DE1602390A1 - Hochdruck-Strangpresse - Google Patents

Description

Vickers House,

Millbank Tower, Millbank

London« S«¥, 1. England

• Patentanmeldung

Hochdruck-Strangpresse ..".-.

Die Erfindung betrifft eine Hoohdruck-Strangpresse* die hydrostatisch oder halb-hydrostatisch "betrieben werden kann.

Bei der Ausbildung von handelsüblichen hydrostatischen Strangpressen treten oft Schwierigkeiten in Bezug auf die Betriebsdauer von Hoohdruckdichtungen auf. Dies ist teilweise darauf zurückzuführen, dass es bei den meisten Strangpressen dieser Art notwendig ist, die Hoohdioiok-SGhleifdichtungen beim jeweiligen Einbringen eines Pressknüppels herauszubrechen und wieeder herzustellen. Weiterhin ist es bei den bekannten Strangpressen erforderlich, die Pressknüppel mit' grösster Sorgfalt zu handhaben, um Beschädigungen der Diqhtungen und des Hoohdruok-Auspressbehälters zu vermeiden, wobei es auch notwendig ist, in diesen Behälter yor jedem Auspressvorgang hydrostatisches Druckmittel einzubringen« ferner müssen auch ungewi3hnliöh lange Pressknüppel gehandhabt und eohnell ©ingebraoht werden. Alle diese Umstände maohen es eohwierig, eine grosae Arbeitegteohwindigkeit zu erreiohen« .

Wenn sehr hohe Drücke erforderlich sind, ist es weiterhin zweokmässig, die Länge der Pressknüppel und damit die Länge des Hochdruck-Auspressbehälters zu vergrössern, um das Gewicht zu erhöhen. Dies führt zu langen aufwendigen Behältern und Problemen in Bezug auf die Haltbarkeit der Kolben bzw. Presstempel.

Die bisherigen Bemühungen zur Behebung dieser Schwierigkeiten haben zur Entwicklung von Strangpressen geführt, die das Extrudieren eines auf sehr grosse Länge durchgehenden Pressknüppels ermöglichen, der mit Unterbrechungen in den Auspressbehälter eingeführt wird und teilweise extrudiert wird, worauf der Auspressvorgang wiederholt wird. Die bisher vorgeschlagenen Strangpressen dieser Art erfordern aber, dass der Pressknüppel in dem Auspressbehälter vor dem Extrudieren aufgewiokelt wird, so dass die zur Aufnahme des P ressknüppels dienende Bohrung in dem Auspressbehälter viel grosser sein muss, als es der Pressknüppeldurchmesser erfordert. Dies sehliesst das Extrudieren von spröden und brüchigen Pressknüppeln und Pressknüppeln von grossem Durohmesser aus und erschwert die Probleme, die mit der Steuerung des Arbeitsablaufes zusammenhängen. Ebenso ist es schwierig, das Rückgleiten beim Auspressen infolge des grossen Volumens an Hochdruckflüssigkeit in dem Behälter im Vergleich zu dem Volumen des Pressknüppels zu vermeiden. Die je Einheit an Pressknüppelmasse erforderliohe Energie ist daher viel grosser, was zu potentiellen vorübergehenden Auspreasgesohwindigfceiten führt, die sehr gross sind«

Eine weitere Schwierigkeit bei der Ausbildung von hydrostatischen Strangpressen besteht in Bezug auf das Herausnehmen des Abfalles aus der Pressmatrize bzw. Pressform für den Fall, dass der Pressknüppel unvollkommen^xtrudiert. wird. Beim üblichen Strangpressen ist der PressknüppelabfallΛ>&± Beendigung des Auspressvorganges in dem Auspressbehälter dicht umschlos-_ sen und kann durch axiale Trennung der Pressform und des Behälteis leicht aus der Pressform herausgezogen werden. Beim hydrostatischen Auspressen ist dies nicht möglich, da der Pressknüppel in dem Behälter weder gestaucht noch von ihm erfasst wird. -

Durch die Erfindung soll eine Strangpresse geschaffen werden, bei der kurze oder lange bzw. kontinuierliche Pressknüppel mit sehr hohem Druck und hoher Arbeitsgeschwindigkeit extrudiert werden können, ohne dass die Hochdrüek-Schleifdichtungen zwischen jedem Auspressvorgang behandelt werden müssen. Dabei soll nur ein verhältnismässig kurzer Auspressbeiialter mit einem Bohrungs durchmesser ermöglicht sein, der nur wenig grosser als der Durchmesser des Pressknüppels ist, der nicht aufgewickelt zu werden braucht« Demgemäss sollen auch Pressknüppel mit grossem Durchmesser und aus sprödem brüchigen Material mit verhältnismässig geringem Aufwand extrudiert werden können. Schliesslich soll^auoh der Pressknüppelabfall oder ein gegebenenfalls noch langer Teil eines nur teilweise extrudierten langen Pressknüppels aus dem Auspressbehälter herausnehmbar sein, ohne dass die Hauptdichtungen beeinträchtigt werden. Dabei soll durch einfache Abänderung

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des hydraulischen Systems, die auch während eines Auspressvorganges mbglioh sein soll, die Strangpresse für ein Vgesteigertes" "bzw* verstärktes halbliydrostatisch.es Extrudieren anwendbar sein, bei dem zusätzlich.- zu dem hohen Druck des hydrostatischen Druckmittels dar Presstempel eine Presskraft unmittelbar auf den Pressknüppel überträgt.

Zur Lösung dieser Aufgabe besteht die Erfindung im wesentlichen darin, dass die Strangpresse ein mit einer axialen Bohrung versehenes erstes Kolbenaggregat aufweist, das mit einem in die Auspresskammer durch das eine offene Ende der sie bildenden Bohrung des Auspressbehälters hineinragenden Druckstempel zum Vorschieben eines Pressknüppels in die Auspresskammer sowie mit einer wahlweise zu betätigenden Einspannvorrichtung zur Verhinderung einer relativen axialen Bewegung zwischen diesem ersten Kolbenaggregat und dem in die Auspresskammer hineinragendem Pressknüppel versehen ist, und dass ausserdem ein zweites, mit einer axialen Bohrung versehenes Kolbenaggregat mit einem die Pressmatrize bzw. Pressform tragenden Stempel angeordnet ist, der durch das andere offene Ende der Bohrung des Auspressbehälters in die Auspreskammer hineinragt, wobei die beiden Kolbenaggregate durch in Richtung der Längsachse der Bohrung des Auspressbehälters wirksame Vorrichtungen relativ zueinander bewegbar sind, um einen gesteuerten Anpressdruck in dem einen Teil des Pressknüppels umgebenden hydrostatischen Druckmittel zu erzeugen.

