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Verfahren und Strangpresse zur Herstellung von Metallstrangformen
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wechselndem Querschnitt undEs ist weiters Gegenstand der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, die die Herstellung von stranggepresstem Material, welches aus einem Stück bestehende Verstärkungen zwischen den Enden desselben aufweist, in einer solchen Art ermöglicht, dass eine grosse Auswahl von Strangformen hergestellt werden kann.
Verschiedene andere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden noch im Laufe der Beschreibung hervortreten.
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. Fig. 1 ist eine teilweise Schnittansicht im Aufriss, welche eine horizontale Strangpresse gemäss der Erfindung vor dem Beginn des Verfahrens darstellt. Fig. 2 ist eine vergrösserte teilweise Querschnittsansicht des Schnittes an der Linie 2-2 der Fig. 1 ; Fig. 3 ist eine vergrösserte perspektivische Ansicht des Greiferkopfes ; Fig. 4 zeigt einen Teil der Fig. 1 in einem grösseren Massstab, gewisse Teile befinden sich in einer andernArbeitsposition ; Fig. 5 ist ein teilweiser Schnitt längs der Linie 5-5 der Fig. 4 in einem noch grösseren Massstab gezeichnet.
Die Fig. 6 und 7 sind Querschnitte ähnlich der Fig. 4, sie stellen jedoch andere Arbeitspositionen dar ; Fig. 8 ist eine teilweise Ansicht eines Stranges, der gemäss der Erfindung hergestellt worden ist ; Fig. 9 ist ein Schnitt längs der Linie 9-9 der Fig. 8 ; Fig. 10 ist eine teilweise Ansicht einer mitAnstauchungen versehenen Stange, die gemäss der Erfindung hergestellt worden ist ; Fig. 11 ist ein Schnitt längs der Linie 11-11 der Fig. 10 ; Fig. 12 ist ein Schnitt ähnlich der Fig. 11, zeigt jedoch ein mit Anstauchungen versehenes Rohr ; Fig. 13 ist ein Schnitt ähnlich der Fig. 4, stellt jedoch eine veränderte Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung dar ; Fig. 14 ist ein vergrösserter Schnitt längs der Linie 14-14 der Fig. 13 ;
Fig. 15 ist eine Teilansicht einer weiteren Strangform, die nach der Erfindung hergestellt worden ist ; Fig. 16 ist ein Schnitt längs der Linie 16-16 der Fig. 15. Die Fig. l - 7 der Zeichnungen zeigen einen Teil einer horizontalen Metallstrangpiesse, die im wesentlichen aus einem beweglichen Behälter, allgemein mit 20 bezeichnet, einem Stempel oder Pumpenkolben 24, der in dem Behälter hin und her bewegt werden kann, einer Pressscheibe 26, die mit dem Pumpenkolben zusammenarbeitet, und einer Platte 30, welche eine Öffnung oder einen Kanal 32 aufweist, und obere und untere Gleitführungen 34, 36, welche mittels Schrauben 38 an der Platte befestigt sind, besteht. Zwischen den Gleitführungen 34,36 ist die Pressformführung 40 angeordnet, welche horizontal quer zur Auspressrichtung ausrückbar ist.
Die Pressforrnführung 40 kann aus der dargestellten Arbeitsposition in einer Ruhestellung bewegt werden und umgekehrt z. B. in der Art, wie es in der brit. Patentschrift Nr. 771, 976 beschrieben ist. Ein Pressformhalter 42 ist fest mit der Führung 40 und 44 verbunden und bewegt sich mit diesen.
Die Pressformführung 40 hat eine Durchgangsöffnung 52 und der Pressformhalter 42 hat eine entspre- chende Durchg ngsöffnung 54, welche die Pressformmontierung, die allgemein mit 50 bezeichnet ist, aufnimmt. Die Pressformmontierung umfasst eine Pressform 56, eine Hinterlage, allgemein bezeichnet mit 60, einen Kaliberring 62, welcher die Pressform und die Hinterlage umschliesst und einen Pressformträger 64 mit einer Ausnehmung oder Bohrung durch denselben 66.
In der beschriebenen Ruhestellung der Pressformführung 40 befindet sich die Durchgangsöffnung 52 derselben ausserhalb der Gleitführungen 34, 36 und ist von oben zugänglich, so dass die Pressformmontierung 50 in die Durchgangsöffnungen 52. 54 eingeführt oder aus derselben herausgenommen werden kann, so wie dies allgemein bekannt ist.
