JP6968863B2 - 金属材料を直接押し出すためのプレス - Google Patents

Description

本発明は、鉄または非鉄のいずれかの金属材料製物品の製造に関し、これは、例えば、アルミニウム型材のこともあり得る。特に、本発明は、金属材料を直接押し出すためのプレスに関する。

金属材料の型材を製造するために押出プレスを使用することは公知である。図１は、カラム（１３０）によって連結された２つのクロスピース（１１０、１２０）によって画定される支持構造体を含み、そのクロスピースは前方に１つ、後方に１つあり、そのカラムは典型的には４つある既知のタイプの押出プレス（１００）を示す。ダイ（Ｍ）は、押し出される型材に形状を付与する前方クロスピース（１１０）に配置される。

押し出される材料は、後方クロスピースに一体化されたスラストシリンダ（Ｃ）によって、ダイ（Ｍ）を通って、ダイと実質的に反対の位置に押し出される。後方クロスピース（１２０）は、典型的には地面に固定され、一方、前方クロスピース（１１０）は、力が地面（基礎）上に解放される代わりに、上記のカラムを通って後方クロスピースに伝達されるように、スライド上に配置される。

押し出される原料は、典型的にはビレットの形態であり、通常は円筒形である。ビレットは、かなりの厚さの円筒中空体からなる容器内に装填される。次に、容器は、容器が恒久的に収容されるキャビティ（１５５）を画定する容器ホルダ要素（１５０）の内側に配置される。

材料は、上述のシリンダ（Ｃ）によって押されるプッシュロッドの作用によって押し出される。特に、プッシュロッドは、押出方向（１０５）に沿ったそのストロークを画定する２つの極端な位置の間で移動可能である。プッシュロッドは、ビレットに直接作用するパンチが取り付けられる自由端を備える。パンチによって加えられるスラストの結果として、金属材料は、ダイ自体によって確立された形状をとるダイを通して押し出される。ビレットの全ての金属材料が押し出されると、ロッドは引き込まれ、新しいビレットを装填することが可能になる。同時に、ロッドに面するダイの側は、表面を回復させる剪断の作用に関係し、それによって、以前の押出によって残された過剰な金属材料を排除する。

押出ダイ（Ｍ）は、典型的には、ダイホルダ引出し（１６０）（図２参照）に収容され、得られる完成品の断面の形状に応じて交換される。そのような目的のために、プレス（１００）は、ダイホルダ引出し（１６０）を横方向に、すなわち押出軸（１０５）に直交する方向に移動させて、その交換を可能にすることができるダイ移動アセンブリ（３００）（Ｍ）を備える。より正確には、ダイホルダ引出しは、通常青銅で作られ、横方向に正確に配向されたガイド（１０８）上を摺動する。ガイドは、前方クロスピースまたはプレスの支持構造体に固定された固定支持要素（ジブとしても知られる）上に設置される。移動アセンブリ（２００）は、ダイホルダ引出し（１６０）をダイ交換位置から作業位置に押す／引くように構成され、この作業位置で、ダイアセンブリ（この表現は、引出しと相対的なダイを示すために使用されている）が押出軸（１０５）と位置合わせされる。ダイ交換位置に到達すると、ダイ自体を交換することができる。ほとんどの場合、移動アセンブリは、油圧ピストンを備えるが、いくつかの公知の用途では、空気圧シリンダまたは電気アクチュエータの使用が提供される。

図３を参照すると、ダイホルダ引出し（１６０）の横方向（１０６）への移動を安定して案内するために、ジブは、ダイホルダ引出し（１６０）のための当接面（４５０）を画定する横方向案内要素（４００）をさらに備える。この当接面は、押出軸に直交する平面上に延在し、ダイホルダ引出し（１６０）を案内することに加えて、押出軸に沿ってその位置を固定する。