Nachstehend sind mehrere Ausführungsbeispiele der Erfin-

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dung an Hand der Zeichnung; - beeohrieben*

■ - - ■■ " ..
Bs .zeigen: * ~ ;

fig, 1 eine ersteAusfuhrungsformder

Erfindung im Iängssohnitt| - ..'_■ ·

lig« 2 einen Teillängssohnltt durah eine etwas .-abgeänderte Aus-

führungsformj ^ _:

lig. 3- einen Teil der fig« ^I^ZU^ Pig. 4 eine gegetiütarer lig, 1 etwas abgeänderte

form in &ev Ansiohtj ν ; ^ ; Fig. 5 eine zweite Ausfüitrungsform der Presst in, Längsaolmittj lig· 6 eine dritte Auafülirungsform /dtr Prease ©Wenfalls im

Längssohnitt, und - ; ,

Pig β 7 eine weiter© Ausfuhrungsforffi der Pr@s@© im längs solinitt

öemäss Fig* 1 weist die Hooliteuoteetxamgpr@SB© 'n'aoh dar ." Erfindung einen zylindrischen HöoMruok-Auspg'tggljehält©®¹ -1 mit.

konzentrisofeen Bohrungen 2 und 5 ron Ters auf, -die in dem Behälter 1- ©ine aa "beiten gestufte Axialfeotoung "bildenβ ¥i& in Iig_e Z §@g®igf_P: kaum der Auspress'behält®!⁸ 1 mußt aus-sw©! gl©ioMohsig©a 32 und 33 bestehen, di© jeweils mit
rung 2 bzw» 3-von gleichbleibendem^--
aber vereohled@s@si Surohm©@@er T@^|©h®B ßind« knoh

_e 5i

des Auspressbehälters eine teilweise konische oder ähnliche konische Bohrung "bilden.

An dem Auspressbehälter 1 sind gleichachsig mit den Bohrungen 2 und 3 zwei hydraulische Verstärkervorriohtungen 4 und 5 fest angebracht. Die Verstärkervorriohtung 4 weist ein an den Enden geschlossenes zylindrisches Aussengehause 6 auf, in dem ein Kolben 7 geführt ist, der mit einem hinteren zylindrischen Ansatz 8 von erheblich kleinerem Durchmesser versehen ist und mit diesem zylindrischen Ansatz nach hinten durch das geschlossene Ende des Gehäuses 6 herausragt. Auf der Vorderseite des Kolbens 7 ist an diesem ein zylindrische;]? Stempel

9 .befestigt, der einen Hochäruokstempel bildet und in die weitere Bohrung 2 des Auspressbehälters 1 eingreift.

Der Kolben 7 mit dem Ansatz 8 und dem Stempel 9 bildet ein erstes Kolbenaggregat₉ durch das gleichachsig eine Bohrung

10 von solohem Durchmesser hindurchgeführt ist, dass sie einen Pressknttppel 11 (oder mehrere) dicht umfassend aufnehmen kann. Die Bohrung 10 kann auoh einen Knüppel-Iadekolben 12 mit seinem inneren Ende aufnehmen. In dem Kolben 7 ist eine Einspannvorrichtung 13 angeordnet, die betätigt werden kann, um eine relative asiiale Bewegung zwischen dem Kolben 7 und dem Freasknüppel 11 oder dem Kolben 12 zu verhindern. Der Hochd&ruokstampel 9 läuft am vorderen Ende in eine verhältnismäesig dünnwtäRdig® Hülse 24 aus, die den Pressknüppel 11 umfasst und eine - Dichtung bildet, die durch d©n Druck, der in dem hydrostattsohan Druckmittel 25 in den Bohrungen 2 und 3

erzeugt wird, radial naoh innengege'n den Pressloiüppel gedrückt wird. ■...-:■

Die am anderen Ende des Hoerdrückteiles 1 angeordnete Verstärkervorrichtung 3 enthält in einem mit der engeren Bohrung5 gleichachsigen zylindrischen Gehäuse 14 einen Kolben mit axial verlaufenden Korbenansatz 16 und einem ebensolchem Stempel 17. Der Kolbenansatz 16 ragt durch das äussere geschlossene .Ende des Gehäuses 14 hindurch naoh aussen, während der Stempel 17 in die Bohrung 3 des Hochdruckteil-era 1 eingreift« . :

An seinem inneren Ende trägt der Stempel 17 eine Pressform oder »-matrize 18, Der Kolben 15 bildet mit dem Kolben-'ansa^z 16 und dem Stempel 17 ein-zweites Kolbenaggregat, das mit einer durchgehenden konzentrischen Axialböhrung >19 von öolchem Durehmesser versehen ist, dass sie den weitesten auszupressenden Strang aufnehmen kann,» Weiterhin sind der Kolben 15 und der Kolbenansatz 16 durch Ringdichtungen 20 und' der Stempel 17 durch eine Hochdruckdichtung21 abgedichtet.Zwischen den Yerstärkervorriohtungen 4 und 5 ist eine hydraulische Verbindung 22 angeordnet, die eine Pumpe 23 enthält. Ausserdem ist d.ie Ausbildung derart, dass hinter den Kolben 7 und 15 ilüssiglceit entfernt und das Ansammeln von llüssigkeit verhindert werden kann. Die vor den Kolben 7 und 15 liegenden Zylinderräume 28 und 29 können mit in Pig, T nicht dargestellten Pumpen verbunden sein, damit die Kolben, wenn erforderlich,

zurückgeholt oder die Regelung der Bewegungsgeschwindigkeit der Kolben 7 und 15 unterstützt werden kann.

