CH435697A

CH435697A - Hydrostatischer Extruder

Info

Publication number: CH435697A
Application number: CH1087465A
Authority: CH
Inventors: Green Derek
Original assignee: Atomic Energy Authority Uk
Priority date: 1964-08-10
Filing date: 1965-08-03
Publication date: 1967-05-15
Also published as: CH435699A; GB1109871A; US3364717A; DE1452491A1; SE319147B; US3364718A

Description

Hydrostatischer Extruder
Die Erfindung bezieht sich auf einen hydrostatischen Extruder. Bei einem herkömmlichen Extruder wird ein innerhalb eines Gefässes gehaltener Materialabschnitt einen direkten mechanischen Belastung unterworfen, um den Materialabschnitt aus dem Gefäss durch eine Düse zu extrudieren. Der Materialabschnitt befindet sich mit dichter Passung in dem Extrudergefäss und der Druck wird auf das Ende des Abschnittes durch eine Stempelbetätigung in der Bohrung des Extruders angewendet.

Das hydrostatische Extrudieren hat verschiedene Vorzüge vor dem herkömmlichen Extrudieren. Es unterscheidet sich von dem herkömmlichen Extrudieren dadurch, dass eine Flüssigkeit zur Ausübung des Extruderdruckes auf den Materialabschnitt angewendet wird. Die Flüssigkeit umgibt das Material im Gefäss, und wird unter Druck gesetzt zur direkten Einwirkung auf das Material. Weil die Flüssigkeit das Material umhüllt. gibt es keine Reibung zwischen dem Gefäss und dem Material. Auch die Düsenreibung wird verringert, weil die unter Druck befindliche Flüssigkeit in der Nähe des Düseneinganges für hydrodynamische Schmierung zwischen dem extrudierten Material und der Düse sorgt.

Der Druck, der bei der Druckflüssigkeit im Gefäss angewendet werden kann, um auf das Material einzuwirken, ist durch die Widerstandsfähigkeit des Gefässes gegenüber dem inneren Druck begrenzt. Gefässe von einfacher, einteiliger Konstruktion sind lauf Drücke bis ungefähr 8 t/cm2 beschränkt. Gefässe spezieller Konstruktion können für Drücke von mehr als etwa 16 t/cm2 hergestellt werden, aber dies ist etwa der Höchstdruck, der angewendet werden kann, ohne bleibende Verformung solcher Gefäss, die schliesslich zum Bruch derselben führt.

Ein Druck von etwa 16 t/cm2 ist für hydrostatisches Extrudieren bei der Mehrzahl von Materialien ausreichend, aber gewisse Materialien, wie Werkzeugstähle verlangen viel höhere Drücke, z. B. etwa 32 t/cm2 und mehr.

Gemäss der Erfindung enthält ein hydrostatischer Extruder, der als Einheit in einem Druckbehälter belastbar ist, einen Zylinder, der an einem Ende offen ist und an seinem anderen Ende an eine Extruderkammer kleineren inneren Durchmessers als der innere Durchmesser des Zylinders anschliesst. Die Extruderkammer ist mit einem Kolben ausgestattet, der einen Kopf von grösserer Querschnittsfläche als die Querschnittsfläche des in den Zylinder passenden Kolbens hat. Eine Extruderdüse ist am vom Zylinder entfernten Ende der Extruderkammer montiert. Die Extruderkammer enthält einen Ring aus einer Anzahl Ringsegmente, die aneinandergrenzende radiale Flächen aufweisen. Die Segmente der Extruderkammer sind aussen mittels eines dünnen Rohrmantels zusammengehalten, der auch den Zylinder umfasst und gleichfalls die Extruderkammer umgibt.

Ein dünner Rohreinsatz ist in der Bohrung der Extruderkammer vorgesehen zur Verhütung des Eintretens von Druckflüssigkeit zwischen die Segmente an ihren angrenzenden radialen Flächen. Ebenso können Abdichtungsmittel an der vom Zylinder entfernten Endfläche des Extrudergefässes vorgesehen sein zur Veb \ hütung des Eintritts von Druckflüssigkeit zwischen die angrenzenden radialen Flächen der Segmente.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung zum Zwecke der weiteren Erläuterung derselben dargestellt.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt einer Extruderanordnung.

Fig. 2 ist ein Querschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist ein hydrostatischer Extruderapparat dargestellt, der ein Hauptdruckgefäss 20, ausgestattet mit einem Press-Stempel 21 enthält, der in dem Gefäss 20 durch einen Kupferring 22 und einen im Querschnitt runden Gummiring 23 gleitbar abgedichtet wird. Das Hauptdruckgefäss 20 enthält eine Extruderanordnung 24, welche einen Düsenbasisr;ing 25, eine Extruderkammer 26 und einen Zylinder 27 enthält. Der Düsenbasisring 25, die Extruderkammer 26 und der Zylinder 27 sind durch einen Rohrmantel 28 zusammengefügt, der beispielsweise aus hartgezogenem Kupfer besteht. Der Düsenbasisring 25 ist mit einer Extruder düse 29 ausgestattet. Ein Extruderkolben 30 erstreckt sich von dem Zylinder 27 in die Extruderkammer 26.