Die Hinterlage 60 weist eine Verlängerung oder Warze 68 auf, welche in die Bohrung 66 des Pressformträgers 64 eingepasst ist. Diese Warze kann ein einheitlicher Teil der Hinterlage sein, so wie dies dargestellt ist oder sie kann auch ein davon getrennter Teil sein. Ein Durchlass, allgemein bezeichnet mit 70, der sich in der Auspressrichtung erstreckt, besteht aus der Mündungsöffnung 72 der Pressformplatte 56, einer Öffnung durch die Hinterlage 60, wobei sich sowohl die Mündung 72 als auch die Öff- nung 74 dem Querschnitt des auszupressenden Stranges anpassen, und einer vergrösserten Abschlusskam- mer oder Höhlung 90, die in der Warze 68 ausgebildet ist, diese bildet das Auslassende des Durchlasses 70.
In der Ausführungsform der Fig. 1 - 7 besitzt der Strang 80 einen H-förmigen Querschnitt, daher um-
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die Flanschen des Stranges 80 aufnehmen ; die Kammer 90 erstreckt sich zwischen den Räumen 94 am Auslassende der Öffnung 74.
In der Platte 30 sind zwei schiefe Bohrungen 98 vorgesehen, welche je einen beweglichen Greiferteil, allgemein bezeichnet mit 100, aufnehmen und führen. Jeder der Greiferteile besteht aus einem Stab 101 und einem Greiferkopf 102, der abnehmbar an dem Stab z. B. mit Dübelschrauben 104 und Zentriermitteln 106 befestigt ist.
Wie in Fig. 3 dargestellt, ist das freie Ende jedes Greiferkopfes 102 mit Rand- flächen 108 versehen, welche so adaptiert sind, dass sie die gegenüberliegenden Flächen des andern Greiferkopfes berühren können, weiters weist es Einschnitte 110 auf, welche dazu dienen, die Flanschen-
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teile des ausgepressten H-förmigen Materiales 80 aufzunehmen, ferner eine Mittelfläche 112, die etwas von der Höhe der Randflächen 108 zurückgenommen und so ausgebildet ist, dass sie sich dem Steg des Materiales 80 eng anschmiegen kann, eine Fläche 114, die durch die Einschnitte 110 unterteilt ist, und eine Fläche 116 parallel zurAchse des entsprechenden Greiferteile 100.
Wenn die Greiferköpfe einander berühren, bilden die Einschnitte 110 und die Flächen 112 eine Öffnung, die ungefähr gleich, aber ganz geringfügig kleiner als die Mündungsöffnung 72 ist.
Das Ende der Warze 68 der Hinterlage 60, zunächst der Kammer 90, ist so geformt, dass es im wesentlichen den Flächen 114,116 der Greiferköpfe 102, wie aus den Fig. 1, 2 und 4 deutlich entnommen werden kann, komplementär entspricht. Die Warze 68 weist insbesondere ein Paar geneigter Flächen 118 auf, die zu den Flächen 116 der Greiferköpfe parallel sind und mit diesen zusammenarbeiten.
Die Greiferteile 100 können mit Hilfe von hydraulischen Zylindern bewegt werden, wie in Fig. 1 mit 120 angedeutet ist. Zur Aufnahme der Greiferköpfe während deren Bewegungen sind Öffnungen 122 vorgesehen, die sich durch die Gleitführungen 34,36, die Führung 40 und den Pressformträger 64 erstrekken und welche so dimensioniert sind, dass die Greiferstangen 101 und deren Köpfe 102 darin mit Spiel beweglich sind. Da die Wandstärke der Pressformführung 40 über der Pressformmontierung 50 etwas dünner ist als die Wandstärke derselben unter der Pressformmontierung, wäre es für den oberen Greiferteil 100 ausreichend, wenn er eine kürzere Strecke vorrückt, als die, die der untere Greiferteil zurücklegt, wenn die Teile sich durch die Führung durchbewegen. In der gezeigten Ausführungsform sind gleiche Hübe für beide Teile aus Gründen der Einfachheit vorgesehen.
Es wird hervorgehoben, dass jeder der beiden Greiferteile 100 in einem spitzen Winkel, vorzugsweise einem Winkel von 450 zur Auspressrichtung angeordnet sind, wobei der Scheitel des Winkels stromaufwärts zeigt, dass heisst, gegen die erweiterte Kammer 90 ebenso wie die Eintrittsöffnung 72 der Pressfbrmmontierung. Jede Bewegung der Greiferteile hat daher eine Komponente senkrecht zur Auspressrichtung ebenso wie eine Komponente in jener Richtung, welche insbesondere am Beginn der Retourbewegung der Mitnehmerteile von Bedeutung ist, wie dies weiter unten näher erläutert wird.
