DE1141965B - Vorrichtung an Metallstrangpressen zum Herstellen von ueber die Stranglaenge verteilten Wuelsten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Strangpreßerzeugnissen, die zwischen ihren Enden mit einer Reihe von angestauchten Verdickungen versehen sind, die aus einem Stück mit dem Strang bestehen.

Mit der Erfindung soll das periodische Anstauchen des beliebig profilierten Stranges in einfacher und wirksamer Weise ermöglicht werden. Es soll also die Möglichkeit geschaffen werden, Strangpreßerzeugnisse herzustellen, die zwischen ihren Enden Verstärkungen aufweisen, die aus einem Stück mit dem Strang bestehen und im Abstand voneinander angeordnet sind. Dabei soll der verpreßte Werkstoff aus einer Strangpreßkammer ununterbrochen selbst dann herausgepreßt werden, wenn sich die Stärke des gewünschten Erzeugnisses um erhebliche Beträge ändert. Es sollen sich die verschiedenartigsten Formen von Erzeugnissen mit zwischen ihren Enden gelegenen, aus einem Stück mit ihnen bestehenden Verstärkungen im Strangpreßverfahren herstellen lassen.

Es ist bereits bekannt, Erzeugnisse dieser Art dadurch herzustellen, daß man die den Strangquerschnitt bestimmende Öffnung einer Matrize entsprechend den gewünschten Änderungen des Quer-Schnitts des herzustellenden Teiles ändert. Hierbei ist es notwendig, ein oder mehrere bewegliche Matrizensegmente anzuordnen, was zu einer verwickelten Bauart führt und die Reinigung und Schmierung der Arbeitsflächen der Matrize erschwert. Will man nach dem Strangpressen eines verbreiterten Abschnittes den Strangquerschnitt wieder verringern, dann ist es erforderlich, die Matrizensegmente in den Strang hineinzutreiben. Dies ist aber schwierig, besonders, wenn sich der Strangquerschnitt um erhebliehe Beträge ändern soll. Auch ergeben sich bei nicht unterbrochener Durchführung des Preßvorganges unscharfe Querschnittsübergänge, die sich während der Verstellung der Matrizenöffnung bilden. Der Anwendungsbereich dieser querschnittsverstellbaren Matrizen ist daher beschränkt.

Ähnlich verhält es sich, wenn das Preßgut zunächst durch eine einteilige Matrize mit einem größerem Öffnungsquerschnitt ausgepreßt wird, der eine zweite geteilte Matrize mit geringerem Öffnungsquerschnitt nachgeschaltet ist, derart, daß sie willkürlich geöffnet und dadurch unwirksam gemacht werden kann. Solange die zweite Matrize unwirksam ist, behält der Strang die größeren Querschnittsabmessungen, die er durch die erste Matrize erhalten hat. Zum Verringern der Querschnittsabmessungen des Stranges müssen die Teile der zweiten Matrize in den Vorrichtung an Metallstrangpressen

zum Herstellen von über die Stranglänge

verteilten Wülsten

Anmelder:

Baldwin-Lima-Hamilton Corporation,
Philadelphia, Pa. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. W. Paap,

Dipl.-Ing. H. Mitscherüich

und Dipl.-Ing. K. Gunschmann, Patentanwälte,

München 22, Mariannenplatz 4

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 17. März 1959 (Nr. 799 965)

William Livingston Govan,

Hicksville, N. Y. (V. St. A.),

ist als Erfinder genannt worden

Strang hineingetrieben werden, so daß sich die oben erläuterten Schwierigkeiten ergeben und keine erhebliche Änderung der Querschnittsabmessungen des Stranges möglich ist.

Bei einer bekannten Vorrichtung zur Herstellung von Kabeln mit Aluminiummänteln, die auf ihre Länge verteilte Wülste aufweisen, wird unmittelbar hinter der Führungsöffnung der Matrize der Kabelmantel in periodischer Wiederholung von zwei rechtwinkelig zur Preßachse sich schließenden und öffnenden Schiebern erfaßt und festgehalten, so daß der unverändert wirkende Preßdruck den Mantel in einem von der Matrizenrückseite und den benachbarten Schieberflächen gebildeten Ringhohlraum je zu einer Hohlwulst aufstaucht; mit anderen Worten, der Mantel wird abschnittsweise gefaltet. Vollwülste mit scharfem Umriß können mit dieser Vorrichtung nicht angestaucht werden, es sei denn, der Preßvorgang würde während des Rückzuges des Schiebers unterbrochen; denn sonst würden die Wülste von dem weiterlaufenden Mantel abgeschert oder zumindest durch die Schieber beschädigt werden.

