DE2156871A1 - Form für indirektes Strangpressen und Strangpreßverfahren - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

Dipl.-lng. EIDENEtER · ■ ' '

Dipl-Chem. Dr. RUFF DipJ.-Ing.a BEIER

7 STUTTQART 1 '*'"" "jf|f§

Neckarstraße 5O ^ΦΑ ***

15. November 1971 R/Fi Anmelderin: Texas Aluminium Company, Inc.

Box 96

Rockwall, Texas
USA

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Form für indirektes Strangpressen und Strangpreßverfahren

Bei derzeit auf dem Markt befindlichen indirekten Extrüdier-

pressen wird das zu formende Material (Barren, Puppe) durch ein

Formstück extrudiert, das wiederum an einem Ende eines hohlen Schafts befestigt ist. Während der Extrusion wird das Barrer.ua-

§ terial in einem Behälter auf einer Seite der Fprmungsanordnung .

gehalten. Der Behälter wird dann fortlaufend teleskopartiq über die Formungsanordnung geschoben, und das Material dadurch durch die Formungsöffnung extrudiert. Man zieht die indirekte Extru-

H dierung der direkten Extrudierung manchmal vor, weil i» allgeneinen niedrigere Temperaturen und Drücke verwendet werden können. Es gibt jedoch einen wichtigen Nachteil bei der Indirekten

ψ txtrudierung, der die extrudierbaren Profile, sowohl in Bezug

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auf die Länge als auch die Querschnittsgröße,betrifft.; .-£ *_;,

Bei ind^ *ekter Extrusion muß die Länge des hohlen Stützschafts wenigstens so groß wie die Länge des Behälters oder des zu ex» trudierenden Rohlings sein, und zwar deshalb, weil der Behälter vollständig über die Formungsanordnung geschoben werden muß, um das gesamte vorgeformte Material bis auf das Endstück durch das Formstück zu extrudieren« Bei derzeitigen Konstruktionen, wo der hohle Schaft nur aus einem Rohrstück besteht, wird der Außendurchmesser des Schafts durch den Innendurchmesser des Behälters begrenzt. Der Innendurchmesser des Schafts wird wiederum nach Festlegung des Außendurchmessers durch die Wandstärke begrenzt, die notwendig ist, um die im Verlauf der Extrusion auftretende Druckbelastung auszuhalten<> Aufgrund dieser Wechselbeziehung aswischen den Dimensionen des Behälters und des Schafts, muß also die Wandstärke des Schafts umso größer sein, je länger der Schaft ist, um die mit der indirekten Extrusion einhergehende Druck» und Knickbelastung entsprechend auszuhalten· Dies wiederum setzt den Querschnittsformen und der Größe der extrudierbaren Strukturen Grenzen. Allgemein kann man sagen, daß die Querschnittsformen umso kleiner sein müssen, je größer die Länge der gewünschten extrudierten Struktur ist.

Selbst wenn man Strukturen mit kleinem Querschnitt extrudiert, ist die Länge solcher Strukturen wegen der Festigkeitsgrenze der Formungs anordnung begrenzt. Die Länge von herkömmlichen .·■ Hohlschäften wird insbesondere durch die Knickfestigkeit, di<e'» ihnen innewohnt, begrenzt. Wenn der Schaft zu lang ist,- kann * selbst ein leichtes sich Biegen unter der Druckbelastung-wSh-=- rend der Extrusion ein Brechen oder Zerspringen des^ Schafts -' bewirken. Da einen Teil des Schafts bis^: aur Beendigung des

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E^trudiervorgangs nichts umgibt, kann eine gefahrliche Situation auftreten.

Herkömmliche indirekte Formungsanordnungen haben außer LMngenbegrenzungen auch noch andere Grenzen bei der Herstellung und im Betrieb. Je langer dar Schaft, umso schwieriger ist es beispielsweise, eine axiale durchgehende Öffnung maschinell herzustellen. Es entstehen ebenfalls Schwierigkeiten bei der maschinellen Herstellung von mehr als einem Loch, was für das Extrudieren von mehr als einer Struktur durch ein einzige? Formstück notwendig ist. Gelegentlich war man auf außerordentlicn teure Methoden angewiesen, um das Innere des Schafts für die erforderliche Ausgestaltung zu bearbeiten. Die einheitliche längliche Ausgestaltung des Hohlschafts macht es auch schwierig, ein "verstopftes Werkzeug" (plugged tooling) zu klären. Bei einer solchen Verstopfung ist das extrudierte Material wegen einer Fehlfunktion inv Werkzeug eingekeilt.

