DE1527833A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Strangpressen - Google Patents

Description

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K/R/FÜ National Research. Development

Corporation

τ-· * tr {ti. Stp. 1966

King3gate House
Victoria Street

London S.W. 1 - England

Anwaltsaktej 2684

Vorrichtung und "Verfahren zum Strangpressen

Pur diese Anmeldung wird die Priorität vom 17. September 1965 aus cfer "britischen Patentanmeldung 39796/65 in Anspruch genommen.

Die vorliegende Erfindung "bezieht sich auf das Strangpressen und insbesondere auf eine Torrichtung und ein Verfahren, mittels welcher ein vorteilhaft metallener Barren unbeschränkter Länge entweder intermittierend oder kontinuierlich stranggepresst werden kann.

In bekannten Anordnungen, in denen die Strangpressung durch hydraulische Mittel ausgeführt wird, wird der Barren oder Rohling von einer unter hohem Druck stehenden Flüssigkeit umgeben, so daß er infolge des hydrostatischen Druckes durch eine Pressmabrize ausgestoßen wird. Jeder Arbeitsvorgang erfordert eine Vorbehandlung des Barrens durch Zuschneiden auf eine geeignete Länge, durch Anphasen eines Endes zur Vorbereitung für den Einlaß der Pressmatriz.e und die Ab-

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KOMTlNi OR IS DNI* IANK, (O NT O ■ N I. 119 t FOITICIIICt HAMBURO NR. 1*1766

. dichtung des Barrens in einem Behälter, wobei alles dieses, auch mit einem Verschlußmechanismus im letzteren Halle, Zeit kostet und ein Erzeugnis unbeschränkter Länge ausschließt,

Eine Hauptaufgabe der Erfindung liegt in der Venneiiun_o dieser wiederholten Einsteil- oder Vorbereitungsschritto sowie darin, höhere Gesamtstrangpress-Geschwindigkeiten zu erzielen, als gegenwärtig hydrostatisch möglich ist, und auch ein fortlaufendes Erzeugnis wie einen Draht zu produzieren.

Erfindungsgemäß besitzt die Vorrichtung zum Strangpressen eines vorteilhaft metallischen Barrens unbeschränkter Lüui£3 einen rohrförmigen Preßstempel zur Aufnahme des Barrens mit einem geringen Spiel, eine in einer Extrusionskammer angeordnete Matrize, Einrichtungen zur Anlegung eines radialen Druckes an den Preßstempel, um den Barren einzuspannen, einen buchsenartigen Arbeitskolben, der wirkungsmäßig mit dem Preßstompel verbunden ist, und Einrichtungen zur Anlegung eines axialen Druckes an den Arbeitskolben, um den Preßstempel und den Barren vorzuschieben und die St-rangpressung des Barrens durch die Matrize zu unterstützen, wobei Einrichtungen zur Zuführung eines unter Druck stehnjeden Strömungsmittels zur Extrusionskammer mit einem Druckwert,

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der wenigstens ausreicht, ein plastisches AuswärtsfHessen des Barrens zwischen dem Preßstempel und dem Eintritt in die Matrize unter der vom Preßstempel erzeugten axialen Beanspruchung zu verhindern, und ferner Einrichtungen angeordnet sind, die einen axialen Druck auf den Arbeitskolben in umgekehrter Richtung zu einer Zeit aufbringen, in welcher der radiale Druck nicht mehr auf den Preßstempel einwirkt, so dass dieser sich über den Barren zurückbewegt, der während dieser Rückbewegung von einer Halteeinrichtung stationär gehalten wird.

Zusätzlich kann vorteilhaft eine Speicherkammer vorgesehen sein, in welche das stranggepresste Metall austritt und an deren entgegengesetztem Ende eine Matrize angeordnet ist, wobei Einrichtungen zum Zuführen von unter Druck stehendem Strömungsmittel zu der Speicherkammer vorhanden sind, so dass aus der Speicherkammer eine zweite Stufe der Strangpressung.stattfinden kann, die intermittierend oder kontinuierlich sein kann.

Der Ausgang aus der Matrize am Eingang in die Speicherkammer ist vorzugsweise mit einem rohrförmigen Fortsatz von im wesentlichen gleichem Innendurchmesser wie das stranggepresste Erzeugnis versehen. Dieser Fortsatz zieht sich auf dem Erzeugnis zusammen und spannt es fest, wenn der Druck in der Speicherkammer den an der anderen Seite der

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Matrize übersteigt, und isoliert somit die Speioherkammer, so dass die zweite Stufe der Strangpressung beispielsweise stattfinden kann, während der Preßstempel der ersten Stufe zurückgezogen wird.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Strangpressung eines metallischen Barrens unbeschränkter Länge. Gremäss diesem Verfahren wird der Barren in einen rohrförmigen Preßstempel etwas grösseren Durchmessers als der Durchmesser des Barrens eingeführt, ein radialer Strömungsmitteldruck auf den rohrförmigen Preßstempel aufgebracht, so dass er sich zum Einspannen des Barrens zusammenzieht, worauf der Preßstempel und somit der Barren zur Durchführung einer Strangpressung durch eine Matrize vorgeschoben werden, wonach der radiale Druck abgenommen wird, um den Barren ausser Eingriff mit dem Preßstempel zu bringen, der zurückgezogen wird, während der Barren stationär gehalten wird. Vorzugsweise wird der Barren zwischen dem rohrförmigen Preßstempel und der Matrize einem Strömungsmitteldruck von einer Höhe ausgesetzt, die wenigstens ausreicht, ein plastisches Auswärtsfliessen des Barrens unter der von dem Preßstempel erzeugten axialen Beanspruchung zu verhindern. Bevor dieser Druck angelegt werden kann, muss das freie Ende des Barrens in die Eintrittsöffnung der Matrize gepresst werden, um zu verhindern, dass das unter Druck

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stehende Strömungsmittel durch die Matrize entweicht.

