Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Strangpressen
eines Profiles od. dgl. Körpers aus einem Barren, der in
einer Rezipientenbohrung eines Aufnehmers mittels eines
Preßstempels in Preßrichtung einem Formquerschnitt eines
Formwerkzeuges zugeführt wird, mit am Formwerkzeug quer zur
Preßrichtung bewegbarer Trenneinrichtung, wobei an der
Vorrichtung nach DE 196 05 885 C1 an der dem Formwerkzeug zu
gekehrten Rezipientenstirn des Aufnehmers als weitere
Trenneinrichtung eine Scherklinge über die Mündung der Re
zipientenbohrung führbar angeordnet sowie die Weite eines
zwischen den benachbarten Stirnflächen von Formwerkzeug und
Aufnehmer bestehenden Spaltes fixierbar ist.
Beim Strangpressen wird der duktil gewordene Werkstoff ei
nes - im Metallbereich etwa aus Bunt-, Sintermetallen oder
Stahl, aber insbesondere aus einer Aluminiumlegierung vor
geformten - erwärmten Gußbarrens oder Walzstababschnittes
von einem Stempel - oder beim hydrostatischen Strangpres
sen mittels einer Flüssigkeit - durch einen oder mehrere
Formquerschnitt/e eines die Preßrichtung querenden Form
werkzeuges gepreßt. Beim direkten oder Vorwärtsstrangpres
sen bewegt sich der Stempel in Richtung des Ablaufes des
entstehenden Profils auf den Formquerschnitt zu, beim indi
rekten oder Rückwärts-Strangpressen wird der Werkstoff ge
gen die Stempelrichtung durch ein Werkzeug gedrückt, das am
hohlen Stempel festgelegt ist.
Ist beispielsweise beim direkten Strangpressen die Stirn
des Stempels in Preßrichtung an das Formwerkzeug herange
kommen, so verbleibt zwischen beiden an der hinteren Werk
zeugfläche ein sog. Preßrest des verpreßten Barrens als
mehr oder minder scheibenartiges Gebilde. Dieses wird übli
cherweise durch ein radial am Werkzeug bewegtes Schermesser
entfernt, bevor der nachfolgende Barren - von dem inzwi
schen zurückgefahrenen Stempel im Aufnehmer verschoben -
an jene Werkzeugfläche schlägt und der eigentliche Formvor
gang fortgesetzt werden kann.
Metallbarren, insbesondere solche aus Aluminiumlegierungen,
sind mit Verunreinigung - beispielsweise Schmierstoffre
sten - sowie mit einer Oxidschicht überzogen. Vor allem
die Oxidpartikel an der Barrenstirn haben sich als äußerst
schädlich für das Gefüge des entstehenden Profils erwiesen;
die durch sie entstehende Zone mit verunreinigenden Ein
schlüssen ist - in Abhängigkeit von Profilform und Preßge
schwindigkeit - verhältnismäßig lang und zwingt bei zuneh
menden Qualitätsanforderungen dazu, immer längere Profilab
schnitte als Abfall aus dem entstehenden Strang herauszu
nehmen - mit allen sich daraus ergebenden Folgen abnehmen
der Wirtschaftlichkeit bei schrumpfendem Profilausstoß.
Zahlreiche Versuche, diese Mängel zu beseitigen, blieben
erfolglos.
Der DE 30 03 311 A1 ist eine Schneidvorrichtung für eine
Presse zum direkten Strangpressen von Metallpreßbolzen zu
entnehmen, welche den in einem Aufnehmer nach dem Strang
pressen des nutzbaren Teils des Preßbolzens zurückbleiben
den Preßrest abschneidet und so vom stranggepreßten Erzeug
nis trennt; es wird als Trenneinrichtung eine ebene
Schneide mittels Antriebsmitteln an Führungsorganen in ei
ner zur Strangpreßachse senkrechten Richtung zwischen einer
von Strangpreßdüse und Erzeugnis radial entfernten Ruhe
stellung während des Strangpressens und einer Trennstellung
bewegt, wobei Führungsorgane und Antriebsmittel zum Ver
schieben der Schneide sowie zur Kraftübertragung auf diese
von einem jene Strangpreßdüse tragenden Gleitstück gehalten
sind.