再び図３を参照すると、ダイアセンブリが押出軸と整列することを保証するために、シム（１０９）は、典型的には青銅ガイド（１０８）の下に配置される。頻繁なダイ交換の結果として、ガイドは摩耗を受け、したがって、ダイの正しい垂直位置を確実にするために、すなわち、押出軸との高さのセンタリングを確実にするために、定期的な間隔で青銅ガイドの下のシムを増加させることが必要である。この操作は、かなり繊細であるので、非常に精度の高い測定機器を使用して、専門のスタッフが必ず実行しなければならない。この全ての結果、機械の休止時間がかなり長くなり、したがって機械の生産性が低くなる。

さらに、ガイドが完全に摩耗したとき、ガイドを、以前のものと同じ初期厚さを有する新しいものと交換しなければならない。このため、その瞬間まで、以前に追加していた全てのシムを排除する必要が生じる。これらの追加の操作は、機械の休止時間、したがって機械の操作コストにも大きな影響を及ぼすことは明らかである。

上記の考察を鑑みると、本発明の主な課題は、上記のような従来技術のプレスの欠点を克服するか、または少なくとも強く抑制することを可能にする、金属材料の押出用プレスを提供することである。この課題の一部として、第一の目的は、ダイ交換作業が、従来のプレスよりも機械の休止時間に対してはるかに限定された影響しか及ぼさないプレスを提供することである。本発明の別の目的は、金型ホルダ引出しの横方向移動が、ガイドの下にシムを位置決めするために現在必要とされているような複雑な手動調整操作を必要としないプレスを提供することである。本発明のさらなる目的は、ダイ交換に関与する構成要素の保守費が現在のプレスの保守費よりも安価なプレスを提供することである。本発明の最後ではない目的は、位置を正確に信頼性高く調整することができるプレスを提供することである。

本発明は、押出操作の間、引出しの載置される支持要素の表面上で引出しが摺動しないようにすることによって、また同時に、横方向の移動の間、引出しを支持するための適切な要素を提供することによって、意図された目的が効果的に達成され得るという考察に基づく。

特に、本発明は、金属材料の直接押出のためのプレスに関し、前記プレスは、金属材料の押出方向を画定する支持構造体と、押出ダイと、押出ダイが配置されるダイホルダ引出しとを含む。プレスは、ダイが押出軸と整列する第一の位置と、ダイを交換することができる第二の位置との間で、前記押出軸に直交する横方向に沿って引出しを移動させる移動手段をさらに備える。本発明によるプレスは、少なくとも引出しが第一の位置を占めるとき、すなわち押出プロセス中に引出しを支持する固定支持要素をさらに備える。

本発明によるプレスは、横方向に沿った移動中に前記引出しを支持するための少なくとも１つの可動支持要素を備えることをさらに特徴とする。プレスは、引出しが固定支持要素によって支持される第一の垂直位置と、引出しが固定支持要素に対して持ち上げられ、前記少なくとも１つの可動支持要素によって支持される第二の垂直位置との間で可動支持要素を持ち上げる持上げ手段を備えることをさらに特徴とする。

有利には、横方向に沿った引出しの摺動は、押出プロセス中に引出しが載置される固定支持要素の表面とは異なる表面に沿って行われる。したがって、固定支持要素の支持面は、引出しの横方向移動から生じる摩耗の影響を受けない。これにより、このような支持面の完全性を保つことができ、したがって、保守操作の頻度を減らすことができる。

可能な実施形態によれば、プレスは、引出しが横方向に沿って移動する間、引出しを支持するための複数の可動支持要素を備える。持上げ手段は、２つの垂直位置（第一の垂直位置と第二の垂直位置）の間で可動支持部のそれぞれを持ち上げる。

好ましくは、プレスは、固定支持要素に対して反対側に配置された第一の可動支持要素および第二の可動支持要素を備える。

可能な実施形態では、固定支持要素は、押出軸に実質的に直交する平面上に延在する当接面を画定する横方向ガイド部分を備える。

別の態様によれば、固定支持要素は、引出しが載置される少なくとも１つの載置面を含み、前記少なくとも１つの可動支持要素は、横方向に沿った移動中に引出しが摺動する少なくとも１つの摺動面を含む。

