DE10021881A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Strangpreßprofilen - Google Patents

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Strangpreßprofilen mit in Preßrichtung veränderlichen Querschnitten, bei denen ein axial verschiebbarer Dorn mit im Endbereich unterschiedlichen Querschnitten durch einen gelochten Preßbarren bis in den Bereich einer formgebenden Matrize in einer Strangpresse geführt ist und während des Strangpressens durch gesteuertes, axiales Verschieben unterschiedliche Querschnitte in der Matrize freigibt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Strangpreßprofilen mit in Preßrichtung veränderlichen Wanddicken.

Das Strangpressen von Rohren und Hohlprofilen über einen Dorn ist im Aluminium Taschenbuch, 14. Auflage, Kapitel 5.2.2.5 beschrieben. Die Matrize des Preßwerkzeuges formt die äußere Kontur des Preßstranges, während für die innere Kontur der Dorn vorgesehen ist. Der Dorn kann entweder am Preßstempel befestigt sein und sich mit dem Preßstempel bewegen oder unabhängig vom Preßstempel bewegbar sein. Bei sich mit dem Preßstempel bewegendem Dorn muß dieser konisch ausgebildet sein, um ihn aus dem Hohlprofil zurückziehen zu können. Dadurch bildet der am Stempel befestigte Dorn beim Verschieben durch die Werkzeugöffnung im Laufe des Preßvorganges zunehmend geringere Wanddicken am austretenden Profil aus. Unkontrollierte Querabweichungen der Dornspitze können Exzentrizitäten zur Folge haben.

Bei einem unabhängig vom Stempel beweglichen Dorn wird die Dornspitze während des ganzen Preßvorganges an der gleichen Stelle in der Werkzeugöffnung gehalten, so daß Maßveränderungen vermieden werden. Der unabhängig vom Stempel bewegliche Dorn läßt sich als Lochdorn zum Lochen des Preßbarrens in der Strangpresse selbst verwenden.

Das Strangpressen von Hohlprofilen ohne vorheriges Anfertigen von Hohlbarren oder gelochten Barren läßt sich mit Kammer-, Spider- oder Brückenwerkzeugen durchführen. Bei diesen Werkzeugen ist der Dorn über stegartige Werkzeugteile in seiner Lage zur Matrize fixiert. Die Stegteile werden vom strangzupressenden Werkstoff umflossen, die dabei gebildeten Teilstränge vereinigen sich vor der Matrizenöffnung wieder und treten als Hohlprofil mit Strangpreßnaht aus der Matrizenöffnung aus. Da das Aufteilen in Teilstränge und die Vereinigung unter Luftabschluß erfolgen, können sich keine trennenden Oxideinschlüsse bilden. Bei optimal ausgelegten Werkzeugen liegt auch bei auf diese Weise hergestellten Hohlprofilen die Festigkeit quer zur Strangpreßnaht über der geforderten Mindestfestigkeit.

Während beim Strangpressen von Hohlprofilen mit am Stempel befestigtem Dorn ein Hohlprofil mit ungewollt und nur in einer Richtung geringfügig veränderlicher Wanddicke entsteht, können die Hohlprofile, die durch Strangpressen über stehenden Dorn oder mit Kammer-, Spider- oder Brückenwerkzeugen erzeugt werden, nur über die Länge gleichbleibende Wandstärken aufweisen.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung vorzuschlagen, mit dem sich Strangpreßprofile mit in Preßrichtung gezielt veränderlichen Wanddicken herstellen lassen.

Ausgehend von dieser Problemstellung wird ein Verfahren zum Herstellen von Strangpreßprofilen mit in Preßrichtung veränderlichen Querschnitten vorgeschlagen, bei dem erfindungsgemäß ein axial verschiebbarer Dorn mit im Endbereich unterschiedlichen Querschnitten durch einen gelochten Preßbarren bis in den Bereich einer formgebenden Matrize in einer Strangpresse geführt ist und während des Strangpressens durch gesteuertes, axiales Verschieben unterschiedliche Querschnitte in der Matrize freigibt.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß der Querschnitt des Strangpreßprofils durch die Kontur der Matrize und den Querschnitt des in den Bereich der Matrizenöffnung ragenden Dorns bestimmt wird. Dementsprechend läßt sich die Wanddicke während des Preßvorgangs verändern, wenn der Querschnitt des in den Bereich der Matrize ragenden Dorns verändert wird. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß am Endbereich des Dorns verschiedene Querschnitte angeordnet sind und sich durch Verschieben des Dorns in den Wirkbereich der Matrize bewegen lassen.

