DE2255866C3

DE2255866C3 - Strangpresse

Info

Publication number: DE2255866C3
Application number: DE2255866A
Authority: DE
Inventors: Francis Joseph Princeton Junction N.J. Fuchs jun.
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1971-11-17
Filing date: 1972-11-15
Publication date: 1981-03-12
Also published as: CA996502A; DE2255866A1; NL7215346A; JPS5324902B2; NL158405B; JPS52107257A; CH570849A5; FR2160413B1; SU793361A3; ES408935A1; FR2160413A1; AU4885072A; US3740985A; JPS4862655A; IT975747B; ZA728125B; CS212735B2; DE2255866B2; GB1400874A; HU175863B

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Strangpresse der im Oberbegriff des Anspruchs I näher bezeichneten Art. Eine Strangpresse dieser Art ist aus der DE-OS ^h> 03 356 bekannt.

Eine bekannte Strangpresse SU-PS I 76 229 besitzt im Gegensatz zu Strangpressen mit mechanischem Werkstuckvortrieb (US-PS 34 34 320 und 34 40 849) einen Werkstückvortrieb, der eine Kammer zur Aufnahme eines Scherkraftübertragungsmediums in Form einer viskosen Substanz und eines zu verformenden Werkstücks, eine sich an die Kammer anschließende Matrize und eine Förderpumpe für die viskose Substanz umfaßt Die viskose Substanz wird längs der Werkstückoberfläche von einer Stelle vor de- Matrize in Matrizenrichtung und um die Matrize zurück zu der Pumpe gefördert, wobei das Werkstück aufgrund der Oberflächenreibung mit der viskosen Substanz in Matrizenrichtung mitgeschleppt und durch die Matrize hindurchgepreßt wird. Neben der axialen Antriebskraft überträgt die viskose Substanz auch einen radial gerichteten Druck auf das Werkstück, der bei Bemessung entsprechend dem sog. »Bridgeman-Effekt« eine erhöhte Duktilität des Werkstückmaterials zur Folge hat. Diese Wirkung ermöglicht ein gegenüber mechanischen Werkstückvortriebsvorrichtungen erhöhtes Querschnittsreduktionsverhältnis zwischen dem draht- oder stangenförmigen Erzeugnis und dem Werkstück. Infolge der Förderung der viskosen Substanz mittels einer Pumpe zwischen den weit voneinander entfernten Ein- und Austrittsstellen der Substanz in und aus der Kammer nimmt der Druck der viskosen Substanz gegen die Matrize hin ab, woraus ein Schleppkraftabfall mit einem Schleppkraftminimum an der Matrize resultiert. Dieser Schleppkraftverlauf ist wenig günstig, da für eine optimale Verpreßgeschwindigkeit und ein möglichst hohes Querschnittsreduktionsverhältnis die maximale Schleppkraft unmittelbar vor der Matrize benötigt wird. Des weiteren nimmt infolge des Druckabfalls die Duktilität des Werkstücks gegen die Matrize hin ab und verläuft damit genau umgekehrt wie für die Erleichterung des Preßvorgangs erwünscht.

Eine verbesserte Ausführungsform der vorstehend erwähnten Strangpresse ist aus der DE-OS 20 03 356 bekannt, die anstelle eines ;inzig»r Pumpenkreislaufs für die viskose Substanz eine Vielzahl von hintereinander angeordneten, gegeneinander abgedichteten Pumpenkreisläufen enthält. Hierdurch erfolgt in Richtung auf die Matrize eine treppenförmige Kumulierung der axialen und radialen Spannungen innerhalb des Werkstücks mn jeweils einem Spannungssprung am Anfang jedes Pumpenkreislaufs. Infolge dieser unstetigen Erhöhung der axialen und radialen Werkstückspan nungen treten an den Schnittstellen zwischen den einzelnen Pumpenkreisläufen sehr hohe Beanspruchungen des Werkstückmaterials auf, die entsprechend starke Duktililätserhöhungen zur Folge haben, welche •i. U. zu Werkstückabrissen infolge einer Übcrschrei tung der Fließgrenze führen können Um derartige Folgen zu vermeiden, muß bei der Bemessung der axialen Antriebskraft und des Normaldrucks von der maximalen Steigung am Übergang zwischen den einzelnen Stufen des treppenförmigen Spannungsvcr laufs ausgegangen werden, was jedoch zur Folge hat. daß die ander Matrize erzielte Duktilität weit unterhalb der maximal möglichen Werkstückduktihtät liegt und deshalb die Verpreßgeschwindigkeit und das Qiierschnittsreduktionsverhältnis noch nicht befriedigen können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht demgegenüber darin, eine Strangpresse der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit welcher sich eine höhere Verpreßgeschwindigkeit und ein höheres Querschnittsreduktionsverhältnis erzielen läßt.