Zum Betrieb der Strangpresse werden ein langer oder mehrere kurze Pressknüppel 11 in die Bohrung 10 des Kolbenaggregates 7, 8, 9 eingebracht und mit dem Ladekolben 12 durch die Hülse 24 des Stempels 9 hindurch bis zur Einlasseite der Pressform 18 vorgeschoben. Gleichzeitig wird dieses Kolbenaggregat bis zur aussersten Grenze zurückgeschoben und das Kolbenaggregat 151 16, 17 in eine Stellung bewegt, bei der der Stempel 17 mit der Pressform 18 in der Bohrung 3 eine mittlere Ausgangsstellung einnimmt. Ausserdem werden die Bohrungen 2 und 3 mit hydrostatischen Druckmittel 25 gefüllt. Zum Zurückschieben der einfachwirkenden Kolben 7 und 15 werden, wie bekannt, nicht gezeigte aussere hydraulische Hilfszylinder verwendet, von denen je zwei an jedem Kolben vorzugsweise über Kreuzköpfe angreifen, die an den Kolben 7 und 15 angebracht sind. Die Hilfszylinder können einfachwirkend oder doppelwirkend ausgebildet sein und können, wenn sie doppelwirkend sind, dazu ausgenutzt werden, die Bewegung des den Pressknüppel tragenden Stempels 9 beim Strangpressen zu unterstützen.

Sodann werden die Einspannvorrichtung 13 und die Pumpe 23 betätigt* Gegenseitige Axialbewegungen zwischen dem Pressknüppel 11 und dem Stempel 9 sowie zwischen der Pressform 18 und dem Stempel 9 sind dabei verhindert.. Die beiden Kolbenaggregate 7, 8, 9 und 15, 16, 17 sowie der Pressknüppel 11 bewegen sioh daher insgesamt auf das Pressformende des Aus-

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> ■■■■■

pressbehälters 1 zu, wodurch in dem hydroatatiBohen Druckmittel 25 infolge des Unterschiedes im Durohmesser der 3ohrungen 2 und 3 ein Druckaufbau herbeigeführt wird·. Während dieses Vorganges wird Flüssigkeit aus der Verstariervorrichtung 5 über . die hydraulische Verbindung 22 ausgetrieben und der von der Pumpe 23 gelieferten Druckflüssigkeit zur Zuführung in die Verstärkervorrichtung 4 zugefügt.

Wenn der Druck in den Bohrungen 2 und 3 mit P, die Drücke in den Verstärkern 4 und 5 mit P₁ und p₂, die wirksamen Kolbenflachen der Kolben 7 und 15 mit A- und A₂ und die wirksamen Druckflächen der Stempel 9 Und 17 mit a-j und a« bezeichnet werden, so ergibt sich, da die Verstärker 4 und 5 über die Leitung 22 miteinander verbunden sind.

Wenn angenommen wird, dass die durch den Stempel 9 auf den Pressknüppel 11 ausgeübte Kraft gerade gross genug iat> Um die Druokreaktion auszugleichen, so ergibt sioh für Gleichgewicht, dass

A₁ '.a-

^a2

Am Ende doi Bruokhubes let der arforderliohe Ausipress·

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druck erreicht und der Pressknüppel Tl beginnt, durch die Pressform zu fliessen. Hierbei wird der Stempel 9 in der Bohrung 2 zurückgeschoben, während der Stempel 17 in .der Bohrung mit grösserer Geschwindigkeit vorgeschoben wird, um den Pressknüppel 11 in die Pressform 18 zu führen. Schliesslich kommt am Ende des Presshubes die Hülse 24· des Stempels 9 mit der Einlasseite der Pressform 18 in Berührung. In diesem Zeitpunkt wird die Flüssigkeitspumpe 23 stillgesetzt und das Öl aus den Verstärkern 4 und 5 über ein Ventil 26 abgelassen. Der auf die grössere Druckfläche des Stempels 9 wirkende Druck des hydrostatischen Druckmittels 25 führt dann eine Verschiebung beider Kolben 7 und 15 nach links in Fig. 1 herbei. Der Stempel 17 wird dabei gegen den Pressknüppel 11 duroh den verbleibenden hydraulischen Druck in dem Verstärker 5 angedrückt gehalten, der entsprechend der Gleichung (2) immer gerade gross genug ist, um die durch den Druck in der Bohrung 3 erzeugte Kraft nach aussen zu überwinden«

Schliesslich fällt der Druck in dem hydrostatischen Druckmittel 25 auf einen geringen Wert ab, und der Kolben 15 erreioht die innere Grenze seines Bewegungsweges. Die Einspannvorrichtung 13 wird dann gelöst, wobei durch den Pressknüppelladekolben 12 Druck ausgeübt wird, um eine axiale Bewegung des Pressknüppels zu vermeiden. Der Stempel 9 des Kolbens 7 wird entsprechend dem Bewegungsweg des Kolbens 7 aus der Bohrung 2 herausgezogen, so dass das hydrostatleohe Druckmittel 25 zum Ausgleich von Verlusten ergänzt werden kann. Dies kann über Bohrungen in dem Auapresabehälter 1 oder z.B. mittels eines

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Sehieberventiles in einer Hülse erfolgen, die zur Bildung der engeren Bohrung 3 dient.

Die Strangpresse ist dann für einen weiteren- PresEvorgang bereit, der durch Schliessen des Textiles 26, Betätigung der Einspannvorrichtung 13 "und Inbetriebsetzen der Pumpe 23" eingeleitet wird. Es ist noch zu bemerken, dass während des vorhergehenden Pressvorganges hei der Betätigung der Einspannvorrichtung 13 ermöglicht ist, den Pressknüppel-Ladekolben zurückzuziehen und je nach Bedarf zusätzliche Pressknüppel· in die Bohrung 10 einzuführen, ohne den Pressvorgang zeitlich zu verlängern. Ausserdem könnte auch ein kontinuierlicher Pressknüppel verpresst werden, wenn der Ladekolben 12 durch entsprechende Vorschübrollen ersetzt wird oder wenn der Pressknüppel in einer federbelasteten-konischen Spannzange oder Klemme gehalten wird, die in axialer Richtung durch den ladekolben 12 betätigt werden kann.

