DE1452490A1

DE1452490A1 - Strangpressvorrichtung und Verfahren zu ihrem Betrieb

Info

Publication number: DE1452490A1
Application number: DE19651452490
Authority: DE
Inventors: Derek Green
Original assignee: UK Atomic Energy Authority
Current assignee: UK Atomic Energy Authority
Priority date: 1964-07-31
Filing date: 1965-08-02
Publication date: 1969-04-30
Also published as: GB1109841A

Description

PATENTANWALT *"". DIPL-ING. ERICH SCHUBERT / τ.Μ6η,κΒτΐ)824ο» I₀^— Telegramm-Adr. ι Pafschub, Siegen

Postscheckkonten ι . Köln 106931, E»sen 20362

Bankkonten 1 Deutsche Bank AO.,

Abi.: Patentanwalt Dipl.-Ing. SCHUBERT, 59 Siegen, Eiserner Stra6e 227 Filialen Siegen u. Oberhausen (RhId.)

Postfach 325

65 083 I/da 1452490

·· Expl.'f

United Kingdom Atomic Energy Authority, Patents Branch, 11 - 12, Charles II Street, London, SW1, England

i"ür diese. Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung Nr. 32 544/64 vom 10.8.1964 beansprucht.

Strangpreßvorrichtung und Verfahren zu ihrem Betrieb

Die Erfindung bezieht sich auf Strangpreß-Formwerkzeuge und insbesondere Strangpreß-Formwerkzeuge zur Herstellung von Artikeln oder Körper mit komplexen Querschnittsformen. Solche Strangpr eß-i'ormwerkzeuge sind schwierig und teuer in der bisher üblichen Bearbeitungsweise herzustellen, und zwar

909818/0313

wegen der Schwierigkeiten, welche die Herstellung der Formwerkzeugaussparung mit komplexer Querschnittsform in einen formling aus stark abriebfestem bzw. schwer verformbarem Material mit sich bringen« Dies ist insbesondere der Fall, wenn ein sehr hartes Material hoher Festigkeit zur Herstellung des Formwerkzeuges zum Strangpressen von Materialien unter hohem Druck verwendet werden muß_e

Erfindungsgemäß weist das Strangpreßformwerkzeug einen Ring von Teil-Ringformwerkzeugsaussparungssegmenten, welche sich stoßende radiale Stirnflächen aufweisen, wobei die Segmente nach außen hin durch eine dünne rohrförmige Umhüllung zusammengehalten werden, wobei die einzelnen Segmente des Ringes so geformt sind, daß die zusammengesetzten Segmente eine Formwerkzeugsaussparung der gewünschten Querschnittsform bilden, und wobei die Segmente, welche den Ring bilden, bei der Verwendung des FormWw-erkzeugs durch die unter Druck gesetzte hydraulische Flüssigkeit zusammengehalten werden, welche auf die äußere Umfangsflache der rohrförmigen Umhüllung einwirkt, und wobei Dichtungsbauteile vorgesehen sind, um den Zugang der unter Druck gesetzten hydraulischen Flüssigkeit zu den Endflächen des Segmentringes zu verhindern.

Bei den erfindungsgemäßen Formwerkzeugen können keine Dehnungs- bzw. Zugspannungen in den einzelnen Segmenten auftreten, wodurch ermöglicht wird, die Segmente aus Materialien herzustellen.,

909818/0313

welche eine sehr hohe Festigkeit gegenüber Druck haben, aber
deren Sprödigkeit oder Schwäche in Bezug auf Zug bzw. geringe Zugfestigkeit ihre Verwendung in Strangpreßformwerkzeugen der bisher üblichen ungeteilten Hingkonstruktion verhinderten.
Beispiele solcher Materialien sind keramische Werkstoffe, wie Aluminium- oder tfolframkarbid.

Verbund-Strangpreß-Formwerkzeuge gemäß der Erfindung
eignen sich insbesondere zur Verwendung in einem hydrostatischen Strangpreßprozess, bei welchem ein Werkstück durch ein Formwerkzeug hindurch mittels Unterdrucksetzens einer hydraulischen Flüssigkeit sizanggepreßt' wird, in welche das Werkstück eingetaucht oder eingehüllt ist. Bei der erfindungsgemäßen -Verwendung der Verbund-Formwerkzeuge zur Betätigung eines hydrostatischen StrangpreBvorganges wirkt die unter Druck gesetzte hydraulische Flüssigkeit (Druckflüssigkeit), welche auf das V/erkstück einwirkt, außerdem gleichzeitig auf die äußere Umfangsflache der rohrförmigen Umhüllung, welche den Hing von Segmenten umfaßt, die dae Formwerkzeug bilden. Die Übermittlung der unter Druck gesetzten Flüssigkeit naoh der äußeren Oberfläche der rohrförmigen Umhüllung des Formwerkzeuges, setzt die rohrförmige
Umhüllung radial nach innen unter Druck und hält die Segmente des Formwerkzeuges gegen den nach außen gerichteten Druck des Materials, welches durch das Formwerkzeug stranggepreßt wird, zusammen.

