KR20170094314A

KR20170094314A - 압출 프레스의 전단 장치

Info

Publication number: KR20170094314A
Application number: KR1020177018743A
Authority: KR
Inventors: 다케하루 야마모토; 마사히로 도키
Original assignee: 우베 고산 기카이 가부시키가이샤
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2017-08-17
Also published as: CN107107215A; JPWO2016117146A1; US20180001365A1; WO2016117146A1

Abstract

본 발명은 디스카드(8)를 절단하는 압출 프레스의 전단 장치로서, 제1 구동 장치(21)와, 제1 구동 장치가 일으키는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 변환 수단(23, 24)과, 변환 수단에 의해 직선 이동되는 전단 슬라이드 구동 프레임으로서, 전단날(7)이 고정된 전단 슬라이드(18)에 연결된 것인 전단 슬라이드 구동 프레임(26)과, 전단 슬라이드 구동 프레임에 링크 부품(25)을 통해 연결된 슬라이드 부품(31)과, 슬라이드 부품을 직선 이동시킴으로써 전단 슬라이드 구동 프레임을 직선 이동시키는 제2 구동 장치(33, 51)를 구비하고, 제1 구동 장치(21) 및 제2 구동 장치(33, 51)가 회전 운동을 직선 운동에 변환하는 변환 수단에 병렬로 배치되는 것인 압출 프레스의 전단 장치를 제공한다.

Description

압출 프레스의 전단 장치{SHEARING DEVICE FOR EXTRUSION PRESS}

본 발명은 알루미늄 합금 등의 금속 압출 성형용의 압출 프레스에 있어서, 압출 성형 후에 콘테이너를 다이스로부터 이격시켜 빌릿의 잔부인 디스카드를 다이스의 전면에서 절단하여 압출 제품부로부터 분리하는 압출 프레스의 전단 장치에 관한 것이다.

종래의 압출 프레스의 전단 장치에서는, 다이스를 유지하고 있는 엔드 플래튼의 상부의 콘테이너측에 마련한 프레임에, 디스카드 절단용의 전단 실린더가 하방을 향하여 부착되어 있어, 전단 실린더의 피스톤 로드 하단부에 전단 슬라이드를 통해 전단날이 마련된 구성으로 되어 있다.

종래의 압출 프레스에서는, 전동식의 전단 장치는 구동 장치에 긴 1개의 볼나사가 사용되고 있고, 또한 볼나사를 구동시키는 모터는 볼나사의 상측에 배치되어 있었다. 이 때문에 전단 장치 전체의 높이가 높아져, 건물의 높이 등을 높게 할 필요가 있었다. 또한 구동 장치가 유압 실린더의 압출 프레스에서는 전단날을 갖는 전단 슬라이드와 전단 가이드와 전단 프레임 위에 유압 실린더가 더 부착되어 있어, 실린더 로드의 길이를 포함하면 상당한 높이로 되어 있었다.

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2013-244509호 공보

종래형의 압출 프레스에서는 이하와 같은 과제가 있었다.

종래형의 압출 프레스에서는, 전동식의 전단 장치는 구동 수단에 긴 1개의 볼나사가 사용되고 있고, 또한 볼나사를 구동시키는 모터는 볼나사의 상측에 배치되어 있었다.

또한 구동 장치에 유압 실린더를 사용하고 있었기 때문에, 전단 장치 전체의 높이가 높아져, 건물의 높이 등을 높게 할 필요가 있었다.

본 발명에 따라, 디스카드를 절단하는 압출 프레스의 전단 장치로서, 제1 구동 장치와, 상기 제1 구동 장치가 일으키는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 변환 수단과, 상기 변환 수단에 의해 직선 이동되는 전단 슬라이드 구동 프레임으로서, 전단날이 고정된 전단 슬라이드에 연결된 전단 슬라이드 구동 프레임과, 상기 전단 슬라이드 구동 프레임에 링크 부품을 통해 연결된 슬라이드 부품과, 상기 슬라이드 부품을 직선 이동시킴으로써 상기 전단 슬라이드 구동 프레임을 직선 이동시키는 제2 구동 장치를 구비하고, 상기 제1 구동 장치 및 상기 제2 구동 장치가 상기 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 변환 수단에 병렬로 배치되는 것인 압출 프레스의 전단 장치가 제공된다.

본 발명에서는, 상기 제2 구동 장치가 모터로 구성되며, 상기 압출 프레스의 전단 장치가 상기 모터가 일으키는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 제2 변환 수단을 구비하여도 좋다.

