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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Strangpressen eines Presswerkstoffs mittels eines Strangpresswerkzeugs, das einen Presskanal mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Presskanalabschnitt aufweist, wobei die Längsachsen des ersten und zweiten Presskanalabschnitts nicht miteinander fluchtend angeordnet sind, bei dem zunächst in einem ersten Pressschritt der Presswerkstoff von dem ersten Presskanalabschnitt in den zweiten Presskanalabschnitt gepresst wird. Die Erfindung betrifft außerdem eine Strangpressvorrichtung mit wenigstens einem Strangpresswerkzeug sowie ein Strangpresswerkzeug für eine Strangpressvorrichtung.
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Die Erfindung eignet sich für alle Arten von Strangpressverfahren, bei denen das zu pressende Material nicht in gerader Linie verpresst wird. Insbesondere eignet sich die Erfindung für die sogenannten Winkelkanalpressverfahren, die auch mit dem Fachbegriff Channel Angular Pressing bezeichnet werden, insbesondere die Verfahren Equal Channel Angular Pressing (ECAP) und Dissimilar Channel Angular Pressing (DCAP). Statt ”Pressing” wird auch der Begriff ”Extrusion” verwendet, so dass auch die Begriffe Equal Channel Angular Extrusion (ECAE) und Dissimilar Channel Angular Extrusion (DCAE) verwendet werden. Beim ECAE hat der Presskanal über seine gesamte Länge, die für den Pressvorgang genutzt wird, ein gleichbleibendes Profil sowohl hinsichtlich der Querschnittsform als auch hinsichtlich der Querschnittsfläche. Bei einem DCAE verändert sich die Querschnittsfläche und/oder die Querschnittsform des Presskanals über die Länge des Presskanals. Verallgemeinert gesagt eignet sich die Erfindung somit für alle Strangpressverfahren, bei denen ein Strangpresswerkzeug mit einem Presskanal eingesetzt wird, der wenigstens einen ersten und einen zweiten Presskanalabschnitt aufweist, wobei der erste und der zweite Presskanalabschnitt hinsichtlich ihrer Längsachsen nicht miteinander fluchtend angeordnet sind, z. B. indem die Längsachsen einen Winkel ungleich Null zueinander aufweisen, d. h. nicht parallel zueinander verlaufen, oder einen Versatz zueinander haben.
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Eine Möglichkeit, die Festigkeit von polykristallinen Werkstoffen zu erhöhen, ist die Kornfeinung. Eine Kornfeinung kann durch den Einsatz entsprechend ausgewählter Legierungselemente und Kornfeinern oder durch ausreichende Umformung erreicht werden. Das Hinzufügen von Legierungselementen und Kornfeinern ist für bestimmte Anwendungsfälle, z. B. in der Medizintechnik, nicht akzeptabel, da hier bioresorbierbare Materialien eingesetzt werden müssen, wie z. B. medizinisch zugelassene Magnesium-Legierungen. Bei vorgegebener Zusammensetzung des Werkstoffs kann die Kornfeinung z. B. durch ein ECAE-Verfahren durchgeführt werden. Der Presswerkstoff wird dabei um einen definierten Winkel bei gleichbleibenden Querschnitt mehrfach durch das Strangpresswerkzeug gepresst. Es können hier beispielsweise 7 oder 8 Pressvorgänge durchgeführt werden, bis die gewünschte Kornfeinung und damit die Festigkeitssteigerung des Presswerkstoffs erreicht ist. ECAE-Verfahren sind z. B. in der
DE 10 2005 049 369 A1 oder
DE 10 2008 033 027 B4 beschrieben. Die Verfahren erfordern einen hohen manuellen Aufwand.
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Weitere ECAE-Verfahren und entsprechende Vorrichtungen sind bekannt aus den Schriften
KR 10 2005 0 073 125 A ,
JP 2003-19 532 A ,
AT 411 027 B ,
DE 600 10 968 T2 ,
JP2007-197751 A ,
US 5513512 A ,
JP2009-107019A ,
EP2404682 A1 ,
JP 2004-50 231 A ,
AT 510 770 A1 ,
DE 10 2009 032 435 A1 .
