JPH05509041A - 押出しプレス部を冷却する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 押出しプレス部を冷却する装置 本発明は、押出しプレスの排出通路の上方および下方に配列されたノズルを含む 、押出し部を冷却する装置に関する。

押出しプレスにより形成された押出し部は、プレス打ち抜き器から排出された後 、冷却されなければならない。これは、特に、軽量合金の押出しプレス部に適用 される。必要な温度／時間グラジェントは、　ＡｌＭｇＳｉ合金の場合は３と５ ６に／Ｓとの間にあり、例えば航空機用の材料などの高強度合金の場合は５０” 　Ｋ１５までである。

必要な高冷却速度は、静的な水波を介してバーまたは棒を引くこと、あるいは、 スプレー用ノズルを備え、且つ、壁を有するいわゆる「水ボックス」内の押出し プレス部を冷却することにより、達成され得る。この方法は、冶金上の必要要件 により必要とされる冷却速度を達成することは認められているが、非常に急速な 冷却であり、さらに周縁全体に均一でないために、押出しプレス部が変形し、そ の結果、それに続（調整のために高い費用が必要となることが多い。さらに、現 在入手可能な水冷却手段によると、冷却動作により特定の影響を与えることはほ どんと不可能である。最後に、冷却水を用いた冷却水処理は、周囲空気を用いた 、基本的に類似の、使用可能な簡素な冷却に比べて、通常経済的に、はるかに複 雑である。従って、例えば壁の薄い軽量金属の押出し部を含む、できるだけ多く の押出しプレス部を冷却するために空気のみを使用することが目的となる。

しかし、従来の空気冷却装置は、冶金上の理由により必要とされる高冷却速度を 達成し得ず、さらなる製造工程のために必要とされる処理、すなわち、切断、直 線化、包装などを許容する温度にまで押出し部を冷却するためにのみ適する。

これらの理由により、押出し部の製造においては、２つの満足できる選択肢、す なわち、水による冶金上適切な冷却と、周囲空気による単純な冷却とから１つが 単純に選択される。

しかし、水による冶金上適切な冷却は、押出し部の大きな変形、および、それに 続く直線化と冷却水にかかる高額な出費を招く。周囲空気による単純な冷却は、 比較的低い冷却速度を供給するにすぎず、従って、冶金上の必要要件を満たすこ とはない。

従って、本発明は、上記した覆類のノズルを含み、上記の不都合が起こらない、 押出しプレス部を冷却する装置を提供することにおける問題点に基づいてなされ ている。

特に、まず第１に冶金上の理由により必要とされる高冷却速度を達成し、第２に 冷却動作中の押出し部のいかなる変形をも確実に防止する装置を提案する。冷却 効果は、調整可能であり、従って、冷却すべき押出し部の特定の必要要件に適用 可能である。

このことは、請求項１に記載の特徴により、本発明によって達成される。

実施態様の好適な形態は、従属する請求項の特徴により定義される。

本発明により達成される利点は、まず、冷却手段として実際に無制限の量で入手 可能な周囲空気が使用され、従って、冷却水の処理に関するいかなる問題点をも 避けることができることである。ノズルの、特に好適な構造により、冷却水より も低温で放熱能力を有する冷却手段「周囲空気」にもかかわらず、冶金上の理由 により必要とされる冷却速度が達成されるということが保証される。冷却速度は 、局部ごとに正確に設定され得、それにより、異なる押出し部に適用され得る。

最後に、特別な場合には、水冷却との組合せも可能である。

以下に本発明を、模式図を参照しながら、実施態様の実施例に沿って詳細に説明 する： 図１は、押出し部を冷却する装置の第１の実施態様を簡単に示す。

図２は、上記装置を図１の状態から９０″回転させた状態を示す。

図３は、ローラ群を、押出し部そして上部および下部スリットノズルシステムと 共に示す模式的斜視図である。

図４は、ローラ群上を案内される押出し部を非常に簡素化した図であり、押出し 部上の冷却空気の移動を、空気流の方向により示す。

図５は、下部ノズルシステムの４本のノズルの斜視図であり、これにより、ノズ ル幅にわたる分割が明かである。

図６は、熱伝達率を変化させるためにノズルシステムに組み込まれるスライドの 斜視図である。

図７は、水スプレー用ノズルを有するノズルホルダが組み込まれたエアーノズル を示す図である。

図８は、図７によるエアーノズルを、図７の状態から９０″回転させた状態を示 す。

図９は、異なる水圧が供給され得る３つの部分に分割されたノズルホルダーを示 す、図８に対応する図を示す。

図１０は、押出し部を冷却する装置の他の実施態様を非常に簡素化した図であり 、上部ノズル領域が、横方向に設けられたピボットピン回りを上方に回動可能な ２つの領域に分割されている。

