AT510218A1

AT510218A1 - Strangpressverfahren

Info

Publication number: AT510218A1
Application number: AT12632010A
Authority: AT
Inventors: Gerhard Moser
Original assignee: Siemens Ag Oesterreich
Priority date: 2010-07-28
Filing date: 2010-07-28
Publication date: 2012-02-15
Also published as: WO2012013457A3; WO2012013457A2

Description

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Beschreibung

Strangpreßverfahren 5

Technisches Gebiet

Die Erfindung betrifft ein Strangpreßverfahren, insbesondere zur Herstellung großer plattenförmiger Bauteile. 10 .

Stand der Technik

Strangpressen eignet sich gut zur Herstellung von Profilen, 15 welche auch komplizierte Querschnitte aufweisen können. Bei einem Strangpreßverfahren wird ein erwärmter Block aus dem umzuformenden Material mittels eines Stempels durch eine Matrize gepresst, wobei diese Matrize Ausnehmungen in der Form des herzustellenden Querschnitts aufweist. Dieses 20 Verfahren eignet sich für praktisch alle Metalle, es werden jedoch hauptsächlich Aluminium und Aluminiumlegierungen mittels Strangpressen verarbeitet. Auch Stahl wird häufig mittels Strangpressens zu nahtlosen Rohren geformt.

Es ist möglich, Profile mit Hohlräumen zu erzeugen 25 (geschlossene Profile), indem ein Dorn vorgesehen wird, dessen Außenprofil dem gewünschten Innenprofil des zu erzeugenden Hohlraums entspricht.

Es wurden verschiedene Arten des Strangpressens entwickelt, welche sich jeweils gut für bestimmte Anwendungszwecke, bzw. 30 Materialien eignen. Beispielhaft seien das direkte, das indirekte und das hydrostatische Strangpressen genannt. Das sogenannte CONFORM-Verfahren arbeitet kontinuierlich, eignet sich aber nur für kleine Profile. 1

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Sollen große Profile hergestellt werden, geraten herkömmliche Strangpreßverfahren rasch an technologische Grenzen, da entsprechend große Strangpreßmaschinen praktisch nicht verfügbar sind und auch die dazu nötigen großen Matrizen außerordentlich teuer sind. Typischerweise bieten Strangpreßmaschinen einen maximalen Profildurchmesser von 700mm. Für geringere Stückzahlen, bzw. Längen an herzustellenden großen Profilen ist es gemäß dem Stand der Technik nicht möglich ein Strangpreßverfahren einzusetzen. Solche Profile werden deshalb aus einzelnen, kleineren Profilen zusammengesetzt (geschweißt), was einen hohen Aufwand und hohe Kosten bewirkt.

Darstellung der Erfindung

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Strangpreßverfahren anzugeben, welches auch große Profile, insbesondere plattenförmige Profile wirtschaftlich herzustellen vermag.

Die Aufgabe wird durch ein Strangpreßverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.

Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird ein Strangpressverfahren beschrieben, bei welchem ein Block aus umzuformenden Material durch eine Matrize gepresst wird und das umgeformte Material nach dem Austritt aus der Matrize normal zur Austrittsrichtung gerichtet wird und dabei die Abmessungen des umgeformten Materials nach diesem 2 201007299

Richtvorgang in einer Querrichtung zur Austrittsrichtung größer sind als der maximale Profildurchmesser der Matrize. Der maximale Profildurchmesser bezeichnet den Durchmesser, bzw, jene maximale Abmessung quer zur Austrittsrichtung, 5 welcher von der jeweiligen Matrize herstellbar ist.

Dadurch ist der Vorteil erzielbar, Profile herstellen zu können, welche Abmessungen aufweisen die größer als der maximale Profildurchmesser der jeweilig eingesetzten 10 Strangpressmaschine, bzw. der eingesetzten Matrize sind.