. Wenn es erforderlich ist, einen kurzen PressToiüppel zu verpressen, der möglicherweise auoh einen kleineren Durchmesser besitzt als die Bohrung TO, so kann gemäss I*ig. 2 am vorderen Ende des hier mit 12a bezeichneten Ifadekolbens ein zylindrisches Terlängerungsstück 27 angebracht werden,das den Pressknüppel 11 am vorderen Ende aufnimmt und genau den erforderlichen Durchmesser für den Eingriff mit der Einspannvorrichtung 13 hat. ■"■'./■■.-■■. ■

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Weiterhin könnte anstelle der Einspannvorrichtung 13 ein kräftigerer Ladekolben 12 verwendet werden, der allein in der Lage ist, die axiale Reaktionskraft der Pressknüppel "beim Pressvorgang aufzunehmen. Auch könnte die Hülse 24 als Einspannglied verwendet werden, das durch den Druck in dem hydrostatischen Druckmittel 25 betätigt und selbsttätig gelöst wird, wenn dieser Druck auf seinen unteren Grenzwert abfällt.

Die letztere Möglichkeit ist besonders vorteilhaft bei Strangpressen, die mit sehr hohem Druck arbeiten, weil hierbei die erforderliche axiale Beanspruchung in dem Pressknüppel 11 grosser ist als seine Streckgrenze. Das bedeutet, dass bei Anwendung von sehr hohem Druck der Pressknüppel, wenn er durch die Einspannvorrüitung 13 gehalten wird, in der Bohrung 10 zum Stauchen neigt und auf die Bohrung 10 einen erheblichen Radialdruck ausübt. Obwohl hierbei die an der Einspannvorrichtung 13 notwendige Einspannkraft infolge der starken Reibungsberührung zwischen der Bohrung 10 und dem Pressknüppel 11 herabgesetzt werden würde, müsste dann der Stempel 9 so ausgebildet werden, dass er den Radialdruck aufnehmen kann. Wenn demgegenüber die Hülse 24 als drückbetätigte Einspannvorrichtung verwendet wird, so tritt dieses Problem nicht auf, da .das Stück des Pressknüppels zwischen der Hülse 24 und der Einspannvorrichtung 13 nur sohwach belastet wird. Die Einspannvorrichtung 13, die durch einen federbelasteten geschlitzten Spannkegel einfacher Art gebildet werden kann, wird jedoch noch benötigt, um die anfängliche Einscannung zu gewährleisten, solange der Druck

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in der durch, die Bohrung 2 gebildeten Auspresskainmer des Auspresst ehält er s 1 zur Betätigung der Hülse 24 als Einspannglied noch.■ nicht gross genug ist.

Wenn ,es notwendig ist, einen Pressknüppel nur teilweise zu verpressen, so kann der Pressknüppelabfall oder das ausgepresste Ende, aus der Pressform 18 herausgezogen werden, indem die Zylinderräume 28 und 29 der Verstärker (Fig. 1), /bevor die Einspannvorrichtung 24 gelöst wird, unter Druck gesetzt werden, um die Pressform 18 von dem Pressknüppel 11 wegzuziehen. Der Pressknüppelabfall kann dann über die Bohrung 10 herausgezogen werden, nachdem die Einspannvorrichtung 13 gelöst ist. In diesem Falle muss die Pressform 18 in dem Ende des Stempels 17 eingespannt sein.

Es kann aber auch eine zweiteilige Pressform (Fig. 2) verwendet werden, die durch ein inneres Pressformglied 30 und ein äusseres Pressformglied 31 in Form einer Hülse gebildet ist, die an dem Stempel 17 angeordnet igt und das innere Pressformglied 30 mit Passitz verschiebbar umgibt. Am Ende des Auspressvorgangea können dann die Zylinderräume 28, 29 unter Druck gesetzt oder die äusseren hydraulischen Hilfszylinder betätigt werden, um den Pressknüppel 11 zusammen mit dem inneren Presaformglied 30 aus dem äuaseren PreaBformglied 31 herauszuziehen· Die Einspannvorrichtung 13 kann dann gelöat und der Preaeknüppel mit der Presaform durch die Bohrung 10 zum späteren Aueeinandernehmen ixerausgezogtti werden·

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— I /J. —

Wie bereits erwähnt, kann der Druckbehälter 1 aus zwei Teilen 32 und 33 (Fig. 2) bestehen, die mit einer ruhenden Dichtung 34 versehen sind. Wenn der Pressknüppel 11 von der Pressform auf die beschriebene Weise weggenommen ist, so können die Bohrungen 2 und 3 durch axiale Trennung der beiden Behälterteile 32, 33 an der Dichtung 34 zugänglich gemacht und das Pressknüppelende weggenommen werden.

Bei der Ausführungsform nach Mg. 1- bis 3 sind zwei bewegliche Stempel 9 und 17 in Verbindung mit einem ortsfesten Auspressbehälter 1 mit abgestufter Bohrung verwendet. Statt dessen könnte auch der Stempel 9 feststehend und d5r Auspressbehälter 1 mit dem Stempel 17 beweglich angeordnet sein. Grundsätzlich ist es nur notwendig, dass mindestens einer dieser Bestandteile (Behälter 1 und Stempel 9 und 17) relativ zu den anderen feststehend angeordnet ist. Weiterhin kann auch die Ausbildung so sein, dass der Stempel 9 einen kleineren Durchmesser als der die Pressform tragende Stempel 17 und die Bohrung 2 einen kleineren Durohmesser als dieBohrung aufweist. Auch sind andere Vertauschungen und Kombinationen für die Strangpresse möglioh, wenn entsprechend bestimmt wird, weloher oder welche der drei Hauptbestandteile beweglich und weloher Stempel und welohe Bohrung einen grösseren Durchmesser haben soll.

