DE2234666A1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen messung der temperatur des pressgutes beim profil- und rohrstrangpressen von metallen - Google Patents

Description

"Vorrichtung zur kontinuierlichen, Messung der Temperatur des Pressgutes beim Profil- und Rohrstrangprassen von Metallen"

Priorität: 2ü. Juli 1971, Schweiz, Nr. 10636/71

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen der Temperatur des in der formgebenden Oeffnung der Matrize fliessenden Metalls beim Profil- und Rohrstrangpressen, bestehend aus einem in im wesentlichen radialer Richtung durch den Matrizenhalter und die Matrize bis zur formgebenden Matrisenöffnung hindurchgeführten Thermoelement» dessen Spitze so einstellbar ist, dass sie in einer Ebene mit der Lauffläche der formgebenden Matrizenöffnung; liegt und in direktem Kontakt mit der Oberfläche des in dieser Oeffnung fliessenden Metalls steht, und daß sie durch eine Ausgleichsloitung mit einer Temperaturanzeige- bzw. Pressgeschwindigkeitsregel vorrichtung verbunden ist, sowie aus einer Halte- und Einstellvorrichtung für das Thermoelement.

Die zuverlässige und kontinuierliche Messung dieser Temperaturen ist ein altes Anliegen auf dem Gebiet des Strangpres-

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sens. Es sind denn auch schon mancherlei Vorschlage zu seiner Lösung gemacht worden, die vor allem eine zuverlässige Feststellung der Temperatur am kritischen Punkt in der formgebenden Matrizenöffnung durch direkten Kontakt des Messinstrumentes mit dem Pressgut gewährleisten sollen, wobei jedoch eine Verletzung der Pressgutoberfläche durch das Messinstrument vermieden werden soll.

_...,-..... -;-;.Ejin neuerer.. Vorschlag · de!*. Anmel.derin .zur Lgsitng- dieses ,.Pro-; · blems (Schweizer Patent Nr. 50? 752) geht dahin, in einer im wesentlichen radial in der eigentlichen Matrize angebrachten Bohrung, mittels einer in die Matrize eingeschraubten Halte- und Einstellvorrichtung ein Thermoelement so anzuordnen, dass ^: * ' " seine Spitze" so" Te irr eingestellt''< werden "ka'nrfi dass' sie m'i"f^:" der Lauffläche der formgebenden Matrizenöffnung in einer Ebene liegt.

Die mit dieser Vorrichtung erzielten Ergebnisse waren bezüglich Messgenaui'gkeit und Steuerung der Pressgeschwindigkeit * sehr zufriedenstellend. Als Nachteil erwies sich aber, dass um die in die Matrize eingeschraubte Einstellvorrichtung einbauen und betätigen zu können, die Bohrung im Matrizenhalter in genauer, axialer PortSetzung derjenigen im eigentlichen Matrizenkörper verlaufen muss* Das bedeutet, dass für jede Matrize ein besonderer Matrizenhalter benötigt wird und auch ein in der Länge angepasstes Thermoelement; denn je nach der Gestalt des zu pressenden Profilquerschnitts und der Anzahl

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der in einer Matrize vorhandenen formgebenden Oeffnungen liegen die Mündungen der Bohrungen an der Aussenseite der Matrize verschieden und die Bohrungen sind verschieden lang. Ferner wird auch die Betätigung der Einstellvorrichtung dadurch kompliziert, dass sich die Einstellschraube, die ja erst betätigt werden kann, wenn Matrize und Matrizenhalter zusammengefügt sind, in der Tiefe der Bohrung befindet. Und schliesslich wird die Matrize durch die·Bohrung, welche, da sie die ganze Halte- und Einstellvorrichtung aufzunehmen hat, ziemlich weit sein muss, stark geschwächt.

Es musste also eine Lösung gesucht werden, die es gestattet unter Beibehaltung der Vorteile des vorangehenden Vorschlags • . .'. den. ^gleichen Matrizenhalter .für. mehrere ..Matrizen-.mit-versch4.e-> den angeordneten Bohrungen und dasselbe Thermoelement für Bohrungen verschiedener Länge zu verwenden, welche eine leichtere Zugänglichkeit der Einstellvorrichtung ermöglicht und die eine grosse Schwächung der Matrize vermeidet.

Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Halte- und Einstellvorrichtung für das Thermoelement in die Aussenseite das Matrizenhalters eingeschraubt ist und mittels eines Kugelgelenks ein allseitiges Verschwenken des biegsamen Thermoelements gestattet,

- und dass die Bohrung in der Matrize im wesentlichen zylindrisch und in mindestens einer Stufe verjüngt ist und eine Bewegung des Ther-

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ORlGiINALlNSPECTED

moelements nur in der Richtung seiner Längsachse gestattet.

