DD226787A1

DD226787A1 - Werkzeug fuer eine hydrostatische strangpresse

Info

Publication number: DD226787A1
Application number: DD26672684A
Authority: DD
Inventors: Joachim Schlegel; Friedrich Schade; Sigmar Olschewski
Original assignee: Mansfeld Komb W Pieck Fi Fuer
Priority date: 1984-08-29
Filing date: 1984-08-29
Publication date: 1985-09-04
Also published as: DD226787B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug fuer eine hydrostatische Strangpresse, das in Form eines Fuellrohres das Pressen von Rohlingen unterschiedlicher Durchmesser und maximaler Laenge ermoeglicht. Seine einfache Konstruktion verursacht einen geringen Aufwand beim Ein- und Ausbau. Zusaetzliche Fuehrungselemente verhindern das Kippen und/oder Verdrehen des Rohlings gegen Ende des Pressvorganges. Die Konstruktion des Werkzeugs gestattet dessen Einsatz bei unterschiedlichen Pressbedingungen sowohl beim Pressen bei Raumtemperatur als auch beim Warmstrangpressen. Die Erfindung kann in allen hydrostatischen Strangpressen des Typs QEH 12 bzw. QEH 40 verwendet werden.

Description

Werkzeug für eine hydrostatische Strangpresse Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug für eine hydrostatische Strangpresse zur Herstellung von Profilen aus Metallen, deren Legierungen sowie aus Verbundwerkstoffen. Insbesondere kann es eingesetzt werden beim hydrostatischen Strangpressen von Rohlingen mit unterschiedlichen Durchmessern bzw. verschiedener Querschnittsform.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Zur Herstellung von Profilen aus Metallen, deren Legierungen sowie aus Verbundstoffen sind u. a. hydrostatische Strangpreßanlagen bekannt und im Einsatz. Diese formen Rohlinge unter Nutzung hoher hydrostatischer Drücke zum geforderten Halbzeug um, wobei der hydrostatische Druck in einer üblicherweise horizontal in einem Pressen-

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rahmen angeordneten Druckkammer erzeugt wird. Diese Druckkammer wird an einem Ende durch einen einschieb— baren Druckerzeugungsstempel und am anderen Ende durch eine Matrize abgeschlossen. In dieser so ausgeführten Druckkammer ist zusätzlich ein mit Druckdifferenzventilen ausgerüsteter, verschiebbarer Kolben eingebracht, der den Raum in der Druckkammer unterteilt. Nach dem Einführen des Rohlings und der Matrize in den rohlingsseitigen Raum der Druckkammer wird durch Zufuhr von flüssigem Druckmittel, vorzugsweise von Rizinusöl, in den dem Drucker— zeugungsstempel zugewandten Raum der Kolben gegen den Rohling gepreßt. Dadurch entsteht eine axiale Haltekraft, die den Rohling und die Matrize horizontal in der Pressen— achse hält. Dadurch kann die Druckkammer geschlossen und der Preßvorgang durch Einschieben des Druckerzeugungsstempels in die Druckkammer eingeleitet werden. Hydrostatische Strangpressen dieser Bauart und Arbeitsweise sind u.a. in DE-OS 1 777 197 und DE-OS 2 325 664 ausführlich beschrieben.

In bekannten hydrostatischen Strangpreßanlagen werden Rohlinge eingesetzt, deren Querschnittsfläche und Profilform der Druckkammer so angepaßt sind, daß das Volumen des flüssigen Druckmediums bezogen auf das Volumen des Rohlings so gering wie möglich gehalten werden kann. Dadurch wird in Verbindung mit der schwingungsdämpfenden Wirkung des in der Druckkammer eingebrachten Kolbens die Gefahr des Auftretens unerwünschter, den Preßvorgang instabil gestaltender rascher Wechsel der Größe der Anpreßgeschwindigkeit des Produkts, auch "Haft-Gleit-Effekt" genannt, minimiert. Davon ausgehend ist eine Variation der Größe der einzusetzenden Rohlinge für eine vorhandene hydrostatische Strangpresse nur mittels einer nach B 21 C/248 252 be-