Bei einer weiteren Abänderung der beschriebenen ersten Ausführungsform, bei der eine» oder alle der angeführten Merk-

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male verwendet sind, kann ein "gesteigertes'' hydrostatisches Extrudieren erreicht werden, wenn die durch den Stempel 9 und die Einspannvorrichtung; 13 auf das hintere Ende des Pressknüppels 11 ausgeübte Kraft grosser ist als diejenige Kraft, die zur Überwindung der Reaktionskraft infolge des in dem hydrostatischen Druckmittel 25 erzeugten Druckes notwendig ist. Die Reaktionskraft der Pressform, die auf den Stempel wirkt, ist dabei ebenfalls grosser als "bei- der beschriebenen Ausführungsform, bei der sie im wesentlichen gleich dem Produkt aus dem Druck im Druckmittel 25 und der Querschnitt&grösse des Stempels 17 mit.dem in ihm enthaltenen Presstrang Ist*

Das wesentliche Erfordernis für eine solche gesteigerte Extrudierung ist, dass die Kraft an dem die Pressform tragenden Stempel im Verhältnis zur Kraft an dem anderen Stempel vergrössert wird« Zu diesem Zweck können, wenn für "beide Stempel . 9> 17 Hilfszyllnder angeordnet sind, diese Hilfszylinder "beim Extrudieren verwendet werden» um einen oder beide Stempel 9 und 17 zu unterstützen bzw. zu halten und so die wirksamen Gesamtflächen A* und Ap durch ihre eigenen wirksamen -Flachen zu vergrössern oder zu verkleinern. Eine solGheSteigerung kann entsprechend Gleichung (2) durch Druckerzeugung in den Hilfszylindern für den Stempel 17 im Sinne einer Vergrosserung von A₂ oder durch Druckerzeugung in dem Hi€.fszylinder für den · Stempel 9 zum Pesthalten desselben und Verringern von A₁ erreicht \ierden«

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Es ist weiterhin möglich., die Strangpresse so auszubilden, dass,ohne eine Steigerung zu "bewirken,, die-Hilfezylinder für den Stempel 17 normalerweise dem Kolben 15 entgegenwirken und ihn festhalten. Auf diese Weise wird, obwohl die Nettoflache A₂ dann durch die Gleichung (2) gegeben ist, die Wirkfläche des Kolbens 15 "um einen Betrag grosser als diese, der gleich der Fläche des Haltezylinders ist.

Eine Steigerung kann ferner durch Druckentlastung von einem oder mehreren Hilfszylindern für den Stempel 9 zur Vergrösserung τοη A₂ erreicht werden, und ähnlich kann der . Stempel 9 normalerweise durch seine HiIfszylinder unterstützt werden.,. Die Steigerung kann dann durch Druckentlastung der unterstütztenden Hilfszylinder für den Kolbenansatz 9 zur Verringerung von A₁ herbeigeführt werden. Es sind somit die verschiedensten Kombinationen für Steigerungsvorgänge mit ■verschiedenem Ausmass der Steigerung ermöglich-^, wobei die Grosse der Steigerung während eines PressVorganges geändert werden kann.

Eine gesteigerte hydrostatische Extrudierung wird bei Verwendung der Ausführungsform nach ¹FIg. 1 vorteilhaft bewirkt, wenn A₂ erheblich grosser als der durch die Gleichung (2) gegebene Wert ist. Beim Grenzwert sind, -wenn der Steigerungsdruok im Vergleich mit dem in dem hydrostatischen. Druckmittel erzeugten Druck gross ist, A₁ und A₂ nahezu gleich. Diese Anordnung erfordert eine ständige Änderung an der Strangpresse.

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Eine flexible abgeänderte Ausführungsform, bei der ein hydrostatisches Extrudieren ohne Steigerung oder mit Steigerung in verschiedenem Ausmass ermöglicht ist, ist schematisch in , 4 dargestellt. ,

Die Ausführungsform nach ffig. 4 entspricht grundsätzlich der Ausführungsform nach Jig. 1 mit der Ausnahme, dass die hydraulische Verbindung zwischen den Verstärkern 4 und 5 über einen Druckumformer 35erfolgt,' der ein konstantes bestimmtes Verhältnis zwischen den Drücken P₁ und p₂ in den Verstärkern 4 und,,5 aufrechterhält.

Die Beziehung zwischen A-, und A_g (Gleichung (2)) wird dann beim normalen hydrostatischen Strangpressen:

^A1 _ ^al^p2.

¹J ^

β.ο dass die Durchmesser der Verstärker und Stempel entsprechend dem Druckverhältnis des Druckumformers 35 frei gewählt werden können. Zum Übergang auf gesteigertes Extrudieren ist es lediglich notwendig, das Verhältnis p₂ : P₁ zu ändern. Dies kann während eines Presavorganges naoh Bedarf herbeigeführt werden. Beim Extrudieren' einer komplexen Komponente, kann eine solohe Änderung während jedes AuBpreosvorganges mehrmals notwendig werden.

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Der Druckumformer 35 besteht vorzugsweise aus zwei hydraulischen Taumelscheibenpumpen "bzw. -motoren 36 und 37» die derart mechanisch miteinander verbunden sind, dass aus dem Verstärker 5 über die Leitung 22 abströmendes Druckö'l der Pumpe 37 zugeführt wird und diese als hydraulischen Motor antreibt, der sein Drehmoment über eine Welle 36 auf die Pumpe 36 überträgt, die Öl für den Verstärker 4 mit dem erforderlichen Druck p^ -liefert. Der Taumelsoheibenwinkel der Pumpen 36 und 37 kann zur Beibehaltung des Druckverhältnisses P₁ : Pp für jeden Druckwert selbsttätig geregelt werden.

Ein wesentliches Merkmal der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Strangpresse aus drei Haupbaggregaben, nämlich den beiden Kolbenaggregaten 7* 9 und 15, 17 und dem in Fig. als ortsfest dargestellten Aggregat aus dem Behälter 1 und den beiden Verstärkergehäusen 6 und H, besteht. Da beim Betrieb der Strangpresse nur eine Relativbewegung dieser drei Aggregate erforderlich ist, kann je nach dem besonderen Verwendungszweck irgendeines dieser Aggregate orbsfest angeordnet werden. Durch Vertauschen der ortsfesten Aggregate, z.B. des Behälter- und Verstärkeraggregates nach Fig. 1 gegen eines der anderen Aggregate, können verschiedene Gestaltungen .für die Strangpressen herbeigeführt werden.

