DE1452487C3 - Hydrostatische Strangpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft hydrostatische Strangpressen mit einem Aufnehmer für den zu verpressenden Block und das hydrostatische Druckmittel, die eine Einrichtung zum Unterdrucksetzen eines den Block umgebenden Druckmittels aufweisen und einen in den Aufnehmer eindrückbaren Druckstempel, der, von einem gleichachsig zu diesem angeordneten Stempel des Pressenhautpantriebes betätigt, unmittelbar auf die Rückseite des Blockes wirkt.

Bei einer nach der US-PS 7 96 970 "bekannten hydrostatischen Strangpresse müssen Leckverluste an Druckmittel und' druckbedingtt Volumenänderungen durch Zufuhr von außen mittels Pumpe usw. ausgeglichen werden, um während des Betriebes sowohl ausreichenden Druck als auch die erforderliche Zusatzkraft auf den Rohling aufrechtzuerhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die hydrostatische Strangpresse der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß der Ausgleich der Leckverluste und Volumenänderungen vereinfacht und selbsttätig gestaltet wird.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Stempel des Pressenhauptantriebes mit dem Druckstempel über eine Kolbenzylindereinheit verbunden ist, deren Zylinderraum mit Druckmittel gefüllt und über eine Längsbohrung im Druckstempel mit dem Aufnehmerraum verbunden ist.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird eine einfache Lösung ohne Pumpe und zugehörige Steuerung usw. geschaffen, die gleichzeitig von sich aus das Verhältnis zwischen Zusatzdruckkraft und hydrostatischem Druck aufrechterhält.

Die Erfindung wird anhand der sie beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher beschrieben, und zwar zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Strangpresse,

F i g. 2 einen Querschnitt, dessen rechte Hälfte ein Schnitt entlang der Linie A-A in F i g. 1 und dessen linke Hälfte ein Schnitt entlang der Linie B-B in F i g. 1 ist,

Fig.3 einen Querschnitt, dessen rechte Hälfte ein Schnitt entlang der Linie C-Cin F i g. 1 und dessen linke Hälfte ein Schnitt entlang der Linie £>-Din F i g. 1 ist,

F i g. 4 ein Detail aus dem Bereich des strichpunktierten Kreises IV in F i g. 1,

F i g. 5 ein Detail aus dem Bereich des strichpunktier

ten Kreises V in F i g. 1, während

F i g. 6 einen vereinfachten Längsschnitt durch die Grundform einer erfindungsgemäßen Strangpresse wiedergibt.

Die in F i g. 6 gezeigte Strangpresse besteht aus einem zylindrischen Aufnehmer 1 mit einem Aufnehmerraum 2, der am unteren Ende mit einer Matrize 3 ausgestattet ist. Ein Druckstempel 4 ragt in den Aufnehmerraum 2 hinein. Der Druckstempel 4 ist im Aufnehmerraum 2 durch einen Kupferring 6 und einen Gummi-O-Ring 7 abgedichtet. Der Druckstempel 4 sitzt mit einem Kolben 8 in einem Zylinder 9 im Stempel 10 einer hydraulischen Presse. Der Kolben 8 des Druckstempels 4 ist durch einen Kupferring 11 und einen Gummi-O-Ring 12 abgedichtet. Eine Längsbohrung 13 ist im Druckstempel 4 vorgesehen und führt vom Zylinder 9 in den Aufnehmerraum 2. Die Matrize 3 ist mit einem Einführring 14 versehen, und der Aufnehmer 1 sitzt auf einer Grundplatte 15 der hydraulischen Presse.

Sowohl im freien Raum des Zylinders 9 oberhalb des Kolbens 8 als auch im Aufnehmerraum 2 um einen strangzupressenden Block 16 herum befindet sich hydraulische Flüssigkeit 17. Der Druckstempel 4 drückt gegen das Ende des Blocks 16. Der Stempel 10 der hydraulischen Presse wird nach unten gedrückt, so daß die hydraulische Flüssigkeit 17 in dem Zylinder 9 unter Druck gesetzt wird. Da der Zylinder 9 mit dem Aufnehmerraum 2 durch die Längsbohrung 13 verbunden ist, wird die den Block 16 im Aufnehmerraum 2 umgebende hydraulische Flüssigkeit 17 ebenfalls unter Druck gesetzt. Da der Kolben 8 einen größeren Durchmesser besitzt als der Druckstempel 4, bewirkt

. der Druck der hydraulischen Flüssigkeit 17 im Zylinder 9 eine abwärts gerichtete Kraft auf den Druckstempel 4, der diese als mechanische Kraft auf den Block 16 ausübt, zusätzlich zu der hydrostatischen Beanspruchung des Blocks 16 durch den Druck der hydraulischen Flüssigkeit 17 im Aufnehmerraum 2. Die kombinierten hydrostatischen und axialen mechanischen Kräfte, die auf den Block 16 einwirken, veranlassen das Austreten des Blocks 16 aus der Matrize 3.

