DE102012002009A1 - Apparatus and process for the production of non-porous profiles from separation residues by means of extrusion - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von porenfreien Profilen aus Trennresten mittels Strangpressen, aufweisend eine Strangpresse (1) mit einer Verdichtungskammer (11) aus einem Pressstempel (5), einer Pressmatrize (6) und einem Rezipienten, in die ein Haufwerk (2) bestehend aus Trennresten trennender Fertigungsverfahren oder dgl. wie Spänen oder Restmaterialien eingefüllt wird. Hierbei wird zwischen Pressmatrize (6) und Verdichtungskammer (11), die Verdichtungskammer (11) pressmatrizenseitig abdichtend ein Abdeckelement (3) angeordnet, gegen das der Pressstempel (5) das Haufwerk (2) aus Trennresten zu einem Pressling (2) verdichtet und dabei in der Verdichtungskammer (11) und in dem Haufwerk (2) verbleibende fluide Einschlüsse gerichtet, etwa durch einen konisch vorgewölbten Pressstempel radial nach außen, entfernt und abgeführt, wonach das Abdeckelement (3) wieder entfernbar und der verdichtete Pressling (2) durch die Pressmatrize (6) als Profilquerschnitt durchdrückbar ist. Das Haufwerk (2) wird ggf. unter Erhitzung von dem Pressstempel (5) zunehmend verdichtet und der Pressling (2) anschließend über einen vorgebbaren Zeitabschnitt unter gleichbleibendem hydrostatischen Druck gehalten wird, wodurch in dem Haufwerk (2) und/oder Pressling (2) verbliebene fluide Einschlüsse gerichtet und weitgehend vollständig ausgetrieben werden.The invention relates to an apparatus and a method for the production of non-porous profiles from separating residues by extrusion, comprising an extruder (1) with a compression chamber (11) of a press ram (5), a die (6) and a recipient into which a heap (2) consisting of separation residues separating manufacturing process or the like. As chips or residual materials is filled. Here, between compression mold (6) and compression chamber (11), the compression chamber (11) press-die side sealing a cover member (3) arranged against which the ram (5) compacts the debris (2) of separation residues to form a compact (2) and thereby directed in the compression chamber (11) and in the heap (2) remaining fluid inclusions, such as by a conically bulging punch radially outward, removed and removed, after which the cover (3) removable and the compacted compact (2) through the press die (6) can be pushed through as a profile cross-section. The heap (2) is optionally increasingly compressed with heating by the press ram (5) and the pressed body (2) is subsequently kept under constant hydrostatic pressure for a predefinable period of time, whereby in the heap (2) and / or compact (2) remaining fluid inclusions are directed and largely expelled.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von porenfreien Profilen aus Trennresten mittels Strangpressen gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a device and a method for the production of non-porous profiles from separating residues by means of extrusion molding according to the preamble of
Bei der Herstellung von Werkstücken mittels trennender Herstellverfahren, wie insbesondere mittels spanender Herstellverfahren mit geometrisch bestimmten oder auch mittels geometrisch unbestimmten Schneiden fallen zwangsläufig neben dem eigentlich herzustellenden Werkstück teilweise große Mengen von Spänen oder dgl. Trennresten an. Auch bei Verfahren der Werkstückumformung wie etwa beim Stanzen von Blechen oder dgl. lassen sich Werkstoffreste nicht vermeiden. Derartige Werkstoffreste sind zwar hinsichtlich des hergestellten Werkstückes Abfall, gleichwohl weisen diese Trennreste wie Späne oder dgl. in der Regel noch die gleichen Werkstoffeigenschaften auf, die der bearbeitete Rohling oder das daraus hergestellte Werkstück haben und sind daher auch noch entsprechend wertvoll, wenn sie auch nicht in einer unmittelbar weiterbenutzbaren Form vorliegen. Wenn im weiteren von Trennresten, Spänen oder dgl. die Rede ist, sollen immer Reste aus Verarbeitungsprozessen wie dem Trennen oder sonstigen, nicht urformenden Gestaltsänderungen von Werkstücken gemeint sein.In the manufacture of workpieces by means of parting manufacturing processes, such as in particular by means of cutting production with geometrically determined or by means of geometrically indeterminate cutting fall inevitably in addition to the actually produced workpiece partially large amounts of chips or the like. Separation residues. Also in processes of workpiece forming such as punching of sheets or the like can not be avoided material residues. Although such material remnants are waste in terms of the workpiece produced, nevertheless these separation residues such as chips or the like usually still have the same material properties that the machined blank or the workpiece produced therefrom and therefore are also correspondingly valuable, although not in an immediately further usable form. If in the following of separation residues, chips or the like. The speech is always remnants from processing processes such as the separation or other, non-original shape changes of workpieces should be meant.
