DE2239912A1 - METHOD AND DEVICE FOR HYDROSTATIC EXTRUSION - Google Patents
METHOD AND DEVICE FOR HYDROSTATIC EXTRUSIONInfo
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Description
DR. W. SCHALK · DIPL.-1NG. P. WlRTH · DI PL.-I NG. G. DAN N EN BERG DR. V. SCHMIED-KOV/ARZIK · DR. P. WEI NHOLD · DR. D. GUDELDR. W. SCHALK DIPL.-1NG. P. WIRTH DI PL.-I NG. G. DAN N EN BERG DR. V. SCHMIED-KOV / ARZIK · DR. P. WEI NHOLD · DR. D. GUDEL
6 FRANKFURTAM MAIN GR. ESCHENHEIMER STRASSE 39 6 FRANKFURTAM MAIN GR. ESCHENHEIMER STRASSE 39
U.S. Serial No. 172,039U.S. Serial No. 172.039
11.August 1972 BT/-mr-August 11, 1972 BT / -mr-
PW/SiPW / Si
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505 King Avenue, Columbus, Ohio, USA505 King Avenue, Columbus, Ohio, USA
Verfahren und Vorrichtung zum hydrostatischen StrangpressenMethod and device for hydrostatic extrusion
Die nachstehend näher offenbarte Erfindung bezieht sich auf Strangpresstechnik' und Schmierung beim Strangpressen, und zwar Strangpressen eines Metallbarrens, der durch die Anwendung hohen Druckes durch ein Mundstück gepresst wird, dessen Querschnittsfläche kleiner als diejenige des ursprünglichen Barrens ist. Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herabsetzung der erforderlichen Leistung bzw. Energieaufnahme der Hochdruckquelle bzw. des Hochdruckahtriebs dadurch, dassder zur Überwindung der Reibung an der Wandung des Rezipienten erforderliche und bei normalen oder herkömmlichen Strangpressverfahren erzeugte und aufgewendete Druck auf Null oder nahezu auf Null herabgesetzt oder wesentlich verringert wird. Die Erfindung hat ferner den Vorteil, dass Bedingungen für hydrostatisches oder quasi-,hydrostatisches Strangpressen geschaffen werden,ohne dass die nach dem bekann-The invention disclosed in more detail below relates to extrusion technology and lubrication in extrusion, namely the extrusion of a metal billet which, by the application of high pressure, is forced through a die whose cross-sectional area is smaller than that of the original billet. The invention provides a method and a device for reducing the required power or energy consumption of the high pressure source or the high pressure drive by reducing the pressure required to overcome the friction on the wall of the recipient and generated and applied in normal or conventional extrusion processes to zero or almost Zero or substantially reduced . The invention also has the advantage that conditions for hydrostatic or quasi-hydrostatic extrusion are created without the known
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ten Stand der Technik auftretenden komplizierten und umständlichen Einrichtungen oder Verfahren erforderlich sind.th prior art occurring complicated and cumbersome Facilities or procedures are required.
Von besonderer Bedeutung ist nach dem Stand der Technik der als hydrostatisches Strangpressen bekannte Grundgedanke, wonach ein unter Druck stehendes strömendes Medium die Kraft ausübt, welche den Barren durch die Matrizenöffnung auspresst. Der sich vorschiebende Kolben hat die Aufgabe, einen hohen Druck des strömenden Mediums aufrecht zu erhalten, und nicht den Barren vorzuschieben,, indem er an demjenigen Barrenstirnende anschlägt, das von der Strangpressnundstüdcabliegt. In der üblichen fachmännischen Praxis bei der Ausübung des Strangpressverfahrens geht beträchtliche Zeit für einen Strangpressgang für die Zuführung und Weiterleitung des strömenden Mediums, d.h. für das Einspritzen, die Verdichtung, die Entspannung und das Auspressen dieses Mediums verloren. Die angeforderten Ergebnisse an Produktionsmengen bzw. - geschwindigkeiten (Strangpressvorgangepro Zeiteinheit) sind wesentlich geringer als diejenigen, die für gewöhnlich mittels herkömmlicher Strangpressverfahren und -vorrichtungen erreicht werden.According to the state of the art, the basic idea known as hydrostatic extrusion is of particular importance a pressurized flowing medium exerts the force which squeezes the ingot out through the die opening. The advancing piston has the task of maintaining a high pressure of the flowing medium, and not to advance the ingot by striking the front end of the ingot that lies away from the extrusion nozzle. In the It is common practice in the practice of the extrusion process to devote considerable time to an extrusion operation for the supply and forwarding of the flowing medium, i.e. for the injection, the compression, the relaxation and the squeezing of this medium is lost. The requested results in terms of production quantities or speeds (Extrusions per unit time) are significantly less than those usually performed using conventional Extrusion processes and devices can be achieved.
Einer der Vorteile der vorliegenden Erfindung liegt darin, dass Produktionsmengen bzw. -geschwindigkeiten ermöglicht werden, die denjenigen gleichen oder annähernd gleich sind, die durch herkömmliches Strangpressen entweder in einer hydraulischen oder mechanischen Presse erreicht werden, wobei erfindungsgemäss dennoch die bekannten Vorteile einer einfachen hydrostatischen Strangpressung erreicht werden. One of the advantages of the present invention is that production quantities or speeds are made possible which are the same or approximately the same as those that are achieved by conventional extrusion in either a hydraulic or mechanical press, while according to the invention nevertheless the known advantages of simple hydrostatic extrusion can be achieved.
