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Vorrichtung (Strangpresse) zur ununterbrochenen Herstellung von Metallrohren, Stangen, Streifen u. dgl.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (Strangpresse) zur ununterbrochenen Herstellung von Metallrohren, Stangen, Streifen u. dgl., bei welcher eine sich drehende, mit Schraubengewinde versehene Treibvorrichtung Verwendung findet, durch die das Metall in die Ausdrückkammer und zur bzw. durch die Düse oder zwischen einer inneren und einer äusseren Düse hindurch vorwärts getrieben wird. Die Treibvorrichtung besteht aus zwei sich in der Längsrichtung erstreckenden konzentrischen Gliedern von im allgemeinen kreisförmigem Querschnitt. Diese Glieder haben an ihren benachbarten Flächen Vorsprünge bzw. Ausnehmungen, um das in den Zwischenraum zwischen beiden Gliedern hineingebracht Metall zu erfassen.
Das Metall wird in geschmolzenem Zustand in das eine Ende dieses Zwischenraums eingeführt und dann gekühlt, so dass es genügend fest wird, um mechanisch mit den Vorsprüngen und/oder Ausnehmungen auf den Flächen zusammenzuwirken. Tatsächlich wird in den Zwischenraum zwischen den beiden Gliedern der Treibvorrichtung ununterbrochen ein Rohr von Metall gegossen, das so gestaltet ist, dass es sich gegen die wirksamen Flächen dieser Glieder legt. Diese Flächen sind so gestaltet, dass bei einer Relativdrehung der beiden Glieder das Rohr zwischen ihnen durch Schraubenwirkung vorwärtsgeführt wird.
Die ununterbrochene Drehbewegung der Treibvorrichtung in Verbindung mit der ununterbrochenen Zuführung von geschmolznem Metall hat das Ergebnis, dass ununterbrochen Metall in festem Zustand in die Ausdrückkammer geliefert und aus ihr durch den Druck des nachfolgenden Metalls ausgepresst wird.
Das Arbeitsverfahren unterliegt gewissen Beschränkungen in bezug auf die Metalle, auf welche es anwendbar ist. Es ist besonders verwendbar für Blei und Bleilegierungen und für deren Auspressung in Form von Rohren oder Ummantelungen elektrischer Kabel.
Die Vorrichtung besteht aus einer langen ringförmigen Kammer, in deren einem Ende das geschmolzene Metall durch Schwerkraft eingeführt wird und aus deren anderm Ende das Metall ausgedrückt wird. Die beiden Enden dieser Kammer oder Gehäuse sind ortsfest, der Mittelteil kann durch den äusseren Teil der mit Schraubengewinde versehenen Treibvorrichtung gebildet werden. Der Innenteil (Kern) der Treibvorrichtung erstreckt sich durch die ganze Länge der Kammer und trägt am Ausdrückende gegebenenfalls eine innere Düse. Diese arbeitet mit der äusseren Düse zusammen, die von dem Ende der Kammer getragen wird. Beide Düsen lassen einen ringförmigen Raum zum Durchtritt des ausgedrückten Metalls frei. Der Kern kann hohl sein, um den Durchtritt eines elektrischen Kabels zu ermöglichen, wenn die Maschine zur Ummantelung von Kabeln benutzt wird.
Bisher war bei Vorrichtungen dieser Gattung das eine Glied der Treibvorrichtung ortsfest, und seine wirksamen Flächen waren so gestaltet, dass sie das Metall parallel zur Achse führten und verhinderten, dass es der Drehbewegung des andern Gliedes folgte, welches mit Schraubengängen versehen war. Zu diesem Zweck hatte der ortsfeste Teil Rippen oder Hohlkehlen, die parallel zur Achse der Maschine verliefen. Gemäss der Erfindung sind beide Teile der Treibvorrichtung an ihren benachbarten Flächen mit Rippen oder Hohlkehlen versehen, die schraubenförmig verlaufen, u. zw. in entgegengesetzter Steigung.
Bei relativer Drehung der beiden Teile erteilen deren wirksame Schraubenflächen dem zwischen ihnen befindlichen Metall einen Druck nach dem einen Ende.
Im allgemeinen ist einer der Teile mit schraubenförmigen Treibflächen ortsfest. Es liegt jedoch innerhalb des Rahmens der Erfindung, beide Teile umlaufen zu lassen, wobei der Umlauf in entgegen-
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gesetzter Richtung erfolgt. In diesem Falle haben beide Teile Schraubengänge von etwa gleicher Steigung und werden mit etwa gleicher Drehzahl gedreht, so dass das Metall längs der Ausdrückkammer-fort- schreitet, ohne sich um die Achse zu drehen. Wenn einer der Teile fest ist und der andere umläuft, erhält das Metall sowohl eine Drehbewegung als auch eine Schubbewegung nach einem Ende.
Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnungen näher beschrieben. Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch Teile einer Ausdrückvorrichtung gemäss der Erfindung. Fig. 2 zeigt eine andere Ausführungsform des Innengliedes.
Die Darstellung gemäss Fig. 1 gibt nur die allgemeine Konstruktion der Maschine im wesentlichen schematisch wieder und zeigt die relative Lage der wesentlichen Teile der Maschine.
Bei der dargestellten Ausführungsform wird der drehbare Teil der Treibvorrichtung von dem äusseren röhrenförmigen Gehäuse 1 gebildet. Dieses läuft in Lagern im Rahmen 3 und wird durch das Rad 4 angetrieben. Das Gehäuse 1 steht sowohl mit dem Einlassende der Zuführungskammer 2 als auch mit dem Austrittsende in der Wandung der Ausdrüekkammer 5 in dichter Verbindung, wobei es sich drehen kann.
Der innere Teil (Kern 6) der Treibvorrichtung ist mit seinem hinteren Ende am Rahmen 3, beispielsweise durch Bolzen f, befestigt. Sein vorderes Ende wird von einem Ring 8 eines Armkreuzes 9 getragen. Am vorderen Ende des Teiles 6 sitzt die innere Düse 10, die mit der äusseren Düse 11 zusammenwirkt.
Beim Arbeiten der Maschine wird geschmolzenes Metall ununterbrochen in die Kammer 2 geführt und fliesst in den Zwischenraum zwischen den beiden Teilen 1 und 6 der Treibvorrichtung. Dort wird es genügend gekühlt, um plastisch zu werden, damit es von den Schraubengängen dieser Glieder erfasst werden kann. Es sei nochmals erwähnt, dass die Schraubengänge entgegengesetzt sind, das heisst, dass z. B. diejenigen auf dem TeiH rechtsgängigimd diejenigen auf dem Teil 6 Hnksgängig sind. Die Schrauben- gänge des Teiles 1 erteilen dem Metall sowohl eine Vorwärts-als auch eine Drehbewegung.
Die Drehbewegung drückt das Metall gegen die Gewindegänge des Teiles 6, und die Reaktion dieser Gewindegänge auf das Metall unterstützt das Vorwärtsdrücken. Infolge dieser Einwirkungen wird das Metall in die Ausdrückkammer 5 geliefert und durch den Raum zwischen den Düsen 10 und 11 hindurch ausgepresst.
Das Glied 6 hat eine Mittelöffnung 13, durch welche ein elektrisches Kabel geführt werden kann, wenn die Ausdrückvorrichtung dazu benutzt wird, ein Kabel mit einem Bleimantel zu versehen.
Die Massnahme, den wirksamen Flächen auf dem zweiten der beiden konzentrischen Teile eine Schraubenform zu geben, anstatt sie parallel zur Achse verlaufen zu lassen, hat vorteilhafte Wirkungen in zweierlei Hinsicht. Die Beanspruchungen, welchen das Metall durch die vereinigte Wirkung der wirksamen Flächen beider Teile unterworfen wird, werden wesentlich verringert, und die Reibungsverluste beim Durchtreiben des Metalls durch die Kammer werden vermindert. Die Zugbeanspruchung in dem Metall tritt auf wegen der Neigung, den Teil des Metalls, welcher direkt der Einwirkung der wirksamen Flächen eines der konzentrischen Glieder unterliegt, gegen den Teil des Metalls abzuscheren, welcher von den wirksamen Flächen des andern Teils beeinflusst wird.
Die Flächen, auf welchen sich diese Scherneigung auszuwirken sucht, bilden einen Zylinder oder einen Kegel, der zwischen den beiden konzentrischen Teilen liegt. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht die Neigung, das Metall, das zwischen den Gewindegängen des Aussenteiles 1 liegt, über das Metall, das zwischen den Gewindegängen des Innenteiles 6 liegt, zu schieben. Die Scherfläche ist infolgedessen ein Zylinder, der'die Gewindegänge des Teiles 6 umgibt und zwischen den Gewindegängen des Teiles 1 liegt. Aus der Natur des behandelten Materials und der Tatsache, dass es eine verhältnismässig hohe Temperatur hat, folgt, dass das Metall keine hohe Scherfestigkeit besitzt. Es ist daher für die wirksame Arbeitsweise der Maschine wesentlich, dass die Neigung zum Abscheren gering gehalten werden kann.