図に示し、全体的に膠原符号１０で示す、押出し部を冷却する装置は、押出し部 １用の搬送手段、すなわち、押出し部１を矢印２の方向に装置１０を通過するよ うに搬送するローラ群３を含む。

ローラ群３のローラ間に、下から押出し部１に空気を吹き込む下部ノズル５が設 けられている。実施態様の実施例において、下部ノズル５は静的に形成されてい るが、必要であれば垂直方向に移動可能に取り付けられ得る。

ローラ群３の上方には、上部ノズル４が、最も高い押出し部でさえもローラ群３ とノズル４との間の垂直な空間を通過し得るように、ローラ群３から距離をおい て取り付けられている。特に図３および図４から明かなように、上部ノズル４は 、下部ノズル５に対して、ローラ群３のピッチすなわちローラ間の距離、の半分 の距離だけ、ずれており、それによって、ノズル３および４から押出し部１に吹 き込まれた空気の流れが、互いに干渉せず、実質的にいかなる干渉もなく、図４ に空気流の方向で示すように、上方および下方に流れ得るようになっている。ロ ーラ群３のローラは、対応する上部ノズル４に対向するように設けられ、他方、 各下部ノズルは、２つの上部ノズル間の空間に空気を吹き込む。

３つの実施例において、図４の左側に、押出し部の側部における接線に沿った空 気の流出が示され、他方、図４の右側には、押出し部１に衝突し、それにより偏 向した空気流が示されている。

上部ノズル４からの吹き込み空気は、ローラ群３のローラ上をローラに近接して 通過し、その後、下方に流れていき、他方、下部ノズル５からの吹き込み空気は 、干渉されることなく、上部ノズル４間の空間を上方に流れていくということが わかる。

押出し部に衝突した空気流は、矢印で示すように１８０”偏向する。

押出し部１を押出し動作中に観察可能にするために、または、起こり得る変形を 許容するために、ローラ群３または押出し部１から上部ノズル４までの距離は、 押出し部ｌから下部ノズル５までの距離よりも長い。このように長い距離により 減少する冷却効果を補償するために、上部ノズル４のノズルスリットは、下部ノ ズル５のノズルスリットよりも大きく形成され、それにより、押出し部１から上 部ノズル４までの距離が大きいにもかかわらず、上部ノズル４からの射出流の核 が完全に押出し部１に衝突するようになっている。その結果、上部および下部ノ ズル４．５のノズル圧が同一である場合、押出し部１の表面に空気流が到達する 速度は、上部および下部７ズル４．５から実質的に同一に保持され得、このこと は、上部および下部ノズル４．５に対して実質的に同一の熱伝達を得るために重 要である。

図３より明かなように、上部および下部ノズルリブ４．５のスリットノズルは、 矢印２で示すように押出し部１の押圧および搬送方向を横切る方向に配列されて いる。このことは、押出し部１の全周縁部が、常に均一な圧力を受けるというこ と、および空気流が押出し部１の表面に衝突する領域６（図４寥照）からの空気 流が、常に押出し部１の母線方間に流れていくということを達成する。軸方向に おいて、領域６は、押出し部の表面上において、上部ノズル４のノズル開口部の 下方、且つ、下部ノズル５のノズル開口部の上方に形成される。

押出し部１は、このようにして、ノズルリブ４．５の、互いに隣接する２つのス リ、トノグル間に形成された静的領域７（図４讐照）を移動する。ノズルピッチ の長さが約１００曹■から２００■であり、且つ、押出し速度が通常である場合 には、常に押出し部１がノズル４．５のピッチの半分を通過するために必要な時 間が十分短いが、そのような場合、静的領域７における熱伝達の低下は影響を及 ぼさない。すなわち、押出し部は、冶金領域に絶対不可欠であるように、均一に 且つ連続的に冷却される。