Die Aufgabe wird erfindungsgemtB durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Strangpresse nach Anspruch 1 sind in den Ansprüchen 2 bis 6 gekennzeichnet.

Aus den US-PS 13 21 723 und 31 03 306 ist es im Zusammenhang mit Fördereinrichtungen für draht- oder strangfürmige Erzeugnisse an sich bekannt, zwei um 180° vtrsetzt angeordnete Endloskexten aus Greifelementen mit der Oberfläche des Erzeugnisses in reibschlüssigen Eingriff zu bringen, um es vorwärts zu bewegen.

Der mit der erfindungsgemäßen Lehre erzielte technische Fortschritt besteht darin, daß in dem Werkstück ein zur Matrize hin stetig ansteigender radialer Spannungsgradient aufgebracht wird, der gegen den ebenfalls stetig ansteigenden axialen Spannungsgradienten so einstellbar ist, daß die Differenz zwischen den axialen und radialen Spannungen an keiner Stelle die Fließgrenze des Werkstückmaterials übersteigt. Auf diese Weise läßt sich für unterschiedliche Werkstückmaterialien die maximale Antriebskraft und die maximale Duktilität stets unmittelbar vor dem Eintritt des Werkstücks in die Matrize erzeugen, woraus eine gegenüber dem Stand der Technik wesentlich höhere Verpreßgeschwindigkeit und ein wesentlich höheres Querschnittsreduktionsverhältnis resultiert.

Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine teilweise aufgeschnittene Längsansicht der erfindungsgemäßen Strangpresse, wobei ein strichpunktiert eingezeichnetes, stangenförmiges Werkstück von rechts in die Strangpresse eintritt und ein daraus erzeugter, ebenfalls strichpunktiert angedeuteter Draht die Strangpresse auf der linken Seite verläßt:

Fig. 2 eine Ansicht der rechten Stirnseite der Strangpresse nach Fig. I.

Fig. 3 einen Schnitt längs der Schnit'lin'e 3-3 in Fi g. 1:

Fig. 4 einen Schnitt längs der Schnittlinie 4-4 in Fig. 2 durch den Eintrittsbereich der Strangpresse für das strichpunktiert eingezeichnete Wert stück;

Fig. 5 ein vereinfachtes, teilweise aufgeschnittenes Funktionsmodell der erfindungsgemäßen Strangpresse in Längsai.sieht:

Fig 6 einen Schnitt längs der Schnittlinie 6 6 in Fig. 5:

Fig. 7 einen Schnitt längs der Schnittlinie 7-7 in Fig. 5:

F1 g. 8 ein teilweise aufgeschnittenes Detail der Slrangprcse nach Fig. 1. um die koaxial zu dem Werkstück und der Preßmatri/e beweglichen, außen gezähnten Greifelemente /u veranschaulichen:

Fig. 9 einen Schnitt längs der Schnittlinie 9-9 in F i g. 8, und

Fig. IO eine perspektivische, schematische Darstcl lung der Bahnen von vier aus Teilstücken eines zusammensetzbaren Greifelementes bestehenden Ketten in ihrer Anordnung /u dem siangenförmigen Werkstück und der Preßmatrize.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Strangpresse 1 dient zur kontinuierlichen und stetigen Extrusion eines stangenförmigen Werkstücks 2 von unbegrenzter Länge, um einen Draht 3 von ebenfalls unbegrenzter Länge herzustellen. Wie aus Fig. 10 besser ersichtlich ist. umfaßt die Sttjcjpresse I im dargestellten BeisDielsfall vier aus Teilstücken 4 bestehende Endlosketten 6, die um 90° gegeneinander versetzt um das Werkstück 2 angeordnet sind. Die Teiistücke 4 jeaer Endloskette 6 werden durch ein Antriebszahnrad 5a, 5b. 5c oder 5c/(F i g. 3) und durch ein Antriebszahnrad 25a, 256, 25c oder 25c/ (Fig.9) längs einer ovalen Endlosbahn (Fig. 10) bewegt, die gerade Spurlängen 7 und kurvenförmige Spurabschnitte 8 aufweist. Die Endlosbahnen der vier Endlosketten konviergieren um das Werkstück 2 an dem Eintrittsende 9 der

in Strangpresse 1, wodurch jeweils vier Teilstücke 4 aus allen Ketten 6 zusammen ein Greifelement 10(Fig. 10) bilden. Jedes Greifelement 10 besitzt eine hohlzylindrische Form und umgibt einen Längenabschnitt des Werkstücks 2. Durch die Bewegung des Greifelementes

π 10 von dem Eintrittsende 9 in Richtung auf eine Matrize 12 in noch zu beschreibender Weise wird das Werkstück 2 durch einen Druckzylinder 11 und die Matrize 12 (F i g. 5. 10) bewegt. Der sich bei der Verpressung bzw. Extrusion ergebende Draht 3 tritt am Austrittsende 13 der Strangpresse 1 aus. Die Teilstüf'.; 4 laufen über die Matrize 12 hinweg und hinter der Matrize 12 auseinander und bewegen sich von dort längs ihrer entsprechenden Bahnen getrennt weiter. Durch die Aufeinanderfolge einer Vielzahl von Greifelementen 10 zwischen dem Eii.trittsende 9 und dem Austrittsende 13 ergibt sich eine endlose Druckkammer koaxial zu dem in der Strangpresse 1 befindlichen Längenabschnitt des Werkstücks 2.