Wirkungsweise (erste Ausführungsform) :
Die Greiferteile 100 sind zu Anfang der Operation vollkommen zurückgezogen, wie dies in Fig. 1 gezeigt ist, so dass sie ausserhalb der Bahn der Pressformführung 40 sind. Der Behälter 20 kann nach rechts in der Fig. 1 bewegt werden und die Führung 40 vor und zurück verschoben werden, z. B. um die Pressformmontierung 50 in eine solche Lage zu bringen, in der sie gereinigt und zerlegt werden kann. In die Arbeitsstellung der Fig. l zurückgebracht, muss sie wieder mit der Bohrung des Behälters 20 der Mündungs- öffnung 72, der Öffnung 74, der Höhlung 66 und dem Kanal 32 ausgefluchtet werden. Nachdem der Behälter 20 gleichfalls in die Lage der Fig. 1 zurückgebracht worden ist, wird ein erhitzter Barren 130 eines Materiales wie Aluminium in den Behälter aufgegeben.
Der Stempel 24 und die Pressscheibe 26 können nun vorgetrieben werden, um den Barren auszupressen und einen Strang 80 mit H-förmigem Querschnitt zu bilden, welcher am Anfang frei durch die normalerweise offene Kammer 90 durchgeht und aus dieser heraustritt.
Wenn der Strang 80 die vorbestimmte Länge erreicht hat, werden beide Greiferteile 100 nach innen bewegt, bis ihre Köpfe 102 den austretenden Strang 80 fest erfassen und gleichzeitig das Auslassende der Abschlusskammer 90 rund um den Strang, wie in Fig. 4 gezeigt, abschliessen. Die Flächen 116 (Fig. 3) der Greiferköpfe arbeiten dabei zusammen und werden durch die geneigten Flächen 118 (in Fig. 2) der Hinterlage 60 geführt. Die Bewegung des Stranges 80 aus der Abschlusskammer 90 wird auf diese Weise unterbrochen und wenn der Stempel 24 und die Pressscheibe 26 fortfahren sich vorwärts zu bewegen, wird das Material gezwungen, die Kammer 90 zu füllen, so dass eine transversale Anstauchung oder Rippe 132 (Fig. 4) gebildet wird.
Nachdem die Kammer 90 gefüllt ist, werden die Greiferteile 100 zurückgezogen. Die Fig. 6 zeigt die Stellung kurz nach dem Beginn des RetourhubesderGreiferteile 100 und es erscheint klar, dass sich die Greiferteile infolge ihrer winkeligenA1lOrdnungnicht nur herausbewegt, sondern sich auch in der Auspressrichtung von den Wänden der Kammer 90 entfernt haben. Infolgedessen kann der Strangpressprozess während des Rückzuges der Greiferteile ohne Unterbrechung fortgesetzt werden, vorausgesetzt, dass die Geschwindigkeiten des Stranges 80 und der Greiferteile 100 genau aufeinander abgestimmt sind. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Greiferteile sollte so gross gewählt werden, dass die Komponente ihrer Geschwindigkeit in der Auspressrichtung mindestens gleich der Geschwindigkeit des Stranges 80 oder vorzugsweise etwas grösser ist.
Die letztere Bedingung ist in der Fig. 6 dargestellt und es kann aus dieser ersehen werden, dass die Flächen 114 derGreiferköpfe 102 sich von der vorrUckendenAnstauchung 132 etwas wegbewegt haben. Die Retourbewegung der Greiferteile wird bis zur Mittellage, die in Fig. 7 dargestellt
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ist, fortgesetzt, in dieser geben die Greiferköpfe den Weg des ausgepressten Materiales vollkommen frei.
Es ist nicht notwendig, zu diesem Zeitpunkt die Greiferteile völlig in die Lage der Fig. 1 zurückzuziehen.
Nachdem der Strang 80 eine weitere vorbestimmte Distanz durchlaufen hat, werden die Greiferteile 100 wieder in Aktion gesetzt, dann wieder zurückgezogen und diese Operationen werden wiederholt, bis die gewünschte Zabl der Anstauchungen auf der ausgepressten Strangform erzeugt ist.
