DE2057865A1 - Vorrichtung zum Verformen von Metallen durch Fliesspressen - Google Patents

Description

Dipl.-Ing. W. Ernesti FOEMALLOX LIMITED

Patentanwälte Maidenhead, England

463 Bochum

Heinridi-König-Straße 12 Fernsprecher US SO, 423 27 Telegrammadresse: Radtpatent Bothum

70 184 EEF/GN

Vorrichtung zum Verformen von Metallen durch Fließpressen

Die Erfindung "bezieht sich auf die Verformung von Metallprofilen durch Fließpressen, bei dem der Metallstrang oder Rohling, der der Verformung unterworfen werden soll, wenigstens zu Beginn des Prozesses und normalerweise auch während des Fließpressens im festen Zustand vorliegt.

Die Erfindung bezieht sich vornehmlich auf eine besondere Art des Fließpressens, die man als Kaltfließpressen bezeichnet. Diese Methode kann in diesem Zusammenhang als ein Verfahren definiert werden, bei dem die Temperatur des Metalls während des Prozesses die Glühtemperatur des Metalls nicht erreicht. Ein wertvolles Ergebnis dieser Behandlung ist, daß das Metall nicht übermäßig erweicht, jedoch eine beträchtliche Bearbeitungshärte erfährt. Kaltfließpressen kann somit als ein Verfahren bezeichnet wer-

Ip den, bei dem eine beträchtliche Bearbeitungshärte erzielt wird.

Es sind viele Versuche gemacht worden, um zu einem erfolgreichen Verfahren und einer entsprechenden Apparatur zum Kaltfließpressen von Metallen zu gelangen, jedoch weisen die meisten der bekanntgewordenen Vorschläge Nachteile auf. Kaltfließpressen hat bestimmte spezifische Vorteile gegenüber dem Fließpressen im warmen Zustand, bei dem das Metall auf eine Temperatur erhitzt wird, die in der Nähe des Glühtemperatur liegt oder sogar den Schmelzpunkt des Metalls erreicht, während die Verformung stattfindet,

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Beiin Kaltfließpressen besteht eine Schwierigkeit darin, daß sich nicht vermeiden läßt, daß eine kleine Kenge festen Metalls innerhalb der die Pona enthaltenden Kammer oder der Formöffnung am Ende des Fließpressschlages zurückbleibt und fest an dem verformten Teil haften bleibt. Es ist daher erforderlich, einen weiteren Verfahrensgang vorzunehmen, um daa überschüssige Iietall von dem Fließpresserzeugnis au trennen, und es sind verschiedene Vorschläge hierfür gemacht worden. Beispielsweise besceht eine Methode darin, aas verformte Profil an dem der Rückstand haftet, zurück -zu-bewegen, nachdem ein Stößel von ™ der Form zurückgezogen worden ist, so daß der Ansatz mechanisch von dem Profil getrennt werden kann. Bei einem anderen Verfahren wird eine Form benutzt, die mit einer dazu passenden Kammer in einem sich bewegenden Stempel zusammenwirkt,und der Ausschuß wird mittels einer Art Rahmenschere von dem gezogenen Profil an dem offenen Ende der Form abgetrennt, wenn der Rückschlag, des Stößels beendet ist. Es ist ferner bekannt, ein besonderes Werkzeug in die Formkammer einzuführen, um das überschüssige Metall herauszuziehen oder es von Hand mit Hammer und Meißel zu entfernen. Auch ist schon vorgeschlagen worden, einen Stößel mit einem getrennt bewegbaren Kern zu benut- || zen, der am Ende des Stoßes zusammen mit dem Werkzeug zum Abtrennen des gezogenen Profils von dem überschüssigen Metall vorgetrieben wird. Viele dieser Vorschläge erfordern zusätzliche Arbeitsschritte, Werkzeuge oder Verfahrensgänge, die die Arbeitsgeschwindigkeit reduzieren, und viele Maschinen enthalten zusätzliche bewegliche l'ei-Ie, zwischen denen das zu verformende Metall während der Verformung durchtreten muß, so daß sich Schwierigkeiten beim praktischen Betrieb ergeben haben.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht da-

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rin, die bekannten Vorrichtungen und Verfahren zum Verformen von Metallprofilen durch Fließpressen im kalten Zustand su verbessern.

