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Strangpresse zum Strangpressen von Metallrohren mit über deren
Länge ungleichem Durchmesser
Die Erfindung betrifft eine Presse zum Strangpressen von Rohren. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Strangpresse zum Strangpressen von Rohren nicht konstanter Wandstärke und nicht konstantem Durch- messer.
Wenn Abschnitte von Rohren zu einer Rohrleitung aneinandergefügt werden, so stellen die Verbin- dungsbereiche zwischen den einzelnen Rohrabschnitten die schwächsten Bereiche vor. Wenn die Rohrabschnitte Wände einer Dicke aufweisen um in den Verbindungsbereichen hinreichende Festigkeit zu sichern und die Rohrwand über ihre Länge gleichmässige Dicke hat, so stellt dies eine Materialverschwendung in den mittleren Bereichen der Leitung vor, wo eine geringere Festigkeit ausreichend ist.
Es sind bereits Strangpressen zum Strangpressen von Metallrohren mit über deren Länge ungleichem Durchmesser bekannt, die mit einem Behälter, der einen Metallpressling aufnimmt und mit einem Strangpressstempel, der den Pressling durch eine an dem Vorderende dieses Behälters angeordnete Düse presst versehen sind, wobei ein Dorn von über seine Länge ungleichem Durchmesser vorgesehen und dazu eingerichtet ist, sich durch die Düsenbohrung zu bewegen und wobei Mittel vorgesehen sind, um Stempel und Dorn als Einheit während des Strangpressens des Presslings vorzuschieben.
In einer Presse dieser Art - beschrieben in der USA-Patentschrift Nr. 2, 819, 794 - wird eine sicherjüngende Düse verwendet und ein Rohr von über seine Länge gleichbleibendem Innendurchmesser, aber mit einer sich entsprechend der Verjüngung der Düse verjüngenden Aussenwandung erhalten. Eine Verjüngung des Dornes ist vorgesehen, jedoch nur zu dem Zweck, um den freien Fluss des Metalls zu der verjüngten Düse zu erlauben. Vorbekannte Strangpressen haben es ganz allgemein nicht erlaubt, ein Rohr herzustellen, das einen dünnwandigen Mittelteil und verdickte Enden aufweist.
Die Erfindung schafft nun eine Strangpresse, mit der es möglich ist, Rohre herzustellen, die einen dünnwandigen Mittelteil und Endteile von verdickter Wandstärke besitzen. Die vorliegende Presse gehört der weiter oben angeführten Art an und kennzeichnet sich dadurch, dass der Dorn Umfangsnuten aufweist, die über seiner Länge in gegenseitigen Abständen angeordnet sind, wobei der Abstand benachbarter Nuten grösser ist als die Axiallänge der Nuten und wobei jede Nut einen Mittelteil von gleichbleibendem Querschnitt und sich verjüngende Teile aufweist, die den Mittelteil mit anschliessend an die Nuten angeordneten Teilen grösseren Querschnitts verbinden.
Die durch Anwendung einer solchen Presse erzeugten Rohre haben an ihren Enden hinreichende Festigkeit um kräftige geschweisste Verbindungsbereiche zu ermöglichen. Der dünne Mittelteil hat eine hinreichende Festigkeit um den im Gebrauch auftretenden Beanspruchungen zu widerstehen. Demnach ist ein wirtschaftlicher Materialverbrauch dadurch gesichert, dass man die verschiedenen Teile des Rohres mit Dicken und Durchmessern ausstattet, die ihren Funktionen angepasst sind, die in der schliesslichen Endverwendung auftreten.
Das mittels der erfindungsgemässen Strangpresse hergestellte Rohr kann einen vergleichsweise konstanten Innendurchmesser aufweisen in welchem Falle die Rohrenden äusserlich verdickt sind und demnach Aussendurchmesser haben, die grösser sind als es der Aussendurchmesser des dünneren Mittelteiles des Rohres ist, jedoch ist es durch eine Anwendung abgeänderter Ausführungsformen von der Erfindung entsprechenden Strangpressen auch möglich, Rohre zu erzeugen, die ein aussen verdicktes Ende besitzen, wogegen das andere Ende sowohl nach innen als auch nach aussen verdickt ist oder nur nach innen.