Verschiedene Ausführungsformen der Erfindung werden nun, jedoch lediglich als Beispiele, unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

Pig. 1 : eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht einer erfindungsgemässen Metall-Strangpressvorrichtung,

Fig. 2 : eine perspektivische Ansicht einer Kernstrebe mit einem Teil eines rohrförmigen Preßstempels und dem sich hindurch erstreckenden Barren,

Fig. 5 : schaubildlich die Zufügung einer zweiten 5 trangpress-S tufe,

Fig. 4 : eine vergrösserte Anniaht oinor i.iatrisenbaugruppe im Schnitt und mit einem rohrförmigen Fortsatz, von dem angenommen wird, daea er sich in eino Speicherkammer erstreckt, die in Fig. 3 darren te IiL Int,

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Pig, 5 : eine der Fig. 4 entsprechende Ansicht zur Erläuterung eines Wicklungsmechanismusses, welcher an der Matrizenbaugruppe nach Pig. 4-vorgesehen ist,

Pig. 6 : eine abgewandelte Anordnung auf den Grundlagen der Pig. 1, aber mit einer beweglichen zweiten Preasinatrize, wobei die notwendigen hohen Drücke in der Ausrüstung er-■ zeugt wurden und nur eine äussere Qualle für niedrigen Druck erforderlich ist.

Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen. Ein rohrformiger Preßstempel 10 isb durch einen Plansch 13 fest mit einem buchsenartigen Arbeitskolben 11 verbunden. Ein im viuerachni kreisförmiger Barren 12 unbeschränkter Länge wird in den rohrförmigen Teil des Preßatempels eingeführt. Jar-ran mit ilen Abmessungen von 15,8 mm 0 und 3,66 m Länge sind bei Versuchen erfolgreich verwendet worden. Die Längsstiicke können allgemein aufο inanderfolgend aneinander befestigt v/erden, wemn irgendeüio gerc-bene Längenubmeasung für diu betrefftmdtt Aufgabt» nicht ^-...niigend lang int, odev die LJbr-"in-.;prt.'iJijjuUiH;hin;} kann von einar Anlage geopüiut wtsrdon, die itHfffiiuaaLariai kontinuierlich erzeugt, Ein Teil d>:-.j tMhfföriai^tia i'i.*.:i;üttjiüii.iU) Iu L /on oiner Ei ti a ρ ami kamin er ±[

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umgeben, die ein unter Druck stehendes Strömungsmittel aufnehmen kann, um den erforderlichen Einspanngriff von dem Preßstempel auf den Barren zu erzeugen, indem der rohrförmige Teil des Preßstempels vor der Strangpressung des vordersten Teils des Barrens durch die Matrize 15 auf den Barren zusammengezogen wird.

Innerhalb der Einspannkammer ist ein Abstützglied 17 angeordnet, das als Kernstrebe bezeichnet wird und mit mehr Einzelheiten in Fig. 2 gezeigt ist. Dieses Glied, das in der Zusammenstellung festgelegt ist, dient zur Führung und Abstützung des Preßstempels gegenüber jeglicher Tendenz zum. Ausknicken oder Ausbeulen, wenn er zum Strangpressen des Barrens vorgetrieben wird» Die Kernstrebe erstreckt sich über einen wesentlichen Teil der Länge des Preßstempels. Infolge der in der Kernschiene angeordneten und sich über den grössten Teil ihrer Lange erstreckenden Längsschlitze 18 erreicht eine geringe Menge des unter Druck stehenden Strömungsmittels, üblicherweise 01, die Oberfläche des Preßstempels, um seine Verengung herbeizuführen und auch seine Bewegung durch die Kernstrebe zu erleichtern. Die Kernstrebe befindet sich im Gleichgewicht, da sie von dem unter hohem Druck stehenden Strömungsmittel umgeben ist und somit keine Tendenz zu einer Verengung zeigt, wenn der Druck in der Einspannkammer aufgebaut wird. Die Kernstrebe in*- im Bereich der Schlitze etwas ausgear-

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beitet, so dass das Strömungsmittel in der Einspannkammer um die Kernstrebe herumfliessen und so in die Schlitze eintreten kann und auf die Oberfläche des Preßstempels gelangt. Die Anordnung der Kernstrebe in dieser Kammer vermindert das Volumen auf wenige cm (inch ), welches bei Füllung mit dem unter hohem Druck stehenden Strömungsmittel ausreicht, den Preßstempel in Klemmeingriff an dem Barren trotz der axialen Kraft zu halten, welche zur Durchführung der Strangpressung durch die Matrize 15 erforderlich ist. Der Schrumpfsitz, der dann zwischen dem Pressstempel und der Matrize auftritt, wird möglichst durch eine Abdichtung, wie beispielsweise die Dichtung 8 in der Ausführung nach Fig. 3, unterstützt, die verhindert, dass Strömungsmittel aus einer Kammer 16 austritt, die noch beschrieben wird.

