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押出プレスにおける脱気押出制御方法
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- 【要約】
【目的】 コンテナ内のビレットを押出す前にコンテナ内の空気を全て吸引してダイスからビレットを押出す前に、バープサイクルと呼んでいる前記ガス抜き工程のない脱気押出制御方法を提供する。
【構成】 押出コンテナとビレットの間の空間の空気をビレットの押出しを開始する前に、コンテナをダイスに接触する直前で一時停止させる一時停止機構を設ける。そして、予め登録しておいた脱気、アプセット、コンテナシールの各出力特性曲線と、実測して得られたコンテナシール完了時のビレット押出作用面のアプセット圧か真空度の出力特性曲線とを比較して少なくとも１つが許容範囲を越えた場合は警報信号を出す。
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- 【特許請求の範囲】
【請求項１】 押出コンテナをダイスに接触させる前にコンテナを一時停止させて前記押出コンテナとビレット間の空気を押出開始する前までに真空化させ、コンテナシール完了後にビレットの押出しを行なうに際し、脱気、アプセット、コンテナシールの所望する出力特性曲線を制御装置に予め登録しておき、次いで実測して得られたコンテナシール完了時のビレット押出作用面のアプセット圧か真空度の出力特性曲線とを比較して少なくとも１つが許容範囲を越えた場合に異常の警報信号を出すようにしたことを特徴とする押出プレスにおける脱気押出制御方法。
- 【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルミニウム合金等の押出プレスによる押出成形に際して、コンテナ内からダイスを通ってビレットが押出される前に、コンテナとビレット間の空気をコンテナの外に放出し、ビレットを効果的に無駄なく押出すための改善された押出プレスにおける脱気押出制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】コンテナ内径よりも少し小径のビレットをコンテナ内に入れた後、コンテナ内でビレットをビレット後方のステムで押してダイスに押当て、いわゆるアプセットすると、ビレットが押しつぶされ、コンテナとビレットの間の空気が圧縮される。この圧縮された空気を放出するために、ステムとコンテナをわずかに後退させ、ダイスとコンテナの隙間から上記の圧縮空気を抜いて、再度コンテナとステムを前進させて押出しを開始する。このようにして圧縮された空気を抜くガス抜き工程をバープサイクルと呼んでいるが、この工程が有ることにより、押出サイクルに無駄な時間が発生する。
【０００３】また、この方法だと、バープサイクルで脱気してコンテナをダイスに押付けた時、コンテナ内面とビレット外面の間に、皮１枚程度の薄い状態で空気が大気圧で残っており、充分な脱気は行われていない。さらに、コンテナライナ端面とダイス端面には、しばしばアルミニウムかすが付着する。均一な膜状に付着すればシールした時に空気の侵入は無いはずだが、一般的にはかすが不均一に付着する。このため、せっかくコンテナ内を脱気しても、ビレットのアプセットが完了するまでに再び空気が侵入しバープサイクルを行ったとしても完全でなく、ブリスタが発生していた。そこで、最近コンテナとビレット間の空気を連続して脱気することも考えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうした空気抜き方法では、ビレットの後端側がつぶれる前に脱気を行うと、ビレット後端側より空気が侵入して高真空に保持することができず、また逆に充分アプセットされた状態で脱気しても脱気効果がなく、脱気とアプセットおよびコンテナシール間の相関関係がデータに基づいて定量的に充分解明されていないといった問題があり、従来より試行錯誤によって脱気押出制御が行われていた。