kannten zusätzlichen Vorrichtung in Form eines Rohlings— aufnehmers möglich. Dieser Rohlingsaufnehmer wird im rohlingsseitigen Raum der Druckkammer, der Größe und Form dieses Raumes, angepaßt, eingeführt und dient zur Aufnahme des zu pressenden Rohlings. Dieser wird in die im Rohlingsaufnehmer vorhandene DurchgangsÖffnung eingelegt und zusammen mit dem Rohlingsaufnehmer in die Druckkammer eingebracht. Je nach Größe der Durchgangsöffnung können gemäß B 21 C/248 252 Rohlinge mit unterschiedlichem Durchmesser eingesetzt und hydrostatisch stranggepreßt werden. Der konstruktive Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht jedoch darin, daß die einzusetzenden Rohlinge nur in einem beschränkten Durchmesserbereich eingesetzt werden können. Darüber hinaus besteht insbesondere für die Einhaltung eines stabilen Auspreßvorganges der Nachteil, daß der in der Druckkammer angeordnete und zur Schwingungsdämpfung dienende Kolben nach dem Beginn des Auspressens an der hinteren Stirnfläche des Rohlingsaufnehmers festgesetzt wird, wobei zum Druckausgleich in der Druckkammer ein Ventil geöffnet wird. Dadurch wird jedoch gleichzeitig die für bestimmte Anwendungsfälle erforderliche Schwingungsdämpfung beim Auspreßvorgang ausgeschaltet. Das Auftreten des "Haft-Gleit-Effekts" ist unter Umständen die Folge, wodurch der Preßvorgang selbst und die Qualität des Preßproduktes beeinträchtigt werden.

Eine weitere Lösung auf der Basis der z. B. nach DE-OS 2 349 867 bekannten konstruktiven Varianten des Werkzeugaufbaus für das Rohrpressen mit einem feststehenden Dorn in der Druckkammer einer hydrostatischen Strangpresse besteht darin, daß das Rührwerkzeug, üblicherweise bestehend aus dem Stützrohr und der Dornhalteplatte, in die Druckkammer ohne den feststehenden Dorn eingesetzt wird. Dadurch besteht

die Möglichkeit, Rohlinge für Vollprofile bzw. Rohlinge zum Rohrpressen mit einem "fliegenden Dorn" einzusetzen, die kleinere Durchmesser, insbesondere vergleichsweise Durchmesser aufweisen wie die üblicherweise mit diesem Rohrwerkzeug auszupressenden Rohlinge für Rohre bzw. Hohlprofile. Der Nachteil dieser Verfahrensweise unter Nutzung bekannter und im Einsatz befindlicher Rohrwerkzeuge in der Druckkammer der hydrostatischen Strangpresse besteht darin, daß Rohlinge nur mit einem vorgegebenen, eng tolerierten kleineren Durchmesser eingesetzt werden können. Bei oft wechselnden Arbeitsaufgaben sowie verschiedenen Werkstoffsortimenten und dem dadurch bei vorhandener Pressenanlage mit begrenzter Preßkraft erforderlich werdenden Einsatz von Rohlingen mit unterschiedlichen Ausgangsdurchmessern ist diese Lösung nicht anwendbar. Darüber hinaus besteht beim Einsatz bekannter Rohrwerkzeuge für das Pressen von Vollprofilen der Nachteil, daß der Ein— und Ausbau dieser Rohrwerkzeuge sehr aufwendig ist und das Rohrwerkzeug selbst eine kompliziertere, aufwendige und kostspielige Werkzeugeinheit darstellt. Auch können Rohlinge nur mit einer definierten Länge eingesetzt werden.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, die Mängel und Schwierigkeiten, die der Stand der Technik bei der Konstruktion der Druckkammer von hydrostatischen Strangpressen und beim Einsatz von Zusatzwerkzeugen hinsichtlich des Pressens von Rohlingen mit unterschiedlichen Ausgangsdurchmessern aufweist, zu beseitigen.

Darlegung des Wesens der Er.find.ung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung bereitzustellen, die das hydrostatische Strangpressen von Rohlingen unterschiedlicher Ausgangsdurchmesser ermöglicht, gleichzeitig den Einsatz von Rohlingen mit maximaler Länge gestattet, einfach konstruiert und mit geringem Aufwand ein- und ausbaubar ist.