Eine Druckkammer 33, die durch das äussere Gehäuse 41 der Vorrichtung und das Ende des buchsenartigen Arbeitskolbens 11 begrenzt wird, hat einen Kanal 34, der zu der Kammer hinführt und durch den ein unter Druck stehendes Strömungsmittel von einem nicht dargestellten Vorratsbehälter dafür die erforderliche Kraft aufbringt, um den bucheenartigen Arbeitskolben und den daran befestigten Preßstempel axial zu der Matrize hin vorzuschieben. Strömungsmittelabdichtungen 37 verhindern einen Abfluss zwischen dem Arbeitskolben und dem äusseren Gehäuse 41* Das äussere

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Gehäuse begrenzt mit dem buohsenartigen Arbeitskolben auch eine Druckkammer 35 für das unter Druck stehende Strömungsmittel an der entgegengesetzten Seite des ArbeitskolbenkopfStückes. Dieser Druckkammer wird Strömungsmittel durch einen Kanal 36 zugeführt, um den Preßstempel während der Rückzugsphase jedes Arbeitszyklusses zurückzuziehen.

Ein Kopf 42 ist an dem Gehäuse 41 durch Schrauben befestigt, von denen eine bei 43 gezeigt ist. Es wird angenommen, dass der Kopf 42 durch den Ring 44 mit dem Behälter 45 verbunden ist, welcher sowohl die Einspannkammer 14 als auch die Ausstosskammer bzw. Extrusionskammer 16 einschliesst, die unmittelbar vor der Matrize 15 liegt. Unter Druck stehendes Strömungsmittel wird in diese Kammer durch einen Kanal 20 eingeführt, der vorzugsweise mit einem nicht gezeigten Druckverstärker verbunden ist, der so ausgeführt ist, dass während des Vorwärtshubes des Preßstempels ein gleichbleibend hoher Druck geliefert wird.

Infolge des kleinen Spiels zwischen dem Preßstempel und dem Barren, das auftritt, wenn der Druck auf dem Preßstempel entlastet und dieser zurückgezogen wird, um dann den Vorwärtshub zu wiederholen, besteht die Tendenz, dass der Barren mit zurückgezogen wird. Um sicherzustellen, dass eine aolohe Bewegung nicht stattfindet, ist ein Rüokwärtsanschlag 38 vorgesehen. Dieser Anschlag besteht in üblicher

Welse aus einem Spannfutter, dessen Klemmbacken so ausgeführt sind, wie sie üblicherweise als Ausrüstung einer Drehbank verwendet werden. Das Spannfutter wird durch einen Hebel 39 von einem Zylinder 40 betätigt, der durch unter Druck stehendes Strömungsmittel gesteuert wird.

Die gesamte Anordnung wird von zwei Stirnplatten zusammengehalten, von denen die hintere bei 46 gezeigt ist. Diese Platten sind durch vier parallele Bolzen wie 47 verbunden, welche sich zwischen entsprechenden Ecken der Platten erstrecken. Die Bolzen sind mit Muttern wie 48 versehen. Die Platten sind in der Mitte durchbohrt, und zwar die vordere Stirnplatte, damit der Barren, der stranggepresst werden soll, zugeführt werden kann, und die hintere Platte, damit das Erzeugnis der Strangpressung von der Vorrichtung abgeführt werden kann.

Die Vorrichtung arbeitet wie folgt:

Ein Barren 12 wird von links nach rechts in die Vorrichtung eingesetzt und geht durch den Kückwärtsanschlag 38, den buohsenartigen Arbeitakolben 11 und den rohrförmigen Preßstempel 10, bis er an die Matrize 15 stösst. Durch den Kanal 10 wird unter Druok stehendes Strömungsmittel der Einspannkammer 14 zugeführt, wodurch sioh der Preßetempel auf dem Barren verengt bzw. zusammenzieht. Bas unter Druok

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stehende Strömungsmittel wird der Kammer 53 zugeführt, um den Arbeitskolben 11 vorzutreiben, den Preßstempel zu bewegen und somit den Barren zur Abdichtung der Extrusionskammer 16 druckdicht gegen die Matrize 15 zu schieben. !Tun wird unter hohem Druck stehendes Strömungsmittel durch den Kanal 20 in die Extrusionskammer 16 eingeführt, der Arbeitskolben 11 vorbewegt, und die Strangpressung findet statte

Der hydrostatische Druck in der Extrusionskammer muss wenigstens genügend hoch sein, um ein plastisches Fliessen des Barrens nach aussen zwischen den Enden des Preßstempels 10 und dem Eintritt in die Matrize zu verhindern, aber es wird ein genügend hoher Druck bevorzugt, der die hydrostatische Extrusion fördert. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, kommt das stranggepresste Metall bei 25 aus der Matrize.

Damit der Preßstempel nach einem Arbeitshub einen Rückhub machen kann, muss der Druck in der Extrusionskammer 16 entlastet werden, dem folgt die Druckentlastung in der Einspannkammer 14, um den Griff des Preßstempels am Barren zu lösen. Um jegliche Tendenz des Barrens zur Rückwärtsbewegung zu verhindern, wird nun der Rückwärtθanschlag betätigt, um den Barren einzuspannen und ihn während des RÜckwärtehubes des Preßstempels ruhig zu halten. Dann wird durch Einleitung des Strömungsmittels durch den Kanal 36 zur

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Einwirkung auf den Arbeitskolben 11 der Preßstempel über den Barren zurückbewegt. Es wird bemerkt, dass die Fläche, auf welche dieser Druck wirkt, viel kleiner als diejenige für den Vorwärtshub ist, weil eine viel kleinere Kraft benötigt wird.