Ferner muß bei herkömmlichen Formungsanordnungen der Schaft im allgemeinen vor dem Extrudiervorgang erwärmt werden. Das liegt daran, daß die für die Herstellung des Schafts verwendeten Materialien Materialien mit der erforderlichen Druck- oder Knickfestigkeit sein müssen. Dies sind jedoch normalerweise Materialien, die bei Umgebungstemperatur ziemlich spröde sind. Auch geben die derzeit hergestellten Schaftstrukturen den Form= stück wenig Halt; dieser Halt besteht nur entlang der äußeren Kante des Formungsstücks. Bei dieser Art Unterstützung für das Formstück kann die während des Extrudierens auftretende Druckbelastung eine Deformation oder ein Verbiegen des Formstücks bewirken. Dies gilt insbesondere für Formstücke mit einer relativ dünnen Querschnittsöffnung. Die Deformation oder das Verbiegen eines solchen Formstücks ergibt Strukturen mit uneinheitlichem Querschnitt.Diese Nachteile sollen durch die Erfindung vermieden werden.

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In Übereinstimmung «ίφ der Erfindung wird der hohle Stützschaf t der herkömmlich gebauten Formungsanordnung durch eine vielteilige Struktur ersetzt. Die Formungsanordnung umfaßt insbesondere ein Formstück und eine Vielzahl von einzelnen Stützgliedern.. Die Sfc.ützglieder sind säulenartig auf einer Seite des Formstücks angeordnet und werden durch ein sie umgebendes Führungsrohr an Ort «nd Stelle gehalten- Jedes Stützglied nat eine mit der Öffnung des Formstücks fluchtende Öffnung.

Durch die verbesserte Formungsanordnung der Erfindung werden die Längenbeschränkungen für die Schaftstruktur im wesentlichen aufgehoben durch die getrennte Bauart der Stützglieder, und es lassen sich so Extrusionen mit beträchtlich längeren Profilen, als bisher möglich, herstellen. Auch können die einzelnen Stütz glieder eine geringe axiale Länge haben,, und daher lassen sich die öffnungen dieser Glieder leicht zu einer Form bearbeiten» die der gewünschten Form der extrudierten Struktur und der Form .der Formstück-Öffnung entsprechen. Dementsprechend sind Extrusionen mit dünneren Querschnittsdimensionen möglich, da eine ,Deformation des Formstücke während der Extrusion kein Problem itnehr darstellt.

in<der Zeichnung zeigen:

Fig,, l eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Formung?anordnung;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht der

mit eingesetzter Formungsanordnung;

Flg. 3 eine Reihe von kreisförmigen Formen, die als Formungsanordnung nach»Fig· I verwendet werden können; und

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Fig, 4 3%-ei rechteckige Formen für die Fermungsanordnung.

Wie in Figur 1 gezeigt, besteht die Formungsanordnung 1 aus einem Formstück 2, einer Mehrzahl von dahinterliegenden Stütsügliedern 3 und einem Führungsrohr 4. Das Führungsrohr, dient zur Aufnahme der einzelnen in seitlichem Eingriff miteinander stehenden Stützglieder mit dem an. einem Ende 5 des Rohrs befestigten Forsstück. Die Formungsanordnung ist in Fig. 2 in montiertem Zustand und in einer indirekten Extrusionepresse befestigt, dargestellt. Zur Befestigung ist das Führungsrohr mit seinem vom Formstück abweisenden Ende 7 in einen Halter 6 eingepaßt.

Bei der besonderen Ausführungsform der in Fig. 1 gezeigten Anordnung hat cas Formstück zwei Formöffnungen 8 und 9, die sich von der einen sur anderen Seite durch das Formstück erstrecken. Jedes Stützglied ist ebenfalls mit zwei Öffnungen 10 und 11 versehen, die sich zwischen ihren gegenüberliegenden Seiten erstrecken und mit den Öffnungen im Formstück fluchten. Die Öffnungen eines jeden Stützglieds haben einen größeren Querschnitt als die Öffnungen im Formstück, so daß sie keine extrudierende Funktion übernehmen und nur die durch die Formöffnungen extrudierte Struktur aufnehmen.