Solcherart können beispielsweise Platten mit einer Abmessung in Querrichtung zur Strangpressrichtung hergestellt werden, die größer als der maximale Profildurchmesser der eingesetzten Matrize sind. 15

Dieser Effekt wird dadurch erreicht, dass das gewünschte Profil solcherart in den maximalen Durchmesser der Matrize eingepasst wird, dass es mittels eines Richtvorgangs im Anschluß an den Strangpressvorgang in die gewünschte Form 20 gebracht werden kann. Beispielsweise kann ein gewünschtes plattenförmiges Profil in wesentlichen kreisförmig stranggepresst werden und solcherart eine Breite von 2*Pi des maximale Profilhalbmessers der eingesetzten Matrize erreichen. 25

Der maximale Durchmesser der eingesetzten Matrize ist nicht notwendigerweise ein Kreisdurchmesser, der maximale Durchmesser beschreibt die mit einer bestimmten Matrize maximal herstellbaren Abmessungen in einer beliebigen 30 Richtung quer zur Strangpressrichtung,

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das gewünschte Profil als geschlossenes Profil auszuführen und 3

201007299 einen weiteren Verfahrensschritt, einen Trennschnitt in Strangpressrichtung vor dem Richtvorgang einzufügen. Die solcherart erzeugten Profile sind unmittelbar nach dem Strangpressvorgang stabiler als offene Profile und ergeben somit eine höhere Maßhaltigkeit.

Eine weitere Vergrößerung der zu erzeugenden flachen Profile kann durch den Einsatz eines überlappenden Profils erzielt werden. Dabei wird das zu erzeugende Profil um mehr als 360 Grad gebogen stranggepresst. Ein solcherart im Querschnitt spiral- bzw. schneckenförmiges Profil wird bevorzugterweise als geschlossenes Profil ausgeführt um die erforderliche Steifigkeit zwischen dem Strangpressvorgang und dem Richtvorgang sicherzustellen.

Es ist besonders vorteilhaft, den Richtvorgang unmittelbar anschließend an den Strangpressvorgang auszuführen, da der Richtvorgang durch die im umzuformenden Material vorhandene Wärme erleichtert wird.

Besonders für Profile mit hohen Maßhaltigkeitsanforderungen empfiehlt sich ein abschließender weiterer Richtvorgang in erkaltetem Zustand.

Mit gegenständlichem Verfahren können alle Materialien, die sich zum Strangpressen eignen verarbeitet werden. Insbesondere ist dieses Verfahren für die Herstellung von Profilen aus Aluminiumlegierungen vorteilhaft.

Weiters ist es möglich, das umzuformende Material ausgehend aus der Flüssigphase zu verarbeiten.

Der Richtvorgang kann mit gebräuchlichen Einrichtungen zum Richten von Metallprofilen ausgeführt werden. 4 201007299 t · · * • . ·

Die mit gegenständlichen Verfahren herstellbaren Profile sind nicht auf Profile mit einfachem Querschnitt eingeschränkt. Gegenständliches Verfahren eignet sich auch zur Herstellung 5 komplizierter Profil, beispielsweise Profile, welche mehrere geschlossene Profile umfassen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen 10 15

Es zeigen beispielhaft:

Fig.l eine Strangpresseinrichtung.

Fig.2 eine Strangpressmatrize.

Fig.3 Erster Verfahrensschritt Fig.4 Zweiter Verfahrensschritt Fig.5 ein überlappendes Profil

Fig.6 ein überlappendes Profil mit Trennstelle 20 Ausführung der Erfindung

Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch eine Strangpresseinrichtung. Eine Strangpresseinrichtung umfasst eine Matrize 2, einen Zylinder 4 und einen Stempel 5. Das 25 umzuformende Material 1 ist in dem Zylinder 4 angeordnet und wird mittels der Preßkraft 6 durch die Austrittsöffnung 3 der Matrize 2 gepresst. Das Material tritt dabei durch diese Austrittsöffnung 3 in Austrittsrichtung A aus. Die Form der Austrittsöffnung 3 bestimmt die Form, d.h. das Profil des 30 umgeformten Materials. In Fig.l ist eine

Strangpresseinrichtung in vereinfachter Form dargestellt, beispielsweise sind Mittel zur Erwärmung des umzuformenden Materials 1 oder zur Kühlung der Matrize 2 nicht dargestellt. 5 201007299

Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch eine Strangpressmatrize. Es ist eine Ansicht einer Strangpressmatzize 2 in axialer Richtung, was der Austrittsrichtung A entspricht dargestellt. Die beispielhaft gezeigte Matrize 2 ist kreisrund mit einem Matrizendurchmesser D. Matrizen können jedoch beliebige Bauformen, insbesondere rechteckige Bauformen aufweisen. Weiters weißt die Matrize 2 einen maximalen Profildurchmesser Dmax auf. Dieser maximale Profildurchmesser Dmax umfasst jene Fläche, die für den Querschnitt des zu erzeugenden Profils zur Verfügung steht. In dieser Fläche wird die Austrittsöffnung 3 eingebracht, durch welche das geformte Material austritt. Diese Fläche ist nicht notwendigerweise rund, sie kann jede beliebige Form aufweisen.

Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch den ersten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es ist die Matrize 2 aus Fig.2 dargestellt. Diese Matrize 2 ist in dem in Fig.3 dargestellten Beispiel mit einer Austrittsöffnung 3 ausgestattet, welche ein Profil 7 erzeugt. Dieses Profil 7 weist beispielhaft eine offene Kreisform mit sechs innen angeordneten Stegen auf.

In dem ersten Verfahrensschritt wird ein Profil 7 mittels Strangpressens erzeugt.

Fig.4 zeigt beispielhaft und schematisch den zweiten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es ist in der oberen Bildhälfte die Matrize 2 und das Profil 7 nach dem ersten Verfahrensschritt dargestellt. Nach diesem ersten Verfahrensschritt wird der zweite Verfahrensschritt, ein Richtvorgang ausgeführt. In diesem Beispiel erfolgt eine Einebnung des Profils 7. Der Querschnitt dieses eingeebneten 6

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Profils 7a ist in der unteren Bildhälfte dargestellt. Es ist ersichtlich, dass ein eingeebnetes Profil 7a nicht direkt mit einer Matrize 2 mit einem maximalen Profildurchmesser Dmax herstellbar ist. Wollte man ein eingeebnetes Profil 7a direkt herstellen, so wäre eine wesentlich größere Strangpresseinrichtung mit wesentlich größerem maximalen Profildurchmesser Dmax erforderlich.

Fig.5 zeigt beispielhaft und schematisch ein überlappendes Profil. Es sind ein maximaler Profildurchmesser Dmax und ein überlappendes Profil 8 dargestellt. Dieses überlappende Profil ist spiralförmig in die für eine Austrittsöffnung 3 zur Verfügung stehende, von dem maximalen Profildurchmesser Dmax begrenzte Fläche so eingepasst, dass sich die Enden dieses beispielhaften dargestellten Profils 8 überlappen. Solcherart ist es möglich noch größere, flache Profile herzustellen als es bei dem in Fig.4 gezeigten Ausführungsbeispiel möglich ist.

Fig.6 zeigt beispielhaft und schematisch ein überlappendes Profil mit Trennstelle. In weiterer Fortbildung der Erfindung können Profile mit einer Trennstelle 10 vorgesehen werden.

Ein überlappendes Profil 9 weist eine Trennstelle 10 auf. Das Profil 9 stellt nach dem Strangpressvorgang ein geschlossenes Profil dar und wird unmittelbar nach dem Strangpressvorgang an der Trennstelle 10 geöffnet und einem Richtvorgang unterworfen. 7 201007299 0 t * t 1 · « »« ·

Liste der Bezeichnungen 1 Umzuformendes Material 5 2 Matrize 3 Austrittsöffnung 4 Zylinder 5 Stempel 6 Preßkraft 10 7 Profil 7a eingeebnetes Profil 8 Profil (überlappend) 9 Profil (überlappend, geschlossen) 10 Trennstelle 15 A Austrittsrichtung D Matrizendurchmesser Dmax maximaler Profildurchmesser 8

Claims

201007299 Patentansprüche 1. Strangpressverfahren, bei welchem ein Block aus 5 umzuformenden Material (1) durch eine Matrize {2) gepresst wird und das umgeformte Material {1) nach dem Austritt aus der Matrize (2) normal zur Austrittsrichtung (A) gerichtet wird und dabei die Abmessungen des umgeformten Materials (7) nach diesem 10 Richtvorgang in einer Querrichtung zur Austrittsrichtung (A) größer sind als der maximale Profildurchmesserdurchmesser (Dmax) der Matrize (2).
2. Strangpreßverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das umgeformte Material (1) nach dem Austritt aus der Matrize (2) ein geschlossenes Profil (9) darstellt und vor dem Richtvorgang ein Trennvorgang in Austrittsrichtung (A) an dem 20 geschlossenen Profil (9) vorgesehen ist.
3. Strangpreßverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das umzuformende Material {1) vorgewärmt umgeformt wird. 25
4. Strangpreßverfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das umzuformende Material (1) ein Metall ist.
5. Strangpreßverfahren gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das umzuformende Material (1) eine Aluminiumlegierung ist 9