Die Bewegung der Greiferteile 100 wird vorzugsweise automatisch geregelt, z. B. in Übereinstimmung mit der Bewegung des Stempels 24. Die Ausdehnung der Anstauchungsteils kann gleichartig sein oder sie kann gemäss einem gewünschten Muster auch variieren.
Die Hinterlage 60 soll so kurz als möglich sein, damit die Reibung vermindert wird, die der Strang erfährt, wenn er durch diese hindurchtritt. Zu dem selben Zweck wird vorzugsweise die Querschnittkontur der Öffnung 74 der Hinterlage um wenige Tausendstel Zoll grösser gemacht als die des ausgepressten Stranges 80, sie kann auch schwach kegelig abgeschrägt sein. Während eine Auskragung (Anstauchung) 132 in der Kammer 90 gebildet wird. wird eine solche Öffnung 74 mit Material gefüllt und es bildet sich ein geringfügig stärkerer Strangteil aus. Kurzzeitig kommt es zu einer Reibung in der Öffnung 74 bis dieser geringfügig dickere Teil aus derselben herausgestossen ist. Danach passiert der Strang 80 frei durch die vergrösserte Öffnung 74, bis die nächste Auskragung (Anstauchung) 132 gebildet wird.
Die sich dadurch ergebenden Differenzen im Ausmass des Stranges 80 sind kaum sichtbar, da sie ausserordentlich klein sind.
Auf diese Weise bestimmt die Öffnung 72 im wesentlichen die Grösse und die Kontur des kleinsten Querschnittes oder des Schaftes der Strangform, die hergestellt wird, während die verstärkten Teile 132 in der Abschlusskammer 90 gebildet werden.
Abänderungen.
Durch Änderung der Pressformmontierung 50 und der abnehmbaren Greiferköpfe (Mitnehmerköpfe) 102, kann die Presse für die Herstellung von Material verschiedenster Querschnittskonturen eingerichtet werden. Die Fig. 8 und 9 zeigen z. B. eine geeignete Form, die aus einem Pressstrang 140 und Anstauchungsteilen 142 besteht. Durch Zerschneiden des Stranges längs der Fläche 144 vor jeder Anstauchung werden Einzelteile für die Herstellung von Eisenbahnnägeln oder ähnlichen Elementen erhalten. welche aus einem Schaftteil und einem Kopf bestehen.
Die Trennschritte können in der Strangpresse ausgeführt werden, abgesehen von denEndteilen der Form kann ein Schnitt immer dann ausgeführt werden, wenn die Bewegung des heraustretenden Materiales während der Bildung der Anstauchung (Aufwulstung) gestoppt ist.
Die Fig. 10 und 11 zeigen einen Stab 150, welcher in einem Stück daran Kragen 152 aufweist und welcher gleichfalls in derselben Weise hergestellt werden kann, wie dies bereits beschrieben wurde. In dieser und andern Ausführungsformen der Erfindung'können die Mitnehmerteile (Greiferteile) so geformt und eingerichtet sein, dass sie einen geringfügigen Einschnürungseffekt an der ausgeprägten Form bewirken, welcher dazu beiträgt, dass das Material ganz fest ergriffen werden kann. Die Fig. 10 zeigt einen solchen Einschnürungseffekt bei 154 in übertriebener Darstellung.
Die Vorrichtung kann weiters dazu benützt werden, hohles. Material mit Hilfe der üblichen MandrelEinrichtung (nicht dargestellt) zu erzeugen. Fig. 12 zeigt eine Form 160, die rohrförmig ist, aber anderseits dem Stab 150 darin ähnelt, dass sie daran aus einem Stück bestehende Kragen 162 aufweist.
Die Fig. 13 und 14 zeigen eine Abänderung, bei welcher nur ein beweglicher, geneigter Mitnehmerteil (Greiferteil) 100 vorgesehen ist. Dies ist z. B. geeignet für die Herstellung von winkelig ausgebildeten Strangformen 170, welche einseitig Anstauchungen oder Vorsprünge 172 aufweisen, welche dazu die- nen, dass in sie die Festigungslöcher gebohrt werden. Der zweite Mitnehmerteil (Greiferteil), z. B. der untere Teil 100, kann in seiner völlig zurückgezogenen Lage wie dargestellt verbleiben oder kann vollständig weggelassen werden, wenn das Erzeugungsprogramm auf relativ einfache Formen beschränkt ist.