Derartige Trennreste wie Späne, Schnittabfälle und vieles andere mehr werden üblicherweise mit gleichartigen anderen Werkstaffabfällen möglichst sortenrein gesammelt und einer Wiederverwertung zugeführt. Hierzu werden etwa Späne getrennt nach Werkstoff z. B. in Containern gesammelt und bei Erreichen entsprechender Mengen von Altmetallhändlern weiter verarbeitet.Such separation residues such as shavings, trimmings and much more are usually collected with similar other waste material as possible sorted and fed to a recycling. For this example, chips are separated according to material z. B. collected in containers and further processed upon reaching appropriate amounts of scrap metal dealers.
Diese Weiterverarbeitung besteht üblicherweise darin, dass größere Mengen z. B. von Spänen, die aufgrund ihrer Makrogeometrie nur ein lockeres Haufwerk oder auch eine Ansammlung schüttfähiger kleinerer Partikel bilden, entweder in entsprechenden Zerkleinerern in kleinere Partikel zerlegt oder auch in entsprechenden Kompaktierem verdichtet werden, so dass der volumetrische Raumbedarf zur Lagerung und zum Transport der Späne sinkt. Anschließend ist der übliche Weg der Weiterverwendung derartig vorbehandelter Späne und Trennreste, dass diese von den Recyclingunternehmen zu entsprechenden Schmelzunternehmen weiter transportiert und bei hohen Temperaturen eingeschmolzen und dadurch stofflich wiederverwertet werden. Problematisch hieran ist einerseits der hohe Aufwand zur Sammlung, zur Lagerung, zum Transport und zur Vorbehandlung der noch nicht oder nicht ausreichend kompaktierten Trennreste und zum anderen der hohe Energieaufwand zum Einschmelzen für die Wiederverwertung.This further processing usually consists in that larger quantities z. B. of chips that form only a loose mass or a collection of pourable smaller particles due to their macrogeometry, either decomposed into corresponding shredders into smaller particles or compacted in corresponding Kompaktierem, so that the volumetric space required for storage and transport of the chips sinks. Subsequently, the usual way of re-use of such pretreated chips and separation residues that they are transported by the recycling companies to corresponding melt companies on and melted at high temperatures and thereby recycled material. The problem hereof is the one hand, the high cost of collection, storage, transport and pretreatment of not yet or insufficiently compacted separation residues and on the other hand, the high energy consumption for melting for recycling.
Zur Kompaktierung von Metallspänen sind beispielsweise aus der
Es ist weiter aus der Pulvermetallurgie bekannt, extra hierfür hergestellte pulverförmige Metalle oder auch keramische Substanzen unter Hitzeeinwirkung und hohem Druck miteinander zu verbacken, so dass sich eine sehr kompakte Materialmatrix ergibt, deren Eigenschaften abhängig von der Mischung der pulverförmig eingebrachten Bestandteile sowie der Verfahrensführung in weiten Grenzen beeinflusst werden können. Hierbei besteht aber das Ausgangsmaterial, nämlich das oder auch die mehreren Materialpulver aus kleinen, im wesentlichen kugelförmigen Partikeln, die z. B. aus der Schmelze extra für die pulvermetallurgische Weiterverarbeitung erzeugt werden und deren Anordnung zueinander vor der thermischen Druckbehandlung sehr kompakt und mit geringen Lufteinschlüssen ausgestaltet ist. Unter dem Druck und bei der hohen Temperatur verbacken diese Partikel dann miteinander und bilden das sehr gleichmäßige neue Gefüge mit nur geringem Porenanteil.It is also known from powder metallurgy, specially powdered metals prepared for this purpose or ceramics to bake together under heat and high pressure, so that there is a very compact material matrix whose properties depend on the mixture of powdered components and the process management in wide Limits can be influenced. Here, however, the starting material, namely the one or more material powder of small, substantially spherical particles, the z. B. are produced from the melt extra for the powder metallurgy further processing and their arrangement to each other before the thermal pressure treatment is very compact and designed with low air inclusions. Under the pressure and at the high temperature, these particles then cake together and form the very uniform new microstructure with only a small percentage of pores.
Aus der
Es hat sich jedoch heraus gestellt, dass bei der Verarbeitung von Metallresten auf die in der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein gattungsgemäßes Strangpressverfahren und eine gattungsgemäße Strangpressvorrichtung derart weiter zu entwickeln, dass auch Profile hoher Qualität und Belastbarkeit zuverlässig hergestellt werden können.The object of the present invention is therefore to further develop a generic extrusion process and a generic extrusion device in such a way that even profiles of high quality and load capacity can be produced reliably.