In Kenntnis dieses Standes der Technik bietet die Vorerfin
dung nach DE 196 05 885 C1 zur Lösung der Aufgabe, die beim
Strangpressen insbesondere von Aluminiumlegierungen auf
tretenden Verunreinigungsbereiche am Übergang zweier be
nachbarter Blöcke oder Barren zu unterbinden, an, den Bar
ren vor Eintritt in den Formquerschnitt anzustauchen und in
Preßrichtung um ein Kragmaß - von beispielsweise 10 mm -
aus dem Aufnehmer zu schieben, wonach ein dabei entste
hender scheibenartiger Frontabschnitt des freien Barrenen
des abgeschert und entfernt sowie anschließend - nach
erfolgtem Anstellen des Aufnehmers an das Formwerkzeug -
der Preßvorgang durchgeführt werden soll. Durch das Entfer
nen dieses Frontabschnitts wird auch dessen Oxidhaut besei
tigt, so daß - ein schnelles Anschlagen der nun jungfräu
lichen Barrenstirn am Werkzeug vorausgesetzt - Verunrei
nigungen durch Oxidpartikel dieser Barrenstirn ebensowenig
befürchtet werden müssen wie das Entstehen längerer Ab
fallabschnitte in einem Profilstrang.
Um die Zeit zwischen Schervorgang und Beginn des Weiter
pressens zu vermindern, soll das Entfernen der Barrenstirn
bevorzugt zeitgleich mit dem üblichen Abscheren des Preßre
stes vom Werkzeug erfolgen. Hierzu sollen letzteres und der
Aufnehmer am Ende eines Preßvorganges axial relativ vonein
ander weg bewegt werden; sind ihre benachbarten Stirnflä
chen in Abstand zueinander fixiert, kann der Schervorgang
für Preßrest und Barren beginnen.
Zur Durchführung dieses Verfahrens wird dann eine Vorrich
tung vorgeschlagen, bei der als Trenneinrichtung an der dem
Formwerkzeug zugekehrten Rezipientenstirn des Aufnehmers
ein Schermesser vorgesehen ist; dessen Scherklinge oder ein
entsprechendes Trennorgan kann über die Mündung der Rezi
pientenbohrung geführt werden. Dazu ist die zeitweilige Fi
xierung des - an sich axial bewegbaren - Aufnehmers an
der radialen Bewegungsbahn des Schermessers erforderlich,
also ein zeitweilig fester Abstand zwischen Aufnehmer und
Formwerkzeug. In den so entstehenden Spalt exakt vorbe
stimmter Weite wird dann ein Schermesser mit zwei Scher
klingen eingefahren, die gleichzeitig den Preßrest des ver
arbeiteten Barrens am Werkzeug und die Barrenstirn des Fol
gebarrens am Aufnehmer entfernen. Diese Werkstoffscheiben
können dann einem Schmelzprozeß zugeführt und - in diesem
Arbeitsgang von den schädlichen Oxidpartikeln befreit -
erneut der Produktion zugeleitet werden.
Aufgabe ist wie in der DE 196 05 885 C1, die beim Strangpressen insbe
sondere von Aluminiumlegierungen auftretenden Verunreinigungsbereiche am
Übergang zweier benachbarter Blocke oder Barren zu unterbinden.
Die Lösung der Aufgabe und eine weitergehende Verbesserung der Vorerfindung sieht de
ren Erfinder vorliegend nun darin, dem Spalt zwischen Form
werkzeug und Aufnehmer eine quer zur Preßrichtung in den
Spalt einfahrbare sowie rückstellbare Distanzeinrichtung
zuzuordnen, an die Formwerkzeug und Aufnehmer anlegbar
sind. Damit soll eine schnelle und problemlose Fixierung
der Paarung Aufnehmer/Formwerkzeug zueinander erfolgen
können.
Eine bevorzugte Ausführung der Distanzeinrichtung ist mit
wenigstens einer in Preßrichtung verlaufenden Anschlag
platte od. dgl. Einsatz versehen, deren/dessen quer zur
Preßrichtung angeordnete Kanten Anschläge für das Formwerk
zeug und den Aufnehmer bilden. Insbesondere sollen zwei An
schlagplatten durch zumindest eine Jochplatte verbunden und
mit dieser an ein bewegbares Gestänge od. dgl. Antriebsein
richtung angeschlossen sein, wobei dann die Anschlagplatten
die Trenneinrichtungen flankieren.