909818/0313

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie "beispielsweise wiedergebenden Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt

Fig. 1 einen längs-Vertikalßohnitt eines erfindungs- *

gemäßen zusammengesetzen Strangpreß-Form-

werkzeuges,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in

Pig. 1, während die Fign. 3 und 4 Querschnitte wiedergeben, welche Abänderungen

der Form des in den Fign. 1 und 2 gezeigten

Formwerkzeuges veranschaulichen.

Die Fign. 1 und 2 zeigen eine Strangpreßvorrichtung, welche ein Verbund-Strangpreß-Formwerkzeug 1 aufweist, welches erfindungs· gemäß gestaltet ist. Das Formwerkzeug 1 ist aufmontiert auf einen Standardformwerkzeug-Sockelring 2, welcher mit einem Kupferabdichtring 3 und einem "O"-Abdichtring 4 versehen ist, die das Formwerkzeug 1 im Mundstück eines Strangpreßbehälters

5 abdichten. Das JÄrmwerkzeug 1 weist vier S chub auf nahmes egment e

6 und vier. Formwerkzeugsauesparungssegmente 7 auf, welche innerhalb einer Rohrumhüllung 8 aus hart^ezogenem Kupferrohr zusammengebaut sind. Alternativ kann eine Umhüllung 8 aus Plastikrnaterial, wie Nylon, verwendet werden. Der Sockelring 2 paßt in ein Ende der Umhüllung 8 ein, und ein mit einer konischen Bohrung versehener iiinführur%üring 9 ist an dem Formwerkzeugeinlaß in die Umhüllung 8 eingepaßt, um die Formwerkzeug-AusGparungeSegmente ?" abzudichten. *'ie in i·¹!. „

BAD ORIGINAL

— κ — ■

gezeigt, weisen die Forniwerkzeug-Aussparungsseginente 7 und die

auf Schubaufnahnieseginente 6 radiale sich stoßende Mächen 14/, und sie sind so geformt, daü sie eine Formwerkzeugaussparung 10 "!"-föriiiigen Querschnitts abgrenzen. Die formwerkzeug-Aussparungssegmente 7 sind beispielsweise aus Werkzeugstahl hergestellt, wie er unter British Standards als S.G.13 geführt ist. Dieses Material kann unschwer maschinenbearbeitet werden, um die Segmente 7 in der erforderlichen Form zu bilden, und die Segmente 7 werden dann duroji Erwärmung auf 930/950 0 für 30 - 45 Minuten und durch Abschrecken in Ol, welchem ein Tempern durch Aufheizen auf 400⁰C und Abkühlen in stehender Luft folgt, gehärtet. Die Schubaufnahmesegmente 6, der Formwerkzeug-Sockelring 2 und der Formwerkzeug-Einführungsring 9 sind beispielsweise aus Stahl hergestellt, welcher unter British Standards als EN25 geführt ist. Dieses Material wird gehärtet durch Erwärmen auf 850⁰G und Abschrecken in Öl* welchem ein 'iempern auf 200⁰C und Abkühlen in stehender Luft folgt. Die Einfassungen der Formwerkzeug-Üffnungssegmente 7, welche die Formwerkzeug-Üffnungen 10 bilden, sind wie bei 11 gezeigt abgeschrägt, um einen kleinen Spannungsausgleich in der Formwerkzeug-Aussparung 10 zu ermöglichen.

Bei der Verwendung der Vorrichtung wird ein Pfropfen 12 durch das' Formwerkzeug 1 hindurch unter der Vifirkung der hydraulischen Flüssigkeit 13 stranggepreßt, welche in dem Strangpreß-

909818/0313

bellälter 5 um den Bolzen 12 herum unter Druck gesetzt wird. Die unter Druck gesetzte hydraulische flüssigkeit 13 wirkt ebenfalls auf die rohrförmige Umhüllung 8 des Formwerkzeugs ein, so daß die Umhüllung 8 radial nach innen unter Druck gesetzt wird, um die Segmente 6 und 7 des Formwerkzeuges während des Strangpressens des Pfropfens 12 zusammenzuhalten.

