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Warmpressverfahren für Metall und Pressform und Gussrohling hiezu.
Es sind bereits verschiedene Verfahren und zu deren Durchführung dienende Einrichtungen zur Verformung von Metallen in warmem Zustande bekannt, die als Warmpressverfahren bezeichnet werden. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass die Verdichtung des Materials durch das Verpressen nach den bisher üblichen Verfahren gelegentlich nicht genügte, was häufig ein Vor-und Nachpressen erforderlich machte, auch wenn sogenannte " Vorpresslinge", sei es durch Sandguss, sei es durch Spritzguss, hergestellt wurden.
Die bisher aufgetretenen Übelstände bestanden vorwiegend in : a) Dem Auftreten von Falten und Blasen als Folge der beim Eingiessen z. B. des Vorpresslings auftretenden Erscheinung des Nachsaugens (Fig. 1), b) der ungleichmässigen Verteilung der sowohl im Naehsaugekanal, als auch an der ganzen Oberfläche des Gussstückes auftretenden Gussunreinheiten, was zu Einschlüssen und Faltenbildung im Pressstück führte.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein solches Warmpressverfahren zur Verformung von Metallen, sowie auf die zu dessen Durchführung dienenden Einrichtungen und besteht im Wesen darin, dass Gussrohlinge kleinerer Oberfläche verwendet werden, als das Fertigpressstück, wobei sie auch kleinster Verformungsarbeit unterzogen werden müssen. Die Unreinlichkeiten können sich hiebei in einem genügend gross vorgesehenen Grate sammeln.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Einrichtung zur Durchführung des Erfindungsverfahrens dargestellt. Hiebei zeigt Fig. 1 die bei den bekannten Giessverfahren nachteilig auftretende Saugfalte, Fig. 2 z. B. eine Warmpresseinrichtung mit einer oberen und unteren Raumstufe, vorwiegend als Einzelpresse und Fig. 3 eine Warmpresseinrichtung als Beispiel für das gleichzeitige Pressen mehrerer Pressstücke.
Zur Verwirklichung der Erfindungsidee werden kalottenförmige oder ähnlich geformte Gusskörper in der Weise verpresst, dass sie, vorteilhaft mit der Kugelschnittfläche nach oben, in erweiterte Teile der Pressform zu liegen kommen, wobei z. B. die Einrichtung zum Pressen von Einzelstücken (Fig. 2) einen oben erweiterten Teil zur Aufnahme des kalottenförmigen Gussstückes aufweist.
Bekanntlich besitzt unter allen Körpern die Kugel das grösste Volumen bei kleinster Oberfläche ;
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Aus dem gleichen theoretischen Grunde bietet sich bei der Verformung der Kugelkalotte der Verformungsarbeit der geringste Widerstand, daher ist bei dem gleichen Kraftaufwand die grösste Verdichtung des Pressstückes gewährleistet.
Der Kugelschnittkreis der Kalotte seinerseits zeigt wieder bei kleinstem Umfange die grösste Fläche, so dass die Gussunreinheiten, welche stets nach oben streben, sich an dieser grössten Fläche, also unbedingt in der obersten Schichte der Kalotte sammeln, wodurch sie besser, als bei jeder andern Ausgangsform gleichmässig und verteilt an die Oberfläche gelangen können. Der Nachsaugekanal ist bei der gewählten Kalottenform auf eine kaum merkbare Mulde reduziert.
Die Form und Grösse des etwa kalottenförmigen Gusskörpers wird hiebei so gewählt, dass sich der während der Verformung im erweiterten oberen Teil der Pressform bildende Grat stark genug ist, um die Gussunreinheiten aufzunehmen. Die Höhe der Kalotte bzw. des kalotten ähnlichen Körpers, als auch dessen Kugelsehmttfläche werden jeweils in einem solchen Verhältnis zum Volumen und zur
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Form des fertigen Presslings gewählt, dass die Saugfalte beim Pressen auf ein Minimum reduziert wird.
Besonders vorteilhaft hat sich die Ausführung der Pressform mit einem mindest doppelt so breiten Oberteil, als dem zur Aufnahme des eigentlichen Presskörpers dienenden Unterteiles erwiesen ; der letztere besitzt meist zur genauen Dimensionierung des Formstückes einen verstellbaren Ausstosser, der gleichzeitig den Boden der Pressform bildet.