Diese Distanzeinrichtung ist gegenüber der Trenneinrichtung
gesondert zu bewegen und wird vor ihr in den Spalt zwischen
Aufnehmer und Formwerkzeug eingeführt, wonach der Aufnehmer
an die Anschlagplatten herangefahren wird, bis diese an
derseits dem Formwerkzeug anliegen. Einer mechanisch und
manipulatorisch aufwendigen Verriegelung des Aufnehmers
bedarf es so nicht mehr.
Ist eine aus der Voranmeldung bekannte Trenneinrichtung mit
zwei in Abstand zueinander verlaufenden Scherklingen vorge
sehen, so entspricht die Breite der Anschlagplatten etwa
der Breite der die beiden Scherklingen enthaltenden
Trenneinrichtung, d. h. letztere ist um beispielsweise 1 mm
schmaler als jene Anschlagplatten, um ausreichend Spiel
für die Scherklingen bzw. den Schervorgang zu haben; Di
stanzeinrichtung und Trenneinrichtung sind voneinander un
abhängig zu bewegen, da sich letztere zum Abscheren in der
dann stationären Distanzeinrichtung unbehindert verfahren
werden soll.
Diese Unabhängigkeit der Trenneinrichtung von der Di
stanzeinrichtung gilt auch für eine andere Ausgestaltung
letzterer; diese ist als - zumindest einends offenes -
Rinnenprofil ausgebildet, dessen Schenkel einerseits sowie
dessen Rinnenboden anderseits Anschläge für das Formwerk
zeug und den Aufnehmer bilden, wobei die Schenkel quer
schnittlich parallel zur Preßrichtung verlaufen und in Be
triebs- oder Scherstellung beidseits des Preßrestes stehen;
in dieser Betriebsstellung der Anordnung Aufnehmer-Rinnen
profil-Formwerkzeug befindet sich vor dem Abscheren der -
nicht immer ganz flache - Preßrest vorteilhafterweise im
Profilinnenraum, so daß die Außenfläche des Rinnenbodens
dem Bolzen bzw. dessen Stirnscheibe zugekehrt ist.
So hat es sich als günstig erwiesen, im Rinnenboden außen
seitig eine Einformung zur Aufnahme der in Preßrichtung
weisenden Stirnscheibe des Barrens vorzusehen. Üblicher
weise genügt für diese Einformung eine Tiefe von etwa
10 mm.
Um das Einführen der Scherklingen in den Profilinnenraum
und die Einformung zu ermöglichen, ist diesen jeweils ein
Durchlaß für eine Scherklinge der Trenneinrichtung zugeord
net, und beide Durchlässe liegen einander an Längskanten
des Rinnenprofils gegenüber, sind also zueinander gleich
gerichtet.
Bei der Trenneinrichtung mit zwei in Abstand zueinander
verlaufenden Scherklingen sind diese von unterschiedlicher
Länge, um das Eintauchen in Preßrest und Stirnscheibe zeit
lich zu versetzen. Dazu soll bevorzugt die dem Formwerkzeug
zugeordnete Scherklinge länger sein als die dem Aufnehmer
nahe Scherklinge.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter
Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese
zeigt in
Fig. 1 eine Schrägsicht auf einen Teil einer
Strangpresse mit einem horizontal ver
laufenden Preßstempel;
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig.
1;
Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen skizzen
haft dargestellten Aufnehmer der
Strangpresse mit in Preßrichtung in Ab
stand vorgeordnetem Preßstempel und
nachfolgendem Formwerkzeug;
Fig. 4, 5 der Fig. 3 entsprechende Darstellungen
unterschiedlicher Stellungen von Auf
nehmer und Preßstempel;
Fig. 6, 8, 9 unterschiedliche Ausführungen von zwi
schen Aufnehmer und Formwerkzeug ange
ordneten Trenneinrichtungen;
Fig. 7 die Trenneinrichtung der Fig. 8 in ver
größerter Seitenansicht;
Fig. 10 eine Schrägsicht auf ein Doppelscher
messer mit Distanzhalterung für Aufneh
mer und Formwerkzeug;
Fig. 11 eine der Fig. 8 entsprechende Darstel
lung von Aufnehmer und Formwerkzeug mit
einer anderen dazwischen angeordneter
Distanzhalterung;
Fig. 12 die Distanzhalterung der Fig. 11 in
vergrößerter Schrägsicht.