209 750/67

Bei einer bekannten Strangpresse mit einer Reihe von nacheinander zur Wirkung kommenden Matrizen sind unter einem spitzen Winkel zur Preßachse verschiebbare Riegel vorgesehen. Diese Riegel dienen dazu, eine hinter einer anderen Matrize größeren ; Öffnungsquerschnittes gelegene Matrize für das Erzeugen eines Strangabsatzes geringeren Querschnittes in Preßrichtung zu verriegeln. Die Riegel ermöglichen vom Beginn ihres Zurückziehens an das Vorschieben eines Strangabsatzes samt der zweiten Matrize und geben diese schließlich momentan frei.

Um mit einfachen Mitteln unter Vermeidung der erörterten Schwierigkeiten scharf umrissene Wülste in beliebiger Zahl bis zu beträchtlichen Breiten mit praktisch beliebigem Profil zu erzielen, ist bei der Erfindung von einer Vorrichtung der Art ausgegangen, wie sie nach Vorstehendem zum Herstellen von Wülsten an Kabelmänteln bekanntgeworden ist, nämlich mit einem oder mehreren, insbesondere selbsttätig steuerbaren Schiebern, die in zur Preßachse hin vorgeschobener Stellung den Strang an der Rückseite des Matrizenkörpers festhalten, indem sie hierbei mit der Matrize einen Stauchraum einschließen, und in zurückgezogener Stellung den Strang samt der Wulst freigeben. Damit diese Schieber ohne Unterbrechung des Preßvorganges und Gefahr für die Wülste zurückgesteuert werden können, schließen erfindungsgemäß die Längsachsen der Schieber mit der Preßachse spitze, in der Preßrichtung offene Winkel ein.

Die Schräganordnung der Schieber und diejenige der obenerwähnten Riegel ermöglicht zwar gleichermaßen ein Erzeugen scharfer Absätze am Übergang eines geringeren in einen größeren Strangquerschnitt ohne Unterbrechung des Preßvorganges. Die bekannten Riegel sind jedoch zusätzliche Hilfsmittel für das einmalige axiale Sperren und Freigeben einer strangbildenden Matrize. Die Schieber im Rahmen der Erfindung hingegen sind selbst formbildende Werkzeugteile, die beliebig oft in ihre Wirkungsstellung zur Bildung eines Stauchraumes und zum gleichzeitigen Festhalten des Stranges zurückführbar sind. Sie erfüllen eine der bekannten Anordnung fremde und aus ihr nicht herleitbare Aufgabe.

Fig. 11 einen vergrößerten Teischnitt nach der Linie 14-14 der Fig. 5,

Fig. 12 die Teilansicht eines weiteren Stranges und

! Fig. 13 den Schnitt nach der Linie 16-16 der Fig. 13.

Wie die Fig. 1 bis 5 zeigen, ist die Metallstrangpresse mit einem verschiebbaren Blockaufnehmer 20 und einem ortsfesten Gegenhalter 30 versehen, der einen Tunnel 32 hat und mit Schrauben 30 befestigte, übereinander angeordnete Gleitführungen 34 und 36 aufweist. Zwischen diesen Gleitführungen 34 und 36 ist ein Matrizenschlitten 40 waagerecht quer zur Strangpreßrichtung verschiebbar geführt, so daß man ihn aus der veranschaulichten Betriebsstellung heraus bis in eine Wartungsstellung und wieder zurück verschieben kann. Mit Schrauben 44 ist an dem Schlitten 40 ein Matrizenhalteschild 42 starr befestigt, so daß er die Verschiebung des Schlittens mitmacht.

Um das insgesamt mit 50 bezeichnete Matrkenaggregat aufzunehmen, hat der Matrizenschlitten 40 eine Tasche 52 und der Matrizenhalteschild 42 eine entsprechende Tasche 54. Zum Matrizenaggregat gehören eine Matrize 56, ein mit 60 bezeichnetes Matrizenwiderlager, ein die Matrize und das Widerlager 60 umgebender Halter 62 und ein Stützblock 64 mit einer hindurchgehenden Bohrung 66. Befindet sich der Schlitten 40 in der Wartungsstellung, dann liegt seine Tasche 52 außerhalb der Führungen 34 und 36 und ist von oben her zugänglich, so daß man das Matrizenaggregat 50 in die Taschen 52 und 54 einsetzen oder aus ihnen herausnehmen kann, wie üblich.

