. The transfer phenomenon in which the heat absorbed by the car parts is transferred to the cooling zone can be achieved by introducing into the car parts a metal with good thermal conductivity and a good specific heat (per unit volume). It is greatly enhanced. However, since the car component is made of a physically strong metal (eg 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 transport heat to the cooling zone, it is to closely introduce into the vehicle component an annular band of metal, such as a copper band, with good heat absorption and transfer properties. . Such a thermally conductive band is conveniently constituted by an annular band attached around the periphery of said shoe member, preferably at least in part in order to provide said passage 48 (in the shoe member). The vehicle member is configured to have a 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 annular band being made of the same metal as the extruded product of said abutment member, The two bands in contact with the part 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: i.e. 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, and 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 member is 233 mm, the rotational speed is 10 revolutions per minute, and the thermally conductive band has a U-shaped radial cross section, the wheel member transfers heat from the extrusion zone to the cooling zone. Carrying rate “R”
changes with a change in the radial depth of penetration into that copper band of said abutment member 36 cooperating with the wheel member, i.e. its width, by its rotation alone, in the manner described below. That is, it has been calculated that the thickness changes with the change in the radial thickness "T" of the copper band at the bottom of the peripheral groove 12. These calculations were based on the copper band having, in radial cross-section, an interface with an approximately circular shape with the adjacent part of the car part (tool steel). Therefore,
The radial cross-sectional area "A" of the copper band is defined by the groove 1.
The radial thickness “T” of copper at the bottom of 2
It changes non-linearly with

【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及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メートルの噴流速度を与え
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
導伝バンドと、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
却区域に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
との測定割合は、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その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図に点線の形で便宜上、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7
6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、すぐれた熱伝導関係
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] In one practical device with such a wheel member and a radial thickness T of 2 mm of the copper band at the bottom of the groove 12, operating at a speed of the wheel member of 150 meters per minute. When extruding a copper wire with a diameter of 1.4 mm at a speed of imparts a jet velocity of approximately 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 occurring through the conductive band, the adjacent car part and the abutment member, induced by the temperature gradient existing between the extrusion zone and the cooling zone. indicates that heat reaches the cooling zone at a rate of . The measured rate of heat extraction by the cooling water flowing through the cooling zone was found to be approximately 1.9KW achieved by flowing the cooling water through internal cooling passages formed in the abutment member in a conventional manner. very favorably compares to the maximum heat extraction rate of . 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 that 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 indicated at 74 in FIG. 10 and is shown for convenience in dashed line form in FIG. (Note that FIG. 2 also shows a cross-sectional view taken through the section indicated by the - line in FIG. 10, where the copper band 74 is shown as a solid line). The copper band has a U-shaped radial cross section, as can be seen at 74 in FIG. 2, the band backing the rounded bottom 16 of the circumferential groove 12; It extended halfway down the parallel side walls. 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 7
6 is adapted to be driven by the side member. 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 inner annular portion 88 of which, viewed in the radial direction, has excellent heat-conducting properties. and is surrounded in good thermal conductivity by a radially outer annular portion 90 of the same metal as that to be extruded by the machine. The circumferential groove is completely machined inside the radially outer part 90 of the band by means of an abutment. As mentioned above, the metals extruded by extrusion machines 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作動部分の中央垂直横
断面図であり、その断面は第2図に−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、40,42……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. Fig. 2 is a cross-sectional view taken along the cross-section indicated by the - line in Fig. 1, and Figs. 3 and 4 are sectional views similar to the drawing in Fig. 2, showing two modified examples of the drawing in Fig. 2. shows. FIG. 5 is a schematic block diagram of a system using the devices shown in FIGS. 1 and 2.
FIG. 6 is a graph showing the change in heat extraction rate with respect to the change in cold water flow rate ratio obtained from a test conducted on one device according to the present invention. 7 to 9 are similar views 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 Member, 40, 42... Die member, 48... Surrounding passage, 50, 52... Feed material inlet device, 60, 58... Outlet hole, 68...
