CH627383A5 - Verfahren und vorrichtung zum strangpressen eines verbundprofiles. - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Strangpressen eines Verbundprofils aus einem Trägerprofil, insbesondere aus einer Leichtmetall-Matrix, und mindestens einer wenigstens einen Teil von dessen Oberfläche bildenden Auflage aus Profilband eines anderen Metalles, während dessen das Trägerprofil durch Auspressen eines Blockes durch eine Matrize erzeugt wird und gleichzeitig das Profilband die Matrize im Formgebungsquerschnitt durchläuft. Darüber hinaus zielt die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Bei derartigen Verfahren bedient man sich einer Vorrichtung mit einem seitlichen Führungskanal, in dem das Profilband dem Formgebungsquerschnitt zugeleitet und in Pressrichtung umgelenkt wird. In der Praxis führen die hierzu bekannten Vorrichtungen zumeist zu erheblichen Betriebsstörungen entweder durch ein Festfahren des Profilbandes in der Vorrichtung oder durch deren Verschleiss.

Zudem ist die Wahl der Formen für derartige Verbundprofile auf solche mit wenigstens teilweise ebenen Oberflächen begrenzt.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit deren Hilfe Verbundprofile unterschiedlichster Form auf einfache und betriebssichere Weise hergestellt werden können. Darüber hinaus soll durch Formgebung der Verbundprofile deren Einsatzgebiet erweitert werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe führen die Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3.

Nach Anspruch 4 können gleichzeitig mehrere Profilbänder zu gegebenenfalls unterschiedlichen Querschnitten verformt und dann dem Formgebungsquerschnitt zugefördert werden, was die Herstellung von zumindest dreischichtigen Verbundprofilen in bestechend einfacher Weise erlaubt.

Eine Vorrichtung gemäss Anspruch 5, zur Durchführung des Verfahrens nach dem Anspruch 1 zeichnet sich dadurch aus, dass das Profilband durch einen Führungskanal dem Formgebungsquerschnitt der Matrize von dessen Seite her zuführbar ist und dass am, dem Formgebungsquerschnitt benachbarten Ende des Führungskanals für das Profilband wenigstens ein Rad vorgesehen ist, an dessen Umfangsfläche das Profilband aufliegt. Auch können wenigstens zwei Führungkanäle mit diesen zugeordneten Rädern zur Führung von mehreren Profilbändern vorgesehen sein. Diese Räder können in der Vorrichtung austauschbar angeordnet sein, um reparaturhalber oder zur Erzeugung einer anderen Profilbandform ausgewechselt werden zu können.

Zweckmässig trifft die Matrix während des Pressvorganges - unter Zwischenschaltung des jeweiliegen Profilbandes - tangential so auf die Umfangswandung des Rades, dass das Profilband und die Umfangswandung des Rades mitgenommen werden können. Durch eine ausgeglichene Relativbewegung zwischen Profilband und Matrix kann eine metallische Verbindung der beiden Profilkomponenten begünstigt werden, d.h. durch ein rastenähnliches Ineinandergreifen der Gefüge.

Um den Einbau bzw. Austausch der Räder zu erleichtern, kann das Werkzeug in einen Matrizeneinsatz und einen Matrizenhalter geteilt sein, wobei die Führungskanäle für die Profilbänder von Nuten in der Oberfläche des Matrizeneinsatzes einerseits und der sie abdeckenden Fläche des Matrizenhalters anderseits gebildet werden; die Ausnehmungen — und damit deren Räder — sind nach dem Trennen von Matrizenhalter und Matrizeneinsatz leicht zugänglich.

Die Praxis hat erwiesen, dass sich Verbundprofile dank ihres Formgebungsreichtums besonders als Kupplungselemente zwischen Körpern aus unterschiedlichen Werkstoffen eignen; man kann ein Profilband aus Schwermetall oder Buntmetall mit einem entsprechenden Vorrichtungsteil thermisch verbinden und auch das Leichtmetall-Trägerprofil mit beispielsweise Aluminiumaufbauten von Schiffen verschweissen. Der Einsatz solcher stranggepresster Verbundprofile als Schweisskupplun-gen vereinfacht in unerwarteter Weise das Zusammensetzen von Bauwerken aus verschiedenen Metallteilen. So können nunmehr stranggepresste Verbundprofile als Kupplungsorgane bislang bekannte, auf dem Wege des Explosionsschweissens hergestellte Verbundplatten kostenmindernd ersetzen.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung beschrieben; diese zeigt in

Fig. 1 die Draufsicht auf eine Vorrichtung Strangpressen von Verbundprofilen;