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein solches Strangpressverfahren anzugeben, das möglichst wenig manuellen Aufwand erfordert. Ferner sollen eine entsprechende Strangpressvorrichtung sowie ein Strangpresswerkzeug angegeben werden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Strangpressen eines Presswerkstoffs gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Die Erfindung hat den Vorteil, dass das Verfahren insbesondere keinen manuellen Aufwand erfordert, um den Presswerkstoff, der nach einem Pressschritt üblicherweise als Pressbolzen aus dem Strangpresswerkzeug austritt, wieder erneut für den nächsten Pressschritt dem Verfahren bzw. dem Strangpresswerkzeug zuzuführen. Vielmehr kann der Prozess der Durchführung mehrerer Pressschritte voll automatisiert erfolgen. Insbesondere ist es möglich, in demselben Strangpresswerkzeug den Presswerkstoff immer wieder erneut zwischen dem ersten Presskanalabschnitt und dem zweiten Presskanalabschnitt hin- und herzupressen. Dementsprechend kann dem zweiten Pressschritt ein dritter Pressschritt folgen, indem derselbe Presswerkstoff wieder von dem ersten Presskanalabschnitt in den zweiten Presskanalabschnitt gepresst wird. Hierauf kann ein vierter Pressschritt folgen, der dem zweiten Pressschritt entspricht usw. Dieses Hin- und Herpressen kann solange erfolgen, bis die gewünschte Kornfeinung erreicht ist. Der Presswerkstoff kann so in den mit dem ersten Presskanalabschnitt verbundenen zweiten Presskanalabschnitt gepresst werden und zurück. Der hierfür erforderliche apparative Aufwand ist nicht übermäßig groß. Es ist lediglich ein zweiter Pressstempel zusätzlich zu einem ohnehin erforderlichen ersten Pressstempel vorzusehen, sowie ein zusätzlicher Antrieb für den zweiten Pressstempel, z. B. in Form eines Hydraulikzylinders oder Elektroantriebs.
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Geeignete Presswerkstoffe sind z. B. Magnesium, Aluminium und Legierungswerkstoffe daraus.
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Gemäß der Erfindung wird nach Ausführung des ersten Pressschritts und vor Ausführung des zweiten Pressschritts ein den ersten Presskanalabschnitt aufweisender Teil des Strangpresswerkzeugs relativ zu einem den zweiten Presskanalabschnitt aufweisenden Teil des Strangpresswerkzeugs um einen bestimmten Winkel um die Längsachse des ersten Presskanalabschnitts gedreht. Damit wird zugleich der erste Presskanalabschnitt relativ zu dem zweiten Presskanalabschnitt um einen bestimmten Winkel um die Längsachse des ersten Presskanalabschnitts gedreht. Auf diese Weise kann der Presswerkstoff in unterschiedlichen Rotationslagen des Presswerkstoffs im zweiten Pressschritt verpresst werden. Auf diese Weise lassen sich unterschiedliche Pressrouten mit ein und demselben Strangpresswerkzeug realisieren, ohne dass der Presswerkstoff aus dem Strangpresswerkzeug entnommen und wieder eingeführt werden muss. Das Pressmaterial kann sich während des gesamten Vorgangs innerhalb des Strangpresswerkzeugs befinden. Das Strangpresswerkzeug kann ferner auch so ausgeführt sein, dass auch der den zweiten Presskanalabschnitt aufweisende Teil des Strangpresswerkzeugs relativ zu dem den ersten Presskanalabschnitt aufweisenden Teil des Strangpresswerkzeugs um die Längsachse des zweiten Presskanalschnitts gedreht werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird während eines Pressvorgangs des Presswerkstoffs von dem ersten Presskanalabschnitt in den zweiten Presskanalabschnitt oder umgekehrt der Presswerkstoff von beiden Endseiten aus in dem ersten und dem zweiten Presskanalabschnitt mit unterschiedlich hohen Pressdrücken beaufschlagt. Im Gegensatz zum üblichen Strangpressen oder ECAE-Pressen kann somit der Presswerkstoff mit einem Gegendruck entgegen der Pressrichtung beaufschlagt werden. Hierbei ist der Gegendruck