スリットノズルが、同一のファン駆動力でより高い熱伝達を供給することが認め られている円形ノズルに置換された場合、静的領域は、互いに隣接する２つの円 形ノズル間に形成され得、従って、押出し部輪郭の母線の領域では、常に、押出 し部の隣接領域におけるよりも熱伝達が低くなる。その結果、この熱伝達が低下 した領域において、冷却力は弱まり、上記領域における冶金特性は好ましくない ものになる。

図１から図４に示す冷却装置１０において、上記ノズル領域は２つの均等なサブ 領域に分割され、各サブ領域には、ノズル領域上に配列され、空気を下方に吹き 込む二流式ラジアルファン１２が設けられている。２つのサブ領域の２つの上部 ノズルボックスは、二方向矢印９の方向に垂直に、単独または連動的に調整され 得る。この目的のために、ノズルボックスは、ノズルボックスとラジアルファン １２との間の距離を必要に応じて変化させる蛇腹１１を介してラジアルファン１ ２に連結されている。高さの異なる押出し部に用いるための、一般的な垂直方向 調整手段を、４本の昇降スピンドル２５ａにより示す。

昇降スピンドル２５ａは、その一端は装置１０のフレーム２６に支持され、他端 は垂直方向に移動可能なフレーム２７ａに連結されている。フレーム２７ａは、 蛇腹１１およびノズルボックスを運搬する。従って、昇降スピンドル２５ａの垂 直方向の調整により、蛇腹１１およびノズルボックスもまた、ローラ群３に対し て垂直に調整され得る。

昇降スピンドル２５ａに加えて、一般的な上昇移動に重畳する、２つのノズルボ ックスの急速な上昇移動を開始し、且つ、コンタクトスイッチまたは軽いバリア のような切り換え手段によって作動する空気シリンダ２５ｂもまた設けられ得る 。

実施態様の実施例において、２つの蛇腹１１、および従ってそれに関連するサブ 領域は、フレーム２７ａの手段により連動的に調整される。

急速な上昇移動を実現するために、フレーム２７ａに取り付けられた空気シリン ダ２５ｂは、可動台部２７ｂを作動させ、それによって、ノズルボックスが、例 えばチェーンまたはケーブルを介して移動する。

装置１０全体は、車輪５０および押圧方向（図２参照）を横切る方向に働〈従来 の移動駆動により抑圧線への出入りをするフレーム２６内に設けられている。製 造技術上の理由で必要になれば、この様式で冷却装置１０を他の実施態様の装置 に闇単に置換することが可能である。

図２から明らかなように、下部ノズル５は、フレーム２６の外側において、下部 ノズルリブ５またはローラ群３に隣接して横方向に設けられたラジアルファン８ を備えている。ここにおいて、複数のサブ領域に分割することは基本的に不要で あるが、付加的に分割し得る。

ノズル領域の一部の一例を示す図５において、上記ノズル領域における熱伝達が 、押出し部１の移動方向２を横切る方向において、従って、押出し部の全幅にわ たって、いかにして変化し得るかが示されている。ノズル領域は、その幅方向に おいて均一に５つのサブ領域に分割される。各サブ領域への冷却空気の供給は、 長手方向、すなわち、移動方向を示す矢印２に平行に、移動可能であり、且つ、 図示された下部ノズルリブ５のノズルボックス２９に組み込まれているノズルス ライド２８により調整され得る。

図６は、熱伝達率が、ノズルの吸引口の前の押圧される領域に応じて、１００％ から２５％まで段階的に調整され得ることを可能にする、このようなノズルスラ イド２８を示す。遠隔操作により調整され得、さらに部分的にはコンビ二一夕に より制御され得る、これらのスライド２８は、冷却効果が押出し部１の必要要件 に応じて適用されることを許容する。この様式で、押出し部１のうち、その形成 材料が蓄積された領域は、押出し部１のうち、壁がより薄い領域よりも、例えば 、より強度に冷却され得る。このことは、押出し部１が、冷却中、直線状に維持 され、冷却中における押出し部のいかなる屈曲をもが、避けられるということを 保証する。押出し部の屈曲は、その後の直線化にかかる高い費用および、さらな る大幅な無駄につながる。