Erfindungsgemäß '.-/ird diese Aufgabe durch ein Werkzeug gelöst, das zur Aufnahme des Rohlings aus einem Füllrohr besteht. Dieses Füllrohr wird mittels einer Haltevorrichtung axial fest, jedoch austauschbar unmittelbar innerhalb der Druckkammer einer hydrostatischen Strangpresse angeordnet. Die Haltevorrichtung, die matrizenseitig durch einen in der Druckkammer eingebrachten Schrumpfring axial unverschiebbar gehalten wird, kann erfindungsgemäß mittels einer lösbaren mechanischen Verbindung, vorzugsweise mit einer Schraubverbindung oder mit einem Bajonettverschluß, mit dem Füllrohr verbunden werden. Dadurch wird erreicht, daß kraft— schlüssig vom Schrumpfring ausgehend über die Haltevorrichtung das Füllrohr in der Druckkammer axial fest angeordnet werden kann, wobei in einfacher Weise der Ein— und Ausbau erfolgen kann.

Am dem Druckerzeugungsstempel zugewandten Ende des Füll— rohres ist eine Verschlußplatte angeordnet, die mit dem Füllrohr lösbar form- oder kraftschlüssig verbunden ist. Diese Verschlußplatte, die konzentrisch eine Durchlaßöffnung für das flüssige Druckmedium in der Druckkammer aufweist, verhindert ein Herausgleiten des innerhalb der zur Aufnahme des Rohlings dienenden Führungsbohrung des Füllrohrs verschiebbar gelagerten Druckausgleichselementes. Aus

Sicherheitsgründen, insbesondere hinsichtlich der Vermeidung einer Beschädigung der Druckkammerinnenwand, sind die Verbindungselemente zwischen der Verschlußplatte und dem Füllrohr so angelegt, daß deren Haltekraft kleiner ist als die axiale Arretierkraft, die durch den Schrumpfring der Haltevorrichtung aufgebracht wird. Haltevorrichtung und Füllrohr sind mit Drainagekanälen versehen, um einen unterschiedlichen Druckauf- bzw. -abbau in den Zwischenhohlräumen und dadurch bedingte Werkzeugbeschädigungen zu vermeiden.

Die Führungsbohrung des Füllrohrs ist so ausgelegt, daß zum aufzunehmenden und zu pressenden Rohling ein geringer Spalt, vorzugsweise im Bereich von 0,5 bis 5 mm, gebildet wird. In der Führungsbohrung ist das bei hydrostatischen Strangpressen üblicherweise eingesetzte Druckausgleichselement gleitend gelagert. Es ist mit Ventilen versehen und besitzt eine zur Führung und Fixierung des Rohlings in der Anpreßphase dienende konzentrisch angeordnete konische Führungsspitze.

Die Haltevorrichtung kann erfindungsgemäß zusätzlich mit Führungselementen ausgerüstet sein. Diese können sowohl konstruktiv in der Haltevorrichtung integriert sein oder als getrennte Elemente an die Haltevorrichtung mittels lösbarer mechanischer Verbindungen angebracht werden. Sie dienen dazu, daß während des Auspreßvorganges der Rohling gezielt so geführt wird, daß ein Kippen und/oder Verdrehen des Rohlings insbesondere gegen Ende des Auspressens vermieden wird.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines in der Druckkammer einer hydrostatischen Strangpresse anzuordnenden Werkzeugs besteht darin, daß dieses Werkzeug einfach aufgebaut ist und mit geringem Aufwand herstellbar sowie ein— und ausbaubar ist.

Durch die axiale Fixierung des Werkzeugs in der Druckkammer mit einem Schrumpfring matrizenseitig wird der Werkzeugwechsel vereinfacht und eine Beschädigung der Druckkammerinnenwand weitgehend vermieden. Die Konstruktion des erfindungsgemäßen Werkzeugs gestattet den Einsatz von Rohlingen mit unterschiedlichen Ausgangsdurchmessern, wobei stets nur das Füllrohr einschließlich das zugehörige Druckausgleichselement auszuwechseln ist. Die Haltevorrichtung ist so konstruiert, daß eine sichere Verbindung zum Füllrohr hergestellt wird und zusätzlich eine Führung des Rohlings möglich ist, wodurch insbesondere ein Kippen und/oder Verdrehen des Rohlings gegen Ende des Preßvorganges vermieden wird. Im Vergleich zu bisher bekannten Lösungen gestattet das erfindungsgemäße Werkzeug, die Rohlingslänge maximal der in der Druckkammer zur Verfügung stehenden Arbeitslänge anzupassen und somit das Ausbringen beim Strangpressen von Rohlingen mit relativ kleinen Durchmessern effektiver zu gestalten.