Zum Stande der Technik ist auch der Vorschlag von Bedeutung, einen hydrostatischen Strangpressvorgang mit sogenannten erhöhten Barrenvorschub (billet-augmented hydrostatic extrusion) The prior art is also the suggestion of importance, a hydrostatic extrusion process with so-called elevated feed bars (billet-augmented hydrostatic extrusion)
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vorzunehmen,' bei dem der den Vorschub bewirkende Stempel mit dem Barren während eines Strangpressvorganges in Berührung bleibt, der nachstehend als "Strangpressung mit erhöhtem Barrenvorschub" bezeichnet wird. Bei dem Verfahren nach der U.S.A.Patentschrift 3 382 691, Green, besteht der Hauptzweck der Druckanwendung mit erhöhtem Barrenvorschub darin, eine bessere Kontrolle der Beeinflussung des Barrens aufrecht zu erhalten, als sie bei einem einfachen hydrostatischen Strangpressvorgang erreicht wird, und zwar insbesondere während eines· Zustands, der als sogenanntes "stick-slip", d.h. abwechselndes Steckenoder Klebenbleiben und Rutschen bekannt ist, bei dem der Barren sich absatzweise bewegt statt mit gleichbleibender Geschwindigkeit vorgeschoben zu werden. Die durch den Stempel ausgeübte Druckeinwirkung bei dem Barren-Strangpressvorgang mit verstärktem Vorschub wird sorgfältig in einem solchen Verhältnis zu-dem Druck des strömenden Mittels überwacht und geregelt, dass der Barren sich nicht in den beträchtlichen ringförmigen Spalt hinein durch plastische Verformung staucht oder ausbaucht, der zwischen dem Barren und dem Rezipienten aufrecht erhalten wird. Um konstante Druckhöhen sowohl für das strömende Medium als auch bei dem verstärkten Barren-Strangpressvorschubvörgang während des Strangpressens des Barrens aufrecht zu erhalten, wird der in dem den Barren enthaltenen Rezipienten vorhandene Volumenüberschuss an strömenden Medium fortlaufend in einen gesonderten hydrostatischen Druckbehälter hinein durch eine axiale Bohrung des Strangpreßstempels hindurch rückströmend abgezapft. Diese Einrichtung ist notwendigerweise komplizierter und kostspieliger als eine solche für einfaches hydrostatisches Strangpressen bei vergleichbarer Grosse des . Druckniveaus des strömenden Mediums. Auch ist bei dieser Vorrichtung bzw. diesem Verfahren die Ausstoßmenge bzw. -geschwindigkeit verhältnismässig niedrig, und zwar wegen der vorstehend angegebenen Schwierigkeiten, bei dem einfachenmake, 'in which the punch causing the feed is in contact with the ingot during an extrusion process remains, hereinafter referred to as "extrusion with increased billet feed" referred to as. In the method of U.S. Patent 3,382,691, Green, the primary purpose is to Application of pressure with increased billet advance in order to maintain better control of the influence of the billet, than it is achieved in a simple hydrostatic extrusion process, in particular during a state as so-called "stick-slip", i.e. alternating plugging or Sticking and slipping is known, in which the bar moves intermittently instead of at a constant rate Speed to be advanced. The pressure exerted by the punch during the billet extrusion process with increased feed is carefully monitored and regulated in such a relationship to the pressure of the flowing medium, that the ingot is not in the sizeable ring-shaped Gap compresses or bulges into it through plastic deformation, the upright between the bar and the recipient is obtained. To ensure constant pressure levels both for the flowing medium and for the reinforced billet extrusion feed process during the extrusion of the billet becomes that existing in the recipient contained the billet Volume excess of flowing medium continuously in a separate hydrostatic pressure vessel flowing back into it through an axial bore of the extrusion die tapped. This setup is necessarily more complicated and expensive than a simple one hydrostatic extrusion with a comparable size of the. Pressure levels of the flowing medium. Also with this device or this method, the output rate or speed is relatively low, because of the difficulties noted above, in the simple
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hydrostatischen Strangpressen das strömende Medium zuzuführen und weiterzuleiten.to supply and forward the flowing medium to hydrostatic extrusion presses.
Die Erfindung bezweckt, das hydrostatische Strangpressverfahren durch Verwendung von Spezialeinrichtungen und - verfahren zu verbessern, welche den Arbeitsgang sehr erheblich über denjenigen hinaus vereinfachen, der nach der bisher gebräuchlichen Praxis der Fachleute durchgeführt wurde.The invention aims to improve the hydrostatic extrusion process by using special equipment and processes to improve, which simplify the operation very considerably beyond that which has been used up to now Practice of professionals was carried out.
Das Verfahren und die zugehörigen vorrichtungsmässigen Merkmale nach der Erfindung bestehen in folgendem: der Barren wird vorweg mit einem oder mehreren Überzügen versehen, die aus zwei dazu vorgesehenen, unterschiedlich arbeitenden Schmiermittelsystemen stammen. Jedes der Schmiersysteme kann die Zuführung je eines Stoffes oder je System jeweils einiger zusammen zugeführter Stoffe bewirken, welche die jeweils beabsichtigte Wirkungsweise haben. Ein mit einem Festkörperschmiermittel (solid-lubrication) arbeitendes, dem Barren zugeordnetes System arbeitet in erster Linie als Schmiermittel für die Strangpressform bzw. das Strangpressmundstück. Ein mit flüssigem Schmiermittel arbeitendes System (liquid-lubrication system) überlagert seine Wirkung dem Festkörper-Schmiermittelsystem und arbeitet in erster Linie als Schmiermittel für den Rezipienten, d.h. in der gleichen Weise wie das hydrostatische strömende Medium bei dem einfachen hydrostatischen Strangpressen oder bei dem mit verstärktem Barrenvorschub arbeitenden hydrostatischen Strangpressen arbeitet. Die Schicht aus flüssigem Schmiermittel wird durch das Vorschieben eines abgedichteten Kolbens unter Druck gesetzt. Das Vorhandensein eines dünnen, aus unter Druck stehender Schmiermittelflüssigkeit bestehenden Films zwischen dem Barren und der Wandung des Rezipienten bzw. des Strangpresszylinders setzt während des Strangpressens des Barrens die Reibung an der Wandung wesentlich herab oder beseitigt sie sogar praktisch. Der radialeThe method and the associated device-like features according to the invention consist in the following: the ingot is Provided in advance with one or more coatings, which are made up