Eine Strangpresse 10 zum direkten Strangpressen von Profi
len 12 weist gemäß Fig. 1 an einem Preßzylinder 14 einen
Preßstempel 16 auf, der in der Längsachse A einer einen Re
zipienten oder Aufnehmer 18 durchsetzenden Bohrung 19 ver
läuft. Der Durchmesser d einer Preßscheibe 17 an der freien
Stirnfläche des Preßstempels 16 ist geringfügig kürzer als
der freie Bohrungsdurchmesser d1, so daß der Preßstempel 16
in die sog. Rezipientenbohrung einzutauchen vermag. Der er
wähnte freie Bohrungsdurchmesser d1 wird von der Innenflä
che 20 einer in den Aufnehmer 18 bzw. dessen Bohrung 19
eingesetzten Rezipientenbüchse 21 begrenzt. Folgend wird
der Innenraum dieser Rezipientenbüchse 21 als Rezipienten
bohrung 22 bezeichnet.
Der maximale Abstand zwischen einer stempelseitigen Rezi
pientenfront 23 und der Preßscheibe 17 in - nicht darge
stellter - Ruhelage des Preßstempels 16 ist so bemessen,
daß der Rezipientenbohrung 22 ein bei 24 angedeuteter Block
oder Barren aus Leichtmetall, insbesondere aus einer vorge
wärmten Aluminiumlegierung, durch einen Ladeschlitten 26
vorgesetzt und vom Preßstempel 16 in Preßrichtung x in die
Rezipientenbohrung 22 eingeschoben werden kann.
Nahe einer dem Preßstempel 16 fernliegenden Rezipienten
stirn 23 a ruht in einem Matrizenhalter 28 an einem Quer
haupt 30 eine Matrize als Formwerkzeug 32. Dieser folgt in
Preßrichtung x ein Austragskanal 34 des Querhauptes 30,
durch den das in einem Formquerschnitt 31 der Matrize 32
entstehende Profil 12 entfernt wird.
Oberhalb der Rezipientenstirn 23 a ist in Fig. 1 eine Hu
beinrichtung 36 für ein Schermesser 38 zu erkennen, das ra
dial zu einem Spalt 40 zwischen Aufnehmer 18 und Formwerk
zeug 32 bewegbar vorgesehen ist.
In der in Fig. 2 skizzierten Betriebsstellung am Ende eines
Preßvorgangs findet sich am stempelfernen Ende der Rezi
pientenbohrung 22 an der dieser zugekehrten Werkzeugfläche
33 ein sog. Preßrest 42, von dem sich die Preßscheibe 17
entfernt hat. Die Werkzeugfläche 33 bleibt dank eines vom
Überstand der Rezipientenbüchse 21 gebildeten Mündungskra
gens 44 in Abstand zur Rezipientenstirn 23 a. Auch an der
hinteren Rezipientenfront 23 umgibt die Rezipientenbohrung
22 ein Ringkragen 46 als Überstand der Rezipientenbüchse
21.
Beim Einschieben eines neuen Barrens 24 nähert sich das
freie Barrenende dem Preßrest 42 einer beispielsweisen
Dicke a von 80 mm. Der heckwärtige Barrenüberstand e be
trägt höchstens 20 mm.
Nunmehr wird der Rezipient oder Aufnehmer 18 - beispiels
weise um mehr als 450 mm - soweit zurückgefahren, bis der
Preßrest 42 freisteht (Fig. 5). Ragt der Barren 24 gemäß
Fig. 6 in einer Kraglänge t von etwa 10 mm über den Mün
dungskragen 44 hinaus, wird der Barren 24 mit dem Preßstem
pel 16 angestaucht; der Barren 24 soll bei einem noch zu
beschreibenden nachfolgenden Schervorgang nicht durch das
Schermesser 38 verschoben werden können.
Vor dem Schervorgang wird der Aufnehmer 18 gegen die Preß
richtung x zurückgefahren, bis die hintere Werkzeugfläche
33 des Formwerkzeuges bzw. der Matrize 32 in einem Abstand
n zur Rezipientenstirn 23 a steht. In dieser Stellung werden
Aufnehmer 18 und Matrize 32 zeitweilig fixiert.