Der Einsatz des erfindungsgemäßen Werkzeugs in die Druckkammer einer vorhandenen hydrostatischen Strangpresse führt zu einer Erweiterung des Einsatzgebietes dieser Presse und gleichzeitig zu einer effektiven Gestaltung und qualitäts— seitigen Sicherung der Technologie der NE-Metallhalbzeugherstellung, insbesondere von Profilen aus verschiedenen Metallen, Legierungen oder Werkstoffkombinationen. Die Konstruktion des erfindungsgemäßen Werkzeugs gestattet dessen Einsatz unter verschiedenen Preßbedingungen, sowohl beim Pressen bei Raumtemperatur als auch beim Warmstrangpressen. Die angeordneten Drainagekanäle und die Auslegung der kraftschlüssigen Verbindung zwischen Verschlußplatte und Füllrohr im Vergleich zur axialen Haltekraft des Schrumpfringes garantieren die sichere Wirkungsweise und einfache Handhabung des Werkzeugs.

Ausführungsbeispiel

Das erfindungsgemäße Werkzeug für eine hydrostatische Strangpresse soll nachfolgend an einem bevorzugten Beispiel näher erläutert werden.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt Fig. 1 schematisch den Querschnitt durch eine Druckkammer einer hydrostatischen Strangpresse mit dem eingesetzten Werkzeug vor und während des Auspressens eines Rohlings zu einem Vollprofil.

Zur Durchführung des hydrostatischen Strangpressens eines Rohlings mit einem Durchmesser, der wesentlich kleiner ist als der für di-e vorhandene Druckkammer einer hydrostatischen Strangpresse vorgegebene, wird das erfindungsgemäße Werkzeug eingesetzt. Dieses Werkzeug besteht gemäß Fig. 1 aus dem Füllrohr 3, der Haltevorrichtung 4, dem Schrumpfring 5, der Verschlußplatte 7 und aus dem Druckausgleichselement 6-.

Das Füllrohr 3, versehen mit Drainagekanälen 12, 15, 24 wird in die Druckkammer 1 von der Matrizenseite ausgehend eingeschoben, wobei die Gleitflächen 25 eine gleitende Lagerung des Füllrohrs 3 bewirken. Vor dem Einbau ist das Füllrohr 3 an der dem Druckerzeugungsstempel 19 zugewandten Seite mit der Verschlußplatte 7 versehen worden. Diese Verschlußplatte 7 mit einer konzentrierten Durchlaßöffnung 17 ist erfindungsgemäß mittels einer Schrumpver— bindung 25 am Ende des Füllrohrs 3 angeordnet. Nach dem Einschieben des Füllrohrs 3 mit der Verschlußplatte 7 in die Druckkammer 1 wird der Schrumpfring 5 in die Druckkammer eingeführt und positioniert. Dessen axiale Haltekraft ist so hoch ausgelegt, daß sie die sichere Fixierung des Füllrohrs 3 gegen axiale Verschiebekräfte, die insbesondere aus Reibungserscheinungen zwischen Rohling und Innenwand

des Führungsrohres resultieren, bewirkt. Gleichzeitig ist die axiale Haltekraft des Schrumpfrings 5 so hoch bemessen, daß sie größer ist als die axiale Haltekraft der Schrumpfverbindung 26 zwischen Verschlußplatte 7 und Füllrohr 3. Dadurch wird erreicht, daß z. B. beim Auftreten einer Leckage in der Druckkammer, hervorgerufen durch eine undichte Stelle im Dichtungssystem 27 am Druckerzeugungsstempel 19, die auf das Druckausgleichselement 6 schlagartig wirkende Druckkaft entgegen der Preßrichtung nicht zu einem Verschieben des gesamten Werkzeugs, d. h. Füllrohr 3 mit Haltevorrichtung 4 und Schrumpf— ring 5, in Richtung des Druckerzeugungsstempels 19 führt. Nur die Verschlußplatte 7 wird aus dem Füllrohr 3 herausgedrückt und es tritt keine, insbesondere durch den Schrumpfring 5 mögliche, Beschädigung der Druckkammerinnenwand 28 auf.