Weist der Dorn im Endbereich absatzweise unterschiedliche Querschnitte auf und wird während des Preßvorgangs einer dieser Querschnitte in den Wirkbereich der Matrize verschoben, so weist das Strangpreßprofil Querschnitte auf, die absatzweise dem jeweiligen Querschnitt des Endbereichs des Dorns entsprechen.

Ist der Endbereich des Dorns sich stetig verjüngend ausgebildet, lassen sich unterschiedliche Querschnitte mit stetigen Übergängen durch axiales Verschieben des Dorns erzeugen.

Schließlich kann der Dorn auch unterschiedliche Querschnitte aufweisen, die durch stetige Übergänge miteinander verbunden sind.

In allen Fällen lassen sich während des Preßvorgangs durch Verschieben des Dorns in Preßrichtung oder entgegengesetzt zur Preßrichtung über der Länge des Strangpreßprofils unterschiedliche, bereichsweise dickere und bereichsweise dünnere Querschnitte einstellen, um beispielsweise ein Strangpreßprofil als Träger angepaßter Steifigkeit auszubilden.

Zum Herstellen von Hohlprofilen kann der Dorn im Oberteil eines Kammerwerkzeuges geführt und, einen Ringspalt freilassend, in die Matrize ragen, während zum Herstellen von offenen Profilen der Dorn ebenfalls im Oberteil eines Kammerwerkzeuges geführt und, einen Spalt freilassend, bereichsweise an einer Fläche der Matrize anliegen kann. Dort, wo der Dorn an einer Fläche der Matrize anliegt, ergibt sich kein Materialdurchfluß. Dementsprechend lassen sich auch zwei gleiche Profile gleichzeitig herstellen, wenn der Dorn, zwei gegenüberliegende Spalte freilassend, an gegenüberliegenden Flächen der Matrize anliegend in die Matrize ragt.

Das eingangs erwähnte Problem wird auch durch eine Vorrichtung zum Herstellen von Strangpreßprofilen mit in Preßrichtung veränderlichen Querschnitten aus einem gelochten Preßbarren gelöst, bei der durch einen Preßstempel, eine Preßscheibe und ein Oberteil eines Kammerwerkzeuges ein axial verschiebbarer Dorn mit im Endbereich unterschiedlichen Querschnitten bis in den Bereich einer formgebenden Matrize geführt ist.

Der Dorn kann absatzweise unterschiedliche Querschnitte aufweisen oder sich zum Ende hin stetig verjüngen. Auch eine Kombination eines Dorns mit unterschiedlichen Querschnitten und stetigen Übergängen ist möglich, wenn die unterschiedlichen Querschnitte durch die stetigen Übergänge miteinander verbunden sind.

Zum Herstellen von Hohlprofilen kann der Endbereich des Dorns, einen Ringspalt freilassend, in die Matrize ragen, während zum Herstellen von offenen Profilen der Endbereich des Dorns, einen Spalt freilassend, bereichsweise an einer Fläche der Matrize anliegt und zum Herstellen von zwei gleichen Profilen der Endbereich des Dorns, zwei gegenüberliegende Spalte freilassend, an gegenüberliegenden Flächen der Matrize anliegt.