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Fig. 2 den Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1 ;

Fig. 3 einen vergrösserten Ausschnitt aus dem Werkzeug nach Fig. 1, 2 in Draufsicht;

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Wiedergabe einer anderen Ausführungsform;

Fig. 5 eine Schrägsicht auf ein Detail des Werkzeuges zu einem weiteren Ausführungsbeispiel;

Fig. 6 ein gegenüber den Fig. 3 bis 5 vergrössertes Organ in Form eines Rades in veränderter Ausführung;

Fig. 7 die Ansicht eines Teiles des Rades nach Fig. 6 mit einem Gegenrad;

Fig. 8 die - gemässe Linie VIII-VIII in Fig. 7 teilweise geschnittene — Seitenansicht zu Fig. 7;

Fig. 9 eine Schrägsicht auf ein stranggepresstes Verbundprofil.

Eine zylindrische Vorrichtung R zum Pressen von Verbundprofilen weist an einem Matrizenhalter 1 einen in dessen Ringwulst 2 eingefügten Matrizeneinsatz 3 auf.

Im Zentrum der in Fig. 1 hervorgehobenen Einlauffläche 4 des Matrizenhalters 1 ist eine — im Ausführungsbeispiel grundrisslich rechteckige - Einlaufkammer 5 zu erkennen, welche sich in Pressrichtung x bzw. entlang der Werkzeugachse M unter Bildung einer geneigten Gleitfläche 6 verjüngt. An letztere schliesst ein ebenfalls rechteckiger Einlaufrahmen 7 an. Die dem Matrizeneinsatz 3 benachbarte Stirnfläche 8 des Matrizenhalters 1 erzeugt innerhalb jenes Ringwulstes 2 einen flachen Kegel mit in die Werkzeugachse M und den Einlaufrahmen 7 fallender Konstruktionsspitze.

Der Stirnfläche 8 des Matrizenhalters 1 liegt eine entsprechend eingeformte Kegelfläche 9 des Matrizeneinsatzes 3 an, in dessen Zentrum ein den Einsatzrahmen 7 - mit diesem gegenüber engerem formgebendem Querschnitt — fortsetzender Matrizendurchbruch 10 der Höhe h angeordnet ist. Dieser geht in einen sich zur Werkzeugkopfseite 11 trichterähnlich erweiternden Auslaufkanal 12 über.

In die Kegelfläche 9 des Matrizeneinsatzes 3 sind (wie insbesondere im Bereiche des Ausschnittsfeldes F in Fig. 1 erkennbar) auf einem gemeinsamen Werkzeugdurchmesser D der beispielsweisen Länge von 300 mm zwei flache Nuten 13 der Breite b (beispielsweise 20 mm) eingeformt, die zusammen mit der sie überspannenden Stirnfläche 8 des Matrizenhalters 1 Führungskanäle 14 für während des Pressvorganges dem Matrizendurchbruch 10 radial zuzuführende Profilbänder B ergeben.

An den Übergängen zwischen den Kanälen 14 und dem Matrizendurchbruch 10 sind in Ausnehmungen 15 Räder 16 angebracht, auf deren Umfangswandung 17 jene Profilbänder B während ihres Transportes durch das Werkzeug R im Bereiche eines Umschlingungswinkels w (Fig. 2) liegen.

Die Breite c des Profilbands B sowohl in der Ausführungsform nach Fig. 3 mit zwei den Matrizendurchbruch 10 flankie-

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renden Rädern 16 als auch gemäss Fig. 4 mit nur einem Rad 16 ist grösser als deren achsparallele Länge e, so dass das Profilband B die Stirnfläche 18 des Rades 16 beidseits überragt und im Bereich des Matrizendurchbruches 10 die Ausnehmung 15 für das Rad 16 überdeckt.

Bei dem im Matrizendurchbruch 10 des Werkzeuges nach Fig. 4 entstehenden Verbundprofil P umgreift eine Leichtmetall-Matrix A das Profilband B aus unplattiertem Bandstahl seitlich, die Matrix A ist in Fig. 3 übersichtslichkeitshalber nicht dargestellt.

Das Rad 16a der Fig. 5 ist mit seitlichen Führungskränzen 19 für das zwischen diesen geführte Profilband B versehen; diese können bei einer nicht gezeichneten Ausführung des Werkzeuges R breiter sein als das Profilband B und in seitliche Ausweitungen der Ausnehmungen 15 einragen — die Länge e der Räder 16 ist grösser als die Kanalbreite b.

Von den Führungskränzen 19 stehen axial Lagerzapfen 20 ab, die drehbar in Lagerstäben 21 etwa U-förmigen Querschnittes ruhen.