Es ist zweifelhaft, ob das Abscheren gänzlich verhindert werden kann, da das durchgetriebene Metall mehr die Natur einer stark zähflüssigen als einer festen Masse hat. Es ist jedoch einleuchtend, dass es wünschenswert ist, die Scherbewegung so gering wie möglich zu machen. Dadurch, dass die wirksamen Flächen des zweiten Teiles der Treibvorrichtung geneigt, d. h. schraubenförmig anstatt parallel zur Achse sind, verringert sich die Abscherneigung ganz wesentlich. In der Praxis hat es sich gezeigt, dass dies die Wirkung hat, sowohl den Schlupf zwischen den Gewinden und dem Metall zu verringern als auch die durch die Maschine aufgebrauchte Kraft für eine gegebene Leistung herabzusetzen. Bei der dargestellten Ausführungsform haben die Gewinde auf beiden Teilen 1 und 6 die gleiche Steigung.
Dies ist im allgemeinen vorzuziehen, da ein grosser Winkel in bezug auf die Ebene der Achse in jedem Fall erwünscht ist und die Bedingungen, von denen dieser Winkel abhängt, sowohl für den inneren als auch für den äusseren Teil etwa die gleichen sind. Vorzugsweise beträgt dieser Winkel 70 und mehr.
Wie vorstehend angegeben, hat die Neigung der wirksamen Flächen des zweiten Gliedes eine Erleichterung der Drehung des Metalls um die Achse der Maschine zur Folge, wenn dieses sich vorwärts bewegt. Diese Drehung soll sich im allgemeinen nicht bis zu dem Punkt, wo das Auspressen erfolgt, fortsetzen. Sie kann durch Kontakt des Metalls mit der ortsfesten Stirnwandung der Ausdrückkammer aufgehalten werden und weiters mit Hilfe ortsfester Flächen, die in diese Kammer vorspringen.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden derartige Flächen durch die Schenkel des Armkreuzes 9 gebildet.
Diese Schenkel können mit Flächen versehen sein, die an der Seite, an welcher das Metall von der Treib- vorrichtung zu ihnen gelangt, anfänglich so geneigt sind, dass sie im wesentlichen parallel zur Bewegungs-
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richtung des diese Vorrichtung verlassenden Metalls verlaufen und dann so gekrümmt sind, dass sie die Bewegung des Metalls aus der schraubenförmigen Bewegung in eine Bewegung parallel zur Achse umlenken. In manchen Fällen jedoch ist diese Neigung und Krümmung nicht notwendig.
Ein anderes Mittel zur Verhinderung der Auswirkung der Drehkomponente der Bewegung des Metalls in der Nähe des Ausdrückendes der Kammer besteht darin, bei diesem Ende die Arbeitsflächen auf dem ortsfesten Teil der Treibvorrichtung im wesentlichen parallel zur Achse zu machen. Dies schliesst eine Änderung des Neigungswinkels dieser Flächen ein, die sich entweder gleichmässig über eine beträchtliche Länge des Teiles oder nur über das Abgabeende erstrecken kann. Letzteres ist vorzuziehen. Fig. 2 zeigt eine derartige Ausführungsform, wobei die Schraubengänge 16 im letzten Gang eine verstärkte Steigung haben. Diese Ausbildung der ortsfesten Schraubengänge kann mit einer Änderung in der Neigung des Schraubenganges auf dem drehbaren Glied vereinigt werden, dessen Steigung in dem Masse abnimmt, wie die Steigung auf dem ortsfesten Glied zunimmt.
Es könnten aber auch die Gewinde auf dem drehbaren Teil kurz vor dem Abgabeende enden, wie das in Fig. 1 der Fall ist.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung (Strangpresse) zur ununterbrochenen Herstellung von Metallrohren, Stangen, Streifen u. dgl. mittels zweier relativ zueinander drehbarer, konzentrischer, zueinander angeordneter, im Querschnitt runder Teile (Gehäuse und Kern), zwischen welchen infolge ihrer Relativdrehung das Metall durch Schraubenwirkung vorwärts getrieben wird, dadurch gekennzeichnet, dass beide konzentrischen Teile (1, 6) an ihren benachbarten Flächen mit Schraubengängen bzw. schraubenförmig angeordneten Rippen oder Hohlkehlen versehen sind, wobei die Schraubengänge auf dem äusseren Teil (1) im entgegengesetzten Sinne verlaufen wie die auf dem inneren Teil (6).