Die Strangpresse 1 soll nunmehr im einzelnen

jo beschrieben werden.

Der Druckzylinder 11 (Fig. 5) ist zwischen zwei Getriebeblöcken 14 und 15 gelagert, welche mittige Durchgangsbohrungen 16 bzw. 17 und flache Eindrehungen an ihren einander zugewandten Stirnflächen aufweisen, um die Enden des Druckzylinders 11 aufzunehmen. Der Druckzylinder 11 besitzt eine mit den Durchgangsbohrungen 16, 17 fluchtende mittige Bohrung 18 (F i g. 8). Die Getriebeblöcke 14 und 15 'ir.d der Druckzylinder 11 sind in ihrem zusammengesetzten Zustand sicher gehalten. In diesem Zustand sind die U ngsachsen der Durchgangsbohrungen 16, 17 und 18 mit Hilfe von Verbindungsstangen !9 (Fig 1 und 5). die sich von einem Getriebeblock zum andern erstrecken, fluchtend ausgerichtet. Auf die Enden der Verbindungs stangen 19 sind Spannmuttern 20 aufgeschraubt, um die Getriebeblöcke 14 und 15 gegen den Druckzylinder 11 zu drücken.

■\uf den vier [lachen des Gefiebeblocks 14 sind um 90 gegeneinander versetzt vier Ströinungsmittelmoto

mi ren 21a. 216. 21rnnrl ?1 r/befestigt, die vorzugsweise von einer nicht dargestellten gemeinsamen Druckmittel quelle im Gleichlauf angetrieben werden. Jeder Strömungsmitlclmotor 21a. 216. 21c und 21c/treibt ein mehrstufiges Getriebe 22a, 226. 22c bzw. 22c/an, das in geeigneter Weise in dem Gctriebeblocl' 14 (Fig. 3) gelagert ist. Jedes Getriebe 22a. 22b, 22c unu 22t/ treibt ein Antriebszahnrad 5a. 56. 5cbzw. 5c/an, dessen /'ahne in die Durchgangsbohrung 16 des Getriebeblocks 14 hineinragen, wor ;i die Antriebszalinräder 5a bis 5c/

ι» ebenfalls pm 90 gegeneinander versetzt angeordnet sind (Fig. 3). Der Getriebeblock 14 trägt ferner vier Strörrr.ingsmittelmotoren 23a, 236, 23c und 23c/, die neben den Motoren 21,ι bis 21c/liegen und wie diese um 90° gegeneinander versetzt angeordnet sind. Die

" Motoren 23a bis 23 Jwerden ebenfalls vorzugsweise von einer gemeinsamen, nicht dargestellten Druckmittelquelle im Gleichlauf angetrieben. Jeder Strömungsmittelmotor 23a, 236, 23c und 23c/ treibt ein mehrstufiges

Getriebe 24a. 24b. 24c und 24c/ an. das in dem Getriebeblock 14 in geeigneter Weise gelagert ist. und zwar ähnlich wie die Getriebe 22a, 22b, 22c und 22c/ gemäß Fig. 3. |edes Getriebe 24a. 246. 24c und 24c/ treibt ein Antriebszahnrad 25a. 256. 25c und 25c/ an. die um 90° gegeneinander versetzt sind und mit ihren Zähnen in die Durchgangsbohrung 16 des Getriebeblocks 14 hineinragen.

Auf dem Getriebeblock 15 sind vier Strömungsmittelpumpen 26a. 2Sb. 26c und 26c/ montiert. Die Pumpen 26a. 26b. 26c und 26c/ sind an den vier Flächen des Getriebeblockes 15 um 90" gegeneinander versetzt angeordnet. Jede .Strömungsmittelpumpe 26;/. 266. 26c und 26c/wird von einem nicht dargestellten mehrstufigen Getriebe angetrieben, das in dem Getriebeblock 15 in geeigneter Weise gelagert ist. und zwar ähnlich wie die (jetriebe 22a. 22b. 22c und 22c/gemäß F i g. 3. Die GfMriphp 22;» his 22r/ troihrn Antrirhs/ahnrärlfr 27;; 27b. 27c und 27dan. die um 90^: gegeneinander versetzt angeordnet sind und mit ihren Zähnen in die ">urchgangsbohrung 17 des Getriebeblocks 15 hineinra-