본 발명에서는, 상기 제2 구동 장치가 유압 실린더로 구성되어도 좋다.

본 발명에서는, 디스카드 절단 전의 상기 전단 슬라이드의 하강 운동을 야기하는 동력이 상기 제1 구동 장치에 의해 생성되고, 상기 전단날로 디스카드를 절단하는 상기 전단 슬라이드의 하강 운동을 야기하는 동력의 대부분이 상기 제2 구동 장치에 의해 생성되며, 상기 전단날로 디스카드를 절단한 후의 전단 슬라이드의 상승 운동을 야기하는 동력이 상기 제1 및 제2 구동 장치에 의해 생성되어도 좋다.

본 발명에서, 상기 유압 실린더는 불연성의 작동유에 의해 작동되어도 좋다.

종래의 전단 장치와 비교하여 전단날의 행정은 동일하지만, 구동 장치를 제1과 제2의 2개로 나눈 것과, 구동 장치를 가로로 둔 것에 의해 장치의 높이를 대폭 낮게 할 수 있기 때문에, 건물을 낮게 할 수 있다.

도 1a는 본 발명의 제1 실시형태의 전단 장치의 정면도이다.
도 1b는 도 1a에 나타내는 전단 장치의 측면도이다.
도 1c는 도 1a에 나타내는 전단 장치의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태의 전단 장치의 동작도를 정면도로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시형태의 전단 장치의 동작도를 정면도로 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 전단 장치의 실시형태를, 도면을 참조하면서 이하 상세하게 설명한다.

도 1a, 도 1b, 도 1c, 도 2 및 도 3에 따라, 본 발명의 실시형태를 설명한다. 도 1a, 도 1b, 도 1c에 있어서, 도면부호 11은 엔드 플래튼, 12는 다이 스택, 13는 다이브 로크, 14는 다이브 로크(13)의 배면과 직각인 수평 방향으로의 이동을 가이드하는 가이드 부재, 15는 다이 스택(12)으로부터의 압박력을 받는 엔드 플래튼 내의 프레셔 링이다. 프레셔 링(15)과 엔드 플래튼(11)의 중심부에는, 다이 스택(12)으로부터 압출되는 제품이 통과하는 구멍이 마련되어 있다. 또한, 다이 스택(12)은 도시하지 않는 복수의 부품으로 구성되어 있다.

다이 스택(12)을 전면측에 유지하고 있는 엔드 플래튼(11)의 상부 콘테이너측에는 전단 프레임(27)을 부착하고, 전단 프레임(27)의 일부에는 축(19)에 의해, 전단 가이드(9)에 내장된 전단 슬라이드(18)를, 압출 및 반압출 방향으로 회전 가능하게 부착하였다. 도면부호 7은 디스카드를 절단하는 전단날이며, 도면부호 18은 전단 슬라이드이다. 전단날(7)은 전단 슬라이드(18)에 부착되고, 전단날(7)과 전단 슬라이드(18) 사이에는, 다이 스택(12)의 절단면과 전단날(7)의 간극을 조정하는 도시 생략된 심(shim)이 있다. 또한, 도면부호 10은 빌릿을 삽입하는 콘테이너이다.

다이 스택(12)은 다이브 로크(13)에 들어가고, 다이 스택(12) 및 다이브 로크(13)에 의해 구성되는 다이 카세트를 플래튼 방향으로 압착함으로써, 프레셔 링(15)과 호스슈(17)로 수평 방향의 이동이 규제된다. 상기 기구로서는, 도시 생략된 수평 방향 아암을 통해 다이 스택 수평 고정용 실린더로 다이 스택(12)을 엔드 플래튼(11)에 고정한다.

또한, 동시에 도시 생략된 수직 다이 클램프의 압착에 의해 다이 스택(12)을 수직 방향으로도 고정할 수 있다. 수직 다이 클램프는 다이 스택 수직 고정용 실린더에 의해 동작한다.

도 1a 및 도 1b에 나타내는 바와 같이, 전단 가이드(9)의 하단의 다이 스택측의 면은, 도시 생략된 전단 슬라이드의 요동 실린더에 의해 호스슈(17)의 콘테이너측 단부면을 압박한다.

이 고정에 의해, 호스슈(17)와 다이 스택(12)의 전단면측의 상대 위치는 항상 일정하게 할 수 있으며, 압출 후의 디스카드 절단 중에도 이 수평 방향의 압착과 수직 방향의 압착에 의해 다이 스택(12)은 움직이는 일없이 항상 동일한 위치를 유지할 수 있다.