Die Fign. 3 und 4 zeigen abgeänderte Formen der Formwerkzeug-Aussparung 10, welche durch eine entsprechende Ausbildung der Formwerkzeugsegmente 6 und 7 hergestellt werden. In Fig. 4 sind die Formwerkzeugsegmente 6 und 7 ausgebildet, um eine Formwerkzeug-Aussparung 10 zum Strangpressen eines Rungstabes, welcher radial abstehende Längsrippen aufweiet, zu bilden. In Fig. 3 sind die Formwerkzeugsegmente 6 und 7 auegebildet, um eine Fornwerkzeugauseparung 10 vpn ^MU"-iqrm zu bilden. Die ΡοΓΠΜθΓ^β^-ΑμΒθρβππι^ 10 kann in die verschiedensten Formen durch.geeignetes Ausbilden der Formwerkzeugsegmente 6 und 7 gebracht werden·. -Im Formwerkzeug. 1 können in den Segmenten 6 und 7 keine Ringspannungsbeanspruohungen /tensile hoop stresses/ auftreten, und daher können die Segmente 6 und 7 alternativ aus schwer abnutzbaren bzw. verformbaren Materialien hergestellt werden, welche eine hohe Festigkeit in Bezug auf Druck haben, aber deren Sprödigkeit und Anfälligkeit in Bezug auf Zugbeanspruchung ihre Verwendung in Strangprei3-Formwerkzeugen der bisher üblichen, aus einem Stück bestehenden Konstruktion verhindert haben· Beispiele von solchen Materialien sind keramische Werkstoffe wie Aluminium- oder Wolframkarbide.

909818/0313

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und beeieht eich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeiohnung offenbart sind.

Patentansprüche

909818/0313

Claims

PATENTANWALT

DIPL-ING. ERICH SCHUBERT

T«l*gramm-Adr.i Patidiub, Siigin

PosttcMekkontwi!

Köln 1M»31,Ei»tn 20362

- Bankkonten ι Ctautsdi· Bank AO.,

Ab«, ι Patentanwalt Dipl.-Ing. ICHUBERT, 5» Si*etn, Elt«rn«r StraB« 327 Filialen Slagtn u. Oixrhauitn («hld.J

Poitfach 325

65 08? Il/da 1452490

Pat entansprüche

Strangpreß-Formwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug einen Hing von kreisförmigen Formwerkzeugs-Aussparungssegmenten aufweist, welche anliegende radiale Stirnflächen haften, wobei die Segmente nach außen hin durch eine dünne rohrförmige Umhüllung eingefaßt sind, wobei ferner die einzelnen Segmente des Rings so geformt sind, daß die zusammengesetzten Segmente eine Formwerkzeugsaussparung von gewünschter Querschnittsform bilden, wobei die Segmente, welche den Ring bilden, im Betrieb durch die unter Druck gesetzte hydraulische Flüssigkeit, welche auf die äußere' Umfangsflache der rohrförmigen Umhüllung einwirkt, zusammengehalten werden, und wobei Dichtungsbauteile vorgesehen sind, welche den Zugang der unter Druck gesetzten hydraulischen Flüssigkeit zu den Endstirnflächen des tJegmentringes verhindern.

2« Strangpreßformwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fomiwerkzeug-Aussparungssegmente von dünner

90981 8/031 3

plattenähnliohar form sind, welche auf ihrer vorderen Stirnfläche durch einen ringförmigen Dichtungsring abgedichtet sind, der in das eine Ende der rohrförmigen Umhüllung eingepasst ist, und welche durch einen Hing von kreisförmigen Axialiagersegmetiten und einen kreisförmigen Sookelring abgestützt sind, welcher in das andere Ende der rohrförmigen Umhüllung eingepasst ist, wobei Bauteile auf dem Sookelring zur Abdichtung des Formwerkzeugs nach der Außenseite hin im Mundstück eines Strangpreßbehälters vorgesehen sind.

3. Strangpreßformwerkzeug naoh Anspruch 1 oder 2, daduroh gekennzeichnet, daß die formwerkzeug-Öffnungssegmente aus einem keramischen Material von hoher Druckfestigkeit, wie Aluminium- oder Wolframkarbid, hergestellt sind.

4· Verfahren sum Strangpressen eine· Werkstücke· duroh ein formwerkzeug duroh Unterdrückeetaung einer hydraulieohen flüssigkeit, welohe auf das Werkstüok einwirkt, wobei da· form- , werkstück von der Art nach Anspruoh 1 bis 3 ist, dadurch gekennzeichnet, daß die unter Druck gesetzte hydraulische flüssigkeit, welohe auf das V/erkstüok einwirkt, außerdem gleichzeitig auf die äußere Umfangsfläche der rohrförmigen Umhüllung des Formwerkzeuges einwirkt, um so die rojirföimige Umhüllung radial nach innen unter Druck zu setzen und die Segmente des Formwerkzeugs gegen den radial nach außen gerichteten Druck des Materials, welches durch das Formwerkzeug · stranggepreßt wird, zusammenzuhalten.

909818/0313