Das Matrizenwiderlager 60 hat einen Ansatz 68, der in der Bohrung 66 des Stützblockes 64 untergebracht ist und aus einem Stück mit dem Widerlager in der veranschaulichten Weise bestehen oder auch ein getrennter Teil sein kann. Die sich in der Strangpreßrichtung erstreckende Strangführungsöffnung, die insgesamt mit 70 bezeichnet ist, besteht aus der Matrizenöffnung 72, einer durch das Matrizenwiderlager 60 hindurch verlaufenden Öffnung 74 und aus einem erweiterten Raum 90, der in dem Ansatz 68 am hinteren Ende der Führungsöffnung 70 vor-

Die Winkel betragen vorteilhaft 45°. Die Schieber 45 gesehen ist. Die Matrizenöffnung 72 und die

sind nach einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung ferner als hydraulisch beaufschlagte Tauchkolben ausgeführt.

In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine liegende Metallstrangpresse während des Anstauchens einer Wulst,

Fig. 2 den Teilschnitt nach der Linie 5-5 der Fig. 1 in größerem Maßstab,

Fig. 3 und 4 der Fig. 1 entsprechende Schnitte zur Veranschaulichung anderer Arbeitsphasen,

Fig. 5 eine abgewandelte Ausführungsform der Strangpresse in einem der Fig. 1 entsprechenden Schnitt,

Fig. 6 die Teilansicht eines Stranges mit einseitigen Wülsten,

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie 9-9 der Fig. 6,

Fig. 8 die Teilansicht eines mit angestauchten Bunden versehenen Stranges,

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie 11-11 der Fig. 8,

Fig. 10 einen der Fig. 9 entsprechenden Schnitt eines mit Bunden versehenen Rohres, Öffnung 74 im Widerlager sind dem Querschnitt des Stranges 80 angepaßt. Dieser hat gemäß Fig. 2 einen H-förmigen Querschnitt. Dementsprechend weisen die Öffnungen 72 und 74 erweiterte Zonen 92 bzw. 94 für die Flansche des Stranges 80 auf. Am Auslaufende der Öffnung 74 erstreckt sich zwischen den Zonen 94 der Raum 90.

Im Gegenhalter 30 sind zwei geneigt verlaufende Bohrungen 98 vorgesehen, die zwei durch Bohrungen 122 der Gleitführungen 34, 36 reichende Schieber 100 führen. Jeder dieser Schieber besteht aus einem Schaft 101 und einem abnehmbar an diesem befestigten Schieberkopf 102. Diese Befestigung kann z. B. durch versenkte Schrauben 104 und eine Zentrierung 106 erfolgen. Die Schieberköpfe 102 vermögen sich mit gegenüberliegenden Flächen 108 aneinander anzulegen. Jeder Schieberkopf 102 ist ferner im mittleren Bereich zwischen jenen Flächen mit Nuten 110, 112 versehen, die den H-förmig profilierten Strang 80 umschließen. Berühren sich die beiden Schieberköpfe, so bilden ihre Nuten eine Öffnung, deren Querschnitt demjenigen der Matrizenöffnung ähnlich, aber um ein ganz geringes Maß Meiner

ist. Der Ansatz 68 des Widerlagers 60 weist in Fortsetzung des Raumes 90 eine Fläche 118 auf, die zwei Gegenflächen 116 der Schieberköpfe 102 komplementär entspricht, wie die Fig. 1 zeigt.

Die Schieber 100 sind hydraulisch antreibbar. Um die Schieber aufnehmen zu können, sind die Führungen 34, 36 des Matrizenschlittens 40, dieser selbst und der Stützblock 64 mit durchgehenden Bohrungen 122 versehen, die so bemessen sind, daß sich die Schäfte 101 und die Köpfe 102 der Schieber mit Spielraum darin verschieben können. Da die Wandstärke des Matrizenschlittens 40 oberhalb des Matrizenaggregats 50 etwas geringer ist als die Wandstärke unterhalb des Matrizenaggregats, könnte der Hub des oberen Schiebers 100 kürzer bemessen sein als derjenige des unteren Schiebers. Beim veranschaulichten Ausführungsbeispiel führen aber beide Schieber gleich lange Hübe aus.

Beide Schieber 100 sind in einem spitzen Winkel, am besten in einem Winkel von 45°, zur Strangpreßrichtung angeordnet, wobei der Scheitel des Winkels entgegen der Preßrichtung weist, also in Richtung auf den Raum 90 zu. Jede Rückzugbewegung der Schieber hat daher eine zur Strangpreßrichtung senkrechte Komponente und eine in der Strangpreßrichtung verlaufende Komponente. Das ist besonders bei Beginn des Rückhubes der Schieber von Bedeutung, wie in der Folge erläutert ist.