【０００５】したがって、本発明は上記したような従来の問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、コンテナ内のビレットを押出す前にコンテナ内の空気を全て吸引してダイスからビレットを押出す前に、バープサイクルと呼んでいる前記ガス抜き工程の必要のない脱気押出制御方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成するためになされたもので、押出コンテナをダイスに接触させる前にコンテナを一時停止させて前記押出コンテナとビレット間の空気を押出開始する前までに真空化させ、コンテナシール完了後にビレットの押出しを行なうに際し、脱気、アプセット、コンテナシールの所望する出力特性曲線を制御装置に予め登録しておき、次いで実測して得られたコンテナシール完了時のビレット押出作用面のアプセット圧か真空度の出力特性曲線とを比較して少なくとも１つが許容範囲を越えた場合に異常の警報信号を出すようにした。
【０００７】
【作用】コンテナに装填したビレットをビレット後方の押出ステムで押込んでビレットをダイスに押当てるとビレットが押しつぶされるが、この時、コンテナとビレットの間の空気も同時に脱気する。押出製品中のブリスタを少しでもなくするように所望する出力特性曲線に沿った脱気押出制御を行ない実測して得られた出力特性曲線と比較して許容範囲を越える時は警報信号を出して無駄な押出製品を防止することができる。なお、コンテナのダイス側から空気を吸引する際には、ビレットをコンテナ内に装填完了した基準点を設け、この基準点から一定時間経過した後にダイスとコンテナ間の微小な間隔を通して空気を吸引する。そして、アプセット完了直前にコンテナシールを完了しておく。
【０００８】
【実施例】以下、本発明を図面に示す実施例に基づいて詳細に説明する。図１は脱気、アプセット、コンテナシールの組合せによる脱気押出制御曲線、図２は脱気、アプセット、コンテナシールの各脱気押出制御曲線、図３は脱気、アプセット、コンテナシールの各脱気押出制御曲線、図４は本発明に係る押出コンテナ用脱気装置の一実施例を示す断面図、図５はダイスとコンテナ間の微小間隔を通して空気を吸引する吸引部の要部拡大断面図、図６はコンテナ内で加圧されるビレットのつぶれ方を示す概念図である。
【０００９】図４のエンドプラテン３２に設置され、コンテナタイヤ２とコンテナ１を摺動させるコンテナシリンダ３３のピストンヘッド側のＡ部の要部は移動ストッパブロック３４とストッパを兼ねるヘッドブロック３５等からなり、移動ストッパブロック３４が移動する範囲の最大距離でピストン３７はコンテナ１のダイス３側端面をダイス３面と例えば２〜３ｍｍ程度の隙間（ギャップ）６のある状態で急速一時停止できるような一時停止機構３０を有した構造とになっている。図１で３６はシリンダ本体の一部を構成するシリンダチューブ、３５はシリンダ本体の後部にあるヘッドブロック、３７はピストン、３８はピストンロッドである。
【００１０】符号３はダイスであって、ダイス３の外周をダイリング５の内周面に嵌合保持してある。６は隙間（ギャップ）であってコンテナシリンダ３３内に設けた一時停止機構によってコンテナ１とダイス３やダイリング５との間には例えば２〜３ｍｍの隙間（ギャップ）６があいているようになっている。３１はコンテナの内周面とビレット１３の外周面との間の隙間であり、脱気空間でもある。
【００１１】一方、ビレット１３を押込む押出ステム１４の先端部にコンテナ１内面と密接し得るフィックスダミイブロック１５が設けられている。フィックスダミイブロック１５は押出ステム１４内の軸心部に固定して設けられた管状部材１６の先端部にねじで取付けられているダミイブロック後部部材１７、この後部部材１７の先端外周部にねじで取付けられていて、その先端部が外径方向に広がってコンテナ１の内周面に密接し得る外側リング１８である。なお、１４ａはステムホルダ、１４ｂはクロスヘッドである。
【００１２】本実施例では、図５に示す如くコンテナタイヤ２のダイス３側端面にコンテナ１と同芯状のアウタリング１０がボルトによって固設されている。アウタリング１０の断面は略Ｌ字形をしており、一端を前記したようにコンテナ１側に固定してあり、他端をダイリング５の外周面にシールリング１２を介して接触している。コンテナ１とダイス３に例えば２〜３ｍｍの隙間を残してコンテナ１を一時停止した時、ダイリング５側に面したアウタリング１０の内周面上を一部凹部状に刻設して、ここに伸縮自在なシールリング１２が配設してあり、ダイリング５の径が温度低下によって縮径してもシールリング１２が追従するため外気の侵入が防止可能なようになっている。