Die Antriebszahnräder 5;f bis 5c und 25;) bis 25c/ (innen mit Zähnen 28 auf den Rückenflachen der Teilstucke 4 in den einzelnen Endlosketten 6(F i g. 8 und ■0). sobald die zugeordneten .Strömungsmittelmotoren 21a bis 21c/ bzw. 23,) bis 23c/ mit Druckmittel beaufschlagt werden. Auf diese Weise werden die Ketten 6 mit den Teilstucken 4 durch den Druckzylinder 11 von dem Eintrittsende 9 zu dem Austrittsende 13 der Strangpresse 1 und von dort weiter längs der betreffenden F.ndlosbahnen bewegt.

Die Antriebszahnräder 27;; bis 27c/kämmen ebenfalls mit den Zähnen 28 der sich vorwärts bewegenden Teilstücke 4 und wirken als Bremsen auf die sich bewegenden Kelten 6 mit den Teilstücken 4. Auf diese Weise werden die Teilstücke 4 derselben Kette 6 in starrer Anlage gegeneinander in dem Druckzylinder 11 /wischen dem Eintrittsende 9 und dem Austrittsende 13 gehalten.

Wie aus F i g. 5 hervorgeht, befinden sich jew. eils vier urn tv gegeneinander versetzt arigeorunuie bogenförmige Abschnitte 8 der Endlosbahnen an dem Austrittsende 13 und dem Eintrittsende 9 der Strangpresse I. Die bogenförmigen Abschnitte 8 werden durch gerade Bahnabschnitte 7 miteinander verbunden. Die Bahnabschnitte weisen einen Grundkörper 29 (F i g. 6 und 7) mit einer sektorförmigen Längsöffnung 30 auf. welche die Teilstücke 4 aufnimmt. Das offene Ende der Längsöffnung 30 wird durch einen Halterungsabschnitt 31 verschlossen, der eine bogenförmige Innenfläche 32 besitzt, welche der kurvenförmigen, gezahnten Außenfläche der Teiistücke 4 entspricht. Der Halterungsabschnitt 31 wird durch Schraubbolzen 33 mit dem Grundkörper 29 verbunden. Die Bahnabschnitte 8 sind im wesentlichen ähnlich wie die Bahnabschnitte 7 aufgebaut und sorgen für einen glatten Übergang zwischen den geraden Bahnabschnitten 7 und den mittiger Durchgangsbohrungen 16 und 17 der Getriebeblöcke 14 und 15.

Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, bewegen sich die Teilstücke 4 auf getrennten Endlosbahnen 6 und treffen sich vor Eintritt in den Druckzylinder 11 unter Bildung von Greifelementen 10. wobei sie eng aneinander anliegend gehalten werden. Nach der Vereinigung zu Greifelementen 10 und vor Eintritt in den Druckzylinder 11 greifen die Teilstücke 4 an den zugeordneten Zahnrädern 5a bis 5t/ an (Fig. 5). Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Teilsliicke 4 vollständig von den Zähnen der Zahnräder 5a bis 5c/ erfaßt werden und ohne Zwischenräume durch den Druckzylinder Il hindiirchtreten. Da jedoch auf den bogenförmigen Bahnabschnitten 8 Keilspalte /wischen nebcneinanderliegeiiden Teilstücken 4 auftreten können, sind in jeder Endlosbahn 6 Mittel vorgesehen, um die Teilstücke 4 fest gegen die Zahnräder 5a bis 5c/zu drucken. Diese Mittel können beispielsweise einen Querkanal 29a in dem Grundköfper 29 des Bahnab Schnitts 7 aufweisen, durch den Druckluft zwischen nebeneinanderliegende Teilstücke 4 eingefüllt wird.

In der Durchgangsbohrung 18 des Druckzylinders 11 ist eine Buchse 34 eingepaßt (Fig. H). die etwas langer als der Druckzylinder 11 ist und über dessen Enden in die flachen Eindrehungen der Stirnflächen der Getriebeblöcke 14 und 15 ragt.

Dir Außenfläche eier Rnrhsr 34 wrist F.indrrhiinvrn (Fig. 8) auf. um im Abstand angeordnete Paare von Dichtungssitzen 35 bzw. einzelne Dichtungssitze 35 zur Aufnahme von Dichtringen 36 zu schaffen. Weitere Lindrehungen zwischen den Dichtungssit/en 35 bilden ringförmige Kammern 37, deren Funktion noch näher erläutert wird. Der Mittenabstand /wischen den einzelnen Dichtungssitzpaaren 35 bzw. zwischen den Dichtui-.gssitzpaaren 35 und den benachbarten einzelnen Dic^utungssitzen 35 entspricht im dargestellten Beispielslalle der Länge eines Teilstückes 4.