Die Erfindung geht aus von einer gattungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von porenfreien Profilen aus Trennresten mittels Strangpressen, aufweisend eine Strangpresse mit einer Verdichtungskammer aus einem Pressstempel, einer Pressmatrize und einem Rezipienten, in die ein Haufwerk bestehend aus Trennresten trennender Fertigungsverfahren oder dgl. wie Spänen oder Restmaterialien einfüllbar ist. Eine derartige gattungsgemäße Vorrichtung wird dadurch in erfindungsgemäßer Weise weiter entwickelt, dass zwischen Pressmatrize und Verdichtungskammer, die Verdichtungskammer pressmatrizenseitig abdichtend ein Abdeckelement anordenbar ist, gegen das der Pressstempel das Haufwerk aus Trennresten zu einem Pressling verdichtet und dabei in der Verdichtungskammer und in dem Raufwerk verbleibende fluide Einschlüsse gerichtet entfernt, wonach das Abdeckelement wieder entfernbar und der verdichtete Pressling durch die Pressmatrize als Profilquerschnitt durchdrückbar ist. Durch die Anordnung des Abdeckelementes, durch das zumindest die geöffneten Querschnitte der Matrize gegenüber dem Austritt des zu verpressenden Presslings abgedichtet werden, kann das Haufwerk bzw. der sich daraus bildende Pressling in wesentlich höherem Maße verdichtet werden, als dies bei dem Verfahren gemäß der
In einer denkbaren Ausgestaltung kann das Abdeckelement im wesentlichen scheibenförmig ausgebildet und zwischen Verdichtungskammer und Pressmatrize einbringbar, vorzugsweise einschwenkbar oder einschiebbar sein. Durch ein derartig scheibenförmig ausgebildetes Abdeckelement, das bei der Verdichtung des Haufwerks zum porenfreien Pressling etwa seitlich in den Arbeitsraum der Strangpresse zwischen Verdichtungskammer und Pressmatrize eingeschwenkt oder eingeschoben wird, muss die Strangpresse nur geringfügig modifiziert werden. Das Abdeckelement kann sich gegenüber der aufgrund des Drucks des Pressstempels auf das Haufwerk oder den Pressling ausgeübten Kraft an der Pressmatrize abstützen und muss daher nur so dimensioniert werden, dass die Pressdrücke sicher in die Pressmatrize eingeleitet werden können.In a conceivable embodiment, the cover can be formed substantially disc-shaped and introduced between the compression chamber and die, preferably be swung or inserted. By such a disc-shaped cover member, which is pivoted or pushed laterally in the working space of the extruder between compression chamber and press die during compression of the heap to pore-free compact, the extruder must be modified only slightly. The covering element can be supported on the pressing die in relation to the force exerted on the heap or the compact due to the pressure of the pressing die and therefore only needs to be dimensioned such that the pressing pressures can be safely introduced into the pressing die.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn der Pressstempel in seinem pressmatrizenseitigen Stirnbereich eine Formgebung aufweist, durch die beim Verdichten eine lokal unterschiedliche Druckverteilung in dem Haufwerk einstellbar ist. Eine solche ungleichmäßige Druckverteilung, die von der sonst üblichen planen Ausgestaltung der Stirnseite des Pressstempels abweicht, kann dazu genutzt werden, die fluiden Einschlüsse in dem Haufwerk bzw. dem Pressling, wie insbesondere die eingeschlossene Luft gerichtet aus dem Haufwerk bzw. dem Pressling heraus zu treiben. In den Bereichen des Querschnitts, in denen der Druck aufgrund der Formgebung der Stirnseite des Pressstempels in dem Haufwerk bzw. dem Pressling als erstes zunimmt, wird z. B. die Luft von diesem Bereich weg heraus gepresst, wohingegen in benachbarten Querschnittsbereichen noch kein oder noch kein so hoher Druck durch den Pressstempel aufgebaut wird. Daher kann die Luft weitgehend ungehindert in diese noch nicht so hoch druckbeaufschlagten Bereiche strömen. Erfolgt die Gestaltung der Stirnfläche des Pressstempels derart, dass z. B. ausgehend vom Innenbereich des Haufwerks wie etwa im Bereich der Längsachse der Verdichtungskammer und damit des Haufwerks zuerst höhere Drücke in dem Haufwerk entstehen und sich die Druckzone anschließend sukzessive immer weiter radial nach außen vergrößert, so wird eine gerichtete Abströmung und damit ein gerichtetes Austreiben der Luft aus dem Haufwerk bzw. dem Pressling erzielt, wodurch das fluide Medium wie etwa die Luft nahezu rückstandsfrei entfernt werden kann und damit ein weitestgehend porenfreier Pressling erzeugt wird, der dann nach dem Strangpressen auch weitgehend porenfreie Profilquerschnitte herstellbar macht.It is particularly advantageous if the press ram has a shaping in its press-die-side end region, by means of which a locally different pressure distribution in the pile can be set during compaction. Such an uneven pressure distribution, which differs from the usual planning plan of the end face of the press ram can be used to drive the fluid inclusions in the debris, in particular the trapped air, out of the debris. In the areas of the cross section in which the pressure due to the shaping of the end face of the ram in the heap or the compact first increases, z. B. the air pressed out of this area away, whereas in adjacent cross-sectional areas no or no such high pressure is built up by the ram. Therefore, the air can flow largely unhindered in these not so highly pressurized areas. If the design of the end face of the ram such that z. B. starting from the inner region of the heap, such as in the region of the longitudinal axis of the compression chamber and thus the heap first higher pressures in the heap and then the pressure zone gradually successively enlarged further radially outward, so is a directed outflow and thus a directed expulsion of Air from the heap or the compact achieved, whereby the fluid medium such as the air can be removed almost residue-free and thus a largely pore-free compact is generated, which then makes after extrusion also largely non-porous profile cross sections.