geringer als der Pressdruck, mit dem der Presswerkstoff durch das Strangpresswerkzeug gepresst wird. Durch den Gegendruck ist es z. B. möglich, mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch einen DCAE-Prozess durchzuführen, auch in der Richtung, dass während des Strangpressens der Presswerkstoff hinsichtlich seiner Querschnittsfläche vergrößert wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird während eines Pressvorgangs des Presswerkstoffs von dem ersten Presskanalabschnitt in den zweiten Presskanalabschnitt oder umgekehrt der Presswerkstoff zeitlich oszillierend von beiden Endseiten aus mit unterschiedlich hohen Pressdrücken beaufschlagt. Auf diese Weise ist während eines Pressvorgangs ein geringfügiges Hin- und Herpressen möglich, was für bestimmte Presswerkstoffe vorteilhaft ist. So kann z. B. beim Pressen des Pressewerkstoffs von dem ersten Presskanalabschnitt in den zweiten Presskanalabschnitt der Presswerkstoff um eine Längeneinheit L1 aus dem ersten Presskanalabschnitt herausgepresst werden und sodann in entgegengesetzter Richtung durch Beaufschlagung von der Endseite im zweiten Presskanalabschnitt wieder um eine andere Längeneinheit L2 zurückgepresst werden, d. h. in den ersten Presskanalabschnitt zurück. Hierbei ist vorteilhaft, L1 größer als L2 zu wählen, z. B. doppelt so groß. Durch oszillierendes Wiederholen dieses Vorgangs kann letztendlich der gesamte Presswerkstoff von dem einen Presskanalabschnitt in den anderen Presskanalabschnitt befördert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Strangpresswerkzeug außer dem ersten und dem zweiten Presskanalabschnitt einen weiteren Presskanalabschnitt auf, der die für das Strangpressen formgebende Matrize aufweist oder durch diese Matrize gebildet ist. Insbesondere kann der weitere Presskanalabschnitt relativ kurz sein, z. B. nur so lang wie die Matrize. Hierbei wird der Presswerkstoff aus dem ersten oder dem zweiten Presskanalabschnitt durch den weiteren Presskanalabschnitt und damit durch die Matrize gepresst, wodurch ein Strangpressprofil erzeugt wird, nachdem der erste und der zweite Pressschritt und ggf. einer oder mehrere weitere Pressschritte dieser Art durchgeführt wurden. Dies hat den Vorteil, dass in ein und demselben Strangpresswerkzeug nach dem vorherigen Hin- und Herpressen zur Kornfeinung auch gleich das Strangpressprofil erzeugt werden kann. Ein manuelles Entnehmen des Pressbolzens und Einfügen in ein anderes Strangpresswerkzeug ist damit nicht notwendig. Der Grad der Automatisierung des Strangpressverfahrens kann damit weiter gesteigert werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung, bei der wiederum von einem Strangpresswerkzeug mit einem weiteren Presskanalabschnitt, wie zuvor erläutert, ausgegangen wird, werden dem Strangpresswerkzeug über den ersten Presskanalabschnitt ein erster Presswerkstoff und über den zweiten Presskanalabschnitt ein zweiter Presswerkstoff zugeführt. Beide Presswerkstoffe werden simultan durch den weiteren Presskanalabschnitt gepresst, wodurch ein Verbundmaterial-Strangpressprofil aus dem ersten und dem zweiten Presswerkstoff erzeugt wird. Dies hat den Vorteil, dass mit einem Strangpresswerkzeug auf einfache und zuverlässige Weise ein hochwertiges Verbundmaterial-Strangpressprofil erzeugt werden kann, bei dem der erste und der zweite Presswerkstoff fest miteinander verbunden sind.
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Das zuvor erläuterte Verfahren zur Herstellung des Verbundmaterial-Strangpressprofils kann mit einem beschriebenen Strangpresswerkzeug vorteilhaft sowohl in Kombination mit dem eingangs beschriebenen, erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem der Presswerkstoff zwischen dem ersten und dem zweiten Presskanalabschnitt hin- und hergepresst wird, als auch unabhängig davon vorteilhaft realisiert werden.