Eine solche andere Gestaltung ist bei der Ausführungsform naoh Fig* 5 verwirklicht, bei der ein Pressknüppel-Ein- spann- und Kolbenaggregat 7a, 9a ortsfest angeordnet ist.Die

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den Ausführungsformen nach Pig» 1 und Mg.»' 5 - gemeinsamen Teile sind in Pig. 5/mit den gleichen Bezugsζeichen bezeichnet •wie in Pig. 1. Gemäss Pig, 5 ist durch Einfügen einer Gleithülse 39 in denmit einer durchgehenden axialen Bohrung 2 versehenen Auspressbehälter Ta durch den Hohlraum der Gleithülse die engere Bohrung 3 gebildet. Hierbei könnte auch der Behälter 1a ortsfest sein. Die vorher erforderliche axiale Bewegung des Behälters 1 ist durch axiale Bewegung der Gleithülse 39 ersetzt, die an einem Eingkorben 40 angeordnet ist, der zugleich den Zylinder "bildet., in dem ein die Pressform 18 tragendes Kolbenaggregat 15a, 17 verschiebbar ist. Der Ringkolben -40 ist- in dem Verstärkergehäuse 41 geführt, das durch eine Stirnplatte 42 abgeschlossen ist* Die Stirnplatte 42 ist mit dem ortsfesten Kolbenaggregat 7a, 9a über Zugstangen 43 und eine Platte 44 verbunden.

Beim Strangpressen, das mit oder ohne Steigerung durchgeführt werden kann, wird das erforderliche Verhältnis* der jeweils auf den Stempel 1-7 und die ringförmige Hülse 39 wirkenden Kräfte durch Aufrecht erhalt en des Druelcverhältnisses in dem Verstärker 5 und dem Verstärkerraum 29 herbeigeführt. Dies kann, wie vorher, beschrieben, durch einen Druckumformer 35 in Verbindung mit der Plüssigkeitspumpe 23 erreicht werden.

Bei der Alisführungsform nach Pig. 5, bei der der Auspressbehälter 1a ständig an dem Pressknüppel-Spannstempel 9a des ortsfesten Kolbenaggregates 7a, 9a befestigt ist, kann die Bewegung der Gleithülse 39 als äquivalent zu der vorher er-

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wähnten Bewegung des Behälters angesehen werden« Dies beruht darauf,', dass die Anordnung des ringförmigen Stirnendes der G-leithülse 39 der Anordnung der Bohrungsstufe in dem Behälter entspricht. Weiterhin kann die Ausführungsform naoh Fig. 5 so ausgebildet sein, dass die GILeithülse 39 statt mit dem die Pressform 18 tragenden Stempel 17 vereinigt zu sein und diesen zu umgäben mit dem Pressknüppel-Spannstempel verbunden ist und diesen umgibt. Dies bedeutet wiederum, dass der Stempel 17, der in Mg. 5 mit kleineren Durchmesser dargestellt ist, als der Pressknüppel-Spannstempel 9a, umgekehrt gegenüber diesem auch einen grösseren Durchmesser haben kann. In diesem Falle würde die Bohrung 3 von kleineren Durchmesser den Pressknüppel-Spannstempel aufnehmen. Auch hier können somit Abänderungen der Strangpresse herbeigeführt werden, indem entsprechend ausgewählt wird, welcher oder welche der Stempel relativ beweglieh sind und welcher Stempel mit der beweglichen G-leithülse verbunden sein soll.

Bei einer Anordnung, bei der der PressknüppelSpannstempel in der beweglichen Gleithülse relativ zu einem feststehenden Stempel 17 und einem feststehenden Auspressbehälter 1 bewegbar ist, ist es möglich, dass dieGfeithülse bei einer beliebigen Arbeitsstufe eines Bxtrudiervorganges auf einen Teil ihrer Länge einem äusseren oder inneren Druckciausgesetzt wird· Ein solcher Druck wird dann nicht durch einen gleichgrossen Innen- oder Aussendruck ausgeglichen, wie es an sich sein könnte. Ein solcher Betriebszustand, der bei Anwendung eines sehr hohen

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Druckes unerwünscht ist, kann gemäss-Mg. 6 vermieden werden. Bei der Ausfüftrungsform nach Mg, 6, die derjenigen nach lig, 5 ähnlich-.ist, ■ gleiten"--innere und aus sere Dichtungen 21 immer auf radial gegenüberliegenden Flächen der ringförmigen Hülse 59, so dass hierbei kein unausgeglichener Radialdruck auf die Hülse ausgeübt wird. Dies wird dadurch erreicht, dass der Auspressbehälter Tb mit dem' durch die Hülse hindurohragenden Stempel, der bei der dargestellten Ausführungsform der die Pressform 18 tragende Stempel TT ist, gemeinsam beweglich ist.

■ Die Hülse 39 ist mittels eines Ringkolbens 40 bewegbar, der in einem zylindrischen Gehäuse 41 a mit geschlossenem Ende verschiebbar ist, das den Kolben 15b bildet. Das zylindrische 6-ehäuse 41a endigt mit einem Kreuzkopf 41b» und der Auspressbehälter Ib ist mit dem Kolben 1.5tr, SuB." duroh zwei oder mehr Zugstangen 41c verbunden, die an dem Kreuzkopf 41b und andem Behälter 1b befestigt sind.. Die Verbindungsstangen 4Iu sind vorzugsweise duroh Kolbenteile von hydraulischen Hilfszylindern gebildet, die zwischen dem Behälter 1b und dem Kreuzkopf 41b angeordnet sind und während eines Auspressvorganges gegen relative Bewegung gesichert werden können, damit der Behälter 1b und der die Pressform 18 tragende Stempel 17 > mit dem der Kolben I5*b unmittelbar verbunden ist, als Einheit miteinander bewegt werden Minnen· Tor oder naoh einem Extru4-diervorgang können die Kolben- und Zylinder aggre gate' verwendet werden, us den Behälter 1b relativ zu dem die Pressform tra«

genden Stempel 17 zu verschieben und so den Behälter von der Pressform 18 oder der den Pressknüppel einspannenden Hülse weg zu bewegen und diese zugänglich zu machen. Der Kolben 15b und sein zylindrisches Gehäuse 41a sind in dem Verstärkergehäuse 41 verschiebbar, das durch eine Endplatte 42a abgeschlossen ist. Die Endplatte 41 ist dabei mit dem ortsfest angeordneten Kolbenaggregat 7^ durch Zugstangen 43 und die Platte 44verbunden.