Waste material, ie, 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
働シユー部材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、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内を磨擦状態で選ば
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40,42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から排出される事と、 (f) 前記車部材10に、それと共に回転するよう
に取付けられるフラツシユ除去装置70と、そ
の除去装置70は前記溝12の前記側壁14
と、前記溝内へ放射方向へ突出する前記シユー
部材部分30の共働面との間に前記小さな作動
クリアランスを備える2個の間隙32,34の
1方又は両方を通つて連続的に挿出される(そ
の装置の操作時)、廃棄材料68(以降、フラ
ツシユと呼ぶ)部分を定期的に遮断してそれを
強制的に除去するようになつている事とで成り
たち、粒子状、又は粉末状、又は固形状の供給
材料から金属を連続的に押出す装置。 2 前記フラツシユ除去装置70は前記溝の各側
に、少くとも1個の歯部材70を有し、その歯部
材は、前記車部材10の回転時、フラツシユが前
記間隙から既定の距離だけ伸長するようにのびる
時、前記溝の隣接側で、前記間隙32,34を通
つて押出されるフラツシユ68を遮断するように
配置され、前記歯部材による前記フラツシユの遮
断は、前記フラツシユの前記部分を除去するため
に行われる事を特徴とし、特許請求の範囲第1項
記載の装置。 3 前記フラツシユ除去装置70は、前記溝の各
側に、前記車部材10のまわりに均等に間隙をお
いて配置された複数個のそのような歯部材70を
有する事を特徴とし、特許請求の範囲第2項記載
の装置。 4 前記溝12の一側に位置する前記歯部材70
は前記溝の反対側に位置する対応歯部材70に対
して周囲方向へ互い違いに配置されることを特徴
とし、特許請求の範囲第2項又は第3項記載の装
置。 5 前記各歯部材70は前記車部材10からほぼ
放射方向へ突出し、それによつて、前記車部材1
0の回転軸に対して斜め方向、或いは平行方向へ
関連間隙32,34を通つて押出されるフラツシ
ユ68を遮断する事を特徴とし、特許請求の範囲
第2〜4項のいづれの1項かに従つた装置。 6 前記各歯部材70は前記車部材10からほぼ
軸方向へ突出し、それによつて、前記車部材10
の回転軸に対して斜め方向へ、関連間隙32,3
4を通つて押出されるフラツシユ68を遮断する
ことを特徴とし、特許請求の範囲第2〜4項のい
づれの1項かに従つた装置。 7 前記各歯部材70は前記フラツシユ68の部
分を切断するように配置された切断工具として構
成される事を特徴とし、特許請求の範囲第2〜6
項のいづれの1項かに従つた装置。
[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 common member having a portion 30 extending circumferentially around a portion of the circumference of said wheel member and projecting only partially radially into said groove with a small working clearance 32, 34 from the side walls 14 of said groove; a working shoe member 24 and said shoe member portions together with said channel walls forming a closed passageway 48 extending radially with respect to said shoe member; (c) a feed material inflow device 50,52; A device is located at the inlet end of the passageway 48 to allow feed materials to flow into the passageway at the inlet, so that when the wheel member rotates, those feedstocks flow into the passageway. (d) being supported by the shoe member and projecting radially into the passageway 48 at its outlet end; effectively closing said passageway at its outlet end, thereby preventing the passage of the selected feed material abrasively within said groove 12 by said wheel member, thus applying extrusion pressure to said passageway at the location of said outlet end. (e) a die orifice 42 supported by the show member and opening from the passage 48 at the outflow end;
die members 40, 42 having die members 40, 42, and the feed material conveyed in said groove 12 and frictionally compressed by rotation thereof when said wheel member 10 is driven is compressed through said openings and continuously (f) a flash removal device 70 mounted to the wheel component 10 for rotation therewith; the side wall 14 of the groove 12;
and a cooperating surface of the shoe member portion 30 projecting radially into the groove through one or both of the two gaps 32, 34 with said small working clearance. (during operation of the device), the waste material 68 (hereinafter referred to as the flash) is periodically interrupted and forcibly removed, resulting in a particulate or powdered material. Equipment for continuously extruding metal from a solid or solid feed material. 2. The flash removal device 70 has at least one tooth member 70 on each side of the groove, the tooth member being such that the flash extends a predetermined distance from the gap when the wheel member 10 rotates. When extended, the adjacent side of the groove is arranged to block the flash 68 being forced through the gaps 32, 34, and blocking of the flash by the tooth member removes the portion of the flash. An apparatus according to claim 1, characterized in that it is carried out for the purpose of: 3. The flash removal device 70 is characterized in that it has a plurality of such tooth members 70 on each side of the groove, evenly spaced around the wheel member 10, as claimed in the claims. The device according to scope 2. 4 the tooth member 70 located on one side of the groove 12;
A device according to claim 2 or 3, characterized in that the teeth are staggered in the circumferential direction with respect to corresponding tooth members 70 located on opposite sides of the groove. 5. Each tooth member 70 projects substantially radially from the wheel member 10, thereby causing the wheel member 1
It is characterized by blocking the flash 68 that is pushed out through the related gaps 32 and 34 in a diagonal direction or in a parallel direction to the rotation axis of 0, and according to any one of claims 2 to 4. equipment according to. 6. Each tooth member 70 projects substantially axially from the wheel member 10, thereby causing the wheel member 10 to
in a direction oblique to the axis of rotation of the associated gap 32,3
Device according to any one of claims 2 to 4, characterized in that the flash 68 extruded through the device is blocked. 7. Each of the tooth members 70 is configured as a cutting tool arranged to cut a portion of the flash 68.
Apparatus according to any one of the subclauses.
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