DE102013017178B4

DE102013017178B4 - Strangpresse zur Herstellung von ebenen Blechen

Info

Publication number: DE102013017178B4
Application number: DE102013017178.4A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2013-10-16
Publication date: 2020-07-16
Anticipated expiration: 2033-10-17
Also published as: US20160354819A1; CA2957453A1; JP2016533899A; WO2015055160A1; DE102013017178A1; EP3057721A1; CN105813770A; KR102237934B1; KR20160077098A; JP6475708B2; US10537924B2; CA2957453C

Abstract

Strangpresse zum Herstellen von ebenen Blechen aus Hohlprofilen aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen durch Pressen eines in einem Rezipienten angeordneten Pressbolzens in die Form eines Rohres, dass in Längsrichtung aus der Matrize austritt und anschließend zu einem ebenen Blech aufgeweitet wird, wobei der Pressspalt durch die Matrize und einen in die Matrize ragenden Dornkopf gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (5) an seiner dem Dornkopf (7) abgewandten Seite einen Endbereich (9) aufweist, der mit dem Gestell der Strangpresse verbunden ist, der zylindrische Teil des Dorns (5) von der Matrize (3) aufgenommen und dessen Dornkopf (7) kegelförmig ausgebildet ist, wobei der Materialstrom des Pressbolzens entlang der kegelförmigen Spitze in Richtung des Spalts zwischen Dorn und Matrize geführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strangpresse zum Herstellen von ebenen Blechen aus Hohlprofilen aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen mit einem in die Matrizenöffnung eines Strangpresswerkzeuges hineinragenden Dornkopf.
Strangpressen zur Herstellung von Hohlprofilen sind hinlänglich bekannt und arbeiten nach verschiedenen Pressverfahren, z.B., über feststehende Dorne oder das Lochen des Pressbolzen in der Presse.
Aus der DE 102 15 056 A1 ist eine Strangpresse, die nach dem Prinzip des Lochens des Pressbolzens arbeitet bekannt. Diese weist einen im Laufholm angeordneten Lochdorn und eine in einem Matrizenhalter eingesetzte formgebende Matrize auf, wobei durch einen zwischen dem Lochdorn und der Matrize gebildeten Spalt aus einem block ein Rohr gepreßt wird.
Beim Strangpressen wird der duktil gewordene Werkstoffeines Pressbolzens von einem Stempel - oder bei hydrostatischen Strangpressen mittels einer Flüssigkeit - aus einem Rezipienten durch einen oder mehrere Formquerschnitte eines die Pressrichtung querenden Formwerkzeuge gepresst.
Zur Erzeugung von Hohlprofilen werden für Strangpressvorgang Hohlprofilwerkzeuge mit Matrizenplatte eingesetzt. Die Matrizenplatte ist zur Formgebung der Profilaußenkontur in einem Dornteil integriert. In letzteren ist ein Dorn zur Formgebung der Innenkontur so festgelegt, dass der Dorn in die Matrizenplatte hinein und bis über deren formgebenden Bereich hinaus ragt. Dabei wird der duktile Werkstoff über Einläufe in das Presswerkzeug geleitet, dass die Teilstränge der einzelnen Einläufe unter den Dorntragarmen in einer Schweißkammer wieder zusammenfließen und miteinander verschweißen. Beim weiteren Pressvorgang fließt der Werkstoff an dem Dorn und dem Matrizendurchbruch vorbei und nimmt dabei die vorgesehene Gestalt des Hohlprofils an.
Ein solches Werkzeug zum Strangpressen von Hohlprofilen ist beispielsweise aus der DE 24 46 308 C2 bekannt. Die Größe eines herstellbaren Hohlprofils ist dabei durch den Rezipientendurchmesser und die Größe der außen um den Hohlraum angeordneten Einläufe sowie die Tragfähigkeit der Dorntragarme begrenzt.
Aus der DE 28 48 274 C2 ist ein Kammerwerkzeug für Strangpressen bestehend aus einer zweiteiligen Matrize , deren erstes Teil eine die Außenkontur des Profils bestimmende Durchtrittsöffnung und deren zweites Teil einen über Brückenstege mit dem Grundkörper verbundenen Dornzapfen aufweist, dessen Mantelflächen den Innenquerschnitt des Profils bestimmt. An der dem Rezipienten zugewandten Seite ist eine bezogen auf den Dornzapfen zentrische Einlaufkammer vorgesehen, deren Bodenfläche von der in Pressrichtung zurückversetzten Stirnfläche des Dornzapfens bildet, wobei die oberen Stirnflächen der Brückenstege von der Bodenfläche ausgehend schräg in Richtung zum Rezipienten ansteigend bis zur Wandung der Einlaufkammer ausgebildet sind.