of two different lubricant systems intended for this purpose come. Each of the lubrication systems can supply one substance or a few per system caused by substances fed in together, which have the intended mode of action in each case. One with a solid lubricant (solid-lubrication) working, assigned to the ingot System works primarily as a lubricant for the extrusion mold or the extrusion die. One with Liquid-lubrication system superimposes its effect on the solid-state lubricant system and works primarily as a lubricant for the recipient, i.e. in the same way as the hydrostatic one flowing medium in the simple hydrostatic extrusion or in the one working with increased bar feed hydrostatic extrusion works. The layer of liquid lubricant is sealed by advancing a Piston pressurized. The presence of a thin, pressurized lubricating fluid existing film between the bar and the wall of the recipient or the extrusion cylinder sets the friction on the wall during the extrusion of the billet down or even practically eliminates them. The radial
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Zwischenraum zwischen dem Barren und dem Rezipienten wird vorzugsweise auf der minimalen Grosse gehalten, die erforderlich ist, um durch die Anwesenheit eines dünnen, unter Druck stehenden Flüssigkeitsfilms die Reibung an der Wand des Rezipienten bzw. Zylinders noch mehr auf ein Minimum herabzusetzen. Auch wird nur eine Minimalmenge an flüssigem-Schmiermittel zwischen dem Barren und dem Kolben beim Beginn des Pressvorgangs zur Anwendung gebracht, um die Möglichkeit zu schaffen, dass genügend Flüssigkeitsdruck vor dem Strangpressen erzeugt wird und die Reibung auf ein Minimum gebracht wird. Dadurch, dass man das Volumen an Flüssigkeitsschmiermittel auf ein Minimum herabsetzt, kann man die.'.Barren mittels des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung auf verschiedenen Wegen vorab mit einem Überzug versehen. Dieses Vorüberziehen der Barren mit Hilfe des praktisch ein hydrostatisch strömenöisfHSrstellenden Mediums erhöht in hohem Masse die Produktionsleistung bzw. -geschwindigkeit des hydrostatischen Strangpressverfahrens, wie/es üblicherweise sonst nach dem Stand der Technik ausgeübt wird.The space between the ingot and the recipient is preferably kept to the minimum size that is required is, through the presence of a thin, pressurized liquid film, the friction on the wall of the recipient or cylinder even more to a minimum. Also, only a minimal amount of liquid lubricant is used between the ingot and the piston at the start of the pressing process applied to the possibility of ensure that sufficient fluid pressure is generated prior to extrusion and that friction is kept to a minimum will. By reducing the volume of liquid lubricant to a minimum, one can use the. '. Ingots by means of of the method and the device according to the invention provided in advance with a coating in various ways. This passing by the ingot increases to a high degree with the help of the medium, which practically creates a hydrostatic flow Mass the production output or speed of the hydrostatic extrusion process, as / it is usually otherwise is exercised according to the state of the art.
Ein weiteres wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, dass dem Kolben die Möglichkeit gegeben wird, den Barren kurz vor dem und während des Strangpressvorgangs zu berühren. Diese Wirkungsweise ist ähnlich derjenigen des hydrostatischen Strangpressvorgangs mit erhöhtem Barrenvorschub. Dadurch, dass man den radialen Zwischenraum zwischen dem Barren und dem Rezipienten auf ein Minimum herabsetzt und die angemessenen Schmiersystem-Ausbildungen und die angemessene Ausbildung der Strangpresswerkzeuge anwendet, ist es möglich, die Vorteile des hydrostatischen Strangpressens mit erhöhtem Barrenvorschub zu erzielen, ohne dass die sonst dieses VerfahrenAnother essential feature of the invention is that the piston is given the opportunity to touch the billet shortly before and during the extrusion process. These The mode of operation is similar to that of the hydrostatic extrusion process with increased billet feed. As a result of that the radial gap between the ingot and the recipient is reduced to a minimum and the appropriate one Lubrication system training and appropriate training using extrusion tools, it is possible to take advantage of hydrostatic extrusion with increased billet feed to achieve without the otherwise this procedure
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begleitenden Nachteile einer komplizierten und kostspieligen Ausrüstung auftreten. Der gemäss der Erfindung vorzugsweise angewendete radiale Zwischenraum hängt in gewissem Masse von der Grosse des Barrens ab. Bei Barren mit Durchmessern zwischen 25|4 mm und 101.6 mm kann der Zwischenraum ungefähr 0,254 mm betragen. Bei kleineren Barrendurchmessern kann man einen Zwischenraum von weniger als 0,254 mm bis herab zu einem . Minimumzwischenraum von wenigen- Tause/nun anwenden. Mit'Ausnahme dieser kleineren Barren beträgt dieser Zwischenraum gewöhnlich weniger als Λ% des nominellen Barrendurchmessers. Gemäss der Erfindung darf der Barren zwar gestaucht werden, aber nicht übermässig gestaucht werden, und zwar wegen des dann verwendeten kleinen Zwischenraums. Auch die Verwendung eines Schmiermittelsystems mit geringem Volumen an Schmiermittel macht es unnötig, flüssiges Schmiermittel während der Strangpressung des Barrens abzuzapfen, wie es zum Stand der Technik in dem eingangs genannten USA-Patent 3 382 691 offenbart ist, das sich auf einen hydrostatischen Strangpressvorgang mit erhöhtem Barrenvorschub bezieht.accompanying disadvantages of complicated and expensive equipment occur. The radial gap preferably used according to the invention depends to a certain extent on the size of the ingot. For bars with diameters between 25 | 4 mm and 101.6 mm, the gap can be approximately 0.254 mm. Smaller billet diameters can have a gap of less than 0.254 mm down to one . Apply a minimum gap of a few tause / now. With the exception of these smaller ingots, this gap is usually less than Λ% of the nominal diameter of the ingot. According to the invention, the bar may be compressed, but not excessively compressed, because of the small space then used. The use of a lubricant system with a low volume of lubricant also makes it unnecessary to draw off liquid lubricant during the extrusion of the billet, as is disclosed in relation to the prior art in US Pat Ingot feed relates.