好ましくは、第一の接触面および／または摺動面は青銅製である

一実施形態によれば、固定支持要素は、金属本体と、この本体に固定された金属材料製プレートとを含み、このプレートは、前記支持面を画定する。

さらなる実施形態によれば、前記少なくとも１つの可動支持要素は、金属本体と、前記本体に固定された金属プレートとを備え、前記プレートは、前記摺動面を画定する。可能な変形例では、シムが、可動支持要素のプレートと対応する本体との間に配置される。

可能な実施形態によれば、持上げ手段は、１つ以上の油圧アクチュエータを備える。

別の態様によれば、プレスは、引出しを第一の位置に恒久的にロックするためのロック手段を備え、前記ロック手段は、引出しの垂直移動を防止するように構成される。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付の図面を参照して、非限定的な例として示されるような、本発明による金属材料の押出用プレスの排他的でない好ましい実施形態の詳細な説明に照らして明らかになるであろう。

図１は、公知のタイプのプレスの図である。 図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面に沿った断面図である。 図３は、図１のプレスの幾つかの構成要素の部分断面詳細図である。 図４は、本発明によるプレスの図である。 図５は、図４のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。 図６は、第一の動作構成における図４のプレスの部分断面側面図である。 図７は、第二の動作構成における図４のプレスの部分断面側面図である。

図４〜図７では、同じ要素または構成要素を識別するために同じ参照番号および文字が使用されている。

図４〜図７を参照すると、本発明は、金属材料の押出用プレス、特にアルミニウムの押出用プレス（一般的に参照番号１で示される）に関する。プレス１は、金属材料がダイ２を通って押出される押出方向５００を画定する支持構造体１０を備える。それ自体公知の原理によれば、ダイ２は、押出によって生成される金属型材の断面の形状を与える。

支持構造体１０は、それ自体公知の構成を有し、この構成は、押出ダイ２（以下、「ダイ２」とも呼ぶ）が近くに配置される第一のクロスピース１３と、前記ダイ２から離れた位置にある第二のクロスピース１４とを含む。２つのクロスピース１３、１４は、押出方向５００を画定する平行に展開するカラム１８によって接続される。特に図４を参照すると、プレス１は、材料を押し出すのに必要な力を生成する第二のクロスピース１４と一体のスラストシリンダ２００を備える。特に、シリンダ２００は、その自由端に、公知の原理に従って、押し出される材料に作用するパンチ２４０が設けられたロッド２１０を移動させる。

プレス１は、内部に押し出される金属材料が装填される容器５を備える。好ましくは、容器５は、ビレットを塑性状態で収容する円筒中空体によって画定される。容器５は、複数の、好ましくは２つのパッド１１上に載置された容器ホルダ６によって支持されている。これらのパッド１１は、支持構造体１０に固定され、押出方向５００に平行な対応するガイド１２に沿って摺動する。したがって、容器ホルダ６も押出方向５００に平行に摺動する。この点に関して、押出方向５００に沿った容器ホルダの移動を可能にするために、適切なスラストシリンダ２５０が設けられる。

本発明によるプレス１は、ダイ２が配置されるダイホルダ引出し２０（以下、「引出し２０」とも呼ぶ）を備える。引出し２０は、少なくとも第一の位置と第二の位置（図５においてＰ１およびＰ２によって識別される）との間で横方向６００に沿って移動可能である。本発明の目的のために、「横方向６００」という表現は、押出軸５００を含む垂直面に実質的に直交する方向を意味する。第一の位置Ｐ１において、ダイ２は、押出軸５００と整列され、すなわち、押出操作が開始され得るような状態にある。一方、第二の位置Ｐ２は、ダイ２を容易に取り出して交換できるように設定されている。好ましくは、第二の位置Ｐ２は、引出し２０が支持構造体１０のカラム３３によって画定される体積の実質的に外側にあるような位置である（図５の右側部分に示す状態）。