Bei dieser Ausführungsform ist der Pressknüppel-Ladekolben 12 der Fig..1 durch Vorschubrollen 45 ersetzt, die das Extrudieren eines kontinuierlichen Pressknjjrpels 11 ermöglichen.

können
Auch hierbei/nicht dargestellte äussere hydraulische Hilfszylinder verwendet werden, um die Gleithülse 39 und den- die Pressform tragenden Stempel 17 zurückzuziehen. Das hydrostatische Druckmittel 25 kann der Bohrung 3 des Behälters über ein in der Hülse 39 angeordnetes Sohieberventil zugeführt werden.'

Die Wirkungsweise der Strangpresse nach Pig. 6 ist folgendes

Nach Vollendung eines Auspressvarganges wird die Hülse zur Druckentlastung des Behälters 1b zurückgezogen und hierduroh die Sinspannhülse 24 von dem Pressknüppel 11 gelöst. Sodann wird der Stempel 17 zusammen mit dem Behälter 1b zurückgezogen, wobei zugleich der Pressknüppel 1 in die Bohrung 2

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des Behälters vorgeschoben wird. Ansohliessend wird die Hülse 39 in die Bohrung 2 vorgeschoberi., um das in dieser 'befindliche hydrostatische Druckmittel 25 unter Druck zu setzen und so die Einspannhülse 24 an den Pressknüppel 11 anzupressen. Wenn der Extrudierdrück erreicht ist, so führt die Unterdrucksetzung des Terstärkers 5 eine weitere Torschubljewegung des Stempels 17 herbei, wodurch die Pressform 18 an den Pressknüppel 11 herangeführt wird.. Zugleich wird die Hülse 59 zurückgezogen» Wenn die Pressform 18 in Anlage an die Ein- . spannhülse 24- kommt, so wird der Auspressvorgang "beendet, und der Arbeit.sablauf beginnt von Feuern. Wenn es bei Beendigung eines Arbeitsablaufes notwendig ist, in den Behälter 1b zusätzlich hydrostatisches Druckmittel 25 zuzugeben, so wird der Behälter 1b in Bezug auf Pig. 6 nach rechts verschoben, bis er die Dichtungsfläche des Stempels 9 freigibt. Sodann kann hydrostatisches Druckmittel von aussen zugeführt und die ' Hülse 39 wieder in ihre richtige lage zum Aufbau des Druckes in der Auspresskammer des Behälters gebracht und der Behälter zurückbewegt werden. Beim anfänglichen lullen der Auspresskammer können die Hülse 39 und der Stempel 17 ebenfalls zurückgezogen werden, um den Behälter frei zu machen und zu ermöglichen, dass Luft aus der Bohrung 2 an der in lig. 6 rechts gezeigten Dichtung 21 austreten kann.

Bei der Ausführungsform nach Fig« 6 wird die Hülse 39 beim Verdichtungshub duroh Reibungskräfte sowohl an ihrer Innenfläche als auch an ihrer Aussenflache verzögert. Da der

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Behälter mit dem Stempel 17 verbunden ist, versuchen diese Reibungskräfte den Stempel 17 nach innen zu ziehen. Wenn daher diese Flächen der Gleichung (2) entsprechen, βό wird der durch die Hülse· 39 erzeugte Flüssigkeitsdruck geringer als der Druck der Druckflüssigkeitsquelle, während der nach innen gerichtete Druck auf die Pressform erheblich grosser ist. Hierdurch wird eine beträchtliche Steigerung herbeigeführt, obwohl aus der Gleichung (2) keine Steigerung erwartet werden kann.

Wenn das Extrudieren im Gange ist, so wird die Hülse 39 zurückgezogen und zwei Reibungskräften ausgesetzt, die ihrerseits den Stempel 17 verzögern (der auch durch Dichtungsreibung infolge der Verbindung mit dem Behälter 1b verzögert Avird). Der zum Zurückdrängen der Hülse 39 erforderliche Flüssigkeitsdruck ist daher grosser als erwartet, während der'nach innen gerichtete Nettodruck auf den Stempel 17 geringer ist. Hierdurch ergibt sich eine negative Steigerung mit dem Bestreben zwischen dem Pressknüppel und der Pressform eine Trennung herbeizuführen. Während dieser Phase ergibt sich ein hybrider Zustand, wenn die Hülse 39 und der Stempel 17 aneinander haften, wobei der Flüssigkeitsdruck sinkt.

Allen diesen Wirkungen kann begegnet werden, indem die Hilfszylinder an der Hülse 39 und dem Stempel 17 zum Ausgleich der Reibungskräfte verwendet werden. Eine Steigerung wird durch Druckentlastung der zusätzlichen Haltezylinder für den Stempel 9 zur Vergrösserung von Ag erreicht« Die Rüolcführungszylinder für den Stempel 17 werden normalerweise durch Entleerung über

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ein Rückschlagventil beim Vorschub des' Stempels 17 festgehalten. Durch Änderung deö Entlastungsdruckes kann das Maas der Steigerung kontinuierlich eingestellt werden.

Es sind weitere Ausführungsformen der Strangpresse möglich, bei denen die Hülse 39 gegenübereinem beweglichen Behälter 1b und beweglichen Kolben bzw. Stempeln 9 und 17 ortsfest angeordnet ist. Eine dieser Ausführungsformen ist in Mg* 7 dargestellt. Hierbei umgibt die Hülse 39 den die Pressform tragenden Stempel 17 und ist mit der Stirnplatte 42 über einen zylindrischen Teil 46 verbunden, in dem der Kolben 15c angeordnet ist. Der Behälter 1b ist mit dem Kolben 15c zur gemeinsamen Bewegung mit diesem durch Zugstangen 47 fest verbunden, die durch entsprechende Öffnungen im vorderen Ende des zylindrischen Teiles 46 hindurohgeführt sind. Der PressknüppelEinspannstempel 9 ist ebenfalls·beweglioh, und sein Kolben 7c ist in einem zylindrischen Teil 48 verschiebbar, der mit der Platte 44 fest verbunden ist. Die Arbeitsweise dieser Ausführungsform ist derjenigen naoh lig, β ähnlich, wobei auch in diesem Palle ein nicht ausgeglichener Radialdruck auf die Hülse 39 verhindert ist« Bs sindwiederum Abänderungen der Ausführungsform nabh !ig* 7 für eine ortsfest angeordnete Hülse 35 möglich, indem entsprechend "fo©-* stimmt wird, vreloher Stempel duroh |t±e Hüls®

und welches? Stempel sich jsit dem Be|iälter bewegen soll* !