Wie aus F i g. 9 hervorgeht, sind in der Buchse 34 vier Buchsensegmente 38a bis 38c/ im Kreis angeordnet, welche zusammen eine /weite Buchse bzw. einen Druckzylinder 39 bilden, welche in die Buchse 34 eingepaßt ist und deren Länge gleich der Länge der Buchse 34 ist. Die aneinanderstoßenden Stirnflächen der Buchsensegmente 38a bis 38c/besitzen Ausnehmungen. von denen jeweils zwei aneinander angrenzende Ausnehmungen einen länglichen Kanal 40 zur Aufnahme eines nicht dargestellten länglichen Heizelementes. einen Sitz 41 zur Aufnahme eines Führungslineals 42 und einen Sitz 43 zur Aufnahme einer Dichtungsplatte 44 bilden. Die insgesamt vier Führungslineale 4Ϊ ragen in das innere der Buchse 3*» und sind gegciiuiiiuiuicr um 90 versetzt angeordnet. Die durch das Innere der Buchse 39 hindurchbewegten Teilstucke 4 sind jeweils auf ihren aneinanderliegenden Stirnflächen mit Nuten versehen, wobei jeweils zwei benachbarte Nuten einen Schlitz 45 bilden, in den ein Führungslineal 42 eingreift. Hierdurch werden aufeinanderfolgende Greifelemcnte 10 miteinander verzahnt und gleichzeitig eine Verdrehung der Greifelemente 10 bei ihrem DurchgarT in Längsrichtung durch den Druckzylinder 11 verhindert.

Beim Durchlauf der Teilstücke 4 durch die übrigen Abschnitte der zugeordneten Endloskette 6 verhindert der in F i g. 6 und 7 dargestellte Querschnitt der Bahnabschnitte 7 und 8 eine Verdrehung der Teilstücke 4 quer zu ihrer Bewegungsrichtung.

Es sind Mittel vorgesehen, um die Teilstücke 4 zusammenzuschließen, wenn sie den kurvenförmigen Bahnabschnitt 8 verlassen und in die Durchgangsbohrung 16 des Getriebeblocks 14 am Eintrittsende 9 der Strangpresse 1 eintreten. Ferner sind Mittel vorgesehen, um die Teiistücke 4 zusammenzuschließen, wenn sie die Durchgangsbohrung 17 des Getriebeblocks 15 verlassen und in die kurvenförmigen Bahnabschnitte 8 an dem Austrittsende 13 der Strangpresse 1 eintreten. Diese Mittel bestehen aus Führungslinealen 46(F i g. 4), die um 90⁼ gegeneinander versetzt auf der Innenseite der Durchgangsbohrungen 16 und 17 der Getriebeblöcke 14

bzw. 15 angebracht sind. Die Fiihrungslineale 46 in den Durchgangsbohrungen 16 und 17 sind untereinander und mit den zugeordneten Führungslinealen 42 in dem Druckzylinder 11 ausgerichtet und gegenüber den bogenförmigen Bahnabschnitten 8 in geeigneter Weise > so orientiert, daß dann, wenn die Teilstücke 4 die bogenförmigen Bahnabschnitte 8 an dem Eintrittsende 9 verlassen, die Führungslineale 46 in der Durchgangsbohrung 16 mit den Schlit/.en 45 von benachbarten Teilstücken 4 fluchten. Wenn die Teilstücke 4 die m Durchgangsbohrung 17 verlassen, um in die bogenförmigen Bahnabschnitte 8 an dem Austrittsende 13 einzutreten, geben die Schlitze 45 von benachbarten Teilstücken 4 die Führungslineale 46 frei und die einzelnen Teilstücke 4 treten in die entsprechenden π bogenförmigen Bahnabschnitte 8 mit glattem Übergang ein. Auf diese Weise werden die Teilstücke 4 um die gesamte Länge der entsprechenden Endlosbahnen (Fig. iö)geführt.

Wie weiterhin aus den Fig. 8 und 9 hervorgeht. _·< > verlaufen durch die Zentren der Buchsensegmente 38a bis 38c/ Strömungsmittelkanäle 47a bis 47c/, die mit schematisch angedeuteten Druckmittelqtiellen 48 über jeweils eine Leitung 49 in Verbindung stehen. Die Strömungsmittelkanäle 47a bis 47c/ stehen ferner an :; ihren innen liegenden Enden mit radialen Kanälen 50a bis 50c/ in Verbindung (F i g. 8). Die äußeren Enden der radialen Kanäle 50a bis 50c/stehen über öffnungen 51 in der Buchse 14 mit der endseitigen Ringkammer 37 in Verbindung, um diese gleichmäßig unter Druck zu in setzen. Dieser Druck wird durch die Buchse 34 auf die ßuchsensegmente 38a bis 38c/ und von dort auf die vorbeilaufenden Teilstiicke 4 übertragen, wodurch diese radial nach innen gegen die Matrize 12 und den Matri/enstempel 12agedrückt werden. π