Hierzu kann in besonders vorteilhafter Ausgestaltung der pressmatrizenseitige Stirnbereich des Pressstempels im Bereich seiner Symmetrieachse in Richtung auf die Pressmatrize vorgewölbt, vorzugsweise zumindest abschnittsweise konisch oder ballig oder dgl. ausgebildet werden. Der erste Kontaktpunkt oder der erste Kontaktbereich des Pressstempels mit dem Haufwerk bzw. dem Pressling liegt dann im Bereich der Symmetrieachse des Pressstempels und bei etwa konischer Ausgestaltung der Stirnfläche des Pressstempels erweitert sich im Laufe des Verdichtungsvorgangs diese Zone hohen Drucks immer weiter radial nach außen, bis der ganze Querschnitt des Haufwerks bzw. des Presslings gleichmäßig dem hohen Druck unterworfen ist.For this purpose, in a particularly advantageous embodiment, the press-die-side end region of the press ram can be bulged in the region of its axis of symmetry in the direction of the press die, preferably conically or spherically or the like, at least in sections. The first contact point or the first contact area of the press ram with the pile or the compact then lies in the region of the symmetry axis of the ram and with approximately conical configuration of the end face of the ram expands in the course of the compression process, this zone of high pressure more and more radially outward until the entire cross-section of the heap or the compact is evenly subjected to high pressure.
In einer anderen Ausgestaltung ist es aber auch denkbar, dass die Gestaltung der Stirnfläche eine nicht-symmetrische oder ungleichförmige Druckzone hervorruft, etwa indem der pressmatrizenseitige Stirnbereich des Pressstempels derart gestaltet ist, dass in einem Teilbereich des Querschnitts der Verdichtungskammer und damit des Haufwerks zuerst höhere Drücke in dem Haufwerk entstehen, wonach dieser Bereich höherer Drücke unter Einstellung einer Austreibrichtung für die in dem Haufwerk verbliebenen fluiden Einschlüsse sukzessive fortschreitend den ganzen Querschnitt des Presslings erfasst. So könnte etwa der erste Kontakt zwischen Pressstempel und Haufwerk bzw. Pressling einseitig an einem Rand des Pressstempels erfolgen und sich sukzessive quer über den ganzen Querschnitt des Pressstempels bis hin zum anderen Rand der Querschnittsfläche des Pressstempels fortpflanzen. Dies wäre etwa durch eine über den ganzen Querschnitt des Pressstempels schräg ausgebildete Stirnflächengestaltung erzielbar und würde zu einer einseitigen Austreibrichtung für das fluide Medium führen. Es versteht sich von selbst, dass viele weitere Stirnflächengestaltung des Pressstempels denkbar sind.In another embodiment, however, it is also conceivable that the design of the end face causes a non-symmetric or non-uniform pressure zone, such as by the press die-side end portion of the ram is designed such that in a partial region of the cross section of the compression chamber and thus the debris first higher pressures arise in the heap, according to which this region of higher pressures successively covers the entire cross-section of the compact, while setting an expulsion direction for the remaining in the heap fluid inclusions progressively. Thus, for example, the first contact between the press ram and the pile or compact could take place on one side of one edge of the press ram and propagate successively across the entire cross section of the press ram up to the other edge of the cross-sectional area of the press ram. This could be achieved, for example, by means of an end face design formed obliquely over the entire cross section of the press ram and would lead to a one-sided expulsion direction for the fluid medium. It goes without saying that many other end face design of the press ram are conceivable.