Für die richtige hydrostatische Strangpressung muss das unter hohem Druck stehende Strömungsmittel in der Extrusionskammer 16 den Barren nach innen gerichteten Beanspruchungen oder Kräften unterwerfen, welche die Fließspannung des Barrenmaterials überschreiten, und die axiale Kraft auf den Barren sollte wenigstens gleich der radialen Beanspruchung seinj welche durch das unter hohem Druck stehende Strömungsmittel erzeugt wird. Nichtsdestoweniger kann, wenn eine grössere Extrusionsgeschwindigkeit erwünscht ist, eine zufriedenstellende Pressung des Barrens durch die Matrize mit der Axialkraft erfolgen, die grosser als die radiale Krafteinwirkung ist, solange die Differenz nicht die Fließgrenze bzw. die Fließspannung des Materials überschreitet.

Der Einspanndruck sollte nicht die Elastizitätsgrenze des Materials überschreiten, so dass die Oberfläche des Barren teile, der nicht ausgepresst wird, frei von Markierungen bleibt. Das Einspannen des Materials ohne Oberflächenfe·-

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Schädigung wird von zahlreichen Herstellern als wünschenswert erachtet. Diese Wirkung wird erreicht, indem Einspanndrücke verwendet werden, die nicht zulassen, dass die Einspannkraft die Elastizitätsgrenze des Barrenmaterials überschreitet.

Nun wird auf Fig. 3 Bezug genommen. Wenn erwünscht ist, eine zweite Stufe der Strangpressung zu verwenden, um eine weitere Verminderung der Querschnittsfläche des Produktes herbeizuführen, dann wird zu diesem Zweck hinter der Matrize 15 eine zusätzliche Vorrichtung vorgesehen. Diese Vorrichtung besitzt eine im wesentlichen zylindrische Speicherkammer 21, in der das Erzeugnis 25 gesammelt wird, und einenVorführungsteil 22, welcher das Erzeugnis in die Kammer lenkt. Dieser Teil, der im einzelnen in Pig. 4 gezeigt ist, besitzt eine Matrize 25 mit einem rohrförmigen Fortsatz 24, der sich in eine Vorkammer 26 erstreckt. Dieser rohrförmige Fortsatz kann einteilig mit der Matrize bzw. dem Lochstempel ausgeführt oder an dieser befestigt sein. Die Speicherkammer 21 kann während der Extrusion durch die Matrize 15 unter atmosphärischem Druck oder unter einem gewissen Gegendruck stehen. Bei Ansteigen des Druckes in der Speicherkammer 21 wird der rohrförmige Fortsatz 24 das Produkt 25 aue der Matrize 23 einspannen bzw. wird ein Eingriff an dem Produkt eraitlt, so da·β jeglioh· Tendene zur

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Rückwärtsbewegung vermieden wird und die Strangpressung durch die Matrize 31 stattfindet.

Wenn der Gegendruck in der Speicherkammer 21 ausreicht, dass die hydrostatische Extrusion durch die Matrize 31 erfolgt, und wenn der Druck in der Kammer 16 den Druck in der Speicherkammer 21 um das Ausmass übersteigt, das notwendig ist, um das Material durch die Matrize 15 auszutreiben, kann erreicht werden, dass das erste Erzeugnis aus der Matrize 21 kontinuierlich herauskommt, ungeachtet der Tatsache, dass die Strangpressung durch die Matrize 15 intermittierend erfolgt.

Wenn das Produkt 25 in die Kammer 21 gelangt, neigt es zur Bildung einer Spule, wie in einer etwas idealisierten Porm in Pig. 3 gezeigt ist, so dass eine beträchtliche Menge des ersten Strangpressproduktes gespeichert werden kann. Um diesen Vorgang in einer richtigen Weise zu fördern, kann die Anordnung nach fig. 5 verwendet werden. Diese enthalt in der Vorkammer 26 einen Wickelmechanismus mit einem Rollenteil 27, der auf Nadellagern 28 drehbar ist und mit einem reibungsarmen Druckring 29 zusammenwirkt. Der Rollenteil 27 hat eine Verlängerung 30_r die mit einer Bohrung versehen ist. Letztere geht von der Mitte des TcJIb 29 m.it gleichem Durchmesser wie der rohrförmige Fortsatz 24 aus und ist unter einem geringen Winkel zur Achse der Kammer

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angeordnet. Diese Anordnung sorgt dafür, dass das Produkt 25 beim Verlassen des rohrförmigen Portsatzes 24 durch die Rolle 27 unter einem Winkel zur Achse der Kammer 21 und zusätzlich mit einer tangential zur Kammer 21 verlaufenden Riehtungskomponente in diese gelenkt wird und sich daher leichter in der Kammer aufspulen wird. Wenn sich das Produkt zu einer Spule in der Kammer 21 aufwickelt, dreht es die Rolle 27.

Eine zweite Matrize 31, welche am Ausgang der Kammer 21, Pig. 3, angeordnet ist, wird bei der weiteren und fortgesetzten Strangpressung des in der Kammer zu einer Spule aufgewickelten Metalls wirksam. Wenn unter Druck stehendes Strömungsmittel durch den Kanal 32 in die Kammer eingeführt wird, wird das aufgewickelte lie tall durch diese Matrize ausgepresst. Nachdem es zweckmässig in dieser Stufe in seinen Abmessungen otark heraogesetzt ist, kann das Erzeugnis der zweiten Strangpressung auf eine Trommel aufgewickelt werden, oder wenn ein Erzeugnis mit feineren Abmessungen erwünscht ist, wird der Draht durch eine weitere Speicherkamrner und Matrize oder eine Reihenanordnung von Kammern und Matrizen geführt.