Die Erfindung v/ird anhand der beiliegenden Zeichnung im Sinne eines Beispiels erläutert. Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch den formgebenden Teil einer Strangpresse mit der eingebauten Temperaturmessvorrichtung.

Die Matrize'1 wird durch-den Matrizenhalter 2 und die Matri- · ..ze,nstü.t?;e.;:.3,;in;..;der. "Prp■ßÄei·gehal^t;en^.^^v,BuΓΛh·;die.·■'·■fornigebenc3...5^^· ·■<>.· ■··· ·? Oeffnung *J in der Matrize 1 wird das Metall (nicht dargestellt) in Richtung des Pfeils ausgepresst.

Durch den Matrizenhalter 2 und die Matrize 1 hindurch wird "'das''der Tempe'rät'urme-ssüng· dl' e η efide' Thermoelement' 5 ' zur' 'form'-'^:' gebenden Oeffnung ^ in der Matrize 1 geführt. Von seinem Eintritt in den Matrizenhalter nach aussen ist das Thermoele- · ment durch die Ausgleichsleitung 6 mit einer Temperaturanzeige- bzw. einer vorzugsweise automatischen Pressgeschwindigkeitsregelvorrichtung (nicht dargestellt) varbunden.

Die Einstell- und Haltevorrichtung 7 für das Thermoelement ist in die Aussenseite des Matrizenhalters 2 eingeschraubt. Sie besteht aus dem Thermoelementhalter 8, der Klemmschraube 9> dem Klemmring 10 und der Gelenlckugel 11. Der Thermoelementhalter ist aussen im wesentlichen zylindrisch. In seinem Innern weist er eine durchgehende axiale Bohrung auf, in welcher das Thermoelement geführt wird. In ihrem der Matrize

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zugewandten Teil ist diese Bohrung nur so weit, dass das Thermoelement in dichtung seiner Längsachse darin gleiten Kann, Der nach auasen gerichtete Teil der Bohrung ist in zwei Stufen erweitert, wobei die innere* engere Stufe ein Ftingewinde trägt. Dieses Peingewinde dient der Feineinstellung des Thermoelements, Ss ist dar*»in das Zwischenstück 12 mit einem ebensolchen Feingewinde eingeschraubt. Das Zwischen-. stock bildet zudem die Verbindung zwischen dem Thermoelement "' 'g^nd- der'Atfsgtei^hs leitung·■· 6, Vkr^ug'symiäe''isi^Ws;Hwischen-''' sttick zweiteilig; '-fobei die beiden Teile durch eine Steekver- , bindung zusammengefügt bzw, getrennt werden können. Die Möglichkeit der Trennung erleichtert den. Einbau des Thermoelements und dessen. Feineinstellung. . ■ ' , -

Die Klemmsehraube 9 ist senkrecht fcur Pressenaehse in den Matrizenhalter 2 eingeschraubt, Sie weist eine axiale· im Längsschnitt sanduhrförmige Bohrung auf« In einem Abstand vom der Matrize zugewandten Ende der Klemmschraube liegt auf einer einspringenden Schulter 13 der Bohrung, in welche die Kl^mmsehraube 9 eingreift _> der Klemmring IQ. Auch dieser hat eine im Lä.ngsschnitt sanduhrförmige axiale Innenbohrung. Die

tinander zugewandten Flächen,der Bohrungen in Klemmsehraube und Klemmring werden vorzugsweise konkav ausgebildet, entsprechend der AussenseitQ der 8e.Xen.kk.ugel 11 j denn^ zwischen (diesen einander zugewandten Flächen wird; die ßelenkkugel gehalten und festgeklemmtc Die Gelenkkugel\\ weist eine axiale, zylindrische Bohrung auf, deren Durchmesser, dem Aussen·*

durchmesser des Thermoelementhalters 8 angepasst ist. Ferner ist in der Gelenkkugel ein von der zylindrischen Bohrung ausgehender, in der Richtung der Längsachse des Thermoelements 5 verlaufender und bis zur Aussenseite der Gelenkkugel durchgehender Schlitz angebracht.

Bei der Montage wird nun der Thermoelementhalter durch die Zylindrische Bohrung der Gelenkkugel durchgesteckt. Dann wird

Klemmschraube und Klemmring festgeklemmt '.:ird. Gleichzeitig wird dabei aber auch die Gelenkkugel zusammengepresst. Der darin angebrachte Schlitz ermöglicht es der Kugel, diesem Druck bis zu einem gewissen. Grad, d.h. bis der Schlitz völlig "'•"'■■gescnlos'söH 'Ist·,''nachzugeben';' Dadurch' VerkXe'irieri; sich'der* "·^: Durchmesser der Bohrung in der Kugel, so dass der Thermoelementhalter ebenfalls festgeklemmt wird. Durch mehr oder v/eniger tiefes Einführen des Thermoelementhalters vor dem völligen Anziehen der Klemmschraube erhält man eine stufenlose Grobeinstellung der Eindringtiefe des in die Matrize eingeführten Thermoelements.