Das Verfahren gemäß vorliegender Erfindung kann als KaItfließpressverfahren bei niedriger Geschwindigkeit bezeichnet werden und unterscheidet sich grundsätzlich von den Verfahren zum Verformen von Rohren oder anderen Profilen durch Ziehen, Fließpressen im heißen Zustand oder Schlagfließpressen. In einen Ziehverfahren wird der Rohling durch eine Reihe von ringförmigen Formen mit abnehmendem Durchmesser gezogen, um das Endrohr herzustellen. Beim Heißfließpressen wird ein heißer Rohling aus einer Form, die gewöhnlich einen festen zentralen Kern in der Formöffnung hat, gezogen, der mit dem Hauptteil der Form mittels eines Brückenstückes so verbunden ist, daß das heiße Metall, wenn es zu der Öffnung der Form fließt, sich trennt, wenn es an den Fußteilen des Brückenstückes vorbeifließt und xifieder zusammengeschweißt wird, wenn es durch die Öffnung tritt. Beim Schlagfließpressen wird ein kalter Rohling in einer Form mittels eines mechanischen Schlages gestoßen, so daß das Metall vorwärts in eine Formöffnung fließt. Dabei kann ein vorstehender Kern an dem Stößel angeordnet sein, der in die Öffnung hereinragt und eine ringförmige Ausmündung bildet, durch die ein Metallrohr

25 gezogen wird.

Die bekannten Verfahren zum Verformen von Metallprofilen oder Rohren durch Fließpressen haben eine Reihe von Nachteilen, die zu zahlreich sind, um sie im einzelnen hier aufzuzählen. Der Hauptnachteil besteht darin, daß die ^O durch Heißfließpressen hergestellten Erzeugnisse nicht cenau und nicht konzentrisch sind und ferner eine schlechte oberfläche und unerwünschte physikalische Eigenschaf-

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ten haben. Die Anlagen benötigen große Abmessungen,und die einzelnen Verfahren sind mehr oder weniger langsam. Beim Schlagfließpressen fließt das Metall äußerst schnell und das Profil oder Rohr wird sehr heiß , so daß sich Ungenauigkeiten in den Abmessungen und Zerstörungen an der Oberfläche zusammen mit anderen unerwünschten physikalischen Eigenschaften ergeben. Darüberhinaus bilden sich fest metallische Ansätze aus überschüssigem Metall in der Form mit der schon erwähnten Schwierigkeit, sie

10 von dem verformten Rohr abzutrennen.

Beim Kaltfließpressen gemäß vorliegender Erfindung können die Geschwindigkeit des Fließens und die Temperatur so gesteuert werden, daß das Rohr in keinem Augenblick übermäßig erhitzt wird, so daß seine Oberfläche, die physika-

2_Cj lischen Eigenschaften und die Aomessungen außerordentlich gut sind. Obschon die Geschwindigkeit des Fließens niedriger sein kann, als beim Schlagfließpressen, ist aie Produktionsgeschwindigkeit hoch, insbesondere, wenn die bevorzugten Verfahren zum Abtrennen des verformten Rohres ^von- den Ansätzen und zum Entfernen des überschüssigen Metalls aus der Form benutzt werden, um Zeitverluste in dem sich wiederholenden Zyklus so gering wie möglich zu halten.

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Metallrohren durch Fließpressen, bei der ein Stößel in eine Kammer oder Form bewegt wird, die einen Metallstrang enthältj der Stößel hat einen vorstehenden Kern, der so ausgebildet ist, daß er in eine Formöffnung eintritt und eine ringförmige Fließpressöffnung bildet, während der Kern und die Form so ausgebildet sind, daß am Ende des Stoßes des Stößels die Stärke der Wandung des verformten Rohres oder des in der Form verbleibenden überschüssigen Metalles reduziert wird, um das verformte Eohr von dem überschüssigen Metall trennen oder die Trennung erleichtern zu können. Das Trennen kann auch unterstützt werden, indem man auf das Rohrende eine Belastung ausübt.

Vorzugsweise wird der Hals des Rohres an oder in der Nähe 15> der Öffnung der Form dadurch in der Stärke reduziert, daß das Ende des Stößels oder des Kerns und die Form entsprechend ausgebildet werden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Fließpressen von Metallrohren, die aus einer den Strang aufnehmden Form und einem Stößel oder Stempel, der in die Form eintritt und Metall durch eine Öffnung in der Form preßt, besteht, wobei der Stößel und die Form so ausgebildet sind, daß die Stärke des verformten Rohres an dem Ausgang der Form oder in dessen Nähe verringert ist, um die Trennung des Rohres von dem überschüssigen Metall oder den Metallansätzen zu erleichtern.

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Auf der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht einer Kaltfließpresse gemäß vorliegender Erfindung,

ρ Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Ziehstößels und des Kerns gegen Ende des Ziehstoßes in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 schematische Darstellungen von drei Stufen eines 4 u. 5 Stoßes des Ziehstößels,

Fig. 6 geschnittene Seitenansichten durch vier verschie-7,8 u. dene Ausbildungen der zusammenwirkenden Kerne und 9 Formöffnungen zur Verringerung der Stärke des Metalls am Ausgang der öffnung,

Fig. 10 eine Seitenansicht einer Greifeinrichtung, die am Ende der Presse angebracht ist, um das Ende des verformten Rohres zu belasten und

Fig. 11 eine schematische Seitenansicht einer anderen Form des Greifers zum Belasten des Rohrendes.