전단 슬라이드(18)는 전단 가이드(9) 안에 들어가 있고, 도시 생략된 핀을 지지점으로 하여 도시 생략된 전단 슬라이드 요동 실린더가 요동함으로써 전단 가이드(9)는 핀을 중심으로 하여 요동하여, 모터가 구동됨으로써 전단 슬라이드(18)는 전단 가이드(9)의 내부를 상하로 슬라이딩하게 된다.

이에 의해 전단날(7)은 다이 스택(12)과의 거리를 적정하게 취할 수 있는 것이다.

제1 실시형태에 대해 도 1a, 도 1b, 도 1c 및 도 2를 사용하여 더 설명한다.

먼저 제1에서 본 발명의 전단 장치의 전단날(7)의 행정은, 도 2로부터 알 수 있는 바와 같이, 전단 슬라이드(18)에 부착된 전단날(7)이 디스카드에 접촉할 때까지 하강하는 제1 행정(도 2에서는 부호 A의 범위)과, 디스카드를 절단하는 제2 행정(도 2에서는 부호 B의 범위)의 2개의 행정을 포함하고 있다. 제1 행정에서는 제1 구동 장치가 작동하고, 제2 행정에서는 제1과 제2 구동 장치가 동시에 작동하는 구성으로 되어 있다. 본 실시형태에서는, 제1 구동 장치는 제1 모터(21)로 구성되고, 제2 구동 장치는 제2 모터(33)로 구성된다.

제1 행정에서는 전단 프레임(27)에 부착된 제1 모터(21)가 구동된다. 제1 모터(21)의 출력축과 볼나사(23)의 단부는 타이밍 벨트로 연결되어 있다. 제1 모터(21)는, 예컨대 서보 모터와 같은 것이면 좋다. 제1 모터(21)에 의해 볼나사(23)가 회전하면, 볼너트(24)와 일체로 된 전단 슬라이드 구동 프레임(26)이 하강한다.

전단 슬라이드 구동 프레임(26)의 일단은 핀(19)으로 전단 슬라이드(18)와 연결되어 있는 동시에, 타단은 링크 부품(25)의 일단과 연결되어 있고, 또한 링크 부품(25)의 타단은 슬라이드 부품(31)에 연결되어 있다.

본 실시예에서는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 변환 수단을 볼나사(23) 및 볼너트(24)로서 설명하였지만, 랙과 피니언과 같은 것이어도 좋다.

전단 동작 개시의 시점에서는 링크 부품(25)은 접어 포개어진 상태로 되어 있다[도 2의 (a)]. 전단 슬라이드 구동 프레임(26)이 하강 개시하면, 링크 부품(25)이 개방되어 가고, 도 2의 (b)에 나타내는 바와 같이 대략 일직선의 상태가 될 때까지 전단 슬라이드 구동 프레임(26)이 하강하면 전단 슬라이드 구동 프레임(26)은 속도를 떨어뜨리는 구성으로 되어 있다.

제2 행정에서는, 전단 프레임(27)에 연직 하향으로 부착된 제2 모터(33)가 구동된다. 제2 모터(33)는 예컨대 서보 모터와 같은 것이면 좋다. 또한 부착 방법은 연직 하향에 한정되지 않는다.

제2 모터(33)의 출력축의 제1 풀리(34)와 2개의 제2 풀리(38)는 벨트(36)로 연결되어 있다. 또한, 2개의 제2 풀리(38)와 2개의 볼나사(32)의 2개의 제3 풀리(35)는 각각, 벨트(41)로 연결되어 있다. 벨트는 예컨대 타이밍 벨트와 같은 것이면 좋다. 이러한 구성에서 서보 모터인 제2 모터(33)는 2개의 볼나사(32)의 동기를 취하여 구동시킬 수 있다. 또한, 볼나사(32)와 그것에 조합된 볼너트(42)가, 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 제2 변환 수단으로서 작동한다.

제2 모터(33)의 구동에 의해, 2개의 볼나사(32)는 회전하여, 볼너트(42)와 연결된 슬라이드 부품(31)을 하강시키는 구성으로 되어 있다. 도 2의 (b)가, 전단날(7)이 디스카드(8)에 정확히 접촉하였을 때의 상태를 나타낸다. 이 상태로부터 제2 모터(33)를 구동시켜 슬라이드 부품(31)을 하강시키면, 디스카드에는, 슬라이드 부품(31)으로부터, 2개의 링크 부품(25), 전단 슬라이드(18) 및 전단날(7)을 통해 힘이 전해지게 된다. 또한 슬라이드 부품(31)을 하강시켜, 도 2의 (c)의 상태가 되면 디스카드(8)가 절단되게 된다.