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Mit der erfindungsgemässen Strangpresse ist es auch möglich, Rohre herzustellen, die verdickte Tei- le aufweisen, die über ihre Länge in Abständen auftreten. Ferner kann die vorliegende Strangpresse Rohre erzeugen, die verdickte und verdünnt3 Teile besitzen, die durch sich verjüngende Übergänge verbunden sind. auf welche Weise der schwächende Effekt von scharf einspringenden Kanten (Kerbwirkung) ausge- schlossen wird. Die sich verjüngenden Teile der Rohre kann man geradlinig profiliert ausführen, wenn das Verjüngungsmass über den sich verjüngenden Teil konstant ist. Es ist aber auch möglich den sich verjüngenden Teil konvex oder konkav zu krümmen.
Das Mass der Verjüngung zwischen hohen und niedrigen Werten kann gewählt werden um Rohre zu erzeugen, die hinsichtlich der Belastungs-und Be- anspruchungsarten, die für die endgültige verwendungsart des Rohres massgebend sind, einer grossen zahl von besonderen Erfordernissen entsprechen. Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin gelegen, dass man nach ihr Rohre herstellen kann, deren sich verjüngende Teile gleiche Neigung aufweisen.
Die Zeichnungen enthalten bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung. Es zeigen :
Fig. 1 den Schnitt durch eine Strangpresse zu Beginn des Arbeitshubes, Fig. 2 die Presse nach Fig. 1 nach Erreichen der ungefähren Mitte des Arbeitshubes, Fig. 3 dieselbe Presse in einem weiter vorge- schrittenen Arbeitsstadium, Fig. 4 den Schnitt durch ein Rohr, das die in den Fig. 1-3 dargestellte Pres- se geliefert hat, Fig. 5 eine andere Strangpresse nach der Erfindung zur Herstellung von Rohren, die in
Abständen auftretende Verdickungen haben, Fig. 6 ein mit der Presse nach Fig. 5 hergestelltes Rohr im
Schnitt, Fig. 7 eine weitere teilweise geschnittene Strangpresse zur Herstellung von Rohren die einen dünneren Mittelteil. ein nach innen und aussen verdicktes Ende und ein nur nach aussen verdicktes Ende aufweisen, Fig.
8 eine mögliche Ausführungsform eines Pressdornes nach der Erfindung und schliesslich
Fig. 9 eine weitere erfindungsgemässe Dornausführung.
Nach den aus den Fig. 1-4 ersichtlichen Ausführungsformen umfasst die Strangpresse einen Behäl- ter 10 mit einer zylindrischen Öffnung. Ein vorgewärmter Pressling 12 aus einem strangpressbaren Metall, wie Aluminium, wird in den Behälter 10 eingebracht. Eine Düse 14 befindet sich am vorderen Ende der
Zylinderöffnung des Behälters 10. Die Düse weist eine zylindrische Bohrung auf, durch welche das strang- gepresste Metall durchtritt. Die Düsenbohrung kann auch andere Gestalten haben einschliesslich jener eines Quadrats, eines Sechs- oder Achtecks, Dreiecks oder Ovals.
Um den Pressling 12 durch die in der Düse 14 vorgesehene Öffnung zu pressen. ist ein Presskolben 16 im hinteren Ende des Zylinders 10 angeordnet, wobei herkömmliche, nicht dargestellte Presseinrichtungen verwendet werden, um den Kolben 16, gesehen in Fig. l, von links nach rechts zu bewegen.
Mit dem Kolben 16 ist der insgesamt mit 18 bezeichnete Dorn einheitlich verbunden und erstreckt sich parallel zur Achse der Bohrung der Düse 14. Der Dorn 18 dient dazu, um das stranggepresste Metall in einen Hohlkörper zu formen und bestimmt in Verbindung mit der Düse 14 die Dicke und den Durchmesser des stranggepressten Metallrohres. Der Dorn 18 umfasst eine Basis 20, die mit dem Stempel 16 verbunden ist, einen konischen sich verjüngenden Teil 24, einen Teil 26 kleineren Durchmessers, einen sich erweiternden Teil 28. einen Zwischenteil 30 grösseren Durchmessers, einen sich verjüngenden Teil 32, einen Teil 34 kleinen Durchmessers, einen sich erweiternden Teil 36 und einen grösseren Endteil 38. Der dargestellte Dorn hat kreisförmigen Querschnitt, doch können auch andere Formen verwendet werden, wie schon weiter oben dargelegt.