Die auf Figur 1 aargestellte Maschine besteht aus einem festen Sockel 10 mit einer hinteren Stütze 11 für einen hydraulischen Hochleistungsstoßkolben 12 mit einem Stempel 13, einer vorderen Stütze 14- für eine Form 15 und einer Einrichtung 16 zum selbsttätigen Einführen von Metallsträngen. Das durch Fließpressen verformte Rohr 18 läuft von der Form zu einer auf Fig. 1 nicht dargestellten Greifeinrichtung, die dazu dient, auf das Rohr einen Zug auszuüben. Weitere Details der Vorrichtung sind aiii den

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übrigen Zeichnungen dargestellt.

Der eigentliche Fließpressvorgang ist schematisch auf den Figuren 3,4 und 5 dargestellt. Es wird zunächst ein Formhohlraum 21 mittels eines Fomiringes 22 gebildet, der fest an einem Fonablock 23 mit einer vertieften Oberfläche 24-, deren eingeschlossener Winkel zwischen 100 und 160° liegt, und einer mittleren Formöffnung 25 befestigt ist. Ein hohler Metalläcrang 26, beispielsweise aus Aluminium, wird in den Formhohlraum gebracht,und ein Stößel 27 mit einem festen Kern 28 wird so bewegt (in Fig. 3 nach unten), daß der Kern lose durch die zentrale Öffnung " 29 in dem Strang 26 und in die Öffnung 25 tritt, die eine ringförmige Fließpressöffnung bildet. Die untere Fläche des Stößels 27 ist mit einer sich verjüngenden konisch zulaufenden Fläche 30 versehen, die der Vertiefung 24 in dem Formblock 23 entspricht} der äußere Rand dieser Fläche 30 des Stößels ist mit einer unterschrittenen ringförmigen Nut 31 zum Entfernen der überschüssigen Metallansätze von dem Formhohlraum am Ende des Stoßes versehen.

In der auf Fig. 3 dargestellten Stellung hat die Endfläche 30 die Oberfläche des Stranges 26 noch nicht erreicht. Wenn dieses stattfindet, wird der Strang verformt, das Ketal I fließt nach unten und wird durch die ringförmige i Öffnung um den Kern 28 gedrückt, so daß das verformte Rohr 13 (Fig. 4) durch Fließpressen gebildet wird. In Fig. 4 hat der Stößel beinahe die untere Begrenzung seines Arbeitsweges erreicht,und fast das gesamte Metall des Stranges 26 ist gepreßt worden, abgesehen von einem dünnen, scheibenähnlichen konischen Flansch zwischen dem Ende 30 des Stößels und der Oberfläche 24 der Form. Wenn die Extrusion an diesem Punkt angehalten würde, wäre es schwierig, das verformte Rohr 18 von diesem Metallflansch oder überschüssigem Metall zu trennen} die Abwärtsbewegung des

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Stößels wird daher,wie in Fig. 5 gezeigt, fortgesetzt bis zu einer Stellung, bei der die Stärke des überschüssigen Metalls oder Ansatzes 33 und/oder die Stärke der Wandung des verformten Rohres 18 in der Nähe der Öffnung 25 der Form so weit verringert ist, daß das Rohr 18 von dem überschüssigen Metall abgetrennt oder nahezu abgetrennt wird. Die Stärke des Ansatzes 33 liegt im allgemeinen zwischen 3 und 0,75 nun.

In diesem Stadium des Verfahrens wird bei der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung eine in Längsrichtung wirkende Kraft auf das verformte Metallrohr 18 ausgeübt und das Rohr so von dem überschüssigen Metall 33 an der Stelle getrennt, an der die Wandstärke reduziert wurde. Durch sorgfältige Ausbildung der zusammenwirkenden Oberflächen des Stößels 27, der Kerne 28 und der Öffnung 25, kann erreicht werden, daß das verformte Rohr 18 von dem überschüssigen Metall 33 getrennt wird, ohne daß erhebliche Kräfte auf das verformte Rohr ausgeübt werden müssen.

Wie oben bereits erläutert wurde, handelt es sich bei dem beschriebenen Verfahren um ein Kaltfließpressen, das mit niedriger Geschwindigkeit durchgeführt wird; die Geschwindigkeit der Extrusion und die Temperatur werden bei Werten gehalten, die die geforderten Eigenschaften des verformten Rohres sicherstellen.