Sollen mehrere Formstücke gleichzeitig hergestellt werden, so werden mehrere Matrizen in einer Pressform mit sogenannter,. offener Führung''untergebracht, welche keinen erweiterten Oberteil aufweist, bei welcher vielmehr eine alle Matrizen überdeckender kalottenförmiger Gusskörper Verwendung findet und deren Ausstosser nach vollendetem Pressen nicht gegen einen der Presslinge, sondern gegen den die einzelnen Presslinge verbindenden Pressgrat stösst, so dass alle Presslinge gleichzeitig ausgestossen werden.
Fig. 2 zeigt nun beispielsweise eine richtige Wahl der Pressform, welche die grösste Dichte und die grösste Reinheit des Vorpresslings selbst bedingt. Der obere Teil o der Matrize ist ein im Verhältnis zum Gussstück sehr grosser, zylindrischer Raum, während der untere Teil u der Matrize einen vom Vor-
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pressstück haben soll, aufweist. Ein automatischer Ausstosser a begrenzt den Boden dieses Zylinders nach unten und ermöglicht einerseits das rasche Arbeiten, anderseits infolge seiner Verstellbarkeit in vertikaler Richtung die Verwendung ein und derselben Pressform für die verschiedensten Pressstück- grössen. Je nachdem der Ausstosser höher oder tiefer eingestellt wird, kann nämlich das Volumen des Zylinders vergrössert oder verkleinert werden.
Die Gussstücke werden in den oberen Teil o der Pressform eingebracht, welcher so gross ausgebildet ist, um, entgegen der bisher üblichen Pressweise, welche einen möglichst dünnen und schmalen Grat anstrebte, einen genügend starken und breiten Pressgrat zu erzeugen, welcher alle im oberen Teile des Gusskalottenstückes angesammelten Unreinheiten in sich aufzunehmen vermag, während der von Unreinheiten vollkommen freie Materialanteil durch den Pressdruck in den unteren Teil hinabgleitet, wodurch, wie schon erwähnt, unter einem Minimalaufwand an Verformungsarbeit ein vollkommen dichter, reiner, falten-und rissfreier Vorpressling erzeugt wird. Der die Unreinheiten enthaltende Gussgrat wird in bekannter Weise abgegratet.
Für andere Pressstücke eignen sich andere Formen ohne Führung des Pressstempels, gemäss
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wird in jeden Unterteil ein Teil der Kalotte eingedrückt, so dass die entstandenen Formen durch einen gemeinsamen Grat verbunden sind, der durch Anheben des Ausstossers gehoben wird und damit alle Einzelteile aus der Form zieht.
Selbstredend umfasst die Erfindung auch solche Formen der Gussrohlinge, die wohl keinen idealen Kugelkalottenkörper darstellen, sich aber der Kugelform nähern, z. B. Rotationskörper mit flacheren Kurven als Erzeugende und ähnliche flachere Körper.
Es darf nicht unerwähnt bleiben, dass die Wahl der Kalottenform auch eine andere unangenehme Erscheinung des Warmpressens, die Faltenbildung infolge der Saugwirkung beim Eintritt des warmzupressenden Materials in eine verengte Form (Zylinder), weitgehend herabmindert. Der Rauminhalt der Kalotte c muss wohl immer etwas grösser, als der Rauminhalt des Presslings h sein, es kommt aber in hohem Masse auf ein richtiges Verhältnis der Form der Kalotte zu dem erforderlichen Volumen an.
Je mehr sich die Kalotte der Halbkugel nähert, desto grösser würde der Saugkanal werden und desto grösser die für viele Formstücke störende Saugfalte. So zeigt sich auch in diesem Belange die Richtigkeit des Erfindungsgedankens, der in der Wahl der Kalotte als Gussform für den Warmpressrohling gelegen ist. Auch die Höhe, wie der obere Begrenzungskreis müssen genau im richtigen Verhältnis zum späteren Pressstückvolumen stehen. Die richtigen Verhältnisse für jeden Einzelfall ergeben sich jeweils auf Grund eines einfachen Betriebsversuches, allenfalls auch durch eine einfache Rechnungsoperation.
Ein wesentlich ökonomischer und betriebstechnischer Vorteil des neuen Verfahrens besteht u. a. darin, das Warmpresswerk vom Bezuge von Messingstangen unabhängig zu machen (da der zylindrische Vorpressling das Stangenmaterial ersetzt) und den ganzen Arbeitsprozess vom Rohmaterial bis zum fertigen Warmpressstück in einem Zuge unter eigener Kontrolle im eigenen Betriebe durchführen zu können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Warmpressverfahren für Metalle, darin bestehend, dass ein kalottenförmiger oder ähnlich geformter Gusskörper verpresst wird.