Nachstehend ist eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung und des Verfahrens nach der Erfindung anhand der Zeichnung beispielsweise beschrieben, und zwar zeigtBelow is a preferred embodiment of the device and the method according to the invention with reference to the drawing for example described, namely shows
die als Fig. 1 bezeichnete einzige Zeichnung in halbschematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine Strangpressvorrichtung, wobei zwei Schmiersysteme für innerhalb des ringförmigen Spalts zwischen dem Barren und dem Rezipienten eingeführtes Schmiermittel dargestellt sind.the single drawing, designated as FIG. 1, in a semi-schematic representation, a cross section by an extruder, with two lubrication systems for inside the annular Grease introduced between the bar and the recipient lubricant are shown.
Die Zeichnung zeigt eine Strangpressvorrichtung, die einen Barren 10 innerhalb eines Rezipienten oder Zylinders 20 auf-The drawing shows an extrusion device that has a Ingot 10 within a recipient or cylinder 20
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weist, der einen Kolben oder Stempel 30 in solcher Anordnung besitzt, dass er den Barren 10 durch ein Mundstück 21 pressen kann. Der Kolben 30 besitzt eine Dichtung 31f die so angeordnet und ausgebildet ist, dass sie jegliches flüssiges Schmiermittel 22 oder Feststoffschmiermittel 23 entweder vollständig daran hindert, an der vorderen Stirnfläche des Kolbens 30 vorbeizutreten oder diesen Vorgang auf ein Minimum herabsetzt, wenn der Kolben innerhalb des Rezipienten 20 vorgeschoben wird. Der Barren 10 wird durch zwei Schmiersysteme"geschmiert, und zwar ein System.für die Zufuhr flüssigen Schmiermittels 22 und ein System für/Anwendung eines Feststoffschmiermittels 23. Diese Schmiermittel.können aus unterschiedlichen Materialien bestehen, wie z.B. Fluor-haltige Kunststoffe einerseits und Rizinusöl andererseits, oder sie können aus ein und demselben Material bestehen, z.B. Wachs in fester Form, wobei eine Schicht dieses Wachses, die dem Rezipienten 20 benachbart ist, durch die Heizelemente 40 so erhitzt wird, dass es einen Film von flüssigem Schmiermittel22 bildet.which has a piston or punch 30 arranged in such a way that it can press the ingot 10 through a mouthpiece 21. The piston 30 has a seal 31 f which is arranged and designed in such a way that it either completely prevents any liquid lubricant 22 or solid lubricant 23 from entering the front face of the piston 30 or minimizes this process when the piston is within the Recipient 20 is advanced. The ingot 10 is "lubricated" by two lubrication systems, namely a system for the supply of liquid lubricant 22 and a system for / application of a solid lubricant 23. These lubricants can consist of different materials, such as fluorine-containing plastics on the one hand and castor oil on the other , or they can consist of one and the same material, for example wax in solid form, a layer of this wax, which is adjacent to the recipient 20, being heated by the heating elements 40 in such a way that it forms a film of liquid lubricant 22.
Es ist die Aufgabe und Wirkungsweise des Festkörper-Schmiermittels 23, dass es an der Oberfläche 14 des Barrens 10 im wesentlichen verbleibt und die. Schmierung da bewirkt, wo die Metallverformung die Möglichkeit einer Berührung zwischen dem Barren und der Wand des Rezipienten schafft. Es ist bekannt, dass eine solche Berührung häufig an den Stellen auftritt, an denen die Metallverformung besonders ausgeprägt ist und an denen dor Barren die Neigung hat, gestaucht zu werden. Der ver-OUiIgUi Abschnitt 26 der Strangpressform'des Rezipienten 20 und den Mundfjtücks 21 sind zwei solche Bereiche, an denen Berüh-It is the task and mode of action of the solid-state lubricant 23 that it remains essentially on the surface 14 of the ingot 10 and the. Lubrication where the Metal deformation creates the possibility of contact between the bar and the wall of the recipient. It is known, that such contact often occurs in the places where the metal deformation is particularly pronounced and on which the ingot has the tendency to be compressed. The ver-OUiIgUi Section 26 of the extrusion mold'des recipient 20 and the mouth parts 21 are two such areas where
ofnhr besteht. Eine der Aufgaben des Festkörper-Schmierc 23 beßl-oht darin, die Berührung in diosen Bereichen et^ti!« Dabei verhindert die Gegenwart des Festkörper-ofnhr exists. One of the tasks of the solid-state lubricant c 23 makes it easier to touch in poor areas et ^ ti! «The presence of the solid-state
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Schmiermittels 23 entlang der gesamten Oberfläche 14 des Barrens 10 auch eine direkte Berührung von Metall zu Metall in jedem beliebigen Bereich.der Rezipientenwandung 28 oder setzt eine solche Berührungsgefahr auf ein Miniraum herab. Ausserdem wird die normale Eigenschaft des Festkörper-Schmiermittels 23, Kontakt von Metall zu Metall bei üblichen Strangpressverfahren zu verhindern, gemäss der Erfindung dadurch verstärkt, dass das flüssige Schmiermittel 22 vorhanden ist, welches innerhalb des zwischen der Rezipientenoberflache 28 und dem Festkörper-Schmiermittel 23 gebildeten Ringraumiin hohem Masse unter Druck gesetzt ist.Lubricant 23 along the entire surface 14 of the ingot 10 also provides direct metal-to-metal contact in any area of the recipient wall 28 or reduces the risk of contact to a minimum. It also becomes the normal property of the solid-state lubricant 23, Metal-to-metal contact in common extrusion processes to prevent, reinforced according to the invention in that the liquid lubricant 22 is present, which within the between the recipient surface 28 and the annulus formed in the solid lubricant 23 is highly pressurized.