Der Kolben 12,13, der die Bewegung des Stößels 27 steuert, wird hydraulisch angetrieben und kann daher die Relativgeschwindigkeit des Stößels genau steuern. Beispielsweise kann die Stoßgeschwindigkeit in der Größenordnung von 25 bis 23O cm pro Minute, vorzugsweise zwischen 25 bis 50 oder bis zu 125 cm pro Minute liegen. Das Extrusionsverhältnis (d.h. das Verhältnis zwischen der Querschnitts-

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fläche der Formkammer und der Fläche der Formöffnung) kann beispielsweise 25 ί l;4-0 : Ij50 : 1 oder bis zu 60 i 1 für reine Stoffe betragen. Die tatsächliche lineare Austrittsgeschwindigkeit des verformten Rohres durch die Öffnung der Form liegt bei etwa 6 bis 25 m pro Minute oder bei 60 oder sogar bis zu 140 m pro Minute.

Bei Verwendung eines Stößels mit einem Durchmesser zwischen 12,7 und 152,4· mm oder bis zu 205 raa beträgt das Verhältnis der Länge des Stranges 29 zu seinem Durchmesser etwa 1,5 ! 1 bis zu etwa 4- : 1, vorzugsweise 2 ; 1. Die Länge des verformten Rohres kann 6m, 12 m oder sogar bis zu 30 m sein, obwohl kürzere Längen von beispielsweise 0,6 bis 1,5 m sich für bestimmte Anwendungsgebiete bevorzugt eignen. Da die mechanische Arbeit an dem Strang 29 während der Extrusion eine Temperaturerhöhung hervorruft, soll bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung der Strang anfänglich nicht erhitzt sein, d.h. Raumtemperatur oder eine noch darunter liegende Temperatur haben. In einigen Fällen kann es jedoch zweckmäßig sein, den Strang vor Beginn oder während des Prozesses etwas zu erhitzen, insbesondere,wenn hochlegierte Stoffe verwendet werden. Die Temperaturerhöhung soll vorzugsweise im allgemeinen im Falle von Aluminium, dessen Glühtemperatur bei etwa 350° und dessen Schmelzpunkt bei 650° liegt, nicht über eine Temperatur von 200°0 hinausgehen. In einigen Fällen kann es vorteilhaft sein, das Metall vor, während oder nach der Extrusion zu kühlenj üblicherweise kühlt man das verformte Rohr, wenn es aus der Formöffnung austritt. Eine übliche Kühlmethode für das Rohr wird weiter unten

30 beschrieben.

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Die Beanspruchung der Maschine wird in erster Linie gesteuert durch die Querschnittsverengung bei der Extrusion, die als das Verhältnis der wirksamen Querschnittsflache des Stranges während der Extrusion zu dem Querschnitt des •5 Rohres definiert werden kann. Dieses Verhältnis steht in direkter Beziehung zu den Belastungen der Form und des Stößels. Die Auswahl der Reduktion ist sehr wesentlich, da, wenn sie zu niedrig ist, der erhaltene Ausnutzungsgrad pro Arbeitsgang der Maschine unter dem Optimum liegt und, wenn sie zu hoch ist, die Werkzeuge eine zu hohe Belastung erfahren. Eine Fehlerquelle liegt vor, wenn der Stößel keine ausreichende Knickfestigkeit hat. Da der Widerstand gegenüber diesem Fehler direkt proportional dem Durchmesser des Stößels und umgekehrt proportional zu dem Quadrat der Länge ist, ergibt sich eine wichtige Beschränkung bezüglich der Verwendung von langen, schmalen Stößeln und damit von langen Strängen mit kleinem Durchmesser. Ein anderer Fehler liegt vor, wenn der Kern nicht ausreichend zugfest ist. Dies tritt normalerweise an dem Punkt auf, an dem der Kern an dem Stöße}, angebracht ist. Die Bremsreibung des Metalls an dem Extrusionskern gibt Anlaß zu hohen Zugbeanspruchungen. Da diese Kraft direkt proportional der Oberfläche ist und die Fähigkeit des Kerns, dieser Kraft zu widerstehen, proportional dem Quadrat des Durchmessers ist, ergibt sich, daß Kerne mit kleinem Durchmesser eine beschränkte Länge haben müssen.

Im Gegensatz dazu ist es wünschenswert, die Stränge so lang wie möglich zu machen, da ihre Länge zusammen mit der zulässigen Verringerung des Durchmessers die maximale Lan-. ge des fertigen Rohres bestimmt, das pro Arbeitsgang von der Maschine hergestellt werden kann. Lange Stränge haben den Vorteil, daß die zyklische Nutzleistung der Extrusions-