Die Vorrichtung ist durch die Kombination eines Kammerwerkzeuges mit einem verschiebbaren Dorn gekennzeichnet, wodurch eine ausgezeichnete Führung des Dorns im Oberteil erreicht wird, der auch beim Herstellen von Hohlprofilen nicht ungewollt seitlich auswandern kann, so daß keine unkontrollierten Querabweichungen der Dornspitze zu Exzentrizitäten führen können.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine teilweise Schnittansicht einer Strangpresse mit Dorn und Matrize zur Herstellung eines Hohlprofils,

Fig. 2 eine Ansicht entlang der Pfeile II-II in Fig. 1 auf die Matrize und den Dorn,

Fig. 3 eine teilweise Schnittansicht einer Strangpresse mit Matrize und Dorn zum Herstellen eines offenen Profils,

Fig. 4 eine Ansicht entlang den Pfeilen IV-IV in Fig. 3 auf eine Matrize und einen Dorn zum Herstellen eines offenen Profils,

Fig. 5 eine teilweise Schnittansicht einer Strangpresse mit Matrize und Dorn zum Herstellen von zwei gleichen Profilen und

Fig. 6 eine Ansicht entlang den Pfeilen VI-VI in Fig. 5 auf eine Matrize und einen Dorn zum Herstellen von zwei gleichen Profilen.

Von einer Strangpresse ist nur der Werkzeugbereich in Fig. 1 im Schnitt dargestellt. Es ist ein Rezipientenmantel 1 mit einer Innenbuchse 2 erkennbar, in dem ein Preßstempel 3 mit einer davorgesetzten Preßscheibe 4 einen Preßbarren 5 beaufschlagt. Durch den Preßstempel 3 und die Preßscheibe 4 ist ein Dorn 11 geführt, der durch den gelochten Preßbarren 5 hindurch bis zu einem Kammerwerkzeug aus einem Oberteil 7 und einer Matrize 8 reicht. Das Oberteil 7 und die Matrize 8 sind in einem Werkzeughalter 6 angeordnet und durch eine Druckplatte 9 sowie einen Druckring 10 abgestützt. Der Dorn 11 ist im Oberteil 7 in einer Führung 7a geführt und kann daher nicht seitlich auswandern.

Der Dorn 11 weist an seinem Endbereich 12 absatzweise unterschiedliche Querschnitte 13 auf. Zwischen dem Dorn 11 und der Öffnung der Matrize 8 ist ein Ringspalt 14 gebildet, dessen Querschnitt von der axialen Stellung des Preßdorns 11 abhängt und der den Querschnitt des Strangpreßprofils bestimmt. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung des Dorns 11 entsteht der geringste Querschnitt, während in axialen Stellungen des Dorns 11, in denen entweder der mittlere Absatz oder der kleinste Absatz des Endbereichs 12 mit der Matrize 8 den Ringspalt 14 bilden, das Strangpreßprofil jeweils entsprechend größere Querschnitte aufweist.

Der Dorn 11 läßt sich mittels eines nicht dargestellten Antriebs während des Strangpreßvorganges axial verschieben, so daß das aus einem Preßbarren 5 stranggepreßte Hohlprofil über seine Länge unterschiedliche Querschnitte aufweisen kann, die sich von außen gesteuert an beliebiger Stelle des Hohlprofils anordnen lassen.

In Fig. 2 ist ersichtlich, daß sich erfindungsgemäß Rechteckproflle, aber auch beliebig gestaltete, andere Hohlprofile mit in Preßrichtung unterschiedlichem Querschnitt herstellen lassen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen die Gestaltung der Matrize und des Dorns für die Herstellung eines offenen Profils. Ein Dorn 11' ist im vorliegenden Fall mit einer Anflächung am Endbereich 12' versehen, die auf einer Fläche 15 der Matrize 8' aufliegt, so daß in diesem Bereich kein Material hindurchtreten kann. Der Spalt 14' bildet gemäß Fig. 4 im wesentlichen einen Halbkreis, kann aber jede andere Forn eines offenen Profils annehmen. Auch bei dem Dorn 11' sind im Endbereich 12' absatzweise unterschiedliche Querschnitte 13' angeordnet, mit denen sich, wie bezüglich Fig. 1 und 2 beschrieben, offene Profile mit in Preßrichtung unterschiedlichem Querschnitt strangpressen lassen.

Zum Herstellen von zwei gleichen Profilen mit über der Länge veränderlichen Querschnitten ist der Dorn 11", gemäß Fig. 5 und 6, zwei gegenüberliegende Spalte 14" freilassend, an gegenüberliegenden Flächen 15' der Matrize 8" anliegend geführt. Der Querschnitt der Spalte 14" läßt sich durch Verschieben des Dorns 11" in gleicher Weise, wie bezüglich Fig. 1 bis 4 beschrieben, verändern.