Die Innenflächen der Buchsensegmente 38a bis 38c/ (F i g. 9) besitzen Ausnehmungen bzw. Druckräume 52a bis 52c/, um einen Strömungsmitteldurchgang zwischen den Innenflächen und den Zähnen 28 der Teilstücke 4 zu schaffen, die ansonsten in enger Gleitpassung gegen die jii Innenflächen der Buchsensegmente 38a bis 38c/ anliegen.

Die inneren Enden der radialen Kanäle 50a bis 50c/ iFig. 8) stehen mit den angrenzenden Ausnehmungen 52» bis 52c/ in Verbindung und führen über diesen Weg gegen die Außenflächen der Teilstücke 4. Hierdurch werden die Teilstücke 4 unmittelbar vor der Matrize 12 radial nach innen gedrückt.

Neben den stromaufwärts bezüglich der Bewegungsrichtung der Teilstücke 4 liegenden Seiten der Ausnehmungen 52a bis 52c/ sind Druckreduzierventile 53a. 536, 53c und 53c/vorgesehen, die die Verbindungen zwischen den Ausnehmungen 52a bis 52c/ und der nächsten Ringkammer 37 herstellen. Die Druckreduzierventile 53a bis 53c/ können das Druckmittel bei Obersteigen eines bestimmten Druckes in den Ausnehmungen 52a bis 52c/ an die nächste Kammer 37 weiterleiten und dadurch eine bestimmte Druckdifferenz zwischen den unter höherem Druck stehenden Ausnehmungen 52a bis 52c/ und der unter niedrigerem f* Dnick stehenden Kammer 37 aufrechterhalten. Zur Verbindung zwischen der stromauf liegenden Seite der Kammer 37 und den stromab liegenden Seiten der Ausnehmungen 52a bis 52</ sind radiale Kanäle 54a bis 54c/ in den Buchsensegmenten 38a bis 38c/ ausgebildet, wodurch Druckmittel von der Kammer 37 in die Ausnehmungen 52a bis 52c/eingeführt wird, infolge der Druckreduzierventile 53a bis 53c/ ist der Druck in den Ausnehmungen 52a bis 52c/gegen die Außenflächen der Teilstücke 4 geringer als der Druck gegen die Außenflächen der unmittelbar stromab liegenden Teilstücke 4.

Zwischen den stromauf liegenden Seiten der Ausnehmungen 52a bis 52c/ und der Kammer 37 befinden sich Druckreduzierventile 55a bis 55c/. Diese können das Druckmittel bei Überschreiten eines bestimmten Drukkes in den Ausnehmungen 52a bis 52c/an die Kammer 37 weiterleiten und dadurch eine vorbestimmte Druckdifferenz zwischen den unter höherem Druck stehenden Ausnehmungen 52a bis 52c/ und der unter niedrigerem Druck stehenden Kammer 37 aufrechterhalten. Die Dnickreduzierventile 55a bis 55c/lassen Druckmittel bei einem niedrigeren Druck als die Druckreduzierventile 53a bis 53c/ hindurch. Aus diesem Grund ist der Gegendruck auf die Außenflächen der an den Druckreduzierventilen 55a bis 55c/ vorbeibewegten Teiistücke 4 kleiner ais der Druck gegen die Außenflächen der unmittelbar stromab davon liegenden Teilstücke 4.

Dieselbe Anordnung von radialen Kanälen und Druckreduzierventilen ist für alle Kammern 37 und Ausnehmungen 52a bis 52c/ stromaufwärts von den vorstehend beschriebenen Teilen in F i g. 8 vorgesehen. Die Druckreduzierventile lassen Druckmittel bei niedrigeren Drücken durch als die unmittelbar stromabwärts davon liegenden Druckreduzierventile. Auf diese Weise werden die Außenflächen der Teilstücke 4 einem Druckgradienten unterworfen, der schrittweise vom Eintritt der Teilstücke 4 in den Druckzylinder 11 bis zum Erreichen der Matrize 12 ansteigt.

Zur Rückführung des Druckmittels von der am weitesten stromaufwärts liegenden Kammer 37 zu den Druckmittelquellen 48 kann eine geeignete, nicht dargestellte Pumpe vorgesehen werden.