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presse verbessert wird, da ein maximaler Abschnitt des Zyklus tatsächlich zum Ausziehen des Rohres verbraucht wird. Auch der unvermeidbare Ausschuß pro Arbeitsgang ist der gleiche,'unabhängig von der Länge des Stranges. Eine wichtige Beschränkung der Länge des als Rohling eingesetzten Stranges ist durch die Reibung der Form gegeben", da zu Beginn der Extrusion der Stößel einen ausreichenden Druck aufbringen muß, nicht nur um den Strang nach unten in die Form zu drücken, sondern' auch um die Extrusion durchzufüh-

ren. Lange Stränge können daher zu übermäßigen Werkzeugdrucken führen. ^

Wenn das durch Fließpre.ssen hergestellte Rohr 18 von dem überschüssigen Metall 33 an dem Abschnitt abgetrennt ist, an dem die Wandstärke reduziert ist, wird, wie sich aus Fig. 5 ergibt, der Stößel 27 aus dem Formhohlraum 21 und damit das überschüssige Metall 33 zusammen mit dem* Stößel herausgezogen, das an der umlaufenden Nut 31 an dem Ende des Stößels haftet. Bei der praktischen Durchführung haftet eine kleine Menge überschüssigen Metalls in Form eines Bartes auch an den unteren Seitenwänden des iätößels; · wenn der Stößel von dem Formring zurückgezogen wird, ent-xernt eine Abstreifvorrichtung, die in Fig. 2 dargestellt i ist, automatisch diese Ansätze von dem Stößel. Die automatische Fülleinrichtung 16 bringt einen neuen Strang vor das offene Ende des Formhohlraums, der dann von dem Ende des Kerns 26 beim Beginn des nächsten Stoßes ergriffen wird.

Die Figuren 6,7*8 und 9 zeigen verschiedene Möglichkeiten der Ausbildung der zusammenwirkenden Oberflächen des Kerns und der Form, um die Verringerung der Wandstärke des Rohres zu erreichen. Gemäß Fig. 6 hat der Kern 28 einen Ansatz 46 mit größerem Durchmesser an der Stelle, an der er

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an der Endfläche des Stößels 27 befestigt ist; in der Itfähe des Ansatzes ist die äußere Oberfläche des Kerns annähernd konisch und verläuft nahezu parallel zu der benachbarten Fläche 24 der Form 2J. Auf diese Weise wird, wenn der Stö<-ßel dasEnde des Stoßes, wie in Fig. 6 dargestellt, erreicht, die Wandstärke dieses Flanschabsclinittes des verpressten Metalls reduziert; im Endstadium der Extrusion ist das Volumen des Metalls, das durch die ringförmige öffnung läuft, entsprechend verringert, so daß die Wandstärke des

10 Rohres an dem Ausgang 25 der Form auch geringer ist.

Bei der auf Fig. 7 dargestellten Ausführungsform hat der Ansatz des Kerns 28 eine kurvenförmige Geste.lt mit verhältnismäßig großem Radius, während die entsprechende Fläche 2>- des Ausgangs der Form eine lairvenförmige Gestalt mit verhältnismäßig kleinem Radius hat, so daß sich am Ende des Stoßes die radialen Abmessungen der freigebliebenen Abschnitte an dem Ausgang 25 der Öffnung verringern und die Wandstärke des Rohres 18 verdünnt wird.

Die auf Fig. 8 dargestellte Ausführuiigsf οιτη entspricht im wesentlichen der der Fig. 7, jedoch ist die Außenfläche des Ansatzes des Kerns 28 annähernd konisch und wirkt mir einem kurvenförmigen Profil mit relativ kleinem Radius an der Formöffnung 25 zusammen.

Fig. 9 zeigt eine Ausbildung,bei der aer Ansatz des Kerns einen doppelten Absatz 47 hat, so ei aß eine relativ schürfe, ringförmige Schulter gebildet wird, die dem iairvenförmi; :en Ausgang 25 der Formöffnung am Enae des Stoßes des Stößels gegenüberliegt, so daß die Wandstärke dos verformten Rohres an diesem Punkt ebenfalls verringert wiru. Es erjib ι sich, daß die Verringerung aer V/and stärke in uein gezogenen Rohr 18 Gelbst oder in dem uenaehbarten Anschnitt

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des flanschähnlichen überschüssigen Metalls 33 innerhalb des Formhohlraumes dadurch hervorgerufen wird, daß die Abmessungen an dem Ausgang 25, wie z.B. bei den Figuren 7 und 9 verringert werden oder indirekt dadurch, daß der Durchfluß von Metall in die Öffnung, wie im Falle der Fig. 6, gedrosselt wird.

Fig. 2 zeigt eine typische Anordnung mit einem Formring 22 und einer Form 23, die an der festen vorderen Stütze 14 befestigt sind, wobei der Stößel 27 in einer Stellung innerhalb des Formhohlraumes am Ende seines Vorwärtssto- g ßes ist. Der Kern 28 ist hier getrennt von dem Hauptstößel 27 hergestellt und mit ihm durch einen Haltebolzen 35 verbunden. Falls erforderlich, können der Haltebolzen und der Kern selbst hohl sein,und es können Einrichtungen vorgesehen werden, um ein Kühlmittel, wie z.B. Luft, in das Innere des gepreßten Rohres zu leiten. Fig. 2 zeigt auch eine äußere Kühleinrichtung für das Rohr 18, die aus einem Mantel 36 mit einer ringförmigen Kühlumhüllung besteht, die das Rohr umgibt und eine Anzahl nach innen gerichteter Düsen 37 enthält, durch die Kühlwasser aus einer Leitung 38 auf die äußere Fläche des Rohres gesprüht, wird. Unmittelbar neben diesem Kühlmantel ist ein Sammelraum 40 mit einem Abzugsrohr 41 für das Wasser. I