Die aus flüssigem Schmiermittel 22 bestehende Schicht hat in erster Linie die Aufgabe und Wirkungsweise, die entlang der Wandung 28 des Rezipienten auftretende Reibung herabzusetzen. Ferner trägt das flüssige Schmiermittel dadurch, dass ein Zwischenraum zwischen dem verjüngten Vorder- oder Nasenteil des Barrens und der Eintrittsoberfläche der Strangpressform vorgesehen ist, dazu bei, die innerhalb des verjüngten Abschnitts der Strangpressform auftretende Reibung zu verringern. Die durch das flüssige Schmiermittel 22 bewirkte Schmierung der Wandung 28 des Rezipienten macht es möglich, die sonst normalerweise auf Reibungsüberwindung aufgev/endete und verlorengehende Energie nun auf den Barren auszuüben. Die Behebung dieser Reibung an der Wandung des Rezipienten schafft ferner die Möglichkeit, das Verhältnis der Länge des Barrrens zu seinem Durchmesser zu erhöhen, ohne dass es notwendig ist, -die auf den Barren ausgeübte Kraft wesentlich zu erhöhen.The layer consisting of liquid lubricant 22 primarily has the task and mode of action, which along the Wall 28 of the recipient reduce friction occurring. Furthermore, the liquid lubricant contributes to the fact that there is a space between the tapered front or nose part of the ingot and the entry surface of the extrusion die, contributing to that within the tapered portion to reduce friction occurring in the extrusion mold. The lubrication caused by the liquid lubricant 22 The wall 28 of the recipient makes it possible for the otherwise normally exhausted and lost to overcoming friction Now exert energy on the parallel bars. The elimination of this friction on the wall of the recipient also creates the possibility of increasing the ratio of the length of the bar to its diameter without the need to -the to substantially increase the force exerted on the parallel bars.
Das flüssige Schmiermittel dient auch dazu, den hohen Druck zu übertragen, der entsteht, wenn das Hohlraumvolumen des Rezipienten durch das Vorschieben des abgedichteten Kolbens 30 verringert wird. Dieser Druck kann dadurch eingestellt werden, dass man die Menge an flüssigem Schmiermittel verändert, dieThe liquid lubricant also serves to transfer the high pressure that is created when the cavity volume of the recipient is decreased by advancing the sealed piston 30. This pressure can be adjusted by that one changes the amount of liquid lubricant that
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anfänglich innerhalb des Rezipienten vorhanden ist, Wenn es erforderlich ist, mit hohen Drücken des flüssigen Schmiermittels zu arbeiten, lässt man einen freien Raum zwischen dem Barren 10 und dem Kolben 30 zwischen deren Stirnflächen bei 13 und bringt einen Überschuss an flüssigem Schmiermittel in diesen Raum ein, bevor der Strangpressvorgang beginnt. Wenn der Barren 10 in die Strangpressform 26 eingepresst wird und die Mundstücköffnung praktisch und wirksam verschliesst, so erhöht sich der in der genannten Flüssigkeitsschicht herrschende Druck während und in dem Masse wie das Hohlraumvolumen des Rezipienten abnimmt. Wenn der genannte Überschuss an Volumen, des strömenden Mediums bzw. flüssigem Schmiermittel gross ist, so berührt der Stempel 30 den Barren 10 bei 13 nicht, bevor der Strangpressvorgang stattfindet oder bevor er fortgeschritten ist oder während er vor sich geht. Die vorliegende Erfindung wird für gewöhnlich in der vorgenannten Weise nicht ausgeübt und die Einleitung des Strangpressvorganges wird normalerweise bewirkt, wenn der nach vorn fort-initially present inside the recipient, if required, with high pressures of the liquid lubricant To work, a free space is left between the ingot 10 and the piston 30 between their end faces at 13 and introduces an excess of liquid lubricant into this space before the extrusion process begins. When the ingot 10 is pressed into the extrusion mold 26 and the mouthpiece opening closes practically and effectively, so the pressure prevailing in said liquid layer increases during and in the same mass as the cavity volume of the recipient decreases. If the mentioned excess of volume, of the flowing medium or liquid lubricant is large, the punch 30 does not contact the ingot 10 at 13 before or before the extrusion process takes place it is advanced or while it is going on. The present invention is usually carried out in the foregoing Way is not exercised and the initiation of the extrusion process is usually effected when the forward
schreitend Kolben 30 das flüssige Schmiermittel 22 in solchem Ausmass zusammengepresst hat, dass der Kolben 30 und der Barren 10 in Berührung miteinander stehen und die Fortbewegung des Barrens 10 zufolge des bei 13 durch den Kolben 30 ausgeübten Druckes erfolgt. Die Einleitung und Bewirkung der Strangpressung des Barrens durch Anschlagen bzw. Berührung mit dem Kolben hat den zusätzlichen Vorteil, vorübergehende Hochdruckspitzen zu beheben oder auf ein Minimum herabzusetzen, die sonst sich .bei Beginn eines hydrostatischen Strangpressarbeitsgangs ergeben, wenn die Schmierung im Bereich der Strangpressform nur am Rand des Barrens vorliegt oder gering bzw. unzureichend ist. Es besteht die Möglichkeit, dass an irgendeinem Punkt des Strangpressvorgangs die Änderung des Hohlraumvolumens des Rezipienten so gross geworden ist, dassstriding piston 30 has compressed the liquid lubricant 22 to such an extent that the piston 30 and the Ingots 10 are in contact with one another and the advancement of the ingot 10 is due to that exerted at 13 by the piston 30 Printing takes place. The initiation and effect of the extrusion of the billet by striking or contact with the piston has the additional advantage of eliminating temporary high pressure peaks or keeping them to a minimum, which would otherwise .at the start of a hydrostatic extrusion process result when the lubrication in the area of the extrusion mold is only present at the edge of the ingot or is low or is insufficient. There is a possibility that at some point in the extrusion process the change in The cavity volume of the recipient has become so large that
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der Druck in dem flüssigen Schmiermittel 22 demjenigen Druck gleich ist, der durch den Kolben 30 ausgeübt wird, und dass an diesem Punkt sich zwischen dem Barren 10 und dem Kolben 30 bei 13 ein Film aus flüssigem Schmiermittel 22 bildet. Dieser Vorgang tritt möglicherweise nicht immer ein. Er bedeutet ohnehin aber keine Schwierigkeit, da der Barren innerhalb des Rezipienten in im wesentlichen der gleichen Weise vorgeschoben wird, als wäre er bei 13 in Berührung mit der Stirnfläche des Kolbens.Jes versteht sich, dass der Ausdruck "Kolben" bzw. "Stempel" oder "Kolbenstirnfläche" nicht eng ausgelegt werden soll und die Erfindung nicht beschränken soll, d.h. dass der Schutzumfang sich auch auf die Verwendung technischer und patentrechtlicher Äqivalente erstreckt. Die Dichtung 31 kann auch in Form einer Blindbüchse (Stopfbüchse) (dummy block) ausgeführt sein, wobei ein solcher Dichtungsblock den Barren 10 bei 13 berührt.JAusserdem liegt es im Belieben und Können des Fachmanns für Metallstrangpressen, den Druck des flüssigen Schmiermittels, der während des Arbeitsgangs entsteht, einzustellen bzw. zu ändern, ohne dass dazu allzu viele Versuche ausgeführt werden müssten.the pressure in the liquid lubricant 22 is equal to the pressure exerted by the piston 30, and that at this point is between the ingot 10 and the piston 30 at 13 a film of liquid lubricant 22 forms. This process may not always occur. He means In any case, however, no difficulty, since the ingot is advanced within the recipient in essentially the same way becomes as if it were in contact with the face of the piston at 13. "Plunger" or "piston face" is not intended to be construed narrowly and is not intended to limit the invention, i.e. that of the The scope of protection also extends to the use of technical and patent law equivalents. The seal 31 can also be designed in the form of a dummy block (stuffing box), such a sealing block the ingot 10 touches at 13. YES, it is also a matter of will and ability of those skilled in the art of metal extrusion to adjust the pressure of the liquid lubricant created during the operation or to change it without having to make too many attempts.