Beim Betrieb der Presse sind die Schieber 100 anfänglich ganz zurückgezogen, so daß sie dem Matrizenschlitten 40 nicht im Wege stehen. Der Blockaufnehmer 20 kann mit Bezug auf Fig. 1 nach rechts zurückgezogen sein, und der Schlitten 40 kann hin und her verschoben werden, um das Matrizenaggregat 50 an die Wartungsstelle zu bringen und es dann in die Betriebsstellung zurückzuführen, in der das Aggregat mit der Matrizenöffnung 72, der Öffnung 74 des Widerlagers und der Bohrung 66 mit der Bohrung des Aufnehmers 20 und dem Tunnel 32 fluchtet. Ist der Aufnehmer 20 in die Lage nach Fig. 1 zurückgeführt, dann wird er mit einem erwärmten Preßblock 130 beschickt. Der Preßstempel mit der Preßscheibe gehen dann vor und verpressen den Block zu dem H-förmig profilierten Strang 80, der in der ersten Phase des Strangpreßvorganges durch den Raum 90 unbehindert hindurchgeht.

Sobald der Strang 80 eine bestimmte Länge erreicht hat, gehen beide Schieber 100 einwärts vor, bis sich ihre Köpfe 102 in der in Fig. 1 gezeigten Weise fest an den Strang anlegen und gleichzeitig den Raum 90 um den Strang herum abschließen. Dabei legen sich die beiden Schieberköpfe mit ihren Flächen 116 an die Gegenflächen 118 des Widerlagerteiles 68 an. Der Vorschub des Stranges 80 aus dem Raum 90 heraus wird auf diese Weise gehemmt. Da aber der Preßstempel mit der Preßscheibe ihren Vorschub fortsetzen, wird der Werkstoff weiter in den Raum 90 hineingepreßt, so daß sich in diesem eine Querrippe 132 aufstaucht.

Sobald der Raum 90 gefüllt ist, beginnt der Rückzug der Schieber 100. Fig. 3 veranschaulicht die Maschine in der Lage der Teile, die erreicht ist, nachdem der Rücklauf des Schiebers zum Teil durchgeführt ist. Wie ersichtlich ist, sind die Schieber wegen ihrer schrägen Anordnung nicht nur nach außen verschoben worden, sondern es hat sich auch ihr Abstand in der Strangpreßrichtung von der Wandfläche des Raumes 90 im Absatz 68 vergrößert. Infolgedessen kann der Strangpreßvorgang während des Rückzuges der Schieber ununterbrochen fortgesetzt werden, sofern nur die Geschwindigkeiten des Stranges 80 und der Schieber 100 richtig gewählt sind. Die Geschwindigkeit, mit der sich die Schieber zurückbewegen, muß so bemessen sein, daß ihre in der Strangpreßrichtung gemessene Geschwindigkeitskomponente mindestens ebenso groß wie die Laufgeschwindigkeit des Stranges 80 oder sogar noch etwas größer ist. Diese letztere Bedingung ist gemäß Fig. 3 erfüllt. Diese läßt erkennen, daß die Schieberköpfe 102 mit ihren Stirnflächen 114 von der vorrükkenden Wulst 132 bereits etwas abgerückt sind. Der Rücklauf der Schieber wird so lange fortgesetzt, bis die in Fig. 4 gezeigte Lage erreicht ist, in der die Schieberköpfe 102 aus der Bahn des Stranges vollständig zurückgezogen sind. Nachdem der Strang 80 eine weitere bestimmte Strecke zurückgelegt hat, werden die Schieber 100 wieder vorwärts bewegt. Diese Arbeitspiele werden so oft wiederholt, bis der Strang mit der gewünschten Anzahl von Wülsten versehen ist.

Der Antrieb der Schieber 100 wird vorzugsweise selbsttätig gesteuert, beispielsweise in Abhängigkeit von der Bewegung des Preßstempels. Die Abstände der Wülste können gleich groß oder nach einem gewünschten Muster verschieden sein.