Um während des Extrudiervorgangs eine gute Unterstützung des Formstücks zu schaffen, haben die Öffnungen 8 und 9 in dem dem Formstück unmittelbar benachbarten Stützglied ia allgemeinen eine den Öffnungen im Formstück entsprechende Form und sind nur wenig größsr sls die Fcrüu5ffnun«en= ohuiohl nur eines der Stützglieder in dieser AusfUhrungsform gezeigt ist, können einige oder alle restlichen Glieder auch Öffnungen dieser Form haben.

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Auch kann die Ausgestaltung der Öffnungen in den Stütagliedern von Stützglied zu Stützglied allmählich vergrößert oder sonstwie geändert werden, um dadurch eine gleichmäßigere Druckoder Belastungsverteilung ■&* die Struktur der Extrusionspresse zu bewirken, die die Fox«P'-ngsanordnung unterstützt.

Das die Stützgiiener umgebende Führung» εοϊϊτ 4 hält die Stüt»- glieder und das Polstück an Ort und Stelle. Das Röhr Gesteht vorteilhafterweise aus bruchfestem Material und hat die zusätzliche Aufgabe,zu verhindern, daß die Stützglieder im Falle eines Bruchs durch Überbelastung in die Umgebung geschleudert werden. Auch kann das Rohr so gebaut werden, daß es einen Teil der mechanischen Last trägt oder nicht trägt» In der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform liegt das Ende 5 des Rohrs an der Flanschkante 2« des Formstücks an, während das andere Ende 7 im Halter 6 aufliegt. So fängt das Führungsrohr einen Teil der Druckbelastung des Extrudiervorgangs auf. Ist dies nicht erwünscht, so braucht man nur die Länge das Führungsrohrs zu kürzen«

Zusätzlich zu der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform können Formungsanordnungen mit Formöffnungen hergestellt werden, die andere Querschnittsformen haben, wie sie in Fig. 3 unter 12, 13 und 14 gezeigt sind. Auch kann die äußere Form dt.· Anordnung von einer zylindrischen Form verschieden sein. Figur 4 zeigt Forraungsanordnuncjen 15, 16 mit rechteckigem Querschnittsumriß. Formungsanordnungen dieser Form eignen sich besonders f_ür rti* gleichzeitige Extrusion von mehreren Strukturen mit dünnem Querschnitt wie es unter 17 in Fig. 4 gezeigt ist, ader für das Extrudieren einer blatt- oder pl^ttenartigen Struktur 18, bei der eine Querschnittsdimension das Vielfache einer zweiten Querschnittsdimension ist. Wo die Formungsanord-

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nungemnach der, lnt Fig- 4*Ä*ej^|t^|A^ifil^

werden. * hat^das^usqiuri(^eat^iai:lvor^i.lhaf tirwele^iiiWiQuer

schnittsforai, die ita allgssslnen der Quersehnittsform der Formungsanordnung entspricht· Auch wo die blatt- oder plattenartige Struktur 18 extrudiert wird, Mitspricht die Querschnittsfora des zu fonsenden Barrens ist allgemeinen der Querechnitteform der i extrudierten Struktur, indem sie rechteckig ist·

In Fig· 2 ist die Foraungsanordnung »ach Figur 1 in eine Indirekte Extrusionspresse eingesetzt, vor der Durchführung «in©r ¹ Extrusion gezeigt. Die Presse besitzt ein Drucklager 19, an ^ dem sich die Fonnungsanordnung 1 abstützt. Auflage- oder Druck- : platten 2O sind vorgesehen, ua die Last des Rohrhalter« 6 und ^ die Last der ist Bohr gehaltenen Stüt*glieder 3 ©ufsunehaen. Die Presse enthält auch einen Behälter 21, der auf einer fär eine Hin- und Herbewegung geeigneten FÜhrungeetruktur 22 befestigt ist. Dar Behälter hst eine Bohrung 23, in äi· ein Barren 24 \ eingesetzt wird. Die Bshnmg 23 ist «it der ForaEungsanonänung : ausgerichtet, die so angeordnet ist, daß das Formstück 22 dem ; Behälter zugewandt ist«. Hinter dem Behälter befindet sich ein j hydraulischer Druckzylinder 25 alt einera Stempelglied 26, das i ebenfalls mit der Bohrung des Behälters fluchtet.