Den Einbau des erfindungsgemäßen Werkzeugs schließt das Einführen der Haltevorrichtung 4 in die Druckkammer 1 ab. Die Haltevorrichtung 4 wird gemäß Ausführungsbeispiel Fig. 1 mittels eines Bajonettverschlusses 8 mit dem Füllrohr 3 mechanisch verriegelt und zusätzlich durch eine Schraubverbindung 22 gegen Verdrehen und Lösen des Bajonettverschlusses 8 gesichert. Auch die Haltevorrichtung 4 ist mit Drainagekanälen 13, 14 ausgerüstet, um einen Druckausgleich zwischen den Hohlräumen und der Druckkammer herzustellen. Die Haltevorrichtung 4 ist konstruktiv so ausgelegt, daß sie über Stirnflächen 11 der Matrize 9 und dem Dichtungssystem 10 angepaßt ist. Darüber hinaus besitzt die Haltevorrichtung 4 ein integriertes Führungselement 16, das im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 vorzugsweise ein Kippen des Rohlings 2 in der Endphase des Preßvorgangs verhindert.

Das Füllrohr 3 ist mit einer Führungsbohrung 23 ausgestattet, in die der Rohling 2 eingeführt wird, wobei gezielt ein Spalt 29 festgelegter Größe gebildet wird. Die Führungsbohrung 23 ist dem zu pressenden Sortiment an Rohlingen 2 mit verschiedenen Ausgangsdurchmessern anzupassen und nach Preßprogrammen auszutauschen. Dabei kann stets die gleiche Haltevorrichtung 4 zum Einsatz gelangen.

In der Führungsbohrung 23 des Füllrohrs 3 ist das Druckausgleichselement 6 mit den Ventilen 21 verschiebbar gelagert. Zur Fixierung und Führung des Rohlings 2 weist dieses Druckausgleichselement 6 erfindungsgemäß eine konzentrisch angeordnete Führungsspitze 20 auf, die sich beim Anpreßvorgang in die hintere Stirnfläche des Rohlings 2 geringfügig eindrückt. Dadurch wird eine sichere Handhabung des Rohlings 2 bzw. eine Ausrichtung bezüglich der Pressenachse 18 während der Anpreßphase erreicht und eine Beschädigung des Füllrohrs 3, insbesondere der Innenfläche der Führungsbohrung 23, vermieden.

Claims

Erfindungsanspruch

1. Werkzeug für eine hydrostatische Strangpresse, gekennzeichnet dadurch,

daß es aus einem in der Druckkammer (1 ) zur Aufnahme des Rohlings (2) fest und austauschbar angeordneten Füllrohr (3), das matrizenseitig durch eine Haltevorrichtung (4) mit Schrumpfring (5) axial arretiert wird, im Innern ein axial verschiebbares, gleitend gelagertes Druckausgleichselement (6) besitzt und preßstempelseitig eine Verschlußplatte (9) aufweist, besteht.

2. Werkzeug für eine hydrostatische Strangpresse nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur axialen Arretierung des Füllrohrs (3) diese matrizenseitig mittels einer lösbaren mechanischen Verbindung, vorzugsweise mittels einer Schraubverbindung (22) oder eines Bajonettverschlusses (8), mit der Haltevorrichtung (4), die formschlüssig durch einen Schrumpfring (5) in der Druckkammer (1) fixiert wird, gekoppelt wird.

3. Werkzeug für eine hydrostatische Strangpresse nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Füllrohr (3) preßstempelseitig mittels lösbarer form- oder kraftschlüssiger Bindung, deren axiale Haltekraft geringer als die durch den Schrumpfring (5) übertragbare axiale Verschiebekraft ist, mit einer eine Durchlaßöffnung (17) aufweisenden Verschlußplatte (7) versehen ist.

4. Werkzeug für eine hydrostatische Strangpresse nach Punkt 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Haltevorrichtung (4) zusätzlich zur Verhinderung des Kippens und/oder Verdrehens des Rohlings (2) während des Auspreßvorganges mit dem Rohling (2) angepaßten Führungselementen (16), die konstruktiv in der Haltevorrichtung (4) integriert sind oder an die Haltevorrichtung (4) lösbar mechanisch arretiert werden, ausgerüstet ist.

5. Werkzeug für eine hydrostatische Strangpresse nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Füllrohr (3) axial verschiebbare, gleitend gelagerte Druckausgleichselement (6) eine konzentrisch angebrachte und in Preßrichtung konisch verlaufende Führungsspitze (20) zur stirnseitigen Fixierung des Rohlings (2) in der Preßachse (18) während des Anpreßvorganges aufweist.

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