Das Matrizenwiderlager 60 soll so kurz wie möglich sein, um die Reibung des Stranges in der Strangführungsöffnung auf ein Mindestmaß zu verringern. Zum gleichen Zweck ist das Querschnittsprofil der Öffnung 74 des Widerlagers vorzugsweise um einige Hundertstelmillimeter größer als dasjenige des Stranges 80. Auch kann sich die Öffnung 74 in der Preßrichtung etwas erweitern. Während der Strang im Raum 90 gestaucht wird, füllt sich die Öffnung 74 mit Werkstoff, was zur Folge hat, daß dort der Strang etwas dicker wird und vorübergehend mit erheblicher Reibung in der Öffnung 74 sitzt, bis der dickere Teil des Stranges aus dem Widerlager herausgedrückt ist. Alsdann wandert der Strang 80 durch die erweiterte Öffnung 74 ungehindert hindurch, bis die nächste Wulst 132 gestaucht wird. Die sich daraus ergebenden Unterschiede in der Dicke des Stranges 80 sind unmerklich. Mithin bestimmt die Matrizenöffnung 72 im wesentlichen den kleinsten Querschnitt des Stranges, während die Wülste 132 im Stauchraum 90 gebildet werden.

Durch Auswechseln des Matrizenaggregats 50 und der Schieberköpfe 102 läßt sich die Presse auf die Herstellung von Strängen mit anderen Profilen umstellen. So veranschaulichen die Fig. 6 und 7 einen Strang 140 mit angestauchten Wülsten 142. Zerschneidet man das Erzeugnis längs der Fläche 144 jeder Wulst, so erhält man Abschnitte, die sich zur Fertigung von Schienennägeln oder dergleichen Werkstücken eignen, die einen Schaftteil und einen Kopf haben. Das Zerschneiden kann in der Strangpresse selbst durchgeführt werden, etwa indem jedesmal dann, wenn der Strang während des Anstauchvorganges ruht, ein Schnitt durchgeführt wird.

Die Fig. 8 und 9 zeigen einen Strang 150 mit Bunden 152, die in der erläuterten Weise angefertigt werden. Hierbei und in ähnlichen Fällen können die Schieber so gestaltet und eingestellt sein, daß sie geringe Einschnürungen 154 im Strang erzeugen und ihn dadurch entsprechend fester ergreifen.

Die beschriebene Vorrichtung läßt sich ferner verwenden, um hohle Stränge mit Hilfe eines üblichen (nicht dargestellten) Domes zu erzeugen. So zeigt Fig. 10 ein Rohr 160, das im übrigen dem Strang 150 ähnelt und wie dieser Bunde 162 hat.

Die Fig. 5 und 12 zeigen eine Ausführungsform, bei der nur ein einziger Schieber 100 vorhanden ist. Das ist dann zweckmäßig, wenn beispielsweise ein Strang mit winkelförmigem Querschnittsprofil 170 hergestellt werden soll, der einseitige Wülste bzw. Querstege 172 hat. Hierbei kann der zweite Schieber 100 z. B. entweder in der ganz zurückgezogenen Lage, wie veranschaulicht, verbleiben oder fortgelassen sein, je nach dem Fertigungsprogramm. Der Stützblock 174 hat in diesem Falle nur eine einzige Bohrung 122 in seinem oberen Teil und ist in seinem unteren Teil massiv. Die Strangführungsöffnung 70 endet im Raum 90; aber das Matrizenwiderlager 176 hat einen Ansatz 178 mit einem unteren Teil 179, der über den Raum 90 axial hinausragt und mit dem oberen Schieber 100 in der Weise zusammenwirkt, daß der Strang umfaßt und festgehalten wird, während eine der Wülste 172 angestaucht wird. Diejenigen in Fig. 5 gezeigten Teile, die bei den anderen Ausführungsformen gleichartig vorhanden sind, tragen die gleichen Bezugszeichen.

Die Fig. 12 und 13 zeigen einen Strang 190, der mit Hilfe eines einzigen Schiebers hergestellt ist. Beim Austritt aus der Matrize hat der Strang 190 einen Steg 192 und vier Längsrippen 194. Durch periodisches Stauchen des Stranges werden dann in einem entsprechenden Abstand voneinander Querstege 196 gebildet, so daß sich ein Waffelmuster ergibt.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung an Metallstrangpressen zum Herstellen von über die Stranglänge verteilten Wülsten, bestehend aus einem oder mehreren, insbesondere selbsttätig steuerbaren Schiebern, die in zur Preßachse hin vorgeschobener Stellung den Strang an der Rückseite des Matrizenkörpers festhalten, indem sie hierbei mit der Matrize einen Stauchraum einschließen, und in zurückgezogener Stellung den Strang samt der Wulst freigeben, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Schieber (100) mit der Preßachse spitze, in der Preßrichtung offene Winkel einschließen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von der Schieberlängsachse und Preßachse eingeschlossene Winkel 45° beträgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schieberkörper (101) als hydraulisch beaufschlagte Tauchkolben ausgebildet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 751577;
britische Patentschrift Nr. 745 740.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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