Wenn mehrere Speicherkammern verwendet werden, können die Drücke in den Kammern so eingestellt werden, dass eine gleichseitige Strangpressling von abwechselnden Kammern

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erreicht wird, wobei alle Kammern mit rohrförmigen Fortsätzen und vorzugsweise auch mit Wicklermechanismen versehen sind. Eine Schwierigkeit ergibt sich unter solchen Bedingungen, die zu einer Unter- oder überfüllung einer zylindrischen Kammer führen. In dem ersten Falle wird das Produkt in der Kammer gestreckt werden, so dass eine Querschnittsverminderung und möglicherweise schliesslich ein Bruch auftritt. Dies kann durch geeignete Begrenzung des Druckes in dieser Kammer verhindert werden. Eine Überfüllung tritt weniger leicht auf, da dann, wenn die aufnehmende zylindrische Kammer den vollen Zustand erreicht, der hydrostatische Druck einen solchen Wert in bezug zu dem in der vorhergehenden Kammer erreicht, dass die Extrusion aufhört. Es ist jedoch erwünscht, die Anwendung von Druck auf die Extrusionskammern einzustellen, um einen Barrenbruch oder eine Überfüllung der Kammer zu vermeiden, in die die Extrusion stattfindet.

Die in Fig. 1 beschriebene Anordnung hängt in ihrem Betrieb von der Zuführung eines unter hohem Druck stehenden Strömungsmittels von einer äusseren Quelle ab, und dieses wird einer mittleren Bohrung an verschiedenen Stellen, insbesondere der Extrusionskammer und der Einspannkammer, zugeführt. Die Kanäle, durch die dieses erfolgt, bilden eine Ursache zur Schwächung des Hauptrahmens, und es wird daher bevorzugt, sie fortzulassen und die gesamte Vorrichtung von

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einer äusseren Quelle mit einem verhältnismässig niedrigen Druck zu betreiben, wobei der erforderliche Hochdruck in der Vorrichtung selbst erzeugt wird.

Eine abgewandelte Ausführungsform, die dies ermöglicht, ist in Fig. 6 gezeigt, welche in Form einer Strichzeichnung das Verhältnis der verschiedenen Teile angibt.

Wie vorher ist der Hauptteil 51, in dem die Strangpressung stattfindet, sehr schwer ausgeführt, um den auftretenden hohen Drücken zu widerstehen, und er ist an einem Ende mit einem Zylinder 52 viel leichterer Ausführung und am anderen Ende mit einem ähnlichen Zylinder 53 versehen. In dem Zylinder 52 arbeiten zwei Kolben 54» 55. Der Kolben 54 führt den rohrförmigen Preßstempel 56, während 55 eine Verlängerung 57 hat, die dicht in die Bohrung in dem Hauptteil eingepasst is-t. Der Zylinder 55 ist mit dem Kolben 58 versehen, welcher an einer hohlen Stange 59 angeordnet ist. Die Stange trägt eine Pressform bzw. die Matrize 60 an ihrem linken Ende. Der Raum zwischen dieser Matrize und der Hauptmatrize 61 bildet eine Speicherkammer, in welcher das erste Extrusionsprodukt durch die Hauptmatrize zur Aufwicklung neigt. Die Matrize 61 ist so angeordnet, dass sie als Ventil wirkt, indem sie an ihrem Sitz beweglich ist, so dass Strömungsmittel vorbeifliessen kann, wenn der Druck an der rechten Seite den an der linken Seite überv

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steigt. Wie in der vorhergehenden Anordnung ist ein Rückwärtsanschlag 62 vorgeshen, dessen Aufgabe es ist,, den Barren 63 während des Rückwärtshubes des Preßstempeis zu halten.

Die Zusammenwirkung der verschiedenen Teile ergibt sich aus der Beschreibung eines typischen Arbeitszylclusses. An dem Ausgangspunkt in dem Zyklus ist der Rückwärtsanschlag 62 durch nicht gezeigte Steueranordnungen ausser Eingriff gebracht, damit der Barren frei hindurchgehen kann. Nun wird der Kolben 55 durch einen in dem Raum 64 angelegten Druck nach rechts bewegt. Im Hinblick auf den verhältnismässig grossen Durchmesser des Kolbens 55 kann dieser Druck verhältnismässig niedrig sein, aber er dient während des Ablaufs zur Erzeugung des notwendigen hohen Druckes in der Einspannkammer 65. Die Bewegung des Kolbens 55 hört auf, wenn dieser Druck erreicht worden ist. Als Ergebnis davon wird der Preßstempel 56 zur Verengung gebracht, so dass er den Barren 63 einklemmt. Der Druck im Raum 64 wird vorzugsweise automatisch auf einen vorbestimmten Höchstwert durch Anordnung eines geeigneten, nicht dargestellten Überdruckventils gehalten. Das ist im Hinblick auf folgende Bewegungen der Kolben 54 und 55 erwünscht. Der Kolben 5t> am anderen Ende des Hauptblocks wird nun durch Anlegung eines niedrigen Druckes an den Raum 66 nach links gelegt, wodurch die Matrize 60 entsprechend bewegt wlrd„ Dadurch wird

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durch diese Matrize eine Strangpressung des Produktes herbeigeführt, we'lches von früheren Strangpresszyklen durch die Matrize 61 in der Speicherkammer verblieben ist.