Während des Strangpressens behält der Block 16 den gleichen Durchmesser innerhalb des Aufnehmers 1 bei, aber die Länge des Blocks 16 im Aufnehmer 1 nimmt ab. Der Druckstempel 4 bewegt sich im Aufnehmerraum 2 in dem Maße, wie das Auspressen fortschreitet, und er bleibt in Berührung mit dem Ende des Blocks 16, so daß die axiale Krafteinwirkung auf den Block 16 während des gesamten Strangpreßprozesses aufrechterhalten bleibt. Während des Auspressens wird die den Block 16 im Aufnehmerraum 2 umgebende hydraulische Flüssigkeit 17 nach und nach über die Längsbohrung 13 des Druckstempels 4 in den Zylinder 9 getrieben. Wenn der größte Teil des Blocks 16 ausgepreßt ist, wird der Druckstempel 4 beinahe am Boden des Aufnehmerraumes 2 angekommen sein, und der Hauptanteil der hydraulischen Flüssigkeit 17 wird aus dem Aufnehmerraum 2 in den Zylinder 9 getrieben worden sein.

Da die direkte mechanische Krafteinwirkung auf den Block 16 durch den Druckstempel 4 die axiale hydrostatische Kraftkomponente im Block 16 ergänzt, wird eine axiale Gesamtkomponente in der für das Strangpressen erforderlichen Größe bei Anwendung eines viel niedrigeren Druckes in der den Block 16 umgebenden Flüssigkeit 17 hervorgerufen, als er bei rein hydrostatischem Strangpressen erforderlich wäre.
Die oben beschriebene Ausführungsform besitzt

einen weiteren Vorteil gegenüber Vorrichtungen für das rein hydrostatische Strangpressen. Bei normalem hydrostatischen Strangpressen enthält, wenn der Block beinahe vollständig stranggepreßt ist, der Aufnehmer eine wesentliche Menge hydraulische Flüssigkeit unter hohem Druck. Das hintere Ende des Strangpreßblocks wird schließlich durch die Matrize in äußerst heftiger Weise durch den Druck der hydraulischen Flüssigkeit im Aufnehmerraum herausgeschleudert. Darin liegt ein Gefahrenpunkt bei normalen hydrostatischen Strangpressen, der bei der erfindungsgemäßen Strangpresse vermieden wird. Am Ende des Strangpreßvorganges verbleibt bei der erfindungsgemäßen Anordnung nur sehr wenig hydraulische Flüssigkeit im Aufnehmer 1 zurück, da die Hauptmenge der Flüssigkeit in den Zylinder 9 verdrängt worden ist. Wenn die Längsbohrung 13 des Druckstempels 4 eng ist, wirkt diese als Drossel und verhindert das Herausspritzen des Endstücks des Blocks durch die Matrize 3.

Die in den F i g. 1 bis 5 der Zeichnungen veranschaulichte Strangpresse besteht aus einem massiven Gußstahl-Kopfrahmen 101 und einem Traggehäuse 102 für den Pressenhauptantrieb, die durch drei starke Stahlanker 103 verbunden sind. Das Traggehäuse 102 besteht aus zwei Endplatten 104, die durch Querversteifungsplatten 105 miteinander verbunden sind. Starke Muttern 106 an Gewindeenden der Stahlanker 103 halten den Kopfrahmen 101 und das Traggehäuse 102 auf Abstand voneinander.

Wie die F i g. 2 und 3 zeigen, werden der Kopfrahmen 101 und das Traggehäuse 102 auf dem Fußboden durch geschweißte Rahmen 107 gehalten.

Ein Pressen-Hauptantriebskolben 108 arbeitet in einem großen Zylinder 109, der in das Traggehäuse 102 eingeschweißt ist. Der Kolben 108 ist im Zylinder 109 durch einen Dichtungsring 110 abgedichtet, und der Zylinder 109 besitzt eine Bronzebuchse 111. Das vordere Ende des Kolbens 108 sitzt in einem Kreuzkopf 112, der, wie in Fig.2 gezeigt, über Stangen 113 mit zwei doppeltwirkenden Rückzug-Hilfszylindern 114 verbunden ist. Der Kreuzkopf 112 hat einstückig angeformte Gleitstützen 115 mit Gleitbelägen 115a, die auf Gleitschienen 116 an einem Rahmen 117 getragen werden, der am Fußboden verschraubt ist.