In weiterer Ausgestaltung ist es auch denkbar, dass nicht nur der Pressstempel, sondern auch das im wesentlichen scheibenförmige Abdeckelement auf seiner dem Pressstempel zugewandten Stirnfläche eine derartige Formgebung aufweist, dass in einem Teilbereich des Querschnitts der Verdichtungskammer, vorzugsweise im Bereich seiner Symmetrieachse, und damit des Haufwerks zuerst höhere Drücke in dem Haufwerk entstehen. So könnte das Abdeckelement z. B. bei einem symmetrisch konisch ausgebildeten Pressstempel eine umgekehrt konische Ausgestaltung seiner dem Pressstempel zugewandten Stirnfläche aufweisen, wodurch wiederum die Druckverhältnisse in dem Haufwerk bzw. Pressling beeinflusst und das Austreiben des fluiden Mediums wie etwa der Luft weiter verbessert werden kann. Ähnlich wie bei den vorstehend geschilderten Möglichkeiten zur Gestaltung der Stirnfläche des Pressstempels können auch bei der Gestaltung der Stirnfläche des Abdeckelementes entsprechende Variationen vorgenommen werden, die auf die jeweils vorliegende Gestaltung der Stirnfläche des Pressstempels abgestimmt werden sollten.In a further embodiment, it is also conceivable that not only the ram, but also the substantially disc-shaped cover member on its the die facing end face has such a shape that in a portion of the cross section of the compression chamber, preferably in the region of its axis of symmetry, and thus the Haufwerks first arise higher pressures in the heap. So the cover z. Example, in a symmetrically conically shaped ram have a reverse conical configuration of its the ram facing end face, which in turn affects the pressure conditions in the heap or compact and the expulsion of the fluid medium such as air can be further improved. Similar to the above-described possibilities for the design of the end face of the press ram, corresponding variations can also be made in the design of the end face of the cover element, which variations should be adapted to the particular design of the end face of the press ram.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn eine Erhitzungseinrichtung vorgesehen ist, mit der das vorverdichtete Haufwerk erhitzt und unter Einwirkung des Pressstempels, vorzugsweise isostatisch zu dem Pressling verpresst werden kann. Die Verdichtung des Haufwerks hin zu dem porenfreien Pressling lässt sich wesentlich verbessern, wenn dieses Verdichten unter Einwirkung thermischer Energie erfolgt, wodurch zum einen die Verformbarkeit der Trennreste verbessert wird und zum anderen Verschweißungsvorgänge der das Haufwerk bildenden Trennreste vereinfacht werden. Auch werden metallurgische sowie chemisch-physikalische Vorgänge innerhalb des Haufwerks bzw. des Pressling schneller und einfacher ablaufen, so z. B. Strömungsvorgänge des fluiden Mediums. Zudem erfolgt das herkömmliche Strangpressen ohnehin bei erhöhten Temperaturen, so dass die Vortemperierung beim Verpressen des Haufwerks bzw. Presslings das nachfolgende Strangpressen erleichtert. Ist der Pressling nach dem Kompaktieren des Haufwerks unter maximalen Druck gesetzt, verbessert ein Halten des Presslings in diesem Zustand hohen Drucks bei der erforderlichen Presstemperatur über einen vorgebbaren Zeitraum noch ablaufende Strukturierungsvorgänge der Matrix des Presslings wie etwa Strömungsvorgänge des fluiden Mediums oder Verschweißungsvorgänge. Damit kann ein derartiges Halten des Presslings in diesem Zustand hohen Drucks bei der erforderlichen Presstemperatur vor dem eigentlichen Strangpressen, wie dies ähnlich beim heißisotatischen Pressen erfolgt, die Qualität der Matrix des Presslings und damit des späteren Strangpressprofils wesentlich verbessern. Das Halten des Presslings in diesem Zustand über einige Sekunden kann hierzu durchaus schon ausreichend sein.Furthermore, it is advantageous if a heating device is provided, with which the pre-compressed aggregate can be heated and, under the action of the press ram, preferably compressed isostatically to the compact. The compaction of the heap towards the non-porous compact can be substantially improved if this compacting takes place under the action of thermal energy, whereby on the one hand the deformability of the separating residues is improved and on the other hand welding operations of the heap forming separating residues are simplified. Also metallurgical and chemical-physical processes within the heap or the compact will run faster and easier, such. B. flow processes of the fluid medium. In addition, the conventional extrusion takes place anyway at elevated temperatures, so that the pre-tempering facilitates the subsequent extrusion when pressing the bulk material or compact. If the compact is set under maximum pressure after compaction of the pile, keeping the compact in this high pressure state at the required pressing temperature for a predetermined period of time will enhance still further structuring of the matrix of the compact, such as fluid fluid flow or welding operations. Thus, such a holding of the compact in this state of high pressure at the required pressing temperature before the actual extrusion, as is done similarly in hot isotatic pressing, the quality of the matrix of the compact and thus the subsequent extruded profile significantly improve. Keeping the compact in this condition for a few seconds may be sufficient.