Die Drucksteigerung in der Speicherkammer führt dazu, dass sich die Matrize 61 etwas von ihrem Sitz abhebt, und infolgedessen steigt der Druck in dem Raum 67, der die Extrusionskammer der ersten Stufe bildet. Nun wird der Kolben durch Anlegung eines niedrigen Druckes an den Raum 68 zurückgezogen und der Raum 66 entleert. Wenn diese Bewegung stattfindet, fällt der Druck in der Speicherkammer ab und die Matrize 61 kommt auf ihren Sitz zurück, so dass der hohe Druck im Raum 67 gehalten wird. Es kann zugelassen v/erden, dass der Druck in der Speicherkammer auf atmosphärischen Druck oder einen geeigneten Wert eines Gegendruckes fällt.

Nun wird der Kolben 54 durch Zuführung von Druck in den Raum 69 nach rechts bewegt. Infolgedessen werden der Pressstempel 56 und der Barren 63 vorwärtsbewegt, und die Strangpressung durch die Matrize 61 erfolgt. Die Grosse des in dem Raum 69 aufgebauten Druckes bestimmt die axiale Beanspruchung in der Matrize. Zur Strangpressung unter hydro-.statischen Bedingungen sollte diese Beanspruchung wenigstens gleich den sich aus dem Druck in dem Raum 67 ergebenden radialen Kräften sein, aber wenn eine höhere Extrusions-

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geschwindigkeit erwünscht ist, kann die axiale Beanspruchung so eingestellt sein, dass sie den radialen Druck überschreitet, solange dies nicht um einen grb'sseren Wert als dem gleich der Fließspannung des Barrenmaterials erfolgt.

Als Ergebnis der Vorwärtsbewegung des Preßstempeis 56 neigt der Druck in dem Raum 67 zum Ansteigen, aber jegliche Erhöhung wird durch die Ventilv/irkun^ der Abdichtung 70 am Hatrizenende der Kammer 65 verhindert. Das hat die Wirkung einer Steigerung aes Druckes im Raum 65, die eine Bewegung des Kolbens 55 nach links nach sich zieht, um den ßpannctruck in Abhängigkeit von dem konstanten Druck in dem Raum 64 auf dem vorbestimmten Wert zu halten.

Am Ende des Strangpresshubes wird der Rückwärtsanschlag 62 in Eingriff gebracht, um den Barren zu halten und eine Rückwärtsbewegung zu verhindern. IJun wird der Kolben 55 durch Zuführung von Druck in den Raum 71 und Entlüftung oder Entleerung des Raumes 64 rückwärts, d.h. in Fig. 6 nach links, bewegt. Infolgedessen fällt der Druck im Raum 65 und auch im Raun: 67 aus, so dass der Einspanndruck abgenommen wird und der Druck im Raum 64 zulässt, dass sich der Kolben 54 nach links bewegt und somit den Preßstempel in die Ausgangsstellung zurückzieht.

Im Verlauf des Zyklusses findet eine fortschreitende Uber-

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tragung des Strömungsmitbels von rechts nach links über die Matrize 61 und die Abdichtung 70 statt, was eine fortschreitende Bewegung des Kolbens 55 nach linies hervorrufen und die richtige Arbeitsweise stören würde. Diesem wird jedoch durch den Abfluss Rechnung getragen, der durch den Kanal vorgesehen ist. Letzterer ist nicht abgedeckt, wennder Kolben 55 genügend weit nach links bewegt wird, und er ermöglicht dann einen momentanen Austritt des Strömungsmittels. Es ist wichtig, dass der Kolben 54 in der Lage Bein soll, eine leichte Bewegung aus seiner normalen, voll zurückgezogenen Stellung nach links durchzuführen, während der Druck zu Beginn des Zyklusses aufgebaut wird, damit die Bewegung der Matrize von ihrem Sitz nicht durch den Barren verhindert wird, der als Druckstempel zwischen der Matrize 61 und dem Presskolben 56 wirkte Weiterhin ist zur Sicherstellung dieses Vorgangs ein Paar Belleville Federringe 73 vorgesehen, um zu verhindern, dass die Schulter des Kolbens 54 am Ende der Rückzugsbewegung mit dem Ende des Zylinders 52 in Eingriff kommt.

Die gerade beschriebene Anordnung zur Unterdrucksetzung der Extrusionakammer hängt von der Bewegung des Kolbens 58 ab, der Druck in der Speicherkammer erzeugt. Dies kann nicht stattfinden, es sei denn, dass die öffnung in der Matrize 60 abgedichtet ist» Dies wird nicht der Fall sein, wenn ein neuer Barren in die Maschine eingesetzt wird.

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Daher ist ein besonderer Anlaufvorgang notv/eudig. Dieser kann im Ausbau des Zylinders 53 zusammen mit der Ilatrize 6υ bestehen, um die Einführung eines Stopfens in die ^atrirje zu ermöglichen. Dann wird der Zylinder wieder eingebaut, und verschiedene normale Arbeitszyklen werden durchgeführt, die eine genügende Menge Strangpresserzeugnis in der Speicherkammer herstellen. Danach v/ird der Zylinder 53 wieder abgenommen, der Stopfen von der Matrize 60 entfernt und durch das Ende des Strangpresserzeugnisses ersetzt. Dann wird der Zylinder 53 wieder eingebaut, und danach ist ein normaler Betrieb möglich.