Aus der DE 198 42 293 C2 ist ein Verfahren zum Strangpressen eines Hohlprofils oder desgleichen Körpers aus einem Barren sowie eine Vorrichtung dafür bekannt. Der Barren wird in einer Rezipientenbohrung eines Aufnehmers geführt und mittels eines Pressstempels in Pressrichtung einem Formgebungsquerschnitt eines Formwerkzeuges zugeführt, wobei der Barrenwerkstoff unter Pressdruck in einen zentralen Einlauf des Formwerkzeuges eingebracht und die dabei entstehende duktile Masse in einem Winkel zur Pressrichtung nach außen durch mehrere Kanäle zu einer großen Schweißkammer und zum Formgebungsquerschnitt geführt wird.
Der Nachteil der vorbekannten Lösungen besteht darin, daß der Werkstoffstrom durch die Brückenstege, mit denen die Dorne befestigt sind, geteilt wird, um diese herumfließen und sich anschließend in einer Schweißkammer wieder zu einem Gesamtwerkstoffstrom verbinden muß. Dadurch können im Werkstoffstrom Fehlstellen entstehen, die dazu führen, dass längere Profilabschnitte als Abfall aus dem entstehenden Strang herauszunehmen sind, mit allen sich daraus ergebenden Folgen abnehmender Wirtschaftlichkeit bei schrumpfenden Profilausstoß. Weiterhin ist es bei derartigen, eine komplizierte Struktur aufweisenden Werkzeugen nicht möglich, diese zur Minimierung der Reibung mit einer Beschichtung beispielsweise aus einem keramischen Material zu versehen. Die vorbekannten Werkzeuge weisen Brückenstege auf, mit denen der Dorn in seiner Lage gehalten wird. In Pressrichtung greifen am Dorn und an den Brückenstegen Druck- und Reibkräfte an. Die sich addierenden Druck- und Reibkräfte beaufschlagen das den Dorn tragenden Matrizenteil und können nur am außenseitigen Rand des Matrizenteils abgestützt werden. Das Matrizenteil erfährt dadurch ein hohes Biegemoment mit einer entsprechenden Verformung, die auch auf den Übergang von Dorn zu Brückenstegen wirkt. Diese Spannungen können auch hier zu Verformungen und Rissbildungen führen, da sich die Brückenstege, an denen der Dorn aufgehängt ist, unter Belastung in Pressrichtung verbiegen.
Die DE 443060 A beschreibt eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallbändern aus einem Block durch Pressen des Blocks in die Form eines Rohres mit Längsschlitz, das in der Bewergungsrichtung des Pressstempels aus dem Aufnehmer austritt und nach Verlassen des Aufnehmers in eine flache Form überführt wird. Die Presse besteht aus einem Aufnehmer für die Aufnahme des zu pressenden Blocks. In den Aufnehmer wird von der einen Seite ein bewegbarer Stempel eingeführt und auf der anderen Seite ist dem Aufnehmer ein dornartiges Werkzeug vorgelagert, das in die Austrittsöffnung des Aufnehmers hineinragt. Das Werkzeug ist in einem Holm geführt und kann in oder mit diesem in beliebiger Weise vor- und zurückgeschoben werden. In Arbeitsstellung kann es im Holm, z. B. durch einen Keil gehalten werden. Der das Dornwerkzeug führende Holm ist in seinem oberen Teil abgeplattet und flach gewölbt. Die Abplattung dient in an sich bekannter Weise dazu, das austretende geschlitzte Rohr zum Band auszubreiten.
Die CH107911 A beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von Metallbändern durch Pressen, bei dem durch Auspressen eines Metallblockes durch einen Ringspalt, der durch ein vor dem Blockaufnehmer angebrachtes kombiniertes Werkzeug gebildet wird, zu einem röhrenförmigen Streifens, der flach ausgebreitet wird. Die Vorrichtung wird durch einen Blockaufnehmer, eine an diesen angebracht ringförmige Pressmatrize, einem außerhalb des Blockhalters getragenen Presskern, der mit der Matrize den Ringspalt bildet, einen in dem Weg des Pressgutes angebrachten Trennkörper und einem Körper, der den röhrenförmigen Streifen flach ausbreitet. Der Blockaufnehmer ist mit einem Holm lösbar verbunden, der seinerseits durch Stangen mit dem hydraulischen Presszylinder verbunden ist. Der Dorn ist in einem Muldenkörper beweglich geführt und kann vor- und rückwärts bewegt werden. Mittels eines Keils kann der Dorn in Arbeitsstellung gesichert werden. Nach Beendigung des Pressvorganges wird der Keil gelöst und der Dorn zurückbewegt, um dem am fertigen Band sitzenden Bleckrand abzutrennen.