Von Vorteil ist es weiterhin, wenn im Bereich der Verdichtungskammer in Flussrichtung der gerichtet ausgetriebenen fluiden Einschlüsse in dem Haufwerk und/oder dem Pressling Öffnungen oder Kanäle oder dgl. angeordnet sind, durch die die ausgetriebenen fluiden Einschlüsse aus der Verdichtungskammer austreten können. Hierdurch wird gewährleistet, dass die ausgetriebenen Fluide wie insbesondere die ausgetriebene Luft sich tatsächlich vollständig aus dem Pressling heraustreiben lassen und auch oberflächennah an dem Pressling nicht Kavitäten innerhalb der Verdichtungskammer bilden, in denen sich die Luft dann sammelt und beim folgenden Strangpressvorgang wieder in den Querschnitt der Profile hinein gedrückt werden kann. Es reicht hierfür z. B. schon aus, durch die unvermeidlichen Ringspalte zwischen Pressstempel und Rezipient einen solchen Abfluss von Luft zu gewährleisten. In weiterer Ausgestaltung ist es aber auch denkbar, dass im Bereich der Verdichtungskammer ein gegenüber dem Umgebungsdruck geringerer Druck einstellbar ist, durch den fluide Einschlüsse in dem Haufwerk und/oder dem Pressling während des Pressvorgangs entfernbar sind. Ein solcher Unterdruck erleichtert die Abströmung des aus dem Haufwerk bzw. dem Pressling ausgetriebenen Fluids zusätzlich.It is furthermore advantageous if openings or channels or the like are arranged in the area of the compression chamber in the direction of flow of the directionally expelled fluid inclusions through which the expelled fluid inclusions can escape from the compression chamber. This ensures that the expelled fluids such as in particular the expelled air can actually drive out completely from the compact and also near the surface of the compact do not form cavities within the compression chamber, in which the air then collects and in the following extrusion process again in the cross section of Profiles can be pressed into it. It is sufficient for this z. B. already, to ensure such an outflow of air through the inevitable annular gaps between plunger and recipient. In a further embodiment, however, it is also conceivable that in the region of the compression chamber, a pressure lower than the ambient pressure can be set by which fluid inclusions in the debris and / or the compact can be removed during the pressing process. Such a negative pressure additionally facilitates the outflow of the fluid expelled from the heap or the compact.
Konstruktiv am einfachsten umzusetzen ist das erfindungsgemäß arbeitende Abdeckelement dann, wenn die an herkömmlichen Strangpressen häufig vorhandene Abschereinrichtung der Strangpresse zum Abtrennen von Pressresten ein zusätzliches Abdeckelement aufweist und/oder als Abdeckelement ausgebildet ist und dieses Abdeckelement in den Bereich zwischen Verdichtungskammer und Pressmatrize bewegbar ist. So kann etwa die messerartig arbeitende Abschereinrichtung der Strangpresse, die zwischen Verdichtungskammer und Pressmatrize eingefahren wird, leicht konstruktiv modifiziert auch als Abdeckelement für die Verdichtung des Haufwerks bzw. des Presslings genutzt werden. Hierbei kann ein derartiges Abdeckelement mechanisch, elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch zwischen Verdichtungskammer und Pressmatrize bewegbar angeordnet werden.Constructively simplest to implement is the present invention working cover when the conventional extrusion on frequently existing shear of the extruder for separating press residue has an additional cover and / or is designed as a cover and this cover is movable into the region between compression chamber and press die. For example, the knife-like working shear of the extruder, which is retracted between the compression chamber and press die, slightly constructively modified and used as a cover for the compaction of the heap or the compact. In this case, such a cover element can be arranged to be movable mechanically, electrically, pneumatically or hydraulically between the compression chamber and the press die.