Durch Absenken zweier in Fig. 6 bei 39, 39a angedeuteter
Scherklingen des Schermessers 38 werden gleichzeitig der
Preßrest 42 und eine - vom erwähnten Überstand der
Kraglänge t des Barrens 24 bestimmte - Stirnscheibe 48 des
Barrens 24 - und damit dessen in Preßrichtung x weisende
Stirnfläche 49 - entfernt; an der Barrenstirnfläche 49 hat
sich vor den hier erörterten Vorgängen eine Oxidschicht ge
bildet, die in Fig. 8 mit 49a bezeichnet ist und deren
Oxidpartikel bei Übernahme in das entstehende Profil 12
störende Verunreinigungen erzeugen würden.
Um eine genaue Führung des Schermessers 38 zu gewährlei
sten, sind an der Rezipientenstirn 23 a oberhalb des Mün
dungskragens 44 diesen schützende vertikale Führungsleisten
50 als Messerabweiser angebracht. Deren Tiefe entspricht
der Höhe h des Mündungskragens 44 (Fig. 5).
Das bevorzugt aus einer dem Formwerkzeug 32 nahen Klingen
platte 37 und einem an dieser festliegenden Klingenwinkel
37 a bestehende Doppelschermesser 38 bietet in Fig. 7, 8
Scherklingen 39, 39 a unterschiedlicher Längen f, f1 an; die
für den Preßrest 42 bestimmte Scherklinge 39 a der Klingen
platte 37 ist länger als das dem Aufnehmer 18 zugeordnete
Schabmesser 39. Letzteres gleitet in Fig. 8 an einer Abwei
serleiste 50 a entlang.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 9 bleiben Preßrest 42 und
Barrenstirnfläche 49 einander eng benachbart, so daß die
Breite i des Schermessers 38 a sehr klein gehalten werden
kann. Hierbei entsteht ein äußerst kurzer Weg zwischen der
neuen - durch Entfernen der Stirnscheibe 48 entstandenen -
- oxidschichtfreien Barrenstirn und dem gleichzeitig vom
Preßrest 42 befreiten Profilende.
Nach dem Schervorgang wird der Aufnehmer 18 wieder an die
Matrize bzw. das Formwerkzeug 32 gefahren - der Preßvorgang
kann von neuem beginnen.
Fig. 10 zeigt ein Doppelschermesser 38 der Breite i1, des
sen Hubstange 36 eine rechteckige Jochplatte 70 mit Spiel
durchsetzt, die ihrerseits an einem Hubgestänge 72 fest
liegt und beidends jeweils eine Anschlag- oder Distanz
platte 74 der Breite m trägt; letztere ist geringfügig grö
ßer als die Breite i1 des Doppelschermessers 38. Diese Di
stanzeinrichtung 76 aus Jochplatte 70, Hubgestänge 72 und
Distanzplatte 74 wird in den Spalt 40 zwischen Aufnehmer 18
und Matrize 32 abgesenkt, um deren wirksamen Abstand n von
einander zu bestimmen, wobei ihre die Preßrichtung x que
renden Längskanten 75 Anschläge bilden. Distanzeinrichtung
76 und Doppelschermesser 38 sind durch nicht dargestellte
Antriebe voneinander getrennt auf- und abbewegbar.
Ebenfalls zum Festlegen jenes Abstandes n bzw. der Spalt
weite des Spaltes 40 dient ein beidends offenes Rinnenpro
fil 78 als Positionieranschlag, das beispielsweise von der
Seite her eingeschoben wird. Das Rinnenprofil 78 bestimmt
mit der Querschnittslänge m seiner Schenkel 79 die erwähnte
Spaltweite n.
Die Schenkel 79 flankieren in Betriebsstellung den Preßrest
42, der dann in dem - anderseits vom Profilboden 80 be
grenzten - Profilinnen- oder Rinnenraum 82 steht. Zum Auf
nehmer 18 hin ist in den Profilboden 80 eine flache Einfor
mung oder Ausnehmung 84 einer Tiefe c von etwa 10 mm bis 15
mm für die Stirnscheibe 48 eingeformt. Die Einformung 84
ist zur Scherklinge 39 hin offen, damit diese durch den als
Randschlitz ausgebildeten Zugang 86 auf die Stirnscheibe 48
abgesenkt werden kann. Auch der Profilinnenraum 82 ist bei
88 mit einem Zugang für die - andere - Scherklinge 39 a
ausgestattet. Beide Zugänge 86, 88 liegen an den aufwärts
weisenden Längskanten 90 des Rinnenprofils 78 einander
gegenüber.