図６から明らかなように、ノズルスライド２８の興なる領域に開口部が設けられ ている。すなわち、ノズルスライド２８のほぼ全幅に広がり、最大の冷却空気の 通過および従って１００％の熱伝達を許容する大きな開口部、そして、各々が小 さい直径を有し、１００％という最大の熱伝達に対して７５％、　５０％および ２５％の熱伝達を許容する３列の開口部が設けられている。

スリットノズル３０を模式的に示す図７において、水用ノズル５２を有するノズ ルホルダ３１が組み込まれている。この様式で、図１から図４に示す冷却装置は また、二相冷却、すなわち、空気−水混合冷却を備え得る。

実質的にピンホールの構造を有する水用ノズル３２の、押出し部表面上の空気移 動の均一性に関する欠点を補償するために、水用ノズルホルダ３１は、図８にお いて二方向矢印で示すように、空気ノズル３０内を往復移動し得る。この目的の ために、水用ノズルホルダ３０が、管３１上に取り付けられる。管３１は、一方 では水圧Ｐにより横方向に移動し、他方ではカムシャフト３４を宵する電気モー タにより、二方向矢印３３の方向に往復移動する。往復運動の移動量は、押出し 部１の押圧および排出方向２を横切る方向における、水用ノズルのピッチの半分 の距離に実質的に対応する。

冷却動作が、純粋な空気冷却装置に類似の様式で、押出し部幅全体にわたって変 化することを可能にするために、図９に示す実施態様では、管により構成された 水用ノズルホルダ３１が複数の領域３１ａ、　３１ｂ、および３１ｃに分割され 、それらに、異なる水圧Ｐ１、Ｐ２、およびＰ３が付与される。その結果、ノズ ル３２下方の水衝突密度は、それぞれの領域により異なる。

このような二相冷却においては、空気冷却の影響が、水冷却に比べて比較的小さ いため、すなわち、このような二相冷却においては、熱伝達係数が、実質的に水 射出密度によってのみ変化するため、押出し部の全幅にわたる空気冷却動作の変 化はなくてもよい。しかし、２つの方法を組み合わせることもまた可能である。

最後に、図１０は、押圧方向に見た、冷却装置１０を高度に模式化した図である 。押出し部１には下部ノズル領域５、そして２つの上部ノズル領域４ｒおよび４ １．すなわち、右側のサブ領域４ｒおよび左側のサブ領域４１．から空気が吹き 込まれている。これらのサブ領域は、関連する回転を示す矢印２１ｒおよび２１ １が示すように、関連する軸２Ｏｒおよび２０１回りを回転し得る。

その結果、特に簡単で、従って好適な様式で、図１０の実施例に示すような角度 のある断面を有する押出し部にも冷却動作が適用され得る。

さらに、２つの上部ノズルサブ領域４ｒと４１との間に自由な空間があり、図１ ０にＴ字を２つ組み合わせた断面２５を有するブラーが上記空間に案内される。

実際の使用には、ピボットピン２０１および２０ｒが、ノズル領域４１および４ ｒ＠りを回動し、また垂直方向に調整される。２つのサブ領域４１．４ｒのノズ ルボックスへの空気の供給は、可撓性のある連続部または導管による。

Ｆｉｇｕｒ　８ Ｆｉｇｕｒ　９ 〉 要約書 提案された、押出し部を冷却する装置（１０）は、押出し部の押出し部排出線の 上下において、上記押出し部排出および搬送方向（２）に垂直に、スリ、ト型開 ロ部を有するエアーノズル（４，５）を備える。押出し部排出線の下方に設けら れたエアーノズル（５）は、排出線の上方に設けられ、上から押出し部（１）に 空気を吹き込むノズル（４）よりも小さい開ロ部スリｙト幅を有する。押出し部 （１）から下部エアーノズル（５）までの距離は、押出し部（１）から上部ノズ ル（４）までの距離よりも短い。押出し部の下方に設けられたエアーノズル（５ ）は各々、押出し部の上方に設けられたノズル（４）に対して、隣接するノズル 間の、押出し部排出および搬送方向（２）に沿って測定した距離の半分の距離だ け、ずれている。