Ein Stempel 118 sitzt in einer Einschraubbuchse 119 an der Stirnfläche des Kreuzkopfes 112. Der Kolben 118 wird mit einem Kopf 120 durch einen mit Außengewinde versehenen Ring 121 in der Einschraubbuchse 119 gehalten und läuft in der Bohrung eines Zylinders 123, der — wie in dem Querschnitt der F i g. 2 gezeigt ist — aus einer Doppelring-Konstruktion mit einem Innenring 124 besteht, der in einen Außenring 125 eingeschrumpft ist. Der Zylinder 123 ist mit einer geflanschten Aufnahmehülse 126 versehen, die an einem Lokalisierungsflansch 127 angeschraubt ist, der in einer Umfangsnut 128 des Zylinders 123 sitzt. Ein Kreuzkopf 129 ist an der Aufnahmehülse 126 angebracht und liegt an einem Flansch 130 der Aufnahmehülse 126 an. Eine Flanschbuchse 131 ist auf der Endfläche des Zylinders 123 durch Schrauben 132 am Kreuzkopf 129 befestigt. Der Kreuzkopf 129 steht über Stangen 133 mit zwei doppeltwirkenden Hilfszylindern 134 in Verbindung, die im Traggehäuse 102 montiert sind.

Wie im Detail in F i g. 4 gezeigt, ist der Stempel 118 im Zylinder 123 durch einen konischen Kupferring 144 und einen Gummi-O-Ring 145 abgedichtet.

Ein Druckstempel 146 ist in der Flanschbuchse 131 in dichter Verbindung mit der Bohrung des Zylinders 123 angebracht und weist einen Kopf 147 auf, der durch einen Gewindering 148 in der Buchse 131 festgeklemmt ist. Der Druckstempel 146 ist im Zylinder 123 mittels eines konischen Ringes und einer O-Ringdichtung abgedichtet, die auf einem abgestuften Teil 149 des Kopfes 147 sitzen.

Der Druckstempel 146 ragt in die Bohrung eines Aufnehmers 150 mit kleinerem Innendurchmesser als dem des Zylinders 123 hinein. Wie im Ouerschnitt in F i g. 3 gezeigt, besteht der Aufnehmer 150 aus einer Doppelringkonstruktion, die einen inneren Ring 151, eingeschrumpft in einen äußeren Ring 152, aufweist. Der Aufnehmer 150 ist mit einer Aufnahmebuchse 153 versehen, die durch eine Abstufung 154 auf dem äußeren Ring 152 und durch einen Lokalisierungsflansch 155 lokalisiert ist, der in einer Nut 156 des äußeren Rings 152 sitzt.

Ein Kreuzkopf 157 ist an der Aufnahmebuchse 153 angebracht und zwischen einem äußeren Flansch 158 und einem Flansch 159 in einer Nut 160 der Aufnahmebuchse 153 fixiert. Der Kreuzkopf 157 ist über Stangen 161 mit zwei doppeltwirkenden Aufnehmer-Verschiebezylindern 162 verbunden, die am Kopfrahmen 101 der Maschine sitzen. Wie F i g. 3 zeigt, ist auch der Kreuzkopf 157 auf den Gleitschienen 116 verschiebbar geführt. Gleitschienen 143 führen den Aufnehmer 150 seitlich. Wie F i g. 5 zeigt, ist der Drückstempel 146 im Aufnehmer 150 durch einen konischen Kupferring 168 und einen Gummi-O-Ring 169 abgedichtet. Eine Längsbohrung 170 im Druckstempel 146 führt vom Zylinderraum des Zylinders 123 in den Raum des Aufnehmers 150.

Eine Matrizengleitbahn 171 ist durch einen doppeltwirkenden Zylinder 172 quer im Kopfrahmen 101 über Gleitflächen 173 beweglich.

Für bestimmte Anwendungszwecke der Presse ist auf dem Kopfrahmen 101 oberhalb der Matrizengleitbahn 171 eine Abscherzylindergruppe 174 angebracht.

Ein Gegendruckrohr 175 erstreckt sich aus dem Kopfrahmen 101 koaxial zum Raum des Aufnehmers 150.

Hydraulische Flüssigkeit für den Betrieb der verschiedenen hydraulischen Zylinder wird durch eine Pumpe 176 herangeschafft, die durch einen Motor 177 angetrieben wird. Die hydraulische Flüssigkeit wird in den Zylinder 111 über ein Vorfüllventil 178 eingebracht.

Wie in den F i g. 1 und 5 gezeigt, ist eine parallelseitige Matrize 179 in der Matrizengleitbahn 171 fest angeordnet. Ein strangzupressender Block 180 wird im Aufnehmer 150 von einem auswechselbaren Scherring 181 gehalten, der durch einen konischen Kupferring 182 und einen Gummi-O-Ring 183 abgedichtet ist. Die Matrize 179 ist gegenüber dem herausnehmbaren Scherring 181 durch einen konischen Kupferring 184 abgedichtet.