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Ein unabhängig davon realisiertes Verfahren zum Strangpressen eines Presswerkstoffs mittels eines Strangpresswerkzeugs, das einen Presskanal mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Presskanalabschnitt aufweist, wobei die Längsachsen des ersten und des zweiten Presskanalabschnitts nicht miteinander fluchtend angeordnet sind, und das Strangpresswerkzeug außer dem ersten und dem zweiten Presskanalabschnitt einen weiteren Presskanalabschnitt aufweist, die für das Strangpressen formgebende Matrize aufweist oder durch diese Matrize gebildet ist, wird derart ausgeführt, dass dem Strangpresswerkzeug über den ersten Presskanalabschnitt ein erster Presswerkstoff und über den zweiten Presskanalabschnitt ein zweiter Presswerkstoff zugeführt wird und beide Presswerkstoffe simultan durch den weiteren Presskanalabschnitt gepresst werden, wodurch ein Verbundmaterial-Strangpressprofil aus dem ersten und dem zweiten Presswerkstoff erzeugt wird.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Strangpresswerkzeug außer dem ersten und dem zweiten Presskanalabschnitt einen dritten Presskanalabschnitt auf, der von dem ersten und dem zweiten Presskanalabschnitt abzweigt, z. B. geradlinig, im rechten Winkel oder in Y-Form. Hierbei wird der Presswerkstoff im ersten Pressschritt von dem ersten Presskanalabschnitt simultan anteilig in den zweiten und den dritten Presskanalabschnitt gepresst und im zweiten Pressschritt von dem zweiten und dem dritten Presskanalabschnitt zurück in den ersten Presskanalabschnitt gepresst. Hiermit kann vorteilhaft ein Querfließ-Strangpressprozess realisiert werden. Diese Weiterbildung kann auch vorteilhaft mit einem oder mehreren verdrehbaren Teilen des Strangpresswerkzeugs realisiert werden, um einen oder mehrere der Presskanalabschnitte um seine jeweilige Längsachse zu verdrehen. Hierdurch kann auch bei einem Querfließ-Strangpressprozess eine Drehung der geteilten Pressbolzenhälften reziprok vorgenommen werden und die zwei neu erhaltenen Pressbolzenhälften während eines darauffolgenden Pressvorgangs in dem ersten Presskanalabschnitt wieder zusammengeführt werden.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner durch eine Strangpressvorrichtung gemäß Anspruch 6 gelöst. Auch hierdurch lassen sich die zuvor bezüglich des Verfahrens erläuterten Vorteile realisieren. Mit der genannten Strangpressvorrichtung kann insbesondere ein Verfahren der zuvor beschriebenen Art durchgeführt werden.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Strangpresswerkzeug außer dem ersten und dem zweiten Presskanalabschnitt einen weiteren Presskanalabschnitt auf, der die für das Strangpressen formgebende Matrize aufweist oder durch diese Matrize gebildet ist. Auf diese Weise ist mit dem ersten Pressstempel im ersten Presskanalabschnitt befindlicher Presswerkstoff aus dem ersten Presskanalabschnitt in den weiteren Presskanalabschnitt pressbar und/oder mit dem zweiten Pressstempel im zweiten Presskanalabschnitt befindlicher Presswerkstoff aus dem zweiten Presskanalabschnitt in den weiteren Presskanalabschnitt pressbar. Dies ermöglicht es beispielsweise, bei gleichzeitiger Zuführung eines ersten Presswerkstoffs in den ersten Presskanalabschnitt und eines zweiten Presswerkstoffs in den zweiten Presskanalabschnitt ein Verbundmaterial-Strangpressprofil aus dem ersten und dem zweiten Presswerkstoff zu erzeugen, wie zuvor bezüglich des entsprechenden Verfahrens erläutert.
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Gemäß der Erfindung ist zumindest ein Teil des Strangpresswerkzeugs, das entweder den ersten Presskanalabschnitt oder den zweiten Presskanalabschnitt aufweist, um seine Längsachse drehbar gelagert. Auf diese Weise ist eine Drehwinkelveränderung des den jeweiligen Presskanalabschnitt aufweisenden Teils des Strangpresswerkzeugs gegenüber dem den anderen Presskanalabschnitt aufweisenden Teil des Strangpresswerkzeugs um die Längsachse seines Presskanalabschnitts möglich.
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Das drehbar gelagerte Teil kann z. B. durch eine Gleitlagerung oder durch eine Wälzlagerung gelagert sein. Das drehbar gelagerte Teil kann durch manuelle Eingriffsmittel gedreht werden, z. B. durch einen Hebel oder ein Rad.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Strangpressvorrichtung einen Antriebsmotor auf, der mit dem drehbar gelagerten Teil des Strangpresswerkzeugs gekoppelt ist und zur motorischen Verdrehung des drehbar gelagerten Teils eingerichtet ist. Auf diese Weise sind eine vollautomatische Verdrehung und damit eine Änderung der Pressroute möglich. Manuelle Eingriffe sind hierfür nicht erforderlich.
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Der Antriebsmotor kann z. B. über einen Zahnkranz, ein Reibrad, eine Kette, ein Gewinde oder einen Zahnriemen mit dem drehbar gelagerten Teil des Strangpresswerkzeugs gekoppelt sein. Der Antriebsmotor kann z. B. als Elektromotor ausgebildet sein, z. B. als Schrittmotor.