Der Matrizenstempel 12a (Fig. 5) erstreckt sich stromabwärts von dem Getriebeblock 15 über die Stelle hinaus, wo die Teilstücke 4 nach Verlassen der Durchgangsbohrung 17 in ihre zugeordneten, bogenförmigen Bahnabschnitte 8 eintreten. Der Matrizenstempel 12a erstreckt sich durch einen Stempelträger 56 hindurch bis in eine Gegenbohrung in einer Tragplatte 57. Der an der Tragplatte 57 befestigte Stempelträger 56 besitzt eine konische Nase 58, wodurch er sich dicht zwischen die auseinanderlaufenden, bogenförmigen Bahnabschnitte 8 erstreckt und eine wirksame seitliche Abstützung für den Matrizenstempel 12a bildet. Zur Halterung der Matrize 12 gegen den Schub des Werkstücks 2 dienen Gewindebolzen 59 (Fig. 1), welche die Tragplatte 57 über dazwischen eingelegte Abs..andsstücke 60 mit dem Getriebeblock 15 verbinden.

Die in F i g. 1 und 5 veranschaulichte Vorrichtung 61 liegt vor dem Eintrittsende 9 der Strangpresse 1 und dient zum Überzieher des Werkstücks 2 mit einem Schubübertragungsmedium, bevor das Werkstück 2 in die Strangpresse 1 einläuft Wie aus Fig.4 näher hervorgeht, weist die Vorrichtung 61 ein Gehäuse 62 auf. das über Gewindebolzen 63 an radial beabstandeten Bügeln 64 befestigt ist Die Bügel 64 sind ihrerseits an der stromaufwärts liegenden Seite des Getriebeblocks 14 durch Gewindebolzen 65 befestigt Die Längsachse des Gehäuses 62 fluchtet mit der Längsachse der Durchgangsbohrungen 16 und 17 der Getriebeblöcke 14, 15 und der Durchgangsbohrang 18 des Druckzylinders 11. Das Gehäuse 62 weist unterschiedlich große Bohrungen 66, 67, 68 und 70 und einen Gewindeab-

schnitt 69 auf. An der stromabwärts liegenden Seite der Bohrung 67 neben der Bohrung 66 ist ein Abstreifer 71 angeordnet der durch einen Sprengring 72 gehaltert wird. In der Bohrung 68 ist eine Feinzugmatrize 73 montiert, die in den Gewindeabschnitt 69 eingeschraubt und durch einen Gewindering 74 gehaltert ist. Auf der stromaufwär's liegenden Seite des Gehäuses 62 ist mittels Gewindebolzen 77 eine Deckplatte 75 befestigt, die einen teilweise in die Bohrung 70 hineinragenden mittigen Vorsprung 76 aufweist. In der Gegenbohrung 78 der Deckplatte 75 ist ein Abstreifer 79 angeordnet, der durch einen Haltering 80 gesichert ist. Um den inittigen Vorsprung 76 der Deckplatte 75 verläuft eine Ringdichtung 81.

Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ist in der Bohrung 70 !wischen dem Gewindering 74 und dem mittigen Vorsprung 76 ein Raum vorhanden, der eine erste (Jberzugskammer 82 bildet. Des weiteren ist in der Bohrung 67 zwischen dem Abstreifer 71 und der Feinzugmatrize 73 ein Raum vorhanden, der eine zweite (Jberzugskammer 83 bildet. Die erste Überzugskammer •2 ist über eine Zufuhrleitung 84 mit einem nicht dargestellten Vorratsbehälter für das Schubübertrajungsmedium verbunden, um die erste Überzugskammer 82 mit dem Medium zu speisen. Überschüssiges Medium fließt von der ersten Überzugskammer 82 über eine Ableitung 85 und eine nicht dargestellte Leitung zu dem Vorratsbehälter zurück. Die zweite Überzugskammer 83 ist über eine Zuführleitung 86 mit dem Vorratsbehälter für das Schubübertragungsmedium verbunden, um die zweite Überzugskammer 83 mit dem Medium zu speisen. Überschüssiges Medium fließt von der zweiten Überzugskammer 83 über eine Ableitung 87 und eine nicht dargestellte Leitung zu dem Vorratsbehälter zurück.

Das für die Funktionsweise der erfindungsgemäßen Strangpresse 1 wesentliche Schubübertragungsmedium eberträgt mittels Reibung die zur Extrusion des Werkstücks 2 durch die Matrize 12 erforderlichen Schubkräfte von den Greifelementen 10 auf das Werkstück 2. Dieses Medium soll eine hohe Viskosität

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woraus eine höhere Verpreßgeschwindigkeit und ein höheres Querschnittsreduktionsverhältnis resultieren.

Im folgenden wird das Vorgehen mit der vorstehend erläuterten Strangpresse beschrieben.

<-, Das stangenförmige Werkstück 2 wird von einem nicht dargestellten Vorrat abgezogen und der Vorrichtung 61 zugeführt. Beim Durchlauf des Werkstücks 2 durch den Abstreifer 79 werden Schmutz und dergleichen von der Werkstückoberfläche entfernt.