Die vorliegende Erfindung erbringt den Vorteil, dass das Strangpressen des Barrens mit im wesentlichem konstanten Strangpressdruck erfolgt, der praktisch von dem Verhältnis der Länge zum Durchmesser des Barrens unabhängig ist. Übliche Strangpressverfahren beginnen den Arbeitsgang mit einer maximalen Kraft bei der Einleitung des Strangpressvorgangs, wobei diese Kraft während des weiteren Ablaufs des Arbeitsgangs proportional im Verhältnis zur Länge des noch nicht . stranggepressten Teils des Barrens abnimmt. Diese allmähliche Abnahme des Strangpressdrucks bei den üblichen Verfahren beruht darauf, dass die Reibung an der Wandung des RezipientenThe present invention provides the advantage that the extrusion of the billet with substantially constant Extrusion pressure takes place, which is practically independent of the ratio of the length to the diameter of the ingot. Usual Extrusion processes start the operation with a maximum force when initiating the extrusion process, this force being proportional to the length of the not yet during the further course of the operation. extruded part of the ingot decreases. This gradual decrease in extrusion pressure is due to the usual processes ensure that the friction on the wall of the recipient
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in dem Masse abnimmt, wie der noch nicht stranggepresste Teil des Barrens kürzer wird. Die Erfindung behebt diese Reibung am Rezipienten praktisch vollständig oder nahezu und erlaubt^ dass die Barren mit einem grösseren Verhältnis von Länge zu Durchmesser mit erheblich geringeren Drücken stranggepresst bzw. ausgepresst v/erden als sie bei den üblichen Verfahren und Vorrichtungen angewendet werden und anzuwenden sind» Die üblichen Einrichtungen und Verfahren zum Strangpressen sind zwar wirtschaftlich und ergeben Strangpresslinge guter Qualität; sie sind aber im allgemeinen beschränkt auf das Strangpressen eines Barrens, dessen Verhältnis von Länge zu Durch·= messer kleiner als etwa 3 ist. ¥enn jedoch das Verhältnis von Länge zu Durchmesser erhöht wird, muss auch der Strangpressdruck erhöht werden und wird der Vorteil einer grossen und guten Produktionsleistung bei Verwendung längerer Barren weitgehend oder ganz dadurch aufgehoben, dass eine erhöhte Pressenleistung erforderlich wird, um den Strangpressvorgang durchzuführen . .decreases to the extent that the not yet extruded part the bar becomes shorter. The invention eliminates this friction on the recipient practically completely or almost and allows ^ that the ingots with a larger ratio of length to diameter are extruded with considerably lower pressures or squeezed out than they are used and are to be used in the usual methods and devices »The Conventional devices and methods for extrusion are indeed economical and result in good quality extrusions; but they are generally limited to extrusion of a bar whose ratio of length to diameter = diameter is less than about 3. However, if the ratio of Increased length to diameter, the extrusion pressure must also be increased and the advantage of a large and good production output when using longer bars to a large extent or completely canceled by the fact that an increased press output is required in order to carry out the extrusion process . .
Gemäss der Erfindung wird die bisherige Abhängigkeit des Strangpressdrucks von dem Verhältnis der Länge zum Durchmesser des Barrens.behoben. Beim Beheben dieser Abhängigkeit bringt die Erfindung die Möglichkeit mit sichs Barren in einem Bereich von ,grösseren Verhältnissen der Länge zum Durchmesser stranßzvL'pressen und dadurch die Produktionsleistung bzw- -geschwindigkeit einer vorgegebenen Strangpresse zu erhöhen.According to the invention, the previous dependency of the extrusion pressure on the ratio of the length to the diameter of the ingot is removed. When clearing of this dependence, the invention brings with it the possibility s ingot in a range of, greater ratios of the length to the diameter stranßzvL'pressen and thereby the output speed of a predetermined bzw- extruder to increase.