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Die eingangs genannte Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Strangpresswerkzeug für eine Strangpressvorrichtung, insbesondere eine Strangpressvorrichtung der zuvor erläuterten Art, wobei das Strangpresswerkzeug einen Presskanal mit wenigstens einem ersten und einem zweiten Presskanalabschnitt aufweist, wobei die Längsachsen des ersten und des zweiten Presskanalabschnitts nicht miteinander fluchtend angeordnet sind, gekennzeichnet durch eines, mehrere oder alle der folgenden Merkmale a), b):
- a) das Strangpresswerkzeug weist außer dem ersten und dem zweiten Presskanalabschnitt einen weiteren Presskanalabschnitt auf, der die für das Strangpressen formgebende Matrize aufweist oder durch diese Matrize gebildet ist, so dass dem Strangpresswerkzeug über den ersten Presskanalabschnitt ein erster Presswerkstoff und über den zweiten Presskanalabschnitt ein zweiter Presswerkstoff zuführbar ist wird und beide Presswerkstoffe simultan durch den weiteren Presskanalabschnitt pressbar sind, um ein Verbundmaterial-Strangpressprofil aus dem ersten und dem zweiten Presswerkstoff zu erzeugen,
- b) zumindest ein Teil des Strangpresswerkzeugs, das entweder den ersten Presskanalabschnitt oder den zweiten Presskanalabschnitt aufweist, ist um seine Längsachse drehbar gelagert, so dass eine Drehwinkelveränderung des den jeweiligen Presskanalabschnitt aufweisenden Teils des Strangpresswerkzeugs um die Längsachse seines Presskanalabschnitts möglich ist.
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Auch mit einem solchen Strangpresswerkzeug lassen sich die zuvor erläuterten Vorteile realisieren.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist das Strangpresswerkzeug wenigstens ein Verschlussstück auf, mit dem der weitere Presskanalabschnitt wahlweise verschließbar oder öffenbar ist. Das Verschlussstück kann derart angeordnet sein, dass bei geöffnetem weiteren Presskanalabschnitt dieser mit dem ersten und/oder dem zweiten Presskanalabschnitt verbunden ist und bei geschlossenem weiteren Presskanalabschnitt dieser weder mit dem ersten noch mit dem zweiten Presskanalabschnitt verbunden ist. Das Verschlussstück kann auch derart angeordnet sein, dass der weitere Presskanalabschnitt permanent mit dem ersten und/oder dem zweiten Presskanalabschnitt verbunden ist, aber über das Verschlussstück ausgangsseitig schließbar oder öffenbar ist. Durch ein solches Verschlussstück kann die Pressrichtung des Presswerkstoffs und damit die jeweilige Funktion des Strangpresswerkzeugs gesteuert werden. Das Verschlussstück kann ebenfalls automatisch, z. B. durch einen Antrieb, von dem geöffneten in den geschlossenen Zustand und umgekehrt bewegt werden. Hiermit kann der Automatisierungsgrad noch weiter gesteigert werden.
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Die zuvor erwähnten Presskanalabschnitte, d. h. einer, mehrere oder alle Presskanalabschnitte, können auch als segmentierte Ausführung ausgebildet sein, was insbesondere für gleit- und wälz-gelagerte Ausführungsformen möglich ist. Auch asymmetrische Anordnungen sind möglich. Der erste und der zweite Pressstempel und, sofern vorhanden, weitere Pressstempel, können symmetrisch oder asymmetrisch angeordnet sein. Der während eines Pressvorgangs des Presswerkstoffs auf diesen ausgeübte Pressdruck kann ein konstanter oder zeitlich variierender Druck sein, insbesondere ein oszillierender Druckverlauf. Dies gilt auch für einen entsprechenden Gegendruck, wenn der Presswerkstoff von beiden Endseiten aus mit Pressdrücken beaufschlagt wird. Es können auch beide Pressdrücke zeitlich variierend und insbesondere oszillierend sein, wobei das Zeitverhalten gleichphasig oder phasenverschoben sein kann, insbesondere gegenphasig.