Ebenfalls aus Fig. 2 ergibt sich, daß der Stößel 27 so angeordnet ist, daß er durch eine Abstreifeinrichtung tritt, die aus einem Ring, aus kreisförmig angeordneten Abstreifelementen 43 besteht, die von einer Zugfeder 44 umschlossen und an einem Gerüst 45 befestigt sind. Die Segmente haben scharfe Innenkanten, die so gebogen sind, daß sie an der zylindrischen Oberfläche des Stößels anliegen, so daß, wenn der Stößel mit dem an seinem Ende anhaftenden überschüssigen Metall 33 zurückgezogen wird, die AbstreifSegmente dieses überschüssige Meball erfassen und automatisch über das

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- 14 Ende des Kern entfernen.

Fig. 10 zeigt eine Art von Greif- oder Auszieheinrichtungen, die dazu dienen, eine gesteuerte Endbelastung auf das gezogene Rohr auszuüben. Das verformte Sohr 18 tritt aus einem kurzen Führungsrohr 51 aus, das von der die Form tragenden Stütze 14 gehalten wird. Das herausragende Ende wird automatisch über eine hohle Muffe 52 mit einem verjüngten Ende geschoben; die Hohlbohrung der Muffe steht in Verbindung mit Abzugsöffnungen 53, so daß durch das Rohr fließendes Kühlmittel entweichen kann. Das Ende des Rohres stößt dann gegen eine Arretierung 54, die gegen einen Kreuzkopf 55 anliegt, der ein Paar gelenkiger Greiferklauen 56 trägt. Zunächst sind die Klauen des Greifers offen, Jedoch wird der Kreuzkopf durch die erste Bewegung des

I^ Rohres, das aus der Presse kommt, nach rechts gedrückt, und mit ihm v/erden ein Paar waagerecht verlaufender Zahnstangen 57 verschoben. Wenn eine dieser Zahnstangen einen stationären Grenzschalter 58 berührt, wird ein elektrischer Kreis geschlossen und ein Magnetventil betätigt, so daß Druckluft einem doppelt wirkenden Stempel zugeführt wird, der aus einem gleitenden Zylinder 59 besteht, der einen Kolben 60 umgibt, der auf einer zentralen Zugstange 61 angeordnet ist. Der Zylinder 59 bewegt sich daher in Längsrichtung und betätigt durch zwei Gelenke 62 die beiden Greifer 56, so daß sich deren Arme um das Ende des verformten Rohres schließen. Der Grenzschalter 58 schließt auch einen elektrischen Kreis für einen nichb dargestellten Elektromotor, der über geeignete Getriebe eine Querwelle 66 betätigt, die in Lagern auf einem in Längsrichtung bewegbaren Wagen 67 befestigt ist und an entgegengesetzten Enden Antriebsräder 68 hat, die auf zwei weiteren Sbangen in stationären führungen 69 laufen, um den Vagen 67 auf Fig. 10 nach rechts zu verschieben. Die Zugstange 61 ist

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mit einem Kolben verbunden, der in einem pneumatischen Zylinder 74- sitzt, der an dem Wagen 67 befestigt ist. Wenn der Elektromotor in Tätigkeit ist, wird Luft mit gesteuertem Druck dem 'Zylinder 'zugeführt. Auf diese Weise ist ein pneumatischer Zugmotor in Reihe mit dem Elektromotor vorhanden, so daß eine gesteuerte Zugkraft auf die Zugstange 61 und damit auf das Rohr 18 ausgeübt wird. Diese Anordnung übt eine konstante Kraft auf die Greifer 56 aus, unabhängig von kleinen Änderungen der Geschwindigkeit der

10 Extrusion oder des Elektromotors.

Hach einer bestimmten Zeit oder bei einer bestimmten Stellung der Bewegung der Gr.eifer wird der Elektromotor ausgeschaltet und automatisch eine Bi'emse angelegt. Die Greifer 56 werden so gehalten. Druckluft wird dann aus dem Eauptzylinder ^r/^L\- zu einem Hilfszylinder 75 geleitet, der auf dem Wagen 67 befestigt und so angeordnet ist, daß er eine Klinke 76 betätigt, die in ein Sperrad 77 eingreift, das an einer zweiten Querwelle 76 angebracht ist, die an dem Wagen befestigt; ist. Der Hilf szylinder ist so ausgebildet, aaß er eine verhältnismäßig hohe plötzliche Belastung durch die Querwelle 76 und die Antriebsräder 79 auf die Zahnstangen ?7 aueübt, die an dem Kreuzkopf 55 befestigt g sina, so daß eine erhöhte Endbelastung plötzlich auf das verformte Rohr aufgebracht wird, um dieses von dem über-