Statt absatzweise unterschiedliche Querschnitte 13, 13' am Endbereich 12, 12' des Dorns 11, 11' vorzusehen, kann der Dorn auch eine stetige Querschnittsabnahme vom größten Querschnitt bis zum kleinsten Querschnitt aufweisen, oder die Übergänge zwischen den absatzweise unterschiedlichen Querschnitten können durch stetige Übergänge miteinander verbunden sein.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich Hohlprofile oder offene Profile mit geschlossenen Endflächen strangpressen, wenn der Dorn 11, 11' zum Beginn und zum Ende des Strangpressens vollständig in das Oberteil 7, 7' zurückgezogen wird, so daß der gesamte Querschnitt der Matrize 8, 8' freiliegt und dann ein Vollprofilbereich entsteht. Da die Enden der Strangpreßprofile grundsätzlich beschnitten werden, lassen sich die geschlossenen Endflächen durch entsprechendes Bearbeiten, wie z. B. Sägen, auf die gleiche Wandstärke bringen wie die übrigen Bereiche des Strangpreßprofils.

Der Dorn 11 läßt sich zum Lochen des Preßbarrens 5 vor Beginn des Strangpressens verwenden, oder ein bereits gelochter Preßbarren wird in die Innenbuchse 2 eingelegt.

Claims (14)

1. Verfahren zum Herstellen von einem oder mehreren Strangpreßprofilen mit in Preßrichtung veränderlichen Querschnitten, bei dem ein axial verschiebbarer Dorn mit im Endbereich unterschiedlichen Querschnitten durch einen gelochten Preßbarren bis in den Bereich einer formgebenden Matrize in einer Strangpresse geführt ist und während des Strangpressens durch gesteuertes, axiales Verschieben unterschiedliche Querschnitte in der Matrize freigibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem absatzweise unterschiedliche Querschnitte durch axiales Verschieben eines Dorns mit absatzweise unterschiedlichen Querschnitten erzeugt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem unterschiedliche Querschnitte mit stetigen Übergängen durch axiales Verschieben eines sich zum Endbereich hin stetig verjüngenden Dorns erzeugt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, bei dem der Dorn unterschiedliche Querschnitte aufweist, die durch stetige Übergänge miteinander verbunden sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Dorn zum Herstellen von Hohlprofilen im Oberteil eines Kammerwerkzeuges geführt und einen geschlossenen Ringspalt freilassend in die Matrize ragt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Dorn zum Herstellen von offenen Profilen im Oberteil eines Kammerwerkzeuges geführt und einen Spalt freilassend bereichsweise an einer Fläche der Matrize anliegend in die Matrize ragt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Dorn zum Herstellen von zwei gleichen Profilen im Oberteil eines Kammerwerkzeuges geführt und zwei Spalte freilassend an gegenüberliegenden Flächen der Matrize anliegend in die Matrize ragt.

8. Vorrichtung zum Herstellen von einem oder mehreren Strangpreßprofilen mit in Preßrichtung veränderlichen Querschnitten aus einem gelochten Preßbarren (5), bei der ein axial verschiebbarer Dorn (11, 11') mit im Endbereich (12, 12') unterschiedlichen Querschnitten (13, 13') durch einen Preßstempel (3) eine Preßscheibe (4) und ein Oberteil (7, 7') eines Kammerwerkzeuges bis in den Bereich einer formgebenden Matrize (8, 8') geführt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Dorn (11) absatzweise unterschiedliche Querschnitte (13, 13') aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der sich der Dorn (11) zum Ende hin stetig verjüngt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 und 10, bei der der Dorn (11) unterschiedliche Querschnitte aufweist, die durch stetige Übergänge miteinander verbunden sind.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der der Endbereich des Dorns (11), einen Ringspalt (14) freilassend, in die Matrize (8) ragt.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der der Endbereich des Dorns (11'), einen Spalt (14') freilassend, bereichsweise an einer Fläche (15) der Matrize (8') anliegend in die Matrize ragt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, bei der der Endbereich des Dorns zwei Spalte freilassend und an gegenüberliegenden Flächen der Matrize anliegend in die Matrize ragt.