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung von porenfreien Profilen aus Trennresten mittels Strangpressen, wobei in einer Strangpresse in eine Verdichtungskammer aus einem Pressstempel, einer Pressmatrize und einem Rezipienten ein Haufwerk bestehend aus Trennresten trennender Fertigungsverfahren oder dgl. wie Spänen oder Restmaterialien eingefüllt wird. Ein derartiges gattungsgemäßes Verfahren kann dadurch in erfindungsgemäßer Weise weiter entwickelt werden, indem das Haufwerk aus Trennresten trennender Fertigungsverfahren in der Verdichtungskammer zwischen Pressmatrize und einem die Verdichtungskammer pressmatrizenseitig abdichtenden Abdeckelement unter Erhitzung von dem Pressstempel zunehmend zu einem Pressling verdichtet und der Pressling anschließend über einen vorgebbaren Zeitabschnitt unter gleichbleibendem hydrostatischen Druck gehalten wird, wodurch in dem Haufwerk und/oder Pressling verbliebene fluide Einschlüsse gerichtet und weitgehend vollständig ausgetrieben werden, und unmittelbar anschließend das Abdeckelement entfernt und der Pressling durch die Pressmatrize zu einem Strangpressprofil durchgedrückt wird. Durch die zunehmende und räumlich gerichtet ablaufende Verdichtung des Haufwerks bzw. Presslings wird ein sicheres Austreiben von fluiden Einschlüssen in dem Haufwerk bzw. dem Pressling gewährleistet, so dass sich schon nach dem derart aufgeführten Verdichten ein weitgehend porenfreier Pressling ausbildet, der dann unmittelbar nachfolgend und in der gleichen Strangpresse und in einem einheitlichen Arbeitsablauf zu hochwertigen Profilen stranggepresst werden kann. Das Halten des auf dem höchsten Druck betasteten Presslings unter einer entsprechenden Verdichtungstemperatur erleichtert die Umformungs- und Strömungsvorgänge innerhalb des Presslings und führt zu einer wesentlichen Verbesserung der Homogenität des Materials des Presslings, insbesondere zu einer hohen Porenfreiheit. Damit lassen sich auch porenfreie und damit fehlerfreie, hoch belastbare Profile direkt aus entsprechenden Trennresten herstellen, ohne dass die Trennreste wie heutzutage üblich hierfür eingeschmolzen werden müssten. Damit ist das erfindungsgemäße Verfahren besonders wirtschaftlich und es lassen sich direkt aus Trennresten Profile herstellen, deren Eigenschaften denjenigen von aus frisch urgeformten Presslingen hergestellten Profilen in keiner Weise nachstehen.The invention further relates to a process for the production of non-porous profiles from separating residues by extrusion, wherein in a compacting press in a compression chamber from a press die, a die and a recipient a heap consisting of separating residues separating manufacturing process or the like. As chips or residual materials is filled. Such a generic method can be further developed in accordance with the invention by the heap of separation of separating manufacturing processes in the compression chamber between the die and a compression chamber sealing mastic side sealing cover under heating from the ram increasingly compressed into a compact and the compact then over a predetermined period of time is kept under constant hydrostatic pressure, whereby in the heap and / or compact remaining fluid inclusions are directed and largely expelled completely, and immediately thereafter removed the cover and the compact is pushed through the press die to an extruded profile. Due to the increasing and spatially directed running compaction of the heap or compact a safe expulsion of fluid inclusions in the heap or the compact is guaranteed, so that even after the so-called compaction forms a largely non-porous compact, which then immediately following and in the same extruder and can be extruded in a single workflow to high-quality profiles. Keeping the compact pressed at the highest pressure below a corresponding compression temperature facilitates the forming and flow processes within the compact and results in a substantial improvement in the homogeneity of the material of the compact, in particular a high freedom from pores. Thus, even non-porous and thus error-free, highly loadable profiles can be produced directly from corresponding separating residues, without the separating residues, as is customary today, having to be melted down for this purpose. Thus, the method according to the invention is particularly economical and it is possible to produce profiles directly from separating residues whose properties are in no way inferior to those of profiles produced from freshly formed compacts.