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Mit der Erfindung kann beispielsweise ein Strangpressprofil nach einem ECAE-Pressverfahren hergestellt werden, indem der Presswerkstoff zunächst mittels des ersten Pressstempels vom ersten Presskanalabschnitt in den zweiten Presskanalabschnitt gepresst wird und der Werkstoff danach durch den zweiten Pressstempel zurück in den ersten Presskanalabschnitt gepresst wird. Nach dem Durchlaufen einer solchen ersten Pressroute wird der erste Presskanal mit dem sich nunmehr wieder dort befindlichen Presswerkstoff der gewünschten Pressroute entsprechend gedreht. Der Vorgang des Pressens von dem ersten Presskanalabschnitt in den zweiten Presskanalabschnitt und zurück wird erneut durchgeführt. Anschließend kann ggf. wiederum eine Drehung erfolgen. Dies geschieht solange, bis die gewünschte Kornfeinung des Presswerkstoffs erreicht wurde. Bis dahin ist das Verschlussstück im geschlossenen Zustand. Anschließend wird das Verschlussstück in den geöffneten Zustand gebracht, z. B. indem es entfernt wird. Sodann wird der Presswerkstoff von dem ersten Presskanalabschnitt in den weiteren Presskanalabschnitt über die formgebende Matrize gepresst und als gewünschtes Strangpressprofil ausgegeben. Der zweite Presskanalabschnitt ist hierbei verschlossen, z. B. indem der zweite Pressstempel entsprechend weit in den zweiten Presskanalabschnitt hineingefahren wurde.
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Mit der beschriebenen Erfindung können konventionelle Strangpressen nachgerüstet werden, insbesondere durch das erfindungsgemäße Strangpresswerkzeug. Durch die Realisierung des beschriebenen automatisierten Strangpressverfahrens kann die Reproduzierbarkeit der Kornfeinung sowie die Präzision der Herstellung von Verbundmaterial-Strangpressprofilen verbessert werden. Die beim herkömmlichen ECAE-Strangpressen unter Umständen entstehenden Pressreste entstehen dabei nicht, da innerhalb des erfindungsgemäßen geschlossenen Systems kein Volumenverlust eintritt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Verwendung von Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
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1 bis 13 – den Aufbau und die Funktion einer Strangpressvorrichtung in einer ersten Ausführungsform und
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14 bis 19 – den Aufbau und die Funktion einer Strangpressvorrichtung in einer zweiten Ausführungsform.
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In den Figuren werden gleiche Bezugszeichen für einander entsprechende Elemente verwendet. Die Strangpressvorrichtung in der ersten Ausführungsform ist in der 1 in einer perspektivischen Ansicht dargestellt, in der 2 in einer Draufsicht und in der 3 einer Schnittansicht gemäß der Schnittebene A-A, wie in 2 markiert. In den 4 bis 13 ist die Strangpressvorrichtung gemäß den 1 bis 3 auf jedem Zeichnungsblatt links in seitlicher Schnittdarstellung und rechts in einer perspektivischen Schnittdarstellung wiedergegeben, jeweils in unterschiedlichen Verfahrensschritten im Betrieb der Strangpressvorrichtung.
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Die Strangpressvorrichtung in der zweiten Ausführungsform ist in der 14 in einer Draufsicht dargestellt. Die 15 zeigt eine Detailvergrößerung einer Matrize dieser Strangpressvorrichtung in einer Draufsicht wie in 14. Die 16 zeigt die Strangpressvorrichtung gemäß 14 in einer seitlichen Schnittdarstellung gemäß der Schnittebene D-D, wie in 14 markiert. In der 17 ist die Strangpressvorrichtung in einer perspektivischen Ansicht wiedergegeben. Die 18 und 19 zeigen die Strangpressvorrichtung im Betrieb während eines Verbundstrangpressprozesses, wobei in der 18 wiederum eine seitliche Schnittdarstellung und in der 19 eine perspektivische Schnittdarstellung wiedergegeben ist.
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Unter gleichzeitiger Bezugnahme auf die 1 bis 3 wird die dort dargestellte Strangpressvorrichtung 100 zunächst hinsichtlich ihres Aufbaus erläutert. Die in den 1 bis 3 dargestellten Teile der Strangpresseinrichtung 100 beinhalten einen ersten Pressstempel 12 und einen zweiten, etwa im rechten Winkel dazu wirksamen zweiten Pressstempel 22. Die Pressstempel 12, 22 wirken auf ein Strangpresswerkzeug ein. Das Strangpresswerkzeug weist einen Korpus 4 auf, an dem ein erster Rezipient 10, ein Rezipientenhalter 11 sowie ein zweiter Rezipient 20 befestigt sind. Innerhalb des ersten Rezipienten 10 ist ein erster Presskanalabschnitt 1 eines Presskanals des Strangpresswerkzeugs gebildet, innerhalb des zweiten Rezipienten 20 ein zweiter Presskanalabschnitt 20. Wie erkennbar ist, verlaufen der erste und der zweite Presskanalabschnitt 1, 2 im Wesentlichen rechtwinklig zueinander. Der erste Rezipient 10 ist innerhalb des Rezipientenhalters 11 drehbar gelagert, d. h. er ist um seine Längsachse L verdrehbar. Der Rezipientenhalber 11 und der zweite Rezipient 20 sind starr an dem Korpus 4 befestigt.