Beide Vorrichtungen haben den Nachteil, dass der in die Matrize hineinragende Dorn beweglich ausgeführt ist und zwar beweglich in einem Muldenkörper, der dem Aufweiten des röhrenförmigen Strangpresskörper dient. Dies bedeutet, dass der Dorn sich in der Matrize verkannten kann und so kein Blech mit einer gleichmäßigen Dicke über den Umfang des röhrenförmigen Strangpresskörpers erzeugt werden kann. Gleichermaßen trifft das auch für die Anordnung von Blockaufnehmer und Dorn zu, da diese nur über eine Traverse verbunden sind. Beim Ausüben des Pressdruckes wird dieser über den Block auf den Dorn und muss somit von der Traverse aufgenommen werden. Dies kann zur Druckbiegung der Traverse führen und letztlich zum Verkanten des Dornes in der Matrize.
Ausgehend vom Stand der Technik hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Strangpresse zum Herstellen von ebenen Blechen aus Hohlprofilen aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen mit einem in die Matrizenöffnung eines Strangpresswerkzeuges hineinragenden Dornkopf anzugeben, die die vorgenannten Nachteile beseitigt.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre der unabhängigen Patentansprüche; die Unteransprüche geben günstige Ausgestaltungen an.
Erfindungsgemäß wird der Pressbolzen mittels des Stempels gegen die Spitze des von außen in die Matrize ragenden Dorn gepreßt. Der Dorn weist an seiner dem Dornkopf abgewandten Seite einen Endbereich auf, der mit dem Gestell der Strangpresse verbunden ist. Der zylindrische Teil des Dorns wird von der Matrize aufgenommen und weist einen kugelförmigen Dornkopf auf. Beim Strangpressen wird der Materialstrom des Pressbolzens entlang der kegelförmigen Spitze in Richtung des Spaltes zwischen Dorn und Matrize geführt. Der Materialstrom des Pressbolzens wird dabei entlang der kegelförmigen Spitze des Dornes in Richtung des Spalts zwischen Dorn und Matritze geführt.
Dies hat den Vorteil, dass der Werkstoffstrom nicht mehr durch die Brückenstege geteilt wird und anschließend in der Schweißkammer wieder zusammengeführt werden muß. Somit werden Fehlstellen, die dazu führen, dass längere Profilabschnitte als Abfall aus dem entstehenden Strang herauszunehmen sind, sicher vermieden und die Wirtschaftlichkeit wesentlich verbessert wird. Des Weiteren können durch die offene zweigeteilte Ausbildung von Matrize und Dorn diese konstruktiv einfach ausgebildet werden und deren Oberflächen zur Minderung der Reibung mit einer Beschichtung aus keramischen Material versehen werden.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden. Die dazugehörige 1 zeigt einen Ausschnitt aus der erfindungsgemäßen Strangpresse. Die Strangpresse zum direkten Strangpressen von Hohlprofilen, die im weiteren zu ebenen Blechen umgeformt werden, weist an einem Presszylinder einen Pressstempel 1 auf, der in seiner Längsachse einer einen Rezipienten 10 durchsetzenden Bohrung verläuft. Der Rezipient 10 nimmt den Pressbolzen 2 auf.
Am Ende des Rezipienten 10 ist in einem Matrizenhalter 4 die Matrize 3, die die Außenkontur des Hohlprofils 11 bestimmt, gelagert. Der Dorn 5 mit seinem Dornkopf 7 ist von außen in die Öffnung der Matrize ragend angeordnet und zwar mit seinem Dornkopf 7 in Richtung des Rezipienten 10 zeigend. Der Dorn 5 bestimmt die Innenkontur des Hohlprofils 11 und ist kegelförmig ausgebildet. Der Dorn 5 kann mit einer Kühl- oder Heizeinrichtung versehen sein.
Der Dorn 5 weist an seiner dem Dornkopf 7 abgewandten Seite einen Endbereich 9 auf, mit dem dieser am Gestell der Strangpresse befestigt ist. Der Endbereich 9 des Dornes 5 weist auf seiner der Matrize 3 zugewandten Seite eine Aufweitkante 8 , die flügelförmig ausgebildet ist, auf. Zwischen der Aufweitkante 8 und der Matrize 3, vorzugsweise in dessen Nähe ist eine Schneidvorrichtung 6, vorzugsweise einem Laser, angeordnet, die das Hohlprofil 11 nach dem Austritt aus der Matrize 3 entlang seiner Mantellinie auftrennt.
Zum Herstellen des Hohlprofils 11 und letztendlich des ebenen Bleches wird der Rezipient 10 mit dem Pressbolzen 2 beladen und dieser mittels des Pressstempels 1 in Richtung der Matrize 3 gepresst. Nach dem Auftreffen des Pressbolzens 2 auf den Dornkopf 7 wird der Materialstrom des Pressbolzens 2 dabei entlang der kegelförmigen Spitze des Dornkopfes 7 in Richtung des Spalts zwischen Dorn 5 und Matrize3 geführt und zum Hohlprofil 11 geformt.
Nach dem Austritt des Hohlprofils 11 aus der Matrize 3 wird dies entlang seiner Mantellinie aufgetrennt und beim Auftreffen an der Aufweitkante 8 zu einen ebenen Blech umgeformt.
Bezugszeichenliste