Als eine alternative Ausführungsform anstelle des Ausbaus des Zylinders 53 kann eine Abdichtungskappe über das Ende der Stange 59 gesetzt werden, die einen genügenden Druckauf oau mit dem Ergebnis ermöglicht, dass uie Strangpressung durch die Matrize 61 stattfinden kann, und eventuell findet das Ende aes Strangpressproduktes seinen V/eg in die Matrize 60, möglicherweise durch Unterstützung mit einer Führung, die der Matrize 60 in der Speicheriianaaer zugeordnet ist.

Die Erfindung kann mit einer fortlaufend arbeitenden Gussanlage vereinigt werden, deren Material unmittelbar eingespeist wird. Das bietet den Vorteii, dass das Material in

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die Strangpresaaulage eintreten kann, wenn es noch lieiss ist, so dass die Strangpressung mit zahlreichen Substanzen sehr er3oichlert wird und höhere Strangpress-üesehwindigkeitc-n mit einur folgerichtig herabgesetzten Anzahl von Stran^preßstufen möglich siiia.

Die Arbeitsfolge in jedem Zyklus kann vorzugsweise durch eine geeignete Seitsteuerung, die elektrisch betätigbare Ventile zur Steuerung des Betriebsströmungsmittels erregt, automatisch gesteuert werden. tfach wenigen Versuchen zur Bestimmung der optimalen Zeitabschnitte ermöglicht dieses, das Verfahren zu automatisieren, insbesondere wenn das Barrenmaterial kontinuierlich hergestellt v/ird_e

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Claims (1)

1. DIPL.-ING.O.R.KRETZSCHMAR 2hamburgi

   . BEIM STROHHAUSE 3*

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   Victoria Street

   London S.W. 1 - England

   Anwaltsakte: 2684-

   Patcntanspriiclio

   Vorrichtung zum Strangpressen eines vorteilhaft metallischen Barrens unbeschränkter Länge mit einer Extrusionskammer, an deren Ende eine Preßmatrize angeordnet ist, gokennseich.net

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   durch einen/Barren (12, 63) mit einoin kleinen Spiel aufnehmenden rohrförmigen Preßstempel (10, 56), cLie in der Extrusionskammer (16, 67) angeordnete Preßmatrize (15t 23, 61), Einrichtungen (17» 14, 18, 19, 65) zur Anlegung eines radialen Druckes an den Preßstempel (10, 56), um den Barren(12, 63) einzuspannen, einen buchsenförmigen Arbeitskolben (11, 54), der betriebsmäßig mit dem Preßstempel zusammenwirkt, und Einrichtungen (33| 34, 69), um zwecks Vorschub des Preßstempels und des Barrens einen Axialdruck an den Arbeit skolben anzulegen und die Strangpressung des Barrens durch, die Matrize zu unterstützen, Einrichtungen (20, 58t 60, 61, 70), durch, welche der Extrusionskammer (16, 67) ein Strömungsmitteldruck von einer Größe zugeführt vi.rd, die wenigstens ausreicht, um ein plastisches Auswärtsfließen des Barrens zwischen dem Preßstempel (10, 56) und dem

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   Eitibritb in die Matrize (15» 61) uiiber dei¹ Au al beanspruchung zu verhindern, die durch den Preßstempel erzeugt „vird, uua durch weitere Einrichtungen (35» 36, 37» C>4) zur Aufbringung eines Druckes auf den Arbeitskolben (11, 5^0 in umgekehrter Richtung dann, wenn der Radialdruck nicht langer an den Preßstempel (10, 56) angelegt v;ird, so daß sich der Pi^eß stempel über den Beirren (12, Gp) zurückbewegt, der währena dieser Rückwäx^bsbewegung aes Preßsbempels (10, 56) in einem Rückwärtsansshlag (3S, 62) stationär gehalten wird.

   2. Vorrichtung nach Anspx'uch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aie Einrichtungen zar Anlegung eines Radialdruckes an den Preßsteiapel (10, 56) eine Druckkammer (14, 65) aufweist, die wenigstens einen Teil des Preßstempels umgib t.

   3- Vorrichtung nach Anspx*uch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Anlegung eines Radialdruckes an den Preßsbeinpel (56) einen ringförmigen Kolben (57) besitzt, der den rohrförmigen Preßstempel (56) umgibt und in der Druckkammer (65) axial zum Preßstempel beweglich ist, wobei Einrichtungen (55) zum Vorschub des Kolbens (57) in Richtung zu der Matrize (61) zur Unterdruoksetzung d»r Druckkammer (65) und in einer Richtung wirkende Abdichtungsmittel (70) vorgesehen sind, welche den Abfluß von Strömungsmitteln aus der Druckkammer (65) in die Extrusionskammer (67) verhindern, aber zulassen, daß das Strömungs-

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   mittel in der entge^engesetzten Richtung an den Abdiclitungsinitteln (70) vorbeiström b, um Jeglichen DrucküLersohuß in der Extrusionskammor (67) abzulassen, dor oich aus dem Vorschub des rohrförmigen Preßüteicpeln (56) in die Extrusionskammer im Verlauf der Strangpressling ergibt, und ferner Einrichtungen zur Begrenzung tier an deji Kolben (5²O zu. seiner Vorbewegung angelegten Kraft vorgesehen sind, wobei der Kolben zurückbeweglioh ist, wenn das Strömungsmittel von der Extrasionskammer (67) in die Druckkammer (65) zur Abführung des Überschußdruckes in der Extrusionskamraer strömt.