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Zu der Strangpressvorrichtung 100 gehören noch weitere Bauteile, die in den Figuren zur Vereinfachung nicht dargestellt sind. Hierzu gehören entsprechende Betätigungseinrichtungen für den ersten Pressstempel 12 und den zweiten Pressstempel 22, z. B. jeweilige Hydraulikzylinder, die den jeweils zugeordneten Pressstempel 12, 22 mit einer Presskraft beaufschlagen. Hierfür können handelsübliche Bauteile verwendet werden. Ferner kann die Strangpressvorrichtung 100 noch Steuermittel zur Steuerung der Hydraulikzylinder aufweisen, wie z. B. Hydraulikventile sowie eine Steuerungseinrichtung.
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In den dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Pressstempel 12, 22 mit kreisrundem Querschnitt dargestellt. Sie können auch andere Querschnittsformen aufweisen. Die Querschnittsform des ersten Presskanalabschnitts 1 und des zweiten Presskanalabschnitts 2 ist in den dargestellten Beispielen quadratisch, sie kann aber auch eine andere Form aufweisen, z. B. rechteckig oder kreisrund. Der erste Pressstempel 12 ist über eine erste Pressplatte 13 in den ersten Presskanalabschnitt 1 einführbar. Der zweite Pressstempel 22 ist über eine zweite Pressplatte 23 in den zweiten Presskanalabschnitt 2 einführbar. Zwischen der ersten Pressplatte 13 und der zweiten Pressplatte 23 befindet sich der Presswerkstoff 5, der sich in der 3 noch in dem ersten Presskanalabschnitt 1 befindet.
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Das Strangpresswerkzeug weist sozusagen in Verlängerung des ersten Presskanalabschnitts 1 einen weiteren, dritten Presskanalabschnitt 3 auf, der im Beispiel gemäß 3 durch eine rückwärtige Verschlussplatte 32 verschlossen ist, die als Verschlussstück fungiert. Innerhalb des dritten Presskanalabschnitts 3 befindet sich eine für einen Strangpressvorgang formgebende Matrize 31. Alternativ kann dieser Raum auch, insbesondere solange die Verschlussplatte 32 den dritten Presskanalabschnitt 3 verschließt, durch einen Verschlussstopfen ausgefüllt sein.
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Mit dem dargestellten Strangpresswerkzeug bzw. der Strangpressvorrichtung 100 kann zunächst der bereits erläuterte Hin- und Her-Pressvorgang zur Kornfeinung des Presswerkstoffs 5 durchgeführt werden. Dies ist in den 4 bis 9 beispielhaft dargestellt. Die 4 und 5 zeigen, wie im ersten Pressschritt mittels des ersten Pressstempels 12 der Presswerkstoff 5 von dem ersten Presskanalabschnitt 1 in den zweiten Presskanalabschnitt 2 gepresst wird. Durch die Pfeile ist die Bewegung der Pressstempel 12, 22 wiedergegeben. Wie erkennbar ist, ist hier der erste Pressschritt bereits etwa zur Hälfte durchgeführt, d. h. der Presswerkstoff 5 befindet sich etwa zur Hälfte im ersten und im zweiten Presskanalabschnitt 1, 2. Die 6 und 7 zeigen den Zustand nach Abschluss des ersten Pressschritts. Der Presswerkstoff 5 befindet sich nun vollständig in vertikaler Lage im zweiten Presskanalabschnitt 2. Die 8 und 9 zeigen den zweiten Pressschritt. Die Pfeile geben wiederum die Bewegung der Pressstempel 12, 22 an. Durch den zweiten Pressstempel 22 wird der Presswerkstoff 5 nun von dem zweiten Presskanalabschnitt 2 zurück in den ersten Presskanalabschnitt 1 gepresst. Dieser Vorgang ist in den 8 und 9 etwa zur Hälfte abgeschlossen, d. h. der Presswerkstoff befindet sich etwa zur Hälfte in dem ersten und dem zweiten Presskanalabschnitt 1, 2. Nach Abschluss des zweiten Pressschritts befindet sich der Presswerkstoff 5 wieder in der horizontalen Lage, wie in 3 dargestellt, d. h. im ersten Presskanalabschnitt 1. Wie erkennbar ist, machen die Pressplatten 13, 23 die entsprechende Bewegung der Pressstempel 12, 22 mit.