2^ schüssigen Metall 33 innerhalb des Formhohlraumes zu trennen. Der Elektromotor wird dann wieder angestellt, um das abgetrennte Rohr aus dem Rahmen der Presse zu entfernen. . Der automatische Steuerkreis hebt die Druckverbindungen zu de λ υ ie Greifer bet; ät ig end en Zylinder 59 auf, um die Greifer 56 zu Iosen,und eine weitere kleinere Bewegung des jilektronotorG, nit der der Kreuzkopf nach rechts in J?ig. 10 verschoben wird, bewirkt, daß ein Paar Stäbe an der_# An-

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schlagplatte 5^- auf feste Arretierungen stoßen und den Anschlag in bezug auf die Muffe 52 nach links bewegen. Auf diese Weise wird der Anschlag von dem Ende des verformten Eohres weggezogen. Das Rohr fällt dann ein kurzes Stück auf eine Entladekonsole, die geneigt verläuft, so daß das Rohr seitlich aus dem Arbeitsbereich der Maschine herausrollen kann. Die Entladevorrichtung kann so ausgebildet sein, daß sie um eine senkrechte Achse unter dem Einfluß einer Feder drehbar ist und automatisch aus der dargestellten Stellung gedruckt wird, wenn die Klauen des Greifers über die Entladestellung fahren.

Fig. 11 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform einer Greifeinrichtung für die Rohre, die so angeordnet ist, daß eine Zugbelastung in der Nähe des Ausgangs der Form aufgebracht wird. Die Einrichtung besteht aus einem inneren Rohr 80, das das verformte Rohr 18 umgibt und in die Stütze 14 und den Formblock 23 bis zu einer Stelle in der Nähe des Ausgangs 25 der Form ragt. Das innere Ende dieses Rohres ist an nur wenig voneinander entfernten Abschnitten geschlitzt, um voneinander getrennte Klemmen 81 zu bilden, die nachgiebig mit dem Rohr 80 verbunden sind und nach innen ragende Zähne 82 mit scharfen Kanten haben. Die äußere Endfläche jeder Klemme ist verjüngt (Bezugszeichen 83) und wirkt mit einer entsprechend verjüngten inneren Fläche eines zweiten Rohres 84 zusammen, das das innere Rohr 80 umgibt, so daß die Zähne 82 in die Oberfläche des Rohres 18 eingreifen. Das innere Rohi JO ist an seinem anderen Ende mit einem doppelt wirkenden Zylinder 85 und das äußere Rohr 84 mit einem ringförmigen Kolben o(3, der in

jO dem Zylinder angeordnet ist, verbunden. Es sind ferner Einrichtungen vorgesehen, über die Drucköl beiden Enα en des Zylinders zugeführt v/erden kann, inn uie Zähne zu bo-

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tätigen oder zu lösen. Der Zylinder 8? selbst ist mit einem ringförmigen Flanschkolben 87, der in einem zweiten Zylinder 88 sitzt, verbunden, der an der Stütze 14 befestigt ist, so daß beim Zufluß von Druckmittel zu dem Zylinder 88 ein axialer Zug auf das Rohr 18 durch die Klemmen ausgeübt und das Rohr von dem überschüssigen Metall 13 getrennt wird.

Während wenigstens des größeren Teils des Extrusionsstoßes

wird eine gesteuerte konstante Endbelastung auf das äußer- * ste Ende des verformten Rohres ausgeübt; dies hat zur Folge, daß die Spannungen in dem Rohr so gering wie möglich gehalten werden. Dies wird verstärkt durch Kühlen des Rohres, xirenn es aus der Formöffnung austritt, wie in Fig. 2 dargestellt. Am Ende der Extrusion wird eine verhältnismäßig starke Zugbelastung plötzlich aufgebracht, um das Rohr von dem überschüssigen Metall zu trennen; die Höhe dieser trennenden Kraft wird in Abhängigkeit von der verringerten Stärke der Rohrwandung in der Höhe der Formöffnung eingestellt, um außergewöhnlich hohe Beanspruchungen in dem Rohr an einer anderen Stelle als an dem Punkt, an dem die Trennung erfolgen soll, zu vermeiden. Darüber hin- i aus verringert die Endbelastung des Rohres während der Extrusion wesentlich den effektiven Reibungswiderstand, wenn das Rohr über den Kern läuft und kann die effektive

2y Belastung reduzieren, die an dem Stößel erforderlich ist.