【００１３】アウタリング１０の上方には、例えば脱気穴７が２ヶ所あり、そこから配管８や電磁切替弁９を介して真空タンク２０や真空ポンプ２１に連結されている。２２はモータ、２４はアウタリング１０とコンテナタイヤ２間から空気の侵入を防止するメタル中空リングである。
【００１４】次に、前記装置の作用について説明する。まず、コンテナ１のダイス３側端面をダイス３面と例えば２〜３ｍｍ程度の隙間（ギャップ）６のある状態で停止させている。この状態でコンテナ１の中へビレット１３を図示しないサイドシリンダ装置による押出ステム１４の前進動作で装填し、ビレット１３の先端面をダイス３に当てる。この状態を図４（または図６（１））に示す。この時、コンテナ１とビレット１３の脱気空間３１には空気がある。
【００１５】この動作が終了したビレット１３の押込み限の直後に引続く押出ステム１４の前進動作によって図６（２）のようにビレット１３の後端部がつぶれ、図１中の■に示すように一時的にＰ1 （ｋｇ／ｍｍ2 ）まで昇圧した後、すぐ降圧する挙動を示すことになる。この時のＰ1 （ｋｇ／ｍｍ2 ）点をビレット１３をコンテナ１内へ装填完了した基準点Ｘとする。この後、前記基準点Ｘからアプセットが開始されるまでのＴｕ時間（例えば０．８秒）までに押出ステム１４の前進動作をサイドシリンダ装置（図示なし）からメインシリンダ装置（図示なし）に切換えると油タンク（図示なし）からプレフィルバルブ（図示なし）を介して前記メインシリンダ内に圧油が供給される。
【００１６】そして、前記プレフィルバルブを閉状態にした後前記油圧ポンプから圧油をメインシリンダ内に供給すると押出ステム１４は再駆動され、図１中の■に示すようにアプセットが開始される。
【００１７】前記した基準点Ｘから押出ステム１４の再前進によるアプセット動作が開始されるまでのＴｕ時間の間に、これらアプセット動作と併行して前記基準点Ｘから例えば０．２秒経過したＴｖ時間後から真空タンク２０の作用で、ダイス３側より脱気空間３１の空気は吸引開始される。この時、吸引されたダイス３側の空気は、隙間（ギャップ）６を通りコンテナ１に取付いているアウタリング１０の一部に設けられている脱気穴７を通り、そこから配管８でコンテナ１上面の電磁切替弁９へと導かれる。
【００１８】事前に真空タンク２０と電磁切替弁９までの配管内は例えば５〜１０ｔｏｒｒに真空引きされており、ビレット１３とダイス３が接触すると同時に電磁切替弁９が開いて、シールリング１２の脱気穴７を通して脱気空間３１は素早く充分に脱気される。押出ステム１４は休むことなく前進を続けビレット１３は押しつぶされる。
【００１９】また、コンテナシール動作（図１中の■）については、前記した脱気動作とアプセット動作と併行する形で、前記基準点Ｘから例えば１．１秒経過したＴｃ時間後からコンテナシールが開始される（図６（３））。そして吸引脱気し始めてからも、押出ステム１４は休むことなく前進を続け、ビレット１３をつぶす。そして、図１中の■に示すようにコンテナ１内にビレット１３を充満させ、アプセットを完了する直前に前記コンテナシールを完了する（図６（４））。こうして、コンテナ１とビレット１３の間の脱気空間３１は押出ステム１４でダイス３方向にビレット１３がＳ1 からＳ3 まで順次加圧されていけば、この脱気空間３１はダイス３側に押しせばめられるのが図６より分かる。脱気は、例えば、約１０〜５０ｔｏｒｒの真空度で、０．５秒程度で行える。
【００２０】次に引続いて押出しに入り、ダイス３から製品が押出される（図１中の■）。なお、コンテナ１の内部の脱気空間３１が所定の真空度に到達した時点でコンテナ１はダイス３側へ前進し、コンテナ１のダイス３側端面はダイス３面に当り、ダイス３面との隙間（ギャップ）６をゼロとし、押出開始直後まで脱気を続ける。