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Um unterschiedliche Pressrouten beim Hin- und Herpressen realisieren zu können, ohne dass der Presswerkstoff 5 aus dem Strangpresswerkzeug entnommen werden muss, ist der erste Rezipient 10 drehbar in dem Rezipientenhalter 11 gelagert. Die 10 und 11 zeigen einen Verdrehvorgang des ersten Rezipienten 10 in dem Rezipientenhalter 11 um die Längsachse L des ersten Rezipienten 10 bzw. auch um die Längsachse des ersten Presskanalabschnitts 1. Erkennbar ist, dass der Rezipient 10 über den Umfang verteilt mehrere zweite Pressplatten 23, 21 aufweist, die jeweilige, über den Umfang verteilte Öffnungen des Rezipienten 10 verschließen und ausfüllen. Beispielsweise können über den Umfang verteilt vier Öffnungen im Bereich des zweiten Presskanalabschnitts 2 vorhanden sein, so dass vier Drehpositionen des ersten Rezipienten 10 beim Hin- und Herpressen genutzt werden können.
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Anhand der 12 und 13 ist eine weitere Funktion des Strangpresswerkzeugs dargestellt, nämlich die Funktion zum Herstellen eines Strangpressprofils 50 aus dem Presswerkstoff 5. Hierfür wird der durch die Verschlussplatte 32 verschlossene dritte Presskanalabschnitt 3 geöffnet, z. B. indem eine mit einer Durchgangsöffnung versehene Platte 33 dort angeordnet wird. Es kann auch eine in der Verschlussplatte 32 vorhandene, zuvor geschlossene Öffnung geöffnet werden. Nun kann durch Aufbringen eines ausreichenden Pressdrucks über den ersten Pressstempel 12 der Presswerkstoff 5 durch die Matrize 31 gepresst werden und als Strangpressprofil 50 aus dem Strangpresswerkzeug austreten. Der zweite Pressstempel 22 ist hierbei soweit in den zweiten Presskanalabschnitt 2 hineinbewegt, dass durch die zweite Pressplatte 23 der zweite Presskanalabschnitt 2 verschlossen ist, so dass kein Presswerkstoff 5 dorthin gepresst werden kann.
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Die Strangpressvorrichtung in der zweiten Ausführungsform bzw. dessen Strangpresswerkzeug eignet sich zur Durchführung eines Verbundstrangprozesses. Der Aufbau entspricht hierbei im Wesentlichen dem Aufbau des ersten Strangpresswerkzeugs gemäß den 1 bis 13. Die Matrize 31 weist eine zur Durchführung eines Verbundstrangprozesses angepasste Form auf, z. B. derart, dass ein Verbundstrangpressprofil erzeugt werden kann, bei dem zwei Presswerkstoffe zu einem Rundstab aus einem ersten Presswerkstoff und einer Umhüllung aus dem zweiten Presswerkstoff gepresst werden kann. Die 14 bis 17 zeigen zunächst die Strangpressvorrichtung 100 ohne die Presswerkstoffe. Zur Vereinfachung ist diesem Ausführungsbeispiel der erste Rezipient 10 fest an dem Korpus 4 befestigt, d. h. er ist hier nicht um seine Längsachse verdrehbar. Erkennbar ist ferner, dass der zweite Presskanalabschnitt 2 eine sprunghafte Querschnittsverringerung 24 aufweist. Der zweite Presskanalabschnitt 2 mündet ebenso wie der erste Presskanalabschnitt 1 in den dritten Presskanalabschnitt 3. Hierbei wird über den zweiten Presskanalabschnitt 2 ein Presswerkstoff im Innenraum des ersten Presskanalabschnitts 1 eingeführt, so dass in der Matrize 31 zwei verschiedene Presswerkstoffe, die über die Presskanalabschnitte 1, 2 eingespeist werden, miteinander zu einem Verbundmaterial zusammengepresst werden können.
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Die 18 und 19 zeigen einen solchen Verbundstrangprozess anhand eines ersten Presswerkstoffs 5, der sich im ersten Presskanalabschnitt 1 befindet, und eines zweiten Presswerkstoffs 55, der sich im zweiten Presskanalabschnitt 2 befindet. Beide Pressstempel 12, 22 werden mit Presskräften beaufschlagt, so dass simultan der erste Presswerkstoff 5 und der zweite Presswerkstoff 55 durch die Matrize 31 hindurchgepresst werden und dort zu einem Verbundmaterial-Strangpressprofil 56 zusammengefügt werden. Dieses tritt aus dem Korpus 4 als Strangpressprofil aus.