Zum Strangpressen wird zunächst der Pressenhauptantrieb 108 langsam durch die kraftsparenden Hilfszylinder 114 bewegt; gleichzeitig wird der Zylinder 123 durch die Hilfszylinder 134 vorwärtsbewegt, bis der Druckstenipel 146 die hintere Endfläche des Blocks 180 berührt und der Block 180 eng an der Matrize 179 anliegt.

In diesem Zustand ist die Presse in einer Lage, wie sie in F i g. 1 gezeigt wird, bereit für die Strangpressung des Blocks 180. Der Hauptstempel 108 wird vorwärts bewegt durch Zupumpen von hydraulischer Flüssigkeit in den Hauptzylinder 109 von der Pumpe 176, während der Unterdrucksetzungszylinder 123 durch die Hilfszy-

linder 134 stationär gehalten wird. Der Pressenhauptantrieb 108 bewegt den Stempel 118 im Zylinder 123 und pumpt hydraulische Flüssigkeit vom Zylinder 123 durch die Längsbohrung 170 des Druckstempels 146 in den Aufnehmer 150. Die weitere Vorwärtsbewegung des Pressenhauptantriebes 108 bewirkt ein Zusammenpressen der hydraulischen Flüssigkeit im Zylinder 123 und im Aufnehmer 150. Der Druckstempel 146 übt dabei einen mechanischen, axialen Druck auf den Block 180 aus.

Durch die kombinierten Kräfte wird der Block 180 aus dem Aufnehmer 150 durch die Matrize 179 herausgedrückt. Während des Strangpreßvorgangs wird Flüssigkeit aus dem Aufnehmer 150 durch die Längsbohrung 170 im Druckstempel 146 in den Zylinder 123 verdrängt, wobei sich letzterer relativ zum Kolben 118 vorwärtsbewegt.

Die Stärke der mechanischen, axialen Kraft, die auf den Block 180 durch den Druckstempel 146 ausgeübt wird, kann eingeregelt werden durch Zurückhaltung des Zylinders 123 mittels der Hilfszylinder 134. Eine maximale mechanische Kraft am Block 180, die abhängig ist von dem in der hydraulischen Flüssigkeit herrschenden Druck, ist dann gegeben, wenn der Zylinder 123 sich unabhängig von den Hilfszylindern 134 frei bewegen kann. Die mechanische, axiale Kraft auf den Block kann eingestellt werden im Bereich von Vollast, wo keine Gegenkraft im Zylinder 123 angewendet wird, bis zu einer mechanischen Belastung von Null, wo die auf den Zylinder 123 ausgeübte Gegenkraft gerade der in dem Zylinder 123 wirkenden Vorwärtskraft das Gleichgewicht hält. In diesem letzteren Fall ist der Block 180 einer einfachen hydrostatischen Strangpressung unterworfen.

Der Strangpreßvorgang wird so lange ausgeführt, bis die Vorderfläche des Druckstempels 146 den Scherring 181 erreicht (ein Begrenzungsschalter kann vorgesehen werden, um diese Position anzuzeigen). Der Hauptzylinder 109 wird nun entspannt, und der Druck der hydraulischen Flüssigkeit im Zylinder 123 fällt auf annähernd normal. Etwa verbleibender geringer Überdruck in der hydraulischen Flüssigkeit wird durch geringes Herausziehen des Hauptpreßkolbens 108 unter Benutzung der Hilfszylinder 114 vermindert.

Die Presse kann auch verwendet werden für das Strangpressen eines Blocks durch die Matrize 179 hindurch in eine im Gegendruckrohr 175 unter Druck stehende hydraulische Flüssigkeit hinein. Das Strangpressen in eine Flüssigkeit, die unter Druck steht, ist insbesondere anwendbar bei spröden Materialien, weil dadurch Risse im Strangpreßprodukt vermieden werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Hydrostatische Strangpresse mit einem Aufnehmer für den zu verpressenden Block und das hydrostatische Druckmittel, die eine Einrichtung zum Unterdrucksetzen eines den Block umgebenden Druckmittels aufweist und einen in den Aufnehmer eindrückbaren Druckstempel, der, von einem gleichachsig zu diesem angeordneten Stempel des Pressenhauptantriebes betätigt, unmittelbar auf die Rückseite des Blockes wirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel (10; 118) des Pressenhauptantriebes (108, 109) mit dem Druckstempel (4; 146) über eine Kolbenzylindereinheit (10, 8; 123, 118) verbunden ist, deren Zylinderraum mit Druckmittel (17) gefüllt und über eine Längsbohrung (13; 170) im Druckstempel (4; 146) mit dem Aufnehmerraum (2; 150) verbunden ist.