Die Erfindung ist in verschiedenen Gestaltungen und Ausi'ührujißnraöglichkeiten ausführbar und anwendbar abhängig von der Art den verwendeten .Schmiermittels. Wenn das Feststoff-,r;cbni ermitto] \mä das flüssige Schmiermittel aus voneinander verschiedenen iJ.toffZusammensetzungen bestehen, so werden das Verfahren und die Vorrichtung in der zuvor beschriebenenThe invention can be performed in various designs and Ausi'ührujißnraöglichkeiten and applicable depending on the type used to .Schmiermittels. When the solids, r; cbni ermitto] \ ma the liquid lubricant from mutually different iJ.toffZusammensetzungen exist, the method and apparatus in the previously described are
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Weise ausgeführt. Die bisher als Feststoffschmiermittel verwendeten Materialien oder Stoffe sind auch zur Ausführung der Erfindung anwendbar; sie können aus einer metallischen oder Metall-Plattierung bzw. einem solchen Überzug auf dem Barren bestehen oder u.a. bestehen, ferner aus chemischen Verbindungen oder Gemischen oder Stoffen, die an dem Barren anhaften oder aus Kombinationen solcher Schmiermittel. Spezielle Beispiele von günstig anwendbaren Feststoff-Schmiermaterialien enthalten folgende Stoffe oder Zusammensetzungen oder bestehen z.B. aus diesen: Kupferüberzüge oder -plattierungen, Zinkphosphat und Stearatseife und Fluor enthaltende Kunststoffe. Zwar haben diese Materialien angemessene Schmiereigenschaften bei gleicher Berührung unter hohem Druck ergeben. Die Erfindung soll jedoch nicht auf die Anwendung dieser Materialien beschränkt sein, da beliebige Feststoffe, welche Schmiereigenschaften besitzen, anwendbar sind.Way executed. Previously used as a solid lubricant Materials or substances can also be used to carry out the invention; they can be made of a metallic or Metal plating or such a coating on the bar or consist, among other things, of chemical compounds or mixtures or substances adhered to the bar or combinations of such lubricants. Specific Examples of useful solid lubricating materials include or consist of the following substances or compositions e.g. from these: copper coatings or plating, zinc phosphate and stearate soap and fluorine-containing plastics. It is true that these materials have given adequate lubricating properties when they are equally touched under high pressure. The invention however, it is not intended to be limited to the application of these materials, since any solids which have lubricating properties own, are applicable.
Das flüssige Schmiermittel-, das an der Wandung des Rezipienten anfiegt, kann aus einer geeigneten Flüssigkeit bestehen, die sich mit einem Feststoff-Schmiermittel und dem Material des Rezipienten verträgt. Das Verfahren und die Vorrichtung nach der Erfindung waren erfolgreich mit üblichen Petroleumölen, vegetabilen Ölen, synthetischen strömenden Mödien bzw. Flüssigkeiten und Wasser. Eine Abänderung dieses Verfahrens kann darin bestehen, dass man einen Überzug aus einem zähen Feststoff-Schmiermittel auf den Barren aufbringt, und zwar aus einem Material, das hohen Tempraturen standhält. Vor Beginn des Strangpressarbeitsgangs wird ein Feststoff-Schmiermittel, das bei erhöhten Temperaturen schmilzt, als Überzug auf die Innenseite des Rezipionten aufgebracht. Der Barren wird auf eine Temperatur erhitzt, die dazu ausreicht, den Schmiermittolüberzug an der Wandung des Rezipienten zu schmelzen. Nach dem Einbringen des heissen und mit einem Überzug versehenenThe liquid lubricant which adheres to the wall of the recipient can consist of a suitable liquid which is compatible with a solid lubricant and the material of the recipient. The method and apparatus according to of the invention were successful with common petroleum oils, vegetable oils, synthetic flowing media or liquids and water. A modification of this process can be to apply a coating of a tough, solid lubricant on the bar, made of a material that can withstand high temperatures. Before start In the extrusion process, a solid lubricant that melts at elevated temperatures is applied as a coating on the Applied to the inside of the recipient. The ingot is heated to a temperature sufficient to coat the lubricant to melt on the wall of the recipient. After introducing the hot and provided with a coating
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Barrens in den an der Wandung mit Schmiermittel versehenen Rezipienten wird der Schmiermittelüberzug an dieser Wandung durch Wärmeübertragung vom Barren her geschmolzen und ein Film aus flüssigem Schmiermittel an der Wandung/des. Rezipienten gebildet. Der abgedichtete Kolben wird dann innerhalb des Rezipienten oder Zylinders vorgeschoben und der Strangpressvorgang durchgeführt. ' .Barrens in the recipients provided with lubricant on the wall is the lubricant coating on this wall melted by heat transfer from the bar and a film of liquid lubricant on the wall / the. Recipients educated. The sealed piston is then advanced within the recipient or cylinder and the extrusion process carried out. '.
Die Erfindung ist auch in solchen Fällen durchführbars in welchen das Feststoff-Schmiermittel und das flüssige Schmiermittel aus ein und demselben Material bestehen, dessen Viskosität durch die Temperatur des Materials verändert wird» Die Anwendung der Erfindung in dieser Weise bringt es mit sich9 dass man den Barren (vor seiner Einführung in den Rezipienten) mit einer Schicht aus einem Material überzieht 9 das bei der Temperatur des Barrens ein Feststoff ist und dass man die Wandung des Rezipienten auf eine Temperatur erhitzt 9 bei der ein Teil des in Berührung mit der Wandung/des.Rezipienten stehenden Materials entweder schmilzt oder/auf eine beträchtlich geringere Viskosität gebracht wird,, wodurch eine Flüssigkeitsschicht gebildet wird» Auf diese. Weise wird ein zweites Schmierstoffsystem geschaffen^ wie es in der Zeichnung dargestellt ist, bei dem ein einziges Material bei der Verwendung beide Schmiermittel liefert bzw® darstellt. Das in dieser Weise angewendete Material mussj, wenn es ein Feststoffmaterial ist, eine angemessene Schmierung des Barrens insbesondere dann bewirken, wenn der Barren durch die Strangpressform und das Strangpressmundstück hindurchgeht, wobei eine Berührung von Metall zu Metall verhindert oder auf ein Minimum herabgesetzt wird. Materialien, welche die aufgezeigte Eigenschaft besitzen, in der vorgenannten Weise zu arbeiten und als Schmiermittel zu wirken, sind Z = B, oder enthaltene hydrierte vegetabile Öle,-The invention is also in such cases feasible s in which the solid lubricant and the liquid lubricant out of one and the same material, the viscosity of which is changed by the temperature of the material "The application of the invention in this manner, it brings with it 9 that the bar (before its introduction into the recipient) is covered with a layer of a material 9 that is a solid at the temperature of the bar and that the wall of the recipient is heated to a temperature 9 at which part of the material is in contact with the wall / The material standing in the recipient either melts or / is brought to a considerably lower viscosity, whereby a layer of liquid is formed on this. A second lubricant system is created, as shown in the drawing, in which a single material supplies or represents both lubricants when used. The material used in this manner must, if a solid material, provide adequate lubrication of the billet, particularly as the billet passes through the extrusion die and die, preventing or minimizing metal-to-metal contact. Materials, which have the property shown to work in the aforementioned way and to act as a lubricant, are Z = B, or hydrogenated vegetable oils contained,
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schwere Petroleumprodukte, Wachse und Eis.heavy petroleum products, waxes and ice.