補正書の写しく翻訳文）提出書く特許法第１８４条の８）

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．押出しプレス部を冷却する装置であって、ａ）押出し部の排出通路の上方お よび下方に配列されたノズルを有し、 ｂ）該ノズル（４、５）が、該押出し部の押圧および排出方向（２）を横切る方 向に配列されてスリット型のノズル開口部を有するエアーノズル（４、５）とし て形成され；ｃ）該排出通路（３）の下方に配列された該エアーノズル（５）が 、該排出通路（３）の上方に配列されて上方から押出し部（１）に空気を吹き込 む該エアーノズル（４）よりも小さいノズルスリット幅を有し； ｄ）該押出し部（１）から該下部エアーノズル（５）までの距離が、該押出し部 （１）から該上部エアーノズル（４）までの距離よりも短く；そして ｅ）該押出し部（１）の下方に配列された該エアーノズル（５）が、各々、該押 出し部（１）の上方に配列された該エアーノズル（４）に対して、該押出し部（ １）の該押圧および搬送方向（２）において測定されたピッチの半分の距離だけ 、ずれている；ということを特徴とする、装置。
2. ２．前記エアーノズル（４、５）のノズル本体が、前記ノズルスリットの長手方 向、すなわち、前記押出し部（１）の前記押圧および搬送方向（２）、に見られ る該エアーノズル（４、５）の少なくとも２つの部分においてノズル圧を変化さ せる手段を備えることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. ３．前記ノズル圧を変化させる手段が、前記ノズルスリットの長手方向軸を横切 る方向に移動可能なスライドプレート（２８）により構成され、該スライドプレ ート（２８）が、その長手方向の異なる位置に設けられた孔により長手方向に移 動した場合、吸引断面におけるノズルスリットヘの空気流を様々な程度に減少さ せることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. ４．前記排出通路が、ローラ群（３）により構成され、下部エアーノズル（５） が、該ローラ群のローラ間に正確に、または少なくともほぼ正確に配列され、上 部エアーノズル（４）が、該ローラ群（３）のローラ間に正確に、または少なく ともほぼ正確に配列されていることを特徴とする、請求項１から３に記載の装置 。
5. ５．前記上部エアーノズル（４）が、押出し部（１）からの距離を変化させるた めに、空気供給に寄与するエアーボックスと共に垂直方向に調整可能であること を特徴とする、請求項１から４に記載の装置。
6. ６．前記上部ノズル（４）のための急速上昇手段、および該急速上昇を作用させ る切り換え手段により特徴づけられる、請求項１から５に記載の装置。
7. ７．前記エアーノズル（４、５）を供給するためのラジアルファン（８、１２） により特徴づけられる、請求項１から６に記載の装置。
8. ８．冷却効果を強化するために、前記押出し部（１）の上方または下方のエアー ノズル領域（４、５）において、水用ノズル（３１、３２）が配列されているこ とを特徴とする、請求項１から７に記載の装置。
9. ９．前記水用ノズル（３２）が、前記エアーノズル本体（３０）内に設けられた ノズルホルダ（３１）上に取り付けられていることを特徴とする、請求項８に記 載の装置。
10. １０．運搬用のノズル支持体（３１）を有する前記水用ノズル（３１，３２）が 、前記押出し部（１）の前記押圧および排出方向（２）を横切る方向に往復移動 可能であることを特徴とする、請求項８または９に記載の装置。
11. １１．前記水用ノズル（３１、３２）の前記ノズルホルダ（３１）が、少なくと も２つの部分に分割され、各々に異なる水圧および／または異なる水量が供給さ れることを特徴とする、請求項８から１０のいずれかに記載の装置。
12. １２．前記上部ノズル領域（４）が垂直長手方向中心部で分割され、該上部ノズ ル領域（４）の、外周の２つの部分（４０，４１）が、前記押出し部（１）の前 記押圧および排出方向（２）に延びるピン（２０ｒ、２０１）回りに回転可能に 取り付けられ、各ノズルサプ領域（４ｒ、４１）が、その中心から外方に向けて の回転動作により、垂直方向またはほぼ垂直方向に回動可能であることを特徴と する、請求項１から１１のいずれかに記載の装置。
13. １３．前記２つの上部ノズルサプ領域（４ｒ、４１）を、前記押出し部（１）の 形に合うように垂直方向に適合させるために、前記横方向軸（２０ｒ、２０１） の垂直位置が調整可能であることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。