또한, 제1 행정에서 구동시킨 제1 모터(21)는 제2 행정에 있어서도 계속해서 제2 모터(33)와 동시에 구동시켜 제2 행정에 추종시킨다. 본 실시형태에서는, 제2 모터(33)가 일으키는 동력은 제1 모터(21)가 일으키는 동력보다 훨씬 크고, 따라서 제2 행정에 필요한 동력의 대부분은 제2 모터(33)로부터 공급된다. 디스카드 절단 종료 후, 전단 슬라이드(18) 등을 초기 위치에 고속으로 복귀시키기 위해, 제1과 제2 구동 모터(21과 33)를 동시에, 하강 시간과는 반대 방향으로 구동시킨다.

도 2 중에서, 도면부호 A로 나타내는 제1 행정은 전단날(7)에 부하가 걸리지 않는 행정에서 고속이며 저출력으로 전단날(7)이 이동할 수 있는 행정이고, 도면부호 B로 나타내는 제2 행정은 전단날(7)에 부하가 걸리는 행정에서 저속이며 고출력으로 전단날(7)이 이동할 수 있는 행정이다. 전체 행정은 C=A+B이다.

벨트(36) 및 벨트(41)의 파단, 느슨함을 도시 생략된 근접 센서에 의해 검지하거나, 혹은 제2 모터(33)의 부하 전류를 검지하거나 하여 검출하고, 벨트(36) 및 벨트(41)의 파단, 느슨함이 발생한 경우에는, 볼나사 단부면에 부착한 도시 생략된 전자 브레이크를 작동시켜, 슬라이드 부품(31)이 하방으로 낙하하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

전자 브레이크는 전기에 의해 작동하며, 전기가 들어갔을 때는 개방으로, 전기가 끊어진 경우에 브레이크가 걸리게 되어 있다.

제2 실시형태에 대해서 도 3을 사용하여 설명한다.

제2 실시형태에서는, 제1 구동 장치가 모터(21)(도시하지 않음)로 구성되고, 제2 구동 장치가 유압 실린더(51)로 구성된다.

제1 행정에서는 전단 프레임(27)에 부착된 모터(21)가 구동된다. 모터(21)의 출력축과 볼나사(23)의 단부는 벨트로 연결되어 있다. 모터(21)는, 예컨대 서보 모터와 같은 것이면 좋다. 모터(21)에 의해 볼나사(23)가 회전하면, 볼너트(24)와 일체로 된 전단 슬라이드 구동 프레임(26)이 하강한다. 또한, 도 3에서는, 모터(21)는 나타내지 않지만, 모터(21)는, 도 1b에 나타내는 제1 실시형태에 있어서의 제1 모터(21)와 동일하게 배치되어 있다.

전단 슬라이드 구동 프레임(26)의 일단은 핀(19)으로 전단 슬라이드(18)와 연결되어 있는 동시에, 타단은 링크 부품(25)의 일단과 연결되어 있고, 또한 링크 부품(25)의 타단은 슬라이드 부품(53)에 연결되어 있다.

전단 동작 개시의 시점에서는 링크 부품(25)은 접어 포개여진 상태로 되어 있다[도 3의 (a)]. 전단 슬라이드 구동 프레임(26)이 하강 개시하면, 링크 부품(25)이 개방되어 가, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이 대략 일직선의 상태가 될 때까지 전단 슬라이드 구동 프레임(26)이 하강하면 전단 슬라이드 구동 프레임(26)은 속도를 떨어뜨리는 구성으로 되어 있다.

제2 행정에서는 2개의 유압 실린더(51)가 슬라이드 부품(53)을 하강시킨다. 도 3의 (b)가, 전단날(7)이 디스카드(8)에 정확히 접촉한 상태를 나타낸다. 이 상태로부터 유압 실린더(51)를 구동시켜 슬라이드 부품(53)을 하강시키면, 디스카드에는, 슬라이드 부품(53)으로부터, 2개의 링크 부품, 전단 슬라이드(18) 및 전단날(7)을 통해 힘이 전해지게 된다. 또한 슬라이드 부품(53)을 하강시켜, 도 3의 (c)의 상태가 되면 디스카드(8)가 절단되게 된다.

또한, 모터(21)는, 전단 슬라이드 구동 프레임(26)에 추종하도록, 제2 행정중에 있어서도 구동된다.

2개의 슬라이드 부품(53)을 위해 도시 생략된 파이프형의 가이드를 붙여도 좋다.