Die erfindungsgeriiäss als Schmiermittel zu verwendenden Materialien sind nicht auf die vorgenannten Beispiele beschränkt, sondern können beliebige Materialien sein, die angemessene Schmiereingenschaften sowohl im Feststoffzustand als auch im flüssigen Zustand haben und in der gewünschten Vfeise arbeiten, lediglich mit der Massgabe, dass die Temperatur, bei der sich der Schmiermittelzustand aus dem Feststoff- bzw. Festkörperzu stand in den flüssigen Zustand ändert, in einem brauchbaren Bereich liegt. Die Verwendung von Materialien, bei denen eine solche Änderung des Aggregatzustandes nicht stattfindet, sondern bei Temperaturerhöhung eine stetige Veränderung der Viskosität stattfindet, ist gemäss der Erfindung auch möglich, lediglich mit der Beschränkung auf solche Schmiermittel, deren Vis-, kosität mit Veränderung der Temperatur sich so ändert, dass die Schmiermittel von einem festen Zustand zu einem Zustand geringerer Viskosität übergehen, der annähernd die Eigenschaften einar Flüssigkeit besitzt.The materials to be used as lubricants according to the invention are not limited to the above examples, but can be any materials as appropriate Lubricating properties both in the solid state and in the have a liquid state and work in the desired manner, only with the proviso that the temperature at which the state of the lubricant from the solid state to the liquid state changes in a usable state Area lies. The use of materials in which such a change in the physical state does not take place, but a constant change in viscosity takes place when the temperature rises, is also possible according to the invention, only with the restriction to those lubricants whose vis-, The viscosity changes with a change in temperature in such a way that the lubricant changes from a solid state to a lesser state Pass over viscosity, which has approximately the properties of a liquid.
Die richtigen Temperaturen für die Erhitzung des Rezipienten oder des Barrens oder zur Bildung einer flüssigen Schmiermittelschicht hängen von dem für die Schmiermittel verwendeten Material ab: durch eine einfache Erprobung durch einen Fachmann kann man leicht die optimale Temperatur für jede gegebene Verfahrensweise ermitteln.The right temperatures for heating the recipient or the ingot or for the formation of a liquid lubricant layer depend on the material used for the lubricants: through simple testing by a specialist one can easily determine the optimal temperature for any given procedure.
•Selbstverständlich soll die Verwendung der Ausdrücke "flüssig" oder "Flüssigkeit1' und "Feststoff" diejenigen Eigenschaften bezeichnen, die unter tatsächlich vorliegenden Strangpressbedingungen vorhanden sind und nicht diejenigen bei Umgebungstemperatur unci bei atmosphärischem Druck.It goes without saying that the use of the terms "liquid" or "liquid 1 'and" solid "is intended to denote those properties which are present under actual extrusion conditions and not those at ambient temperature and at atmospheric pressure.
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Selbstverständlich soll der vorstehend verwendete Ausdruck "Rezipient 20" oder "Zylinder 20" den Strangpressformteil 26 mit umfassen, gleichviel, ob dieser Abschnitt mit der Wandung 28 des Rezipienten unmittelbar zusammenhängt oder nicht bzw. ein selbständiger Teil ist. Wenn daher vorstehend angegeben wurde, dass "der Rezipient 20 - oder die Wandung des Rezipienten bzw. Zylinders 20 - erhitzt wird", ist damit auch gemeint, dass der Strangpressformabschnitt 26 und das Auspressmundstück 21 gleichfalls erhitzt werden.Of course, the term used above is intended to "Recipient 20" or "cylinder 20" also encompass the extruded part 26, regardless of whether this section with the wall 28 of the recipient is directly related or not or is an independent part. Therefore, if indicated above was that "the recipient 20 - or the wall of the recipient or cylinder 20 - is heated", is thus also This means that the extrusion die section 26 and the extrusion nozzle 21 are also heated.
Ferner ist es für den Fachmann selbstverständlich, dass er im Rahmen des offenbarten Erfindungsgedankens und des Schutzumfangs der Ansprüche bzw. der Erfindung Abänderungen der im einzelnen offenbarten Ausführungsarten des erfindungsgemässen Verfahren und der erfindungsgemässen Vorrichtung vornehmen kann. Z.B. können mehr als zwei Schmiersysteme vorgesehen sein, oder das erzeugte Produkt brauchtnicht eine einfache Stange zu sein, wie sie aus einem zylindrischen Barren gemäss der Darstellung in der Zeichnung^brgestellt wird. Auch kann der Fachmann im ■ Rahmen des Erfindungsgedankens ohne weiteres dessen Ausführung an die Herstellung rohrförmiger Produkte oder solcher Produkte anpassen, die komplizierte Querschnitte besitzen.Furthermore, it goes without saying for the person skilled in the art that he is within the scope of the disclosed inventive concept and the scope of protection of the claims or the invention, modifications of the individually disclosed embodiments of the invention Can make method and the inventive device. For example, more than two lubrication systems can be provided, or the product produced need not be a simple rod such as that obtained from a cylindrical billet as shown is shown in the drawing. The specialist in the ■ Within the scope of the inventive concept, its implementation on the manufacture of tubular products or such products adapt that have complicated cross-sections.
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