Damit nun aber das Thermoelement von der gleichen Stelle im Matrizenhalter aus an verschiedenen Stellen der Matrizenausaenseite 1*1 mündende Bohrungen 15 der Matrize erreichen kann, ist der Thermoelementhalter in der Halte- und Einstellvorrichtung auch noch allseitig schwenkbar. Dies wird einmal durch die Gelenkkugel 11 ermöglicht, und dadurch dass die

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einander abgewandten Flächen der sandu*hrförmigen Bohrungen in Klemmschraube und Klemmring konisch auseinandergehen; ferner dadurch, dass die Bohrung ·16 im Matrizenhalter eine Form aufweist, die diese allseitige Schwenkbarkeit des Thefmoelementhalters (8) gestattet. Im vorliegenden Beispiel weist, die Bohrung 16 eine von der einspringenden Schulter 13 weg gegen die Matrize hin ebenfalls konisch erweiterte Form auf, aber diese Form könnte z.B. ebensogut zylindrisch oder konischzylindrisch sein. Durch Anziehen der Klemmschraube "wird der Theriiioelemehthalter und mit ihm das Thermoelement im' gewünsch- !vteih Winkel festgestellt, · Selbsty^sftändli;ch ■ .'ist · .dierSchWertk^.·■ barkeit des Thermoelementhalters und' damit des Thermoelements selbst durch die Form, z.B. durch dieWeite der Konizität dieser Bohrungen begrenzt..'Sie erlaubt es aber doch .eine ganze Reihe von Matrizen mit an verschiedenen Stellen mündenden' Bohrungen 15 mit demselben "Matrizenhalter eirizubaue'n,' was immerhin eine erhebliche Einsparung bedeutet.

Nun wird es aber dabei vorkommen, dass die Achsen des im Matrizenhalter festgelegten Thermoelements μηα der Bohrung 15 in der Matrize nicht so zur Uebereinstimmung gebracht werden können, dass die eine Achse die gerade Fortsetzung der andern bildet, sondern dass sie in einem gewissen Winkel aufeinandertreffen. Das Thermoelement muss sich also einer solchen Richtungsänderung anpassen können, d.h. biegsam sein. Damit

es nun beim Einfahren in die verschiedenachsigen Führungen nicht verletzt und die leichte Einstellbarkeit des Thermoelements nicht durch Reibung an den Bohrungswänden beßinträch-· tigt Vierdon kann, wird es vorteilhafterweise mit einem Schutzmantel 17 umgeben. Dieser Schutzmantel kann z.B. so gebildet werden, dass man drei Drahtgeflechtschläuche übereinander-'

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schiebt. Dabei wird der innen liegende Schlauch durch Strekken in seinem Durchmesser verkleinert und der äussere durch Stauchen im Durchmesser vergrössert. Nach dem Uebereinanderschieben werden die Drahtgeflechtschläuche untereinander z.B. durch Löten fest verbunden. Auf diese Weise kann man sich bei der Beschaffung der Drahtgeflechtschläuche auf einen einzigen Durchmesser beschränken. Dieser Schutzmantel wird mit dem Thermoelementhalter fest verbunden, z.B. durch Löten. Am · ^;>'f r eidh' Ende ^vd'es'^::Tfiernio'eleJiieht s ·^; is ir "d er'Sciiü t^:zmarit el" 'auf ^:gl eiche Weise mit dem Endstück 18 verbunden. Dieses Endstück kann z.B. ein Drehteil sein, dessen Aussendurchmesser so bemessen · ist, dass es den Schutzmantel in der Bohrung 15 in der Matrize führt, und das zudem eine Axialbohrung für die Durchführung des Thermoelements aufweist. Der in dieser Weise'aufgebaute Schutzmantel ist für seinen Verwendungszweck genügend stabil, aber auch genügend flexibel. Er gestattet eine Achsabweichung der Bohrungen im .Matrizenhalter und in der Matrize bis zu '15 ohne dass die Einstellbarkeit des Thermoelements beeinträchtigt wird. ι

Die Bohrung 15 in der Matrize ist im Querschnitt zylindrisch und auf dem grössten Teil ihrer Länge von solchem Durchmesser, dass der Schutzmantel 17 bzw. das Endstück 18 darin gleiten kann. An ihrem der formgebenden Oeffnung der Matrize zugewandten Ende muss sie aber, vorteilhafterweise in Form einer Stufe, so stark verjüngt sein, dass ihr Durchmesser nur noch um ein geringes grosser ist als derjenige des Thermoelements, damit

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dessen Spitze eine sichere Führung erhält.