Der Dorn 18 ist als mit dem Kolben 16 aus einem Stück bestehend dargestellt, so dass sich diese beiden Teile mit gleicher Geschwindigkeit durch die zylindrische Öffnung des Behälters 10 bewegen. Die erfindungsgemässe Strangpresse kann jedoch auch so konstruiert werden, dass der Dorn hinsichtlich des Kolbens beweglich ist. Im Falle einer solchen Ausführung können Kolben und Dorn mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten während des Arbeitshubes bewegt werden. Es können Kolben und Dorn für einen Zeitabschnitt des Arbeitshubes auch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten über einen andern Abschnitt dieses Hubes mit derselben Geschwindigkeit bewegt werden.
Der Dorn 18 kann sich über seine ganze Länge, gesehen von dem Endteil 22 zu seinem Endteil 38 etwas verjüngen. Dies erzeugt innen im fertigen Rohr eine geringe Verjüngung um Kühlung und Schrumpfen des aus der Bohrung der Düse 14 austretenden Rohres einander anzupassen. Wenn jedoch die herzustellenden Rohre einen innerhalb enger Toleranzen gleichbleibenden Innendurchmesser vorschreiben, wird man diese geringe Gesamtverjüngung nicht anwenden.
Um ein stranggepresstes Metallrohr zu erhalten, in dem die sich verjüngenden Teile des Rohres von gleicher Neigung sind, werden die sich verjüngenden Teile 28 und 36 steiler geneigt ausgeführt als die sich verjüngenden Teile 24 und 32.
Wenn man die Herstellung eines stranggepressten Metallrohres anstrebt, welches sich geradlinig verjüngende Teile aufweist, ist es nötig, dass die sich verjüngenden Teile 24, 28, 32 und 36 in geringem
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das sowohl innen als auch aussen verdickt ist.
Entsprechend dem sich verjüngenden Teil 110 und dem kleineren Teil 108 werden sich verjüngende und verdickte Rohrteile gebildet, deren Innendurchmesser der Durchmesser des den Zwischendurchmesser aufweisenden Dornteiles 112 ist. Dieser verdickte Rohrteil bildet einen nach aussen verdickten Rohrteil. Der sich verjüngende Dornteil 106 und der den grösseren Durchmesser besitzende Teil 104 erzeugen einen sich verjüngenden Rohrteil und einen dünnwandigen Rohrteil, ähnlich wie dies aus Fig. 1 ersichtlich ist.
Um ein stranggepresstes Metallrohr zu erhalten. 0 dessen sich verjüngende Teile gleiche Neigung ha- ben, wird ein Dorn verwendet, der aus Fig. 8 ersichtlich ist. Der Dorn 150 ist mit einem Stempel 152 verbunden und im allgemeinen ähnlich dem Dorn 18 beschaffen, mit dem Unterschied, dass die sich ver- jüngenden Teile 154 und 156 steiler, d. h. mehr geneigt sind als die sich verjüngenden Teile 158 und
160. In Fig. 8 sind, sehr stark unterschiedliche Neigungen dargestellt worden um das Prinzip deutlicher hervortreten zu lassen. Es ist aber einzusehen, dass verschiedenste Unterschiede der Neigung angewendet werden können, je nach den im Einzelfalle vorherrschenden Strangpressbedingungen.
Wenn man wünscht ein stranggepresstes Metallrohr herzustellen, das nach geraden Linien sich verjüngende Enden besitzt, so ist es nötig, einen Dorn 170, Fig. 9 zu verwenden, gemäss welchem die sich verjüngenden Teile 172. 174,176 und 178 leicht gekrümmt sind.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Strangpresse zum Strangpressen von Metallrohren mit über deren Länge ungleichem Durchmesser, mit einem Behälter, der einen Metallpressling aufnimmt und mit einem Strangpressstempel. der den Press- ling durch eine an, dem Vorderende dieses Behälters angeordnete Düse presst, wobei ein Dorn von über seine Länge ungleichem Durchmesser vorgesehen und dazu eingerichtet ist, sich durch die Düsenbohrung zu bewegen und wobei Mittel vorgesehen sind, um Stempel und Dorn als Einheit während des Strangpressens des Presslings vorzuschieben, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn Umfangsnuten aufweist, die über seiner Länge in gegenseitigen Abständen angeordnet sind,
wobei der Abstand benachbarter Nuten grösser ist als die Axiallänge der Nuten und wobei jede Nut einen Mittelteil von gleichbleibendem Querschnitt und sich verjüngende Teile aufweist, die den Mittelteil mit anschliessend an die Nuten angeordneten Teilen grösseren Querschnitts verbinden.