   4-, Vorrichbung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammer (16) ein festgelegtes rohrförmigen Stützglied (17) aufweist, welches mit geringem Spiel rund um den Preßstempel (10) angeordnet und mit radialen Schlitzen (18) versehen ist, durch welche Sbröiaungsmittel in der Druckkammer zur Oberflächenberührung des Preßstempels (10) gelangen kann.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die notwendigen Strömungsmitteldrücke in den verschiedenen Kammern (14, 16) von einer äußeren Quelle zugeführt werden.

   6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die notwendigen JPlüssigkeitsdrücke in den verschiedenen Kammern (65, 67) durch Anlegung eines niedrigen Druckes

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   au einen Kolben (?4, 55, £S) beträchtlich größeren Durch messer als die Durchmesser der Kammern (65» 67) erzeugt ar

   V. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Speichorkammer (21), in die das stranggepreßte lletall (25) eintritt, unu eine Matrize (31, 60) am entgegengesetzten Enae der Speiclierkaramex¹ sov;ie Einrichtungen (32, 58), welche an die Speicherkammex* einen Strömungsiaitteidruck anlegen, um eine kontinuierliche Extrusion aus ihr au "bewirkcu.

   8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strb'mungsniitteidruck in der Speicherkammer (21) zur Erseu^uug der Strangpressung niedriger als der Druck in der

   r (16) während des Strangpreß Vorgangs aus

   uicscr ist.

   '}. 'Vorrichtung, nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch Ventileinrioht.ungen (24-, 61) zwischen der Speicherkammer (21) und der Extrusionskiimmer (1b, 67) , welche Ventileinrichtungen betät ig Dax' sind, um einen Strömungsmittelfluß von der ersteren liaxamer zur letzteren zu gestatten, wenn der Druck in ersterer den Druck in letzterer übersteigt, aber eine umgekehrte Strömung sperren.

   Ί0. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (C1) am Eingang der Speicherkaminer auf einem Jjiti, ruht und von diesem Gi bz abhebt ar ist und als Tentilein-

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   richtung wirkt, durch die die ExtriisiciisKuuiiiXx· (C7) unter Druck gesetzt wird, wenn die Speicherkammer untor i>y .ick gesetzt wird.

   11. 'Vorrichtung nach Anspruch 7» i» 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hatrize ('cO) -j,~l Mii^gtgcngesotiiCe:- Ende der Speicher"':^;.'.=.." axial OwoglicL let, ν.: den Lr.-el·: in J.icöe..v Kammer ,-uf einen Wert zu erhöhen, der zcv 1>',j:c"\- führuiig einer hydrostatischen Strangpressling aabreicLt.

   12. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 6, dadurch gekennaeicbnet, daß ein rohrförmiger Tcrtsatz (24·) an der Matrize (23) am Eingang in die Speicherkammer angeordnet und mit gleichem Durchmesser wie der Hals der Matrize ausgeführt ist und sich um eine kurze Strecke in die Speüuerkamae.· (21) erstreckt, welcher lortsat," (24) unter dem Druck in der Speicherkammer auf dem Strangpreßerzeugnis zusammendrückbar ist und eine Rückwärtsbewogung des Slrangpreßerzeugnisses bei Druckverminderung in der Extrusionskammer (16) auf einen Wert unter der. aes Druckes in der Speicherkammer verhindert.

   13. Vorrichtung nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch ein drehbares Wickelglied (27) neben dem rohrförmigen Fortsatz (24) und mit einer schräg angeordneten Bohrung gleichen Durchmessers wie der des rohrförmigen Fortsatzes (24) zur Aufnahme des ausgegebenen Erzeugnisses und zur Unterstützung seiner Aufspulung in der Speicherkammer (21).

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   14. Verfahren zum Strangpressen eines vorzugsweise metallischen Barrens unbeschränkter Länge, dadurch gekennzeichnet, daß der Barren (12, 63) in einen rohrJScaiigen Preßatenpel (10, 56) etwas größeren Durchmesser als der Barrendurchmesder eingeführt, ein radialer Strömungsmitteldruck an den Preßstempel angelegt wird, um diesen zum Einspannen ties Barrens au verengen, worauf der Preßstempel und somit der Barren vorgeschoben werden, und eine Strangpressung durch eine Matrize durchführen, dann der radiale Druck -.;+ν Lösung des Barrens vom Preßstempel äbgenonua3n ima letzterer zuräck£--2zogen wird, während der Barren sfcabionär gehalten wird.

   15. Verfahren nach Anspruch 14·, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Preßstempel und Eingang in die Matrize auf den Barren ein umgehender hydrostatischer Druck genügender Höhe aufgebracht wird, daß wenigstens ein plastisches Auswärtsfließen des Barrens unter der axialen Beanspruchung verhindert wird, die vom Preßstempel auf den Barren ausgeübt wird.

   16. Verfahren zum Strangpressen eines Metalls nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das stranggepreßte Metall in eine Speioherkammer gelenkt wird, wo es gesammelt wird, und das dieser Kammer unter Druck stehendes Strömungsmittel zwecks kontinuierlicher Strangpressung des Metalle durch eine Matrize am entgegengesetzten Ende der Speicherkammer zugeführt wird.

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   17· Verfahren, nach Anspruch 16·, dadurch gekennzeichnet, daß das stranggepreßbe Metall, das aus der Matrize am Eingang der Speicherkammer austritt, eingespannt wird, wenn der· Druck ii der Speicherkammer den an der anderen Seite o/o-i· Matrize übersteigt.

   18. Verfahren nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß das stranggepreßte Metall durch eine Reihenanordnung von Speicherkammern geleitet wird, in denen die Querschnittsfläche des Barrens aufeinanderfolgend herabgesetzt wird.

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