1 -: Pressstempel
2 -: Pressbolzen
3 -: Matrize
4 -: Matrizenhalter
5 -: Dorn
6 -: Scheidvorrichtung
7 -: Dornkopf
8 -: Aufweitkante
9 -: Endbereich
10 -: Rezipient
11 -: Hohlprofil

Claims

Strangpresse zum Herstellen von ebenen Blechen aus Hohlprofilen aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen durch Pressen eines in einem Rezipienten angeordneten Pressbolzens in die Form eines Rohres, dass in Längsrichtung aus der Matrize austritt und anschließend zu einem ebenen Blech aufgeweitet wird, wobei der Pressspalt durch die Matrize und einen in die Matrize ragenden Dornkopf gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (5) an seiner dem Dornkopf (7) abgewandten Seite einen Endbereich (9) aufweist, der mit dem Gestell der Strangpresse verbunden ist, der zylindrische Teil des Dorns (5) von der Matrize (3) aufgenommen und dessen Dornkopf (7) kegelförmig ausgebildet ist, wobei der Materialstrom des Pressbolzens entlang der kegelförmigen Spitze in Richtung des Spalts zwischen Dorn und Matrize geführt wird.
Strangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (5) und der Rezipient getrennt voneinander auf dem Gestell der Strangpresse angeordnet sind.
Strangpresse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Dorn (5) der Endbereich (9) auf seiner der Matrize (3) zugewandten Seite eine flügelförmig ausgebildete Aufweitkante (8) aufweist.
Strangpresse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Matrize (3) und der Dorn (5) mit seinem Dornkopf (7) und der Aufweitkante (8) mit einer keramischen Beschichtung versehen sind.