또한, 유압 실린더(51)의 작동유는, 본 실시형태에서는, 예컨대 물 글리콜과 같은 불연성의 작동유가 이용되고 있다.

도 3 중에서 도면부호 D로 나타내는 제1 행정은 전단날(7)에 부하가 걸리지 않는 행정에서 고속이며 저출력으로 전단날(7)이 이동할 수 있는 행정이고, 도면부호 E로 나타내는 제2 행정은 전단날(7)에 부하가 걸리는 행정에서 저속이며 고출력으로 전단날(7)이 이동할 수 있는 행정이다. 전체 행정은 F=D+E이다.

디스카드 절단 후, 전단 슬라이드(18) 등을 초기 위치에 고속으로 복귀시키기 위해, 구동 모터(21)와 유압 실린더(51)의 양방을 하강 시와는 반대 방향으로 작동시킨다.

본 발명은 이상의 구성이기 때문에 이하의 효과가 얻어진다.

종래의 전단 장치와 비교하여 전단날의 행정은 동일하지만, 구동 장치를 제1과 제2의 2개로 나눈 것과, 구동 장치를 볼나사(23) 혹은 전단 슬라이드 구동 프레임(26)의 옆에, 즉 볼나사(23) 혹은 전단 슬라이드 구동 프레임(26)에 병렬로 배치한 것에 의해 장치의 높이를 대폭 낮게 할 수 있으므로, 건물을 낮게 할 수 있다.

또한, 제2 실시형태에서는, 유압 실린더의 작동유를 물 글리콜과 같은 불연성의 작동유로 하였기 때문에, 가령 오일 누설이 있어도, 운전 시, 메인터넌스 시의 화재 리스크를 경감할 수 있다.

또한, 제2 실시형태와 같이, 제2 구동 장치에 유압 실린더를 사용하였다고 해도, 디스카드 절단용으로만 사용되기 때문에 작동유의 양을 대폭 삭감할 수 있어, 자원 절약, 에너지 절약에 공헌할 수 있다.

7 : 전단날 8 : 디스카드
9 : 전단 가이드 11 : 엔드 플래튼
12 : 다이 스택 13 : 다이브 로크
14 : 가이드 부재 17 : 호스슈
18 : 전단 슬라이드 20 : 전단 장치
21 : 제1 모터 22 : 벨트
23 : 볼나사 24 : 볼너트
25 : 링크 부품 26 : 전단 슬라이드 구동 프레임
27 : 전단 프레임 31 : 슬라이드 부품
32 : 볼나사 33 : 제2 모터
34 : 제1 풀리 35 : 제3 풀리
36 : 벨트 38 : 제2 풀리
41 : 벨트 42 : 볼너트
51 : 유압 실린더 52 : 실린더 로드
53 슬라이드 부품

Claims

디스카드를 절단하는 압출 프레스의 전단 장치로서,
제1 구동 장치와,
상기 제1 구동 장치가 일으키는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 변환 수단과,
상기 변환 수단에 의해 직선 이동되는 전단 슬라이드 구동 프레임으로서, 전단날이 고정된 전단 슬라이드에 연결된 것인 전단 슬라이드 구동 프레임과,
상기 전단 슬라이드 구동 프레임에 링크 부품을 통해 연결된 슬라이드 부품과,
상기 슬라이드 부품을 직선 이동시킴으로써 상기 전단 슬라이드 구동 프레임을 직선 이동시키는 제2 구동 장치
를 구비하고,
상기 제1 구동 장치 및 상기 제2 구동 장치는 상기 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 변환 수단에 병렬로 배치되는 것인 압출 프레스의 전단 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 구동 장치는 모터로 구성되고,
상기 모터가 일으키는 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 제2 변환 수단을 구비하는 것인 압출 프레스의 전단 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 구동 장치는 유압 실린더로 구성되는 것인 압출 프레스의 전단 장치.
제1항에 있어서, 디스카드 절단 전의 상기 전단 슬라이드의 하강 운동을 야기하는 동력이 상기 제1 구동 장치에 의해 생성되고,
상기 전단날로 디스카드를 절단하는 상기 전단 슬라이드의 하강 운동을 야기하는 동력의 대부분이 상기 제2 구동 장치에 의해 생성되며,
상기 전단날로 디스카드를 절단한 후의 전단 슬라이드의 상승 운동을 야기하는 동력이 상기 제1 및 제2 구동 장치에 의해 생성되는 것인 압출 프레스의 전단 장치.
제3항에 있어서, 상기 유압 실린더는 불연성의 작동유에 의해 작동되는 것인 압출 프레스의 전단 장치.