' lsi Betrieb wird eine Extrusion eines Materialbarrens durch die Formungsanordnung durch Ingangsetzen des hydraulischen Zylinders bewirkt, im ά*η Steapel 26 über die ausgerichtete Bohrung ft des iB^ehälters^üiib^wegen./>tind JLn Kontakt ^mIt-dem Behälter .zu ·^: I bringen· l>er ?Behä2?ter .niitide* zu foznnendeniMaterial ^sicd I dann vorwärts ^getrieben, damit er i»ich -kontinuierlich iüber idle I Formungsanprdnung schiebt und das ;zu f oraientie ;Haterlal .durch I ■- die Öffnungen im .Fomstück _:der F.oraungsanordnung fließt· W»r _w,

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Behälter wird,to lange fortbewegt, bis das gesamte Barren-, ω iiterial außer seinem Endstück durch das Formstück; extrudiert ist» Das Endstück' wird dann entfernt, und die Presse wird dann. in Gegenrichtung bewegt, um cie für eine weitere Extrusion vorzubereiten.

Bei der oben beschriebenen verbesserten Ausführung der Formungsanordnung, kann die Länge der Schaf tstruktur einschließlich der Stützglieder und des Führungsrohrs viel größer sein als die Länge der herkömmlichen bei indirekter Extrusion verwendeten Schaftstruktur. So können größere Längen extrudiert werden. Gleichzeitig kann der Querschnitt der extrudierten Strukturen größer sein als es bei einer herkömmlichen indirekten Extrusionsanlage möglich 1st· Die größere Längs und Größe des extrudierten Produkts ist möglich wegen der Einbeziehung der getrennten Stützglieder anstelle der herkömmlichen ©instückigen Hohlschaf tatruktur, wodurch ein Verbiegen der Anlage unter der Druckbelastung bei der Extrusion vermieden wird· Sollten bei dem Extrudiervorgang Irgendwelche Biegungskräfte auftreten, so können sich die Stützglieder relativ zueinander verschieben, um die richtige Fluchtung zu erreichen; und selbst wenn die Anordnung so belastet wird, daß die Druckfestigkeit eines oder mehrerer Stützglleder nicht ausreicht, wird das umgebende Führungsrohr die zerbrochenen Stücke zurückhalten und verhindern, daß sie in die Umgebung gelangen.

Durch die Verwendung von getrennten Stützgliedern anstelle der herkömmlichen Röhre ist die axiale Dimension eines jeden Stützglieds relativ kürz. Eies erleichtert wiederum die maschinelle Herstellung der öffnungen durch die Stützglieder ündiermöglicht es, die öffnung durch ein Glied oder alle Glieder einer solchen Ausgestaltung durchzustechen ,die im allgemeinen der Form der zu extrudierenden Struktur entspricht. Dies ist besonders vorteil-

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haft, um das Formstück gegen Deformation oder Verbiegung zu stützen, um dadurch die Herstellung von Extrusionen zu ermöglichen, die den Fcrmöffnungs-Dimensionen genau _t > . ' , entsprechen» Auch ist es durch Vermeidung der Deformationvon¹'*' Borinstücken möglich, Extrusionen mit dünnem Querschnitt mit engen Toleranzen und minimalen Abweichungen im Querschnitt vom einen zum anderen Ende der Extrusion herzustellen.

Bei der Herstellung der Formungsanordnung der Erfindung er-I möglicht die durch die Verwendung von getrennten Stützgliedern hergestellte erhöhte Festigkeit auch die Verwendung einer größeren Anzahl von Materialien bei der Herstellung der Stützglieder als es bei den herkömmlichen Hohlschaft-Strukturen möglich war. Die Stützglieder können beispielsweise aus ge- i härtetem Stahl oder äquivalentem Material hergestellt sein, I so daß die Anordnung eher kalt als bei höherer- Temperatur in \ Betrieb genommen werden kann, wie es bei herkömmlichen Kon-

I struktionen erforderlich ist.

I Die sich aus der oben beschriebenen besseren Bauart dar Fornmngs· f anordnung ergebenden Vorteile machen es nunmehr möglich, durch ¹ das indirekte Veriahren Strukturen beträchtlicher Länge zu «sx- i trudiereru Diese Extrusionen können entv/eder für sich allein

\ oder gleichzeitig hergestellt werden. Auch läßt sich eine grö-I ßera Auswahl von Formen und Materialien extrudieren, Die darge- X stellte Ausführungsform besitzt sechs Stützglieder· Durch Er- ^!; höhen oder Erniedrigen ihrer Anaahl und/oder durch Verändern

der Formungsanordnung ohne. Schwie,--

rigkeiten verändert werden.