【００２１】本実施例では前記作用を基本として次のように行なわれる。すなわち、所望する脱気、アプセット、コンテナシールの各出力特性曲線およびＴｖ、Ｔｕ、Ｔｃなどをコンピュータに登録しておくとともに、図１に示すような脱気、アプセット、コンテナシールの組合せによる脱気押出制御曲線の画面表示が可能になっている。次いで前述した一連の脱気押出動作途中において、例えば図２（１）中の■に示すように実測によるアプセットの出力特性曲線Ａが破線で示す方向に移動した場合、これは所望のアプセット完了時間より早くアプセットが完了したことを示すコンテナシール完了点ｃ′は変らないもののアプセット完了点がｃ点からｂ点への移動により、例えばα秒アプセット完了が早まることになる。このためコンテナシール完了の前にアプセットが完了することとなり、ダイス３とコンテナ１間でビレット１３がはみ出すいわゆるバリが生じる原因となる。従って、バリを防止するため本実施例では図２（１）中の■に示す破線を限界の出力特性曲線として少しでも右側に移動する（時間なら所定時間よりα秒以上短くなる）ような実測の出力動作曲線になった場合には警報信号を出すようになっている。
【００２２】次に、図２（２）に示すように実測によるアプセットの出力特性曲線Ｂが点線で示す方向に移動した場合（これは所望のアプセット完了時間より遅くアプセットが完了したことを示す）、コンテナシール完了点ｃ′は変らないもののアプセット完了点がｃ点からａ点への移動により例えばα秒アプセット完了が遅くなる。このため、コンテナシール完了から少し時間が経過してアプセットが完了することとなり、脱気空間３１の空気が充分に脱気できず空気が残留することになる。従って、残留空気をなくするため本実施例では図２（２）中の■に示す破線を限界の出力特性曲線として少しでも左側に移動する（時間なら所定時間よりα秒以上長くなる）ような実測の出力特性曲線になった場合には警報信号を出すようになっている。このことにより押出製品中に多くのブリスタを生じることになる。
【００２３】さらに、図３（１）に示すように脱気時に外部から空気が侵入して真空度が低下すると、脱気の出力特性曲線Ｃが破線で示す方向にｄ点からｅ点へ移動し、図３（１）中の■に示す破線を限界の出力特性曲線として少しでも上方に移動する（圧力なら１０〜２０ｔｏｒｒ高くなり真空度が低下する）ような実測の出力特性曲線になった場合には警報信号を出すようになっている。このことにより押出製品中に多くのブリスタを生じることになる。
【００２４】前記実施例は数多くある中で１例について述べたものであり、Ｔｖ（基準点Ｘから脱気開始までの所要時間）、Ｔｕ（基準点Ｘからアプセット開始までの所要時間）、Ｔｃ（基準点Ｘからコンテナシール開始までの所要時間）については■ビレットの材質、■ビレットの径、■ビレットの長さ、■ビレットの加熱温度、■押出製品の形状と大きさ等によって種々変化するため、これらデータの蓄積と定量的な解明によって容易に所望する押出製品を得ることが可能である。
【００２５】
【発明の効果】以上説明したことからも明らかなように、本発明に係る押出プレスにおける脱気押出制御方法は、押出コンテナをダイスに接触させる前にコンテナを一時停止させて前記押出コンテナとビレット間の空気を押出開始する前までに真空化させ、コンテナシール完了後にビレットの押出しを行なうに際し、脱気、アプセット、コンテナシールの所望する出力特性曲線を制御装置に予め登録しておき、次いで実測して得られたコンテナシール完了時のビレット押出作用面のアプセット圧か真空度の出力特性曲線とを比較して少なくとも１つが許容範囲を越えた場合に異常の警報信号を出すようにしたことにより、空気の残留がほとんどなく、脱気時間が短くてすむためアプセット速度を速くすることができる。所定の真空度に到達してコンテナシールした後も、ダイス側からの脱気行為は押出開始まで続けているので、空気が再びシール面から逆流して入り込む恐れはない。また、異常時に警報信号が出るため不良押出製品を続けて生産することはなくなり、生産性が向上する。
- 【公開番号】特開平７−８０５４０
【公開日】平成７年（１９９５）３月２８日
【発明の名称】押出プレスにおける脱気押出制御方法
- 【出願番号】特願平５−２２３０２２
【出願日】平成５年（１９９３）９月８日
【出願人】
【識別番号】００００００２０６
【氏名又は名称】宇部興産株式会社
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