Von Vorteil ist es, wenn das Haufwerk bestehend aus Trennresten trennender Fertigungsverfahren oder dgl. wie Spänen oder Restmaterialien in vorkompaktierter Form mit begrenztem Verdichtungsgrad der Verdichtungskammer der Strangpresse zugeführt wird. So kann z. B. ein Teil der Komprimierung des Materials des Haufwerks in entsprechenden Kompaktierungseinrichtungen wie etwa bekannten Brikettierpressen oder dgl. erfolgen und dadurch auch ohne thermische Beeinflussung unmittelbar und komfortabel in die Strangpresse einbringbare Vormaterialien erzeugt werden. In der erfindungsgemäß betriebenen Strangpresse wird dann unter thermischem Einfluss das Verpressen des vorkompaktierten Haufwerks hin zu dem porenfreien Pressling vor dem eigentlichen Strangpressen ausgeführt.It is advantageous if the bulk material consisting of separation residues separating manufacturing process or the like. As chips or residual materials in pre-compacted form with limited degree of compression of the compression chamber of the extruder is supplied. So z. As a part of the compression of the material of the heap in corresponding compacting devices such as known Briquetting presses or the like. Made and thereby also without thermal interference directly and comfortably be introduced into the extruder materials can be produced. In the present invention operated extruder is then under thermal influence, the compression of the precompacted heap towards the pore-free compact carried out before the actual extrusion.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die in dem Haufwerk verbliebenen fluiden Einschlüsse durch die Formgebung von Presstempel und/oder Abdeckelement gerichtet, vorzugsweise radial nach außen, aus dem Haufwerk und/oder dem Pressling ausgetrieben und aus der Verdichtungskammer entfernt werden. Das Verbleiben von Poren in dem Pressling und damit dem stranggepressten Profil hervorrufenden Fluidresten wie etwa Lufteinschlüssen wird dadurch wie schon vorstehend beschrieben weitestgehend verhindert und es ergibt sich trotz des sehr heterogenen Ausgangsmaterials Trennrest bzw. Spänehaufwerk eine besonders homogene Matrix des strangzupressenden Presslings.It is particularly advantageous if the fluid inclusions remaining in the heap are driven out of the heap and / or the compact by the shaping of the die and / or cover element, preferably radially outwards, and are removed from the compression chamber. The retention of pores in the pellet and thus the extruded profile inducing fluid residues such as air bubbles is thereby largely prevented as described above and it results despite the very heterogeneous starting material separation residue or chip a very homogeneous matrix of extruded compact.
Eine weitere Vereinfachung und Verbesserung lässt sich dadurch erreichen, dass der Pressling beim Verdichten und Austreiben der fluiden Einschlüsse unter Wärmezufuhr verdichtet, vorzugsweise ähnlich wie beim heißisostatischen Pressen über einen Haltezeitraum bei gleichbleibender Temperierung, vorzugsweise bei der notwendigen Temperatur für das Strangpressen gepresst wird. In diesem Haltezeitraum können ähnlich wie beim heißisostatischen Pressen Strömungsvorgänge etwa des austretenden Fluids oder auch Strukturierungsvorgänge innerhalb des Presslings vollständig und ungestört von sich ändernden Druckverhältnissen ablaufen, wodurch die Qualität des Presslings und damit auch die Qualität der aus dem Pressling stranggepressten Profile wesentlich verbessert wird.A further simplification and improvement can be achieved in that the compact compacted in compressing and expelling the fluid inclusions with heat, preferably similar to the hot isostatic pressing over a holding period at a constant temperature, preferably at the necessary temperature for extrusion is pressed. In this holding period, similar to the hot isostatic pressing flow processes such as the exiting fluid or structuring processes within the compact completely and undisturbed by changing pressure conditions, whereby the quality of the compact and thus the quality of extruded from the compact profiles is significantly improved.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Verfahrens zeigt die Zeichnung.A particularly preferred embodiment of the device according to the invention and of the method according to the invention is shown in the drawing.
Es zeigen:Show it:
In der
Eine solche handelsübliche Strangpresse
Bei der hier vorliegenden Erfindung wird jedoch nicht ein homogener, z. B. urformend durch Gießen oder dgl. Herstellverfahren hergestellter Pressling
Würde man nun dieses relativ wenig verdichtete Haufwerk
Es wird daher in erfindungsgemäßer Weise vor dem eigentlichen Strangpressvorgang des späteren Profils
Hierzu wird vor dem eigentlichen Strangpressvorgang und vor dem Befüllen des Verdichtungsraums
Das Einbringen des Abdeckelementes
Ist das Abdeckelement
Vor dem eigentlichen Strangpressen des Presslings
In den
In der
In der
Von besonderer Bedeutung ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Ausbildung der Stirnseite des Pressstempels
Dieses gezielte Verdrängen kann naturgemäß unterschiedlich ausgestaltet werden. Bevorzugt ist dabei eine sukzessive Verdrängung des Fluides beginnend im Mittenbereich des Haufwerks
Es ist selbstverständlich denkbar, andere als eine konische Gestaltung der Stirnfläche des Presstempels
Auch ist es denkbar, wie in
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Strangpresseextruder
- 22
- Haufwerk bzw. PresslingHeap or compact
- 33
- Abdeckelementcover
- 44
- Pressrichtungpressing direction
- 55
- Pressstempel bzw. PressscheibePress punches or pressure disc
- 66
- Pressmatrizestamper
- 77
- Profilprofile
- 88th
- Matrizenöffnungdie opening
- 9, 9'9, 9 '
- konischer Abschnitt Pressstempel bzw. Abdeckelementconical section press die or cover element
- 10, 10'10, 10 '
- ebener Mittenbereich Pressstempel bzw. Abdeckelementlevel center area press die or cover element
- 1111
- Verdichtungsraumcompression chamber
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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