Der Extruderkolben 30 hat einen Kopf 31, der in die Bohrung des Zylinders 27 passt und darin mittels eines Kupferringes 32 und eines im Querschnitt runden Gummiringes 33 abgedichtet wird. Die Extruderkammer 26 enthält sechs Ringsegmente 34, welche aneinander grenzende radiale Flächen 35 aufweisen. Die Segmente 34 sind innerhalb des Rohrmantels 28 der Extruderanordnung 24 montiert. Die Segmente sind z. B. aus Stahl EN 25 nach den britischen Normen hergestellt.

Dieser wird zum Härten wärmebehandelt durch Glühen bei 8500 C und Abschrecken in Ö1 mit nachfolgendem Tempern bei 2000 C und Abkühlen an der Luft. Die Segmente 34 können alternativ aus Sinterwerkstoffen hergestellt werden, wie Aluminiumoxyd oder Wolframkarbid, da in den Segmenten 34 keine Zugspannungen entstehen können.

Bei Anwendung des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Extruders wird der Zwischenraum zwischen der Innenwand des Hauptgefässes 20, welches die Extruderanordnung 24 enthält, und dem Rohrmantel 28 die Bohrung der Extruderkammer 26, welche einen zu extrudierenden Materialabschnitt 36 aufnimmt, mit Flüssigkeit 37 gefüllt. Der Stempel 21 wird durch eine geeignete Presse belastet, um die Flüssigkeit 37 im Hauptgefäss 20 unter Druck zu setzen. Der Druck der Flüssigkeit 37 im Hauptgefäss 20 wirkt auf den Kopf 31 des Extruderkolbens 30 ein, so dass der Kolben 30 belastet wird, um die Flüssigkeit 37 in der Bohrung der Extruderkammer 26, die den Materialabschnitt 36 umgibt, unter Druck zu setzen. Durch das Unterdrucksetzen der Flüssigkeit 37 - in der Extruderkammer 26 wird das Material 36 durch die Düse 29 extrudiert.

Wenn die Flüssigkeit 37 im Hauptgefäss 20 auf einen Druck von etwa 8 t/cm2 gebracht ist, und die Querschnittsfläche des Kolbenkopfes 31 viermal so gross ist wie die Querschnittsfläche des Hauptteiles des Kolbens 30, wird die Flüssigkeit 37 in der Extruderkammer 26 auf einen Druck von etwa 32 t/cm2 angestiegen sein. Der im Hauptgefäss 20 erzeugte Druck von etwa 8 t/cm2 derFlüssigkeit 37 wirkt auch auf der Aussenseite der Ummantelung 28 der Extruderanordnung 24. So steht der Mantel 28 im Bereich der Extruderkammer 26 radial nach innen gerichtet unter Druck, um die Segmente 34 der Kammer 26 zusammenzuhalten gegen den nach aussen wirkenden Druck der Flüssigkeit 37 in der Extruderkammer 26.

Die Bohrung der Extruderkammer 26 ist mit einem dünnen Rohreinsatz 38 versehen zur Verhütung des Eintritts von Druckflüssigkeit 37 zwischen die aneinandergrenzenden Segmentflächen 35.

Es wird auch darauf hingewiesen, dass der Düsenbasisring 25, der mit der Extruderkammer 26 durch den Rohrmantel 28 verbunden ist, das Eintreten von Druckflüssigkeit 37 zwischen die Segmentflächen 35 an der Endfläche der Extruderkammer 26 verhütet.

Claims

PATENTANSPRUCH Hydrostatischer Extruder, dadurch gekennzeichnet, dass dieser als Einheit belastbar ist in einem Druckgefäss (20), das einen Zylinder (27) enthält, welcher an einem Ende offen ist, und an seinem anderen Ende an eine Extruderkammer (26) anschliesst, die jedoch einen klei neren Innendurchmesser als der Innendurchmesser des Zylinders (27) hat, und mit einem Kolben (30) versehen ist, welcher einen in den Zylinder (27) passenden Kopf (31) mit grösserer Querschnittsfläche als die Querschnittsfläche des Kolbens (30) aufweist, dass an ihrem vom Zylinder entfernten Ende der Extruderkammer eine Extruderdüse (29) montiert ist, wobei die Extruderkammer (26) einen Ring enthält, der von einer Anzahl Ringsegmente (34) mit aneinandergrenzenden radialen Flächen (35) gebildet wird, die auf ihrer Aussenseite von einem dünnen Rohrmantel (28) zusammengehalten werden,

welcher auch den Zylinder (27) und die Extruderkammer (26) umgibt, in deren Bohrung ein dünner Rohreinsatz (38) und an deren vom Zylinder (27) entfernten Endfläche Dichtungsmittel gegen den Eintritt von Druckflüssigkeit (37) zwischen die Segmente (34) an ihren aneinandergrenzenden radialen Flächen (35) vorgesehen sind.

UNTERANSPRÜCHE 1. Hydrostatischer Extruder nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Extruderdüse (29) in einem Düsenbasisring (25) montiert ist, der an die vom Zylinder (27) entfernte Endfläche der Extruder kammer (26) angrenzt und der gleichfalls von dem dünnen Rohrmantel (28) umgeben ist, der auch die Segmente (34) der Extruderkammer (26) umgibt, wobei der Düsenbasisring (25) die Endfläche der Extruderkammer (26) gegen den Eintritt von Druckflüssigkeit (37) zwischen die aneinandergrenzenden radialen Segmentflächen (35) abdichtet 2. Hydrostatischer Extruder nach Patentanspruch oder Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (34) der Extruderkammer (26) aus Sinterwerkstoffen, wie Aluminiumoxyd oder Wolframkarbid hergestellt sind.