Der Träger 174 hat eine Öffnung 122 nur an seiner Oberseite und ist an seinem Boden massiv, da der un- tere Mitnehmerteil Inaktiv ist. Die Durchlassöffnung 70 endigt wieder bei der Kammer 90, aber die Press- formhinterlage 176 weist eine Warze 178 auf, die an ihrem Boden mit einem Teil 179 versehen ist, der sich über die Kammer 90 hin erstreckt und mit dem oberen Mitnehmerteil (Greiferteil) 100 bei der Umklammerung und Fixierung des ausgepressten Materiales, während eine der Aufstauchungen 172 ausgebildet wird, zusammenarbeitet. Verschiedene andere Teile, die in der Fig. 13 dargestellt sind, sind äquivalent oder ähnlich jenen der erstenAusführungsform und sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Der Vorgang ist im Prinzip der gleiche, wie er mit Bezug auf die Fig. 1-7 beschrieben worden ist.
Die Fig. 15 und 16 zeigen eine andere Form oder Platte, allgemein bezeichnet mit 190, welche mit Hilfe eines einzigen beweglichen Mitnehmerteiles (Greiferteiles) hergestellt werden kann. Wenn die Form 190 die Strangpressform verlässt, besteht sie aus einer Basis 192 und vier Längsrippen 194. Sodann werden periodische Aufstauchungen oder Querrippen 196 gebildet, die voneinander, wie dargestellt, ent-
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fernt sind ; auf diese Weise entsteht eine Platte 190, die ein waffelartiges Muster aufweist.
Aus der vorhergehenden Beschreibung erscheint es klar, dass durch periodisches Festhalten des Ma- terials und Abschliessen der Endkammer 90 Pressformen in einer einfachen Weise erhalten werden können, welche aufgestauchte Teile zwischen ihren Enden aufweisen. Es erscheint ebenfalls klar, dass sehr wesentliche Variationen in der Wandstärke erhalten werden können und dass die Erfindung auf eine grosse Mannigfaltigkeit von Formen anwendbar ist. Dadurch, dass die Mitnehmerteile (Greiferteile) in einem spitzen Winkel, wie dargestellt, angeordnet sind, kann der Strangpressvorgang ohne Unterbrechung fortgesetzt werden, bis die Form vollendet ist.
Es ist selbstverständlich, dass die hiemit beschriebenen Ausführungsformen nicht alle Arten, in welcher diese umfassende Erfindung angewendet werden kann, aufzeigt. Es können z. B. in Fällen, in denen es zulässig ist, den Vorschub des Stempels während der Retourbewegung der Mitnehmerteile (Greiferteile) zu unterbrechen, die Mitnehmerteile (Greiferteile) im rechten Winkel zur Auspressrichtung angeordnet werden. Weiters müssen übliche Teile der Presse nicht genau den speziellen Aufbau aufweisen, der dargestellt wurde, sondern können durch andere bekannte Elemente ersetzt werden. Es kann daher ein Pressformträger, der in der Richtung des austretenden Stranges längsbeweglich ist, an die Stelle der querbeweglichen Pressformführung 40 treten.
Solch ein längsbeweglicher Pressformträger kann ebenso mit Öffnungen 122 versehen sein, welche die in Arbeitsstellung befindlichen Mitnehmerteile (Greiferteile) 100 in dem Träger aufnehmen. Verschiedene andere Änderungen und Abwandlungen können vorgenommen werden, ohne dass der Rahmen der Erfindung, wie in den nachstehenden Patentansprüchen präzisiert ist, verlassen wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Auspressen von Material durch einen Durchlass mit einer Eintrittsmündung und einer vergrösserten Abschlusskammer am Auslassende, dadurch gekennzeichnet, dass das Material durch den Durchlass (70) mit der Abschlusskammer (90), welche an ihrem Auslassende offen ist, unter Ausbildung eines Stranges durchgepresst wird und der frei durch die Kammer hindurchlaufende Strang zur Erzeugung einer örtlichenaufstauchung erfasst und gehindert wird, weiter aus der Kammer auszutreten, wobei gleichzeitig das Auslassende der Kammerrings um den austretenden Strang geschlossen wird, so dass durch fortgesetztes weiteres Auspressen diese Kammer mit dem Material gefüllt und damit auf dem Strang ein vergrösserter aufgestauchter Teil (132) gebildet wird,
worauf der Strang losgelassen und die Kammer wieder geöffnet wird und der Vorgang so oft wiederholbar ist, bis der Strang die vorbestimmte Länge und die gewünschte Zahl von aufgestauchten Teilen aufweist.