引出し２０は、移動手段４を用いて横方向６００に沿って移動される。好ましくは、引出し２０は、引出し２０に直接的または間接的に接続されたロッド４Ｃを移動させるアクチュエータ４Ｂを備え、ロッド４Ｃの変位が引出し２０の対応する変位をもたらすようにする。

本発明によるプレス１は、引出し２０が上で示された第一の位置Ｐ１を占めるときに、引出し２０を支持する少なくとも１つの固定支持要素３０をさらに備える。特に、固定支持要素３０は、引出し２０のための載置面３１を備える。図に示す実施形態によれば、固定支持要素３０は、適切な固定手段３９（図６に示す）によって前方クロスピース１３に接続された金属材料製本体３４を備える。固定支持要素３０は、好ましくは青銅製のプレート３１Ｂをさらに含み、このプレート３１Ｂは本体３４に固定され、支持面３１を画定する。

本発明によるプレス１は、横方向６００に沿った移動中に引出し２０を支持する少なくとも１つの可動支持要素４０、５０をさらに備える。前記少なくとも１つの可動支持要素４０、５０は、金属材料製、好ましくは青銅製のプレート４１Ｂ、５１Ｂが固定される本体４４、５４を備える。このようなプレート４１Ｂ、５１Ｂは、引出し２０のための摺動面４１、５１を画定する。

本発明によるプレス１は、可動支持要素４０、５０を第一の位置と第二の位置（図６および図７にそれぞれＶ１およびＶ２で図示）との間で持ち上げるための持上げ手段７０を備え、前記位置は、垂直方向、すなわち押出軸５００に、および横方向６００に直交する方向に従って決定される。特に、第一の位置Ｖ１（以下、第一の垂直位置Ｖ１ともいう）は、引出し２０が固定支持要素３０によってのみ、特に支持面３１上に支持されるようなものである。支持面３１は、基本的に、引出し３０の垂直位置、従って、その中に収容されたダイ２の垂直位置を決定する。したがって、固定支持要素３０の接触面３１は、押出軸５００とのダイ２の整列条件を確立する。

第二の位置Ｖ２（以下、第二の垂直位置Ｖ２としても示される）は、引出し２０が可動支持要素４０、５０によってのみ支持され、したがって、固定支持要素３０の支持面３１上にもはや載置されないようなものである。基本的に、第二の垂直位置Ｖ２に達すると、引出し２０は固定支持要素３０に対して上昇する。以下により詳細に説明するように、本発明によれば、引出し２０の横方向移動６００は、可動支持要素４０、５０が第二の位置Ｖ２を占めるときに正確に達成される。このようにして、引出し２０は、固定支持要素３０の支持面３１に関係なく、可動支持要素４０、５０の摺動面４１Ｂ、５１Ｂ上でのみ摺動する。したがって、この解決策は、接触面３１の摩耗を抑制し、その耐用寿命を大幅に長くする。

好ましい実施の形態によれば、特に図６および図７に示されるように、プレス１は、横方向２００に沿った引出し２０の移動中に、その引出し２０を的確に支持する機能を有する第一の可動支持要素４０および第二の可動支持要素５０から構成される。好ましくは、２つの可動支持要素４０、５０は、固定支持要素３０の両側に配置される。好ましくは、上記２つの可動支持要素４０、５０は、いずれも本体４４、５４と、プレート４１Ｂ、５１Ｂによって画定される上述の構成を有し、プレート４１Ｂ、５１Ｂは、金属材料製で、好ましくは青銅製で、本体４４、５４に固定され、引出し２０の対応する摺動面４１Ｂ、５１Ｂを画定する。

可能な実施形態によれば、可動要素４０、５０の一方または両方について、シム４７、５７を、対応する本体４４、５４と対応するプレート４１Ｂ、５１Ｂとの間に配置することができる。いずれの場合も、これらのシム４７、５７は、ダイ２と押出軸５００との整列に寄与しないので、頻繁な交換を必要としない。