Mit Rädern 16b nach Fig. 6, deren Umfangswandung 17b eine Fläche 2. Ordnung darstellt - beispielsweise ein einschaliges Hyperboloid - können flache Profilbänder B vor Einlauf in den Matrizendurchbruch 10 oder in diesem selbst zu querschnittlich gekrümmten Bändern Ba verformt werden. Es entstehen z.B. Verbundprofile Pj mit konvexer Profilaussenfläche 30.

Dem Rad 16 ist bei einer weiteren Ausführungsform ein Gegenrad 31 zugeordnet, dessen Umfangswandung 32 querschnittlich der Umfangswandung 17 des Rades 16 angepasst-also bei der in Fig. 7, 8 wiedergegebenen Paarung entsprechend dem von beiden äusseren Radien q zum kurzen Innenradius r einwärts gekrümmten Querschnitt des Rades 16b etwa ellipsoid geformt — ist.

Das Gegenrad 31 kann in einer (nicht gezeigten) Ausnehmung gemäss Teil 15 in Fig. 2, nun aber im Matrizenhalter 1, untergebracht sein. Das flache Band B durchläuft den Führungskanal 14 bis etwa zur Hälfte, wird dann vom Rad 16b und dem Gegenrad 31 in gezeigter Weise verformt und anschliessend über das Rad 16 der Matrizenöffnung 10 zugeleitet.

Beide Räder 16, 31 können entweder von dem durchlaufenden Profilband B oder aber durch in der Zeichnung nicht dargestellte Antriebsmittel in Richtung y gedreht werden.

Mit dem Werkzeug R lassen sich beispielsweise sogenannte Schweisskupplungsprofile P2 besonders günstig herstellen, an deren gekrümmtes Stahlband B2 die entsprechend geformte Kante eines Stahlrahmens 40 angeschweisst ist. Die Leichtmetallkomponente A2 des Schweisskupplungsprofils P2 ist ihrerseits mit einem Leichtmetallkörper 41 unter Zwischenschaltung von Dichtungsstreifen 42 in Nuten 43 der Leichtmetallkomponente A2 verschweisst.

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3 Blatt Zeichnungen

Claims (10)

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1. Verfahren zum Strangpressen eines Verbundprofils aus einem Trägerprofil, insbesondere aus einer Leichtmetall-Ma-trix, und mindestens einer wenigstens einen Teil von dessen Oberfläche bildenden Auflage aus Profilband eines anderen Metalles, während dessen das Trägerprofil durch Auspressen eines Blockes durch eine Matrize erzeugt wird und gleichzeitig das Profilband die Matrize im Formgebungsquerschnitt durchläuft, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilband (B) über die Umfangsfläche (17) eines Rades (16) dem Formgebungsquerschnitt (10) zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilband (B) durch das Rad (16) gebogen und gegebenenfalls im Querschnitt verformt wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilband (B) während des Pressvorganges im Formgebungsquerschnitte (10) verformt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass gleichzeitig mehrere Profilbänder (B) zu gegebenenfalls unterschiedlichen Querschnitten verformt und dem Formgebungsquerschnitt (10) für das Verbundprofil (P) zugeführt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Profilband durch einen Führungskanal (14) dem Formgebungsquerschnitt (10) der Matrize von dessen Seite her zuführbar ist, und dass am dem Formgebungsquerschnitt (10) benachbarten Ende des Führungskanals (14) für das Profilband (B) wenigstens ein Rad (16,31) vorgesehen ist, an dessen Umfangsfläche das Profilband aufliegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch wenigstens zwei zum Formgebungsquerschnitt (10) gerichtete Führungskanäle (14) und diesen zugeordnete Räder (16, 31) zur Führung der Profilbänder (B).

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, gekennzeichnet durch zumindest ein angetriebenes Rad (16 und 31).

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem, dem Formgebungsquerschnitt (10) benachbarten Ende des Führungskanals (14) eine wenigstens ein Rad (16 bzw. 31) aufnehmende, zum Führungskanal (14) und zum Formgebungsquerschnitt (10) wenigstens teilweise offene Ausnehmung (15) vorgesehen ist, welche vorzugsweise in die Oberfläche (9) einer Matrize (3) eingeformt, und dass die Matrize in einem Matrizenhalter (1) gehalten ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungskanäle (14) von Nuten (13) in der Oberfläche (9) der Matrize (3) einerseits und dem Matrizenhalter (1) anderseits gebildet sind.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (e) des Rades (16) geringer ist als die Breite (c) des Führungskanals (14).