Claims (9)

1. Patentansprüche

   1, Hochdruok-Strangpresse zum hydrostatischen oder halbhydrostatischen Extrudieren mit einem Hochdruck-Auspressbehälter, in" dem eine an ihren Enden offene axiale Bohrung zur Bildung von mindestens einer ein hydrostatisches Druckmittel enthaltenden Auspresskammer angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Strangpresse ein mit eiiier axialen Bohrung (10) versehenes erstes Kolbenaggregat (7> 7a; 9, 9a) aufweist, das mit einem in die Auspresskammer (2) durch das eine offene Ende der sie bildenden Bohrung des Auspressbehälters (1; 1a.j 1b) hineinragenden Druokstempel (9, 9a) zum Vorsohieben eines Pressknüppels (11) in die Auspresskammer sowie mit einer wahlweise zu betätigenden Einspannvorrichtung (13, 24) zur Verhinderung einer relativen axialen Bewegung zwischen diesem ersten Kolbenaggregat und dem in die Auspresskammer hineinragenden Pressknüppel versehen ist, und dass ausserdem ein zweites, mit einer axialen Bohrung (19) versehenes Kolbenaggregat (15, 17| 15a, 17} 15b; 17? 15o, 17) mit einem die Pressmatrize bzw. Pressform (18) tragenden Stempel (1.7) angeordnet ist j der durch das andere offen© Ende der Bohrung des Auepressbehältera in die Auspresskammer hineinragt, wobei die beiden Kolt>enaggregate durch in Hiohtung der Längsachse der Bohrung de^ Auspreasbehälters wirksame Vorrichtungen (4, 5) relativ zueinander bewegbar sind, um einen gesteuerten Auspress;-druok in dem einen Seil des Pressknüppels umgebenden hydrostatischen Druckmittel. (25) au erzeugen«

   - 27 -;-. TBO23aO
2. 2. strangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet* dass die Bohrung des Auspressbehälters (1, ta) zwei abgestufte Teile (2, 3) von verschiedemgrossem Durchmesser aufweist und demgemäss die Auspresskammer aus zwei miteinander verbundenen gleichachsigen Bohrungsteilen besteht,; von denen der eine Bohrungsteil einen grössem.Durchmesser als der andere Bohrungsteil besitzt, und dass der Stempel (9, 9ä) des einen Kolbenaggregates (7, 7a; 9» 9a) einen Aussendurchmesser hat, der dem Durchmesser des weiteren Bohrungsteiles (2) entspricht, während der Stempel (17) des anderen Kolbenaggregates (15a, 17) einen dem Durchmesser des engeren Bohrungsteiles (3) entsprechenden Aussendurchmesser aufv/eist, wobei die beiden Kolbenaggregate, die zwei Bestandteile der Strangpresse bilden, gegenüber dem den dritten Bestandteil der Strangpresse bildenden Auspressbaält er (1, 1a) beim Betrieb der Strangpresse axial beweglich sind und einer, dieser Bestandteile ortsfest angeordnet ist* - \
3. 3. Strangpresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Auspressbehälter (1) aus zwei Abschnitten (32, 33) zusammengesetzt ist, von denen jeder eine an beiden Enden offene Bohrung (2. bzw. 3) von gleichbleibenden, in den beiden Abschnitten aber verschiedenen.Durchmesser aufweist und die bei zusammengesetztem Behälter gleichachsi^g aneinander anschiiessen und die abgestuften Bohrungsteile der Auspresskammer bilden. "
4. 4. Strangpresse naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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   dass die Bohrung (2) des Auspressbehalters (1a, 1b) durchgehend einen gleichbleibenden Durchmesser aufweist und der Stempel (17 bzw. 9» 9a) des einen Kolbenaggregates (I5a, 17; 15b, 17j. -15ο, 17 bzw. 7a; 9a) mit einer Hülse (39) in diese Bohrung (2) hineinragt und so den Durchmesser der Bohrung verringert, wobei wenigstens.einer der vier Bestandteile der Strangpresse, die aus den beiden Kolbenaggregaten, der Hülse (59) und" demAuspressbehälter (1a,- 1b) bestehen, ortsfest angeordnet ist und von den anderen drei Bestandteilen mindestens zwei gegenüber dem ortsfesten Bestandteil axial beweglich sind..
5. 5. Strangpresse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Auspressbehälter" im Gleichlauf mit dem Kolbenaggregat, dessen Stempel in die Hülse (39) hineinragt, axial bewegbar ist, und dass die Hülse den ortsfesten Bestandteil der Strangpresse bildet.
6. 6. Strangpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 5, dauurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur axialen Verschiebung der Bestandteile der Strangpresse durch Verstärkervorriäahtungen (4» 5) mit verschieden grosser Kolbenfläche und verschiedenem Zylinderdruck gebildet sind.

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7. 7. Strangpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannvorrichtung (13» 24) für den Pressknüppel (11) durch einen, federbelasteten ge-

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   schlitzten Spannkegel (13) und/oder eine an dem Stempel (9ι 9a) des ersten Kolbenaggregates (7a, 9a) angeordnete Einspannhülse (24) mit verhältnismässig dünner Wandung gebildet ist, die durch den in der Auspresskammer (2) in dem hydrostatischen Druckmittel (25) erzeugten Druck unter radialer ■Verformung in dichte Anlage nach innen an den von ihr umfassten !Peil des Pressknüppels (11) anpressbar ist*
8. 8.' Strangpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressmatrize bzw.· Pressform (18) aus einem inneren Pressformglied (30) und einem ausseren Pressformglied. (31) in lorm einer Hülse besteht, die an dem inneren Ende des Stempels (17) des zweiten Kolbenäggregates (15, 17) befestigt ist und das innere- Pressformglied mit Passitz axial verschiebbar umfasst.
9. 9. Strangpresse nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit den in den Hg, 1 bis 7 enthaltenen zusätzliche» Merkmalen.

   Der Patentanwalt

   QO I86

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