図に示す可能な実施形態によれば、持上げ手段は、可動支持要素４０、５０およびそれらに沿って走行する引出し２０を持ち上げるのに十分な力を提供するように構成された複数の油圧アクチュエータ７０を備える。代替の実施形態によれば、油圧アクチュエータ７０は、電気アクチュエータによって、あるいは、さらに空気圧アクチュエータに置き換えることができる。

別の態様によれば、固定支持要素３０は、押出軸５００に実質的に直交する平面上に延在する横断面３３Ｂを画定するガイド部分３３を備える。この横断面３３Ｂは、引出し２０の移動を案内し、引出し自体が横方向６００に沿って安定して移動することを可能にする。同時に、横断面３３Ｂは、押出軸５００に沿った引出し２０の位置を画定する。

図６および図７は、横方向に沿った引出し２０の基本的な移動原理を示す。プレス１の通常操作中、すなわち金属材料を押し出すステップの間、引出し２０は固定支持要素の支持面３１上にのみ配置される（図６の状態）。この状態において、２つの可動支持要素４０、５０は、第一の垂直位置Ｖ１に配置され、引出し２０を支持しない。ダイ２は、固定支持要素３０の支持面３１によって高さが確立された結果として、押出軸５００と整列される。

ダイ２を交換しなければならないとき、持上げ手段７０を作動させて、支持可動要素４０、５０を第二の垂直位置Ｖ２に移動させる。２つの可動支持要素４０、５０は、第二の垂直位置Ｖ２に向かって移動する間、第一の支持要素３０の支持面３１に対して引出し２０を持ち上げる。このようにして、支持面３１は自由なままであり、引出し２０のその後の移動（図７に示す状態）には関係しない。

２つの可動支持要素４０、５０が第二の垂直位置Ｖ２に到達すると、移動手段４が作動して引出し２０を作業位置（第一の位置Ｐ１）からダイ交換位置（第二の位置Ｐ２）に押す。したがって、このステップの間、引出し２０は、２つの可動支持要素４０、５０の摺動面４１、５１に沿ってのみ摺動する。したがって、引出し２０が横方向に移動する間、引出し２０と固定支持要素３０の接触面３１との間には接触がない。このような支持面３１の完全性は、より大きな耐久性の利益のためにそのように維持される。

別の態様によれば、本発明によるプレス１は、引出し２０を第一の所定位置Ｐ１に安定してロックするためのロック手段をさらに備える。より正確には、これらのロック手段は、ビレットの押出後および次のビレットの押出前に、剪断によって及ぼされる作用に起因して、ダイ自体に引き起こされ得る垂直運動を打ち消すように、ダイ２に作用する。

図５に示す実施形態では、このようなロック手段は、ダイ２に面する側で、前方クロスピース１３に取り付けられた第一の楔形要素８１を備える。ロック手段は、例えば、油圧式であるアクチュエータ８５の作用によって横方向６００に沿って移動可能な第二の楔形要素８２をさらに備える。２つの要素８１、８２は、それらに楔形を与える傾斜面をそれぞれ備える。

２つの要素８１、８２は、第二の要素８２が第一の要素８１に対して摺動するように、それらの傾斜面によって動作可能に結合される。第二の要素８２の一部分は、ダイ２の頂部と接触する。このような結合の結果、横方向６００に沿った所定の方向（図５に示す解決策では左方向）への変位に続いて、第二の要素８２は、ダイ２に垂直方向の圧力を加え、固定支持要素３０の支持面３１に対してダイ２を押し付ける。このようにして、ダイの表面と接触している剪断の動きによって誘発され得る動きが、特に、剪断が上方に向かうステップの間、回避される。

以上、本発明は、図面に示した本発明の実施形態の詳細な説明によって記載されたが、本発明は、上述し、図面に示された実施形態に限定されるものではないことは明らかである。それに加えて、上記で説明し、図面に示された実施形態のすべての修正および／または変形は、当業者には自明かつ即座に明らかになるもので、本発明の範囲に含まれる。

Claims (11)