Vorzugsweise v/erden alle Teile der Maschine selbsttätig durch ein System von elektrischen Grenz schaltern und Zeitgebern gesteuert, die mit pneumatischen Magnetventilen versehen sind, die die verschiedenen Arbeitsstöße der JO Greifeinrichtung und die automatische Vorrichtung zum Laden dox· Maschine, sowie die hydraulische Beaufschlagung

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- 18 des Hauptstößels steuern.

Die folgende Tabelle enthält einige Zahlenbeispiele für den Betrieb der Vorrichtung.

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	-	Rohling innerer 0 (EIi)	Rohling (nra;	bevorzugter Bereich der Querschnittsverengung Verhältnis	Legie runge:	Austrittsgeschwindigkeit oder Extrusion m/min	Legierungen
Rohling äniierer 0 (.'■'-'■ J	9,525	38,1-63,5	Aluminium mit einen Reinheits grad von ^Jp und mehr	25-5Ο	Aluminium mit α einem Reinheits grad von 99% und mehr	12 - 114
i"",4	15,875	63,5-68,9	30 - 60	Il	15,24 --137,16
5ö,l	22,225	101,6-152,4	Il	H	Il	π
50,b	28,^75	114,3-203,2	π	II	fl	ti -J
6.2, y	38,1	152,4-304,8	π	H	11"	Il
76,2	50,8	203,2-406,4	π	η	π	π
101,6	63,5	234 -5O8 "	π	π	π	η
127	76,2	304,8-609,6 "	π	η	π	π
152,4		π	π

Claims (1)

1. Pat ent ansprüche

   ( 1.j Vorrichtung zur Herstellung von Metallrohren aus festen Strängen durch Fließpressen, die aus einer Formkammer mit einer Formöffnung an einem Ende und einem Stößel "besteht, der von dem anderen Ende her in die Kammer hinein und aus der Kammer herausbewegbar ist, wobei an dem Stößel ein Kern befestigt ist, der in die Formöffnung eintritt und einen ringförmigen Eingang bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (27) und der Kern (28), sowie die Formkammer (22) und die Öffnung (25) so ausgebildet sind, daß die Stärke des Metalls in der Nähe der Öffnung (25) der Form am Ende der Extrusion verringert wird, so daß das verformte Rohr (18) leicht von dem festen überschüssigen Metall (33)» cLas in der Formkammer verbleibt, abtrennbar ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fuß des Kern (28) ein konisches oder bogen- oder kurvenförmiges Profil mit einem größeren Kurvenradius hat, als das Profil des kurvenförmig aiisgebildeten Eingangs zur Formöffnung (25), so daß am Ende des Stoßes des Stößels

   20 ein ringförmiges Gebilde zurückbleibt.

   3· Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch Einrichtungen (56,75,81,88) zum Ausüben eines Zuges auf das verformte Rohr (18) am Ende der Extrusion, um das verformte Rohr von dem überschüssigen Metall (33) zu trennen.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Einrichtungen (56,67,74) zum Ausüben eines kontinuierlichen

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   Zuges auf das verformte Rohr (18) während der Extrusion und Einrichtungen (75) zum Aufbringen eines verstärkten, trennenden Zuges am Ende des Arbeitsganges, um das Hohr von dem überschüssigen Metall zu trennen.

   ,5· Vorrichtung nach den .Ansprüchen J und 4^ dadurch gekennzeichnet, daß der kontinuierliche Zug und der trennende Zug von derselben Greifeinrichtung (55₅56) aufgebracht werden, die das äußerste Ende des verformten Rohres ergreift.

   lö 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4-, dadurch gekennzeichnet, daß der trennende Zug durch eine Greifeinrichtung (80,81,84) ausgeübt wi«rd, die das verformte Rohr ganz iii der Nähe der Formöffnung (25) erfaßt,

   7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Stößel (27) oder der Kern (28) mit einer umlaufenden Nut versehen ist, an der das überschüssige Metall haftet, so daß es als Ansatz aus der Formkammer■' entfernt wird, wenn der Stößel zurückgezogen wird.

   8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7? gekennzeich- | net durch Einrichtungen (35?36,37) zum Kühlen des verformten Rohres (18) während oder nach seinem Durchgang durch

   die FormÖffnung (25)·

   9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Formring (22),der die Pormkammer

   (21) umgibt, an dem Formblock (23) befestigt ist, der die JOrmöffnung (25) wahrend der gesamten Extrusion und des Rückzuges des Stößels (27) bildet.

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   10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 "bis 9, gekennzeichnet durch eine Abstreifvorrichtung (43,44) zum Entfernen des überschüssigen Metalls (33) von dem Stößel (27) beim Rückziehen des Stößels.

   11.■Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen hydraulischen Stempel zum Bewegen des StO-pels, ein hydraulisches System zur Zufuhr des Druckmittels unter hohem Druck zu dem Stempel derart, daß die Stoßgeschwindigkeit zwischen 50 cm und 230 cm pro Minute, vorzugsweise bei etwa 130 cm pro Minute liegt.

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