Mit dieser Vorrichtung ist es möglich, unter Beibehaltung aller durch den vorangehenden Vorschlag der Antnelderin gegebenen Vorteile, von einer Stelle am Umfang des Matrizenhalters aus, mit einer geringen Anzahl verschieden langer Thermoelemente bei praktisch allen vorkommenden Profilformen die Temperatur an der wirklich kritischen Stelle· zu messen. ' ·

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Claims (7)

1. - 10 Ansprüche

   Π. Λ Vorrichtung zum kontinuierlichen Messen der Temperatur des in der formgebenden Öffnung einer Matrize fließenden Metalls beim Profil- und Rohrstrangpressen, bestehend aus einem in im · wesentlichen radialer Richtung durch den Matrizenhalter und die ■ Matrize bis' zur formgebenden Mätrizenöffrvung hindürchgeführteri

   .;·...*Ther-mpeX^ ist, daß sie in..'· ..·.·.·:·

   einer Ebene mit der Lauffläche der formgebenden Matrizenöffnung' liegt und in direktem Kontakt mit der Oberfläche des in dieser Öffnung fließenden Metalls steht, und das durch eine Ausgleichsleitung mit einer Temperaturanzeige- bzv/. Pressgeschwindigkeits-

   , ^.yege^yo.r-rxcii^^^ .;..

   Einstellvorrichtung für das Thermoelement, dadurch g e k e η η .zeichnet , daß die Halte- und Einstellvorrichtung (7).in die Außenseite des Matrizenhalters (2) eingeschraubt ist und mittels eines Kugelgelenks (11) ein allseitiges Verschwenken des biegsamen Thermoelements (5) gestattet, und daß die Bohrung (15) in der Matrize im wesentlichen zylindrisch und in mindestens einer Stufe verjüngt ist und eine Bewegung des Thermoelements (5)> nur in der Richtung seiner Längsachse gestattet.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (7) aus einer mit einer axialen, im Längsschnitt sanduhrförmigen Bohrung versehenen, von außen in den Matrizenhalter (2) eingreifenden Klemmschraube (9) und einem, auf einer einspringenden Schulter (13) der Bohrung (16) im Matrizenhal-

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   -liter (2) aufsitzenden, ebenfalls mit einer im Längsschnitt sanduhrförmigen Bohrung versehenen Klemmring (10), die zwischen sich die Gelenkkugel (11) halten und einem im wesentlichen zylindrischen Thermoelementhalter (8) besteht.
3. 3.-Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, däß_. di.e,..Gelenkk.ug.e.l,, (11). ._eJtne.__vglat;t.ev:.^z^lind^^$^e._Bphr.|*_ng[-,_:.,,.-..,....... durch -welche der.Thermoelementhalter (8) durchgesteckt ist, :. und einen von der zylindrischen Bohrung ausgehenden, in der Richtung der Längsachse des Thermoelements verlaufenden, bis zur Außenseite der Gelenkkugel (11) durchgehenden Schlitz, aufweist.
4. '-.··ν-.¹V-' ."·ίvf.V· "/if.·, y v.;e :'·?■': *y -'■·.^:". &;> '-.·. ·'.-'/·'■ *■♦···:*.-·.■·ii.'r· ■■:':'' .^:ν·.Ν'·1; ^:·Λ^ν;· ■■.·■■ _Λ·*· ·-'.-··? ;^;;f-'-^: 4." Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoelementhälter (8) mit einer axialen Bohrung versehen ist, die in ihrem der Matrize (1) zugewandten Teil dein Außcndürchmcsser des Thermoelements _(5) entspricht, und deren der Außenseite zugewandter Teil erweitert ist, und daß der erweiterte Teil in seinem der Matrize (1) zugewandten Ende ■ ein Feingewinde für die Feineinstellung des Thermoelements aufweist, in.welches ein das Thermoelement (5) mit der. Ausgleichsleitung (6) verbindendes zylindrisches Zwischenstück (12) eingreift. ·
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ,_; das Zwischenstück (12) zweiteilig ist und daß die Teile durch eine Steckverbindung zusammengehalten werden. -.._; ..

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6. 6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das biegsame Thermoelement (5) zwischen seinem Austritt aus dein Thermoelementhalter (8) und einem das freie Ende des Thermoelements (5) in der zylindrischen Bohx"ung der Matrize (1) führenden Endstück (18) von einem biegsamen, sowohl mit dem Thermoelementhalter wie mit dem Endstück fest.verbundenen Schutzmantel (17) umgeben ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch G, dadurch gekennzeichnet:, daß der biegsame Schutzmantel (17) aus drei übereinander geschobenen Drahtgeflechtschläuchen besteht, von denen der innere durch Strecken in seinem Durchmesser verkleinert, der äußere durch Stauclien iri seinem Durchmesr.er vergrößert ist.

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