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Claims (1)

1. *0

   Anspruchs

   1. Strangpreßvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Formstück (2) mit mindestens einer Dapchgangsöffnung (8,9) zum Ertradieren von Material von einer Seite zur anderen vr\ß eine ^τ*?·^¹ von Stützgliedern (3) aufweist, die auf der anderen Seite neben dem Formstück (2) ait dieses fluchtend angeordnet eiad und beim gsctrudieren d©s Materials eine Abstützung für das Forastttck (2) bilden, und daß dedes Stützglied (3) aiindestens eine karehgangsSffnung (10,11) besitzt, die mit der öffnung ^E,9) des Formstacks (2) fluchtet,

   2. S1apaagp£©ßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stutzglieder (3) gegenüberliegende Flächen besitzen, zwischen denen eich die Öffnungen (10,11) erstrecken und die Stützglieder jeweils seitlich miteinander in Eingriff stehend angeordnet sind«

   3. Strengpreßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dsdureh gekennzeichnet, deß mindestens das erste, dem Formstück (2) nächstliegende Stützglied (3) ©ine 2urchgangsöffnung (8,9) mit im wesentlichen gleicher Gestalt wie im Formstück (2) aber geringfügig grö'ßeran Auemaßen besitzt·

   4-_e Strangpreßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Führungsrohr zur Aufnahme der Stützglieder (3) aufweist.

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   χ 14 010/11 -.a"- ρ 2ΐ 56 βτι.β

   geändert qemäS Elnaabe

   β Straz?.gpreßvorriehtuiig sseä Anspruch 4_f dadurch gekennzeichnet« daß öas Saaga^rsk (2) an einem Bade (5) dee Führungerohres (4) ta&^s&gt let.

   6. Strangprevr-^- ^:iaag nach einem der TOTbergelieBden Ineprüohe, daderoh geksanzeicLinet, daB aindestens defl &e~ et β, dem FoxaetÜols: (2) näcÄ*tliQg«ads Stützglied (3) ei ne Durchgangaüffnims (8,9) mit @ntep?eohender Gestalt aber geringfügig größeren iuamaBen als die Ö££wm& ia Formstück (2) besitzt und der lest d@? Stützglied·! (3) einfach geformt© DuroAgangsBffnungen (1O₉11) aufweist_a die gruSer aind eis die Durcagaageöff&ung (8,9) des Fosastüok© (2)·

   7· Strangpr®ß¥orriehtung nach einem der Torhergebenden in» Sprüche, dadurch gekennzeichnet ₉ daß das Formstück (2) und die Stützglieder (3) jeweils wahrere aitelnander fluchtende BurchgangsSffnusgea (3,9 und 1O₉11) besitz

   8. Strangprsßvorrichtung aaeb, eia@m d@r isspsüeli© ^- bi© 7, dadurch g^@^mseic^i@t« d@S ds@ !Formstück (IfI₉16) di© Stüt^gli@dtr ©im© qu@x gu ihrer

   ist ©la in &©r @nd©r@£i₉ usd UbB da© ^Qhn2S^@r@hr (4) ©in© iaa.©^©, ^aosscihaittafossi ©ufw©i©t₉ dia der fora d©r Stütsglied©r (3) und äoo lorastüo!^ (2) spricht.

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   a) ©in lOsKsMolc nit einer Htlirxahl T021 in «is©]? «setan leg* «ageogä&st idrd,

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   o) der Barsei s*S*& *is« AasvlrtebMSgmig φΐ«? sos Ae&ss der Hsc^tliait Ton Berrtn ^ ^oreöffznaa« gen geaalt« mird» indt» «»ins AuBenfläcli· »it oiner Stütsfliciie in Singriff g*bao1it nixd tuid d) dft? Barren, raa Hindttrciidriicfcen d·» Kitazdals durch jede dtr OffaangKi g»g«i ds« lor»*tück gedrückt hrtnd glwicii£»itig dit ltiB«rrriIche de» r*l«tiT zur ßtütif lach· rb«tionilr gtlwltsa «ird, Mf das Material darcii di· üffmmgan ist.

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   c) der Barren gegen eine Auewirtsbewegmig gatr am der Aojr*chtungeachee dee Barrene «it der öffesag ssssiasngehalten wird, inde* «eine AuSenfllche ait einer StOtB-fluche in Eingriff gebracht wird, xm&

   d) der Barren zum Pressen des Barrezmaterials durch die öffnung gegen die £öre«iordmmg gepreßt wird, waUrtnd Cie Außenfläche des Barrens relativ xur Stateflloh· stationär gehalten wird, bis das Material durch die öffnung gepreßt ist.

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