1. 金属材料を直接押し出すためのプレス（１）であって、
   前記金属材料の押出軸（５００）と、前記押出軸（５００）を含む垂直面に直交する横方向とを画定する支持構造体（１０）と、
   押出ダイ（２）と、
   前記ダイ（２）が配置されるダイホルダ引出し（２０）と、
   前記ダイ（２）が前記押出軸（５００）と整列する第一の位置（Ｐ１）と、到達したときに前記ダイ（２）を交換することができる第二の位置との間で、前記引出し（２０）を横方向（６００）に沿って移動させるための移動手段（４）と、
   前記引出し（２０）が前記第一の位置（Ｐ１）を占めるときに、前記引出し（２０）を支持する固定支持要素（３０）とを備える、プレス（１）において、
   前記プレスは、
   前記横方向（６００）に沿って移動する間、前記引出し（２０）を支持するための少なくとも１つの可動支持要素（４０）と、
   前記引出し（２０）が前記固定支持要素（３０）によって支持される第一の垂直位置（Ｖ１）と、前記引出し（２０）が前記固定支持要素（３０）に対して持ち上げられ、前記少なくとも１つの可動支持要素（４０）によって支持される第二の垂直位置（Ｖ２）との間で、前記少なくとも１つの可動支持要素（４０）を垂直に持ち上げるための持上げ手段（５）とを備えることを特徴とする、プレス。
2. 前記プレス（１）は、前記横方向に沿った移動中に前記引き出し（２０）を支持するための複数の前記可動支持要素（４０、５０）を備え、前記持上げ手段（５）は、前記垂直位置（Ｖ１、Ｖ２）間で前記可動支持要素（４０、５０）のそれぞれを持ち上げる、請求項１に記載のプレス（１）。
3. 前記プレス（１）は、前記固定支持要素（３０）に対して反対側に配置された、前記複数の可動支持要素（４０、５０）の第一の可動支持要素（４０）および第二の可動支持要素（５０）を備える、請求項２に記載のプレス（１）。
4. 前記固定支持要素（３０）は、前記押出方向（５００）に実質的に直交する平面上に延在する当接面（３３Ｂ）を画定する横方向ガイド部分（３３）を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のプレス（１）。
5. 前記固定支持要素（３０）は、前記引出し（２０）が載置される少なくとも１つの載置面（３１）を備え、前記少なくとも１つの可動支持要素（４０、５０）は、前記引出し（２０）が前記横方向（６００）に沿って移動する間に摺動する少なくとも１つの摺動面（４１、５１）を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載のプレス（１）。
6. 前記少なくとも１つの載置面（３１）および／または前記少なくとも１つの摺動面（４１、５１）が青銅製である、請求項５に記載のプレス（１）。
7. 前記固定支持要素（３０）は、金属材料製本体（３４）と、前記本体（３４）に固定された金属材料製プレート（３１Ｂ）とを備え、前記プレート（３１Ｂ）は、前記載置面（３１）を画定する、請求項５または請求項６に記載のプレス（１）。
8. 前記少なくとも１つの可動支持要素（４０、５０）が、金属材料製本体（４４．５４）と、この本体（４４．５４）に固定されたプレート（４１Ｂ、５１Ｂ）とを備え、このプレート（４１Ｂ、５１Ｂ）が、前記摺動面（４１、５１）を画定する、請求項５〜７のいずれか一項に記載のプレス（１）。
9. 前記少なくとも１つの可動支持要素（４０、５０）の前記プレート（４１Ｂ、５１Ｂ）および前記本体（４４、５４）の間にシム（４７、５７）が挿入される、請求項８に記載のプレス（１）。
10. 前記持上げ手段は、１つ以上の油圧アクチュエータを備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載のプレス（１）。
11. 前記プレスは、前記引出し（２０）を前記第一の位置（Ｐ１）に安定してロックするためのロック手段（８１、８２、８５）を含み、前記ロック手段は、前記引出し（２０）内の前記押出ダイ（２）の垂直変位を防止するように構成される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載のプレス（１）。

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