ίο Beim Durchtritt durch die erste Überzugskammer 82 wird das Werkstück 2 mit einem Überzug aus Schubübertragungsmedium, vorzugsweise Bienenwachs, überzogen, um beim darauffolgenden Durchgang des Werkstücks 2 durch die Feinzugmatrize 73 diese zu schmieren. Beim Durchtritt durch die Feinzugmatrize 73 wird der Durchmesser des Werkstücks 2 auf einen gleichförmigen Wert gebracht. Beim Durchtritt durch die zweite Überzugskammer 83 wird die Oberfläche des Werkstücks 2 erneut mit einem Überzug aus Schubübertragungsmedium versehen. Beim Durchtritt durch den Abstreifer 71 wird überschüssiges, über die erwünschte Überzugsdicke hinausgehendes Medium entfernt. Danach tritt das überzogene Werkstück 2 in das Eintrittsende 9 der Strangpresse 1 ein.

Durch Betätigung der Strömungsmittelmotoren 21a bis 21 dund 23a bis 23c/ werden die Teilstücke 4 um ihre entsprechenden Endlosbahnen vorwärtsbewegt. Jedes Teilstück 4 wirkt mit zugeordneten Teilstücken 4 der anderen Endlosketten 6 vom Eintritt in die Durchgangs-

jo bohrung 16 des Getriebeblocks 14 bis zum Austritt aus der Durchgangsbohrung 17 des Getriebeblocks 15 zusammen, wobei die Teilstücke 4 die Greifelemente 10 bilden (Fig. 10). Auf diese Weise ist eine sich konstant bewegende kontinuierliche Kette von Greifelementen

j5 10 vorhanden, die von dem Eintrittsende 9 zu dem Austrittsende 13 der Strangpresse 1 vorwärtsbewegt wird.

Sobald das überzogene Werkstück 2 in das Eintrittsende 3 der Strangpresse 1 eintritt, gelangt ein Greifelement 10 in engen Kontakt mit der gesamten Umfangsfläche eines Längsabschnitts des Oberzugs auf

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Lage sein, die Matrize 12 zu schmieren und das Werkstück 2 gut zu benetzen. Die Viskosität soll in Abhängigkeit vom Druck, der Temperatur und der Schubgeschwindigkeit nur geringfügig schwanken. Vorzugsweise werden als Schubübertragungsmedium Bienenwachs und Polyäthylenwachs verwendet.

Bekanntlich zeigen viele Metalle und andere Werkstoffe eine größere Duktiiität oder eine größere Deformierbarkeit ohne Bruch, wenn sie einem hohen Druck unterworfen werden. Dieser Effekt wird als »Bridgeman-Effekt« bezeichnet und ist in dem Buch »Large Plastic Flow and Fracture« von P. W. Bridgeman, McGraw Hill Verlag, New York, 1952 näher beschrieben. Die erfindungsgemäße Strangpresse ist besonders geeignet, das Werkstück 2 einem solchen hohen Druck zu unterwerfen. Wenn beispielsweise das Werkstück 2 aus Aluminium besteht wird die Strangpresse 1 so ausgelegt daß das Werkstück 2 unmittelbar vor der Matrize 12 einem Druck von etwa 10 500 bar unterworfen ist Besteht das Werkstück 2 aus Kupfer, so ist die Strangpresse 1 so ausgelegt daß das Werkstück 2 unmittelbar vor der Matrize 12 einem Druck von etwa 17 600 bar unterworfen ist Diese Druckwerte liegen weit über den Streckgrenzen von Aluminium bzw. Kupfer und erhöhen die Duktiiität des Werkstücks 2 vor seinem Eintritt in die Matrize 12.

gleich der Länge des Greifelementes 10 ist. Bei seiner Vorwärtsbewegung zu dem Austrittsende 13 der Strangpresse 1 bringt das Greifelement 10 eine Antriebskraft längs der Außenumfangsfläche des Schubübertragungsmediums bzw. des Überzugs auf und erzeugt dadurch eine Schubkraft in dem Medium. Diese Schubkraft wird auf die Umfangsfläche des Werkstücks 2 mittels Reibung übertragen und erzeugt dort eine zu dem Austrittsende 13 der Vorrichtung 1 hin gerichtete Schleppkraft welche das Werkstück 2 zu dem Austrittsende 13 hin bewegt Die Gesamtwirkung der verschiedenen Greifelemente 10, die diese Schleppkraft längs der Umfangsfläche des Werkstücks 2 erzeugen, führt zu einem axialen Druckspannungsgradienten innerhalb des Werkstücks 2, welcher von dem Eintrittsende 9 zu der Matrize 12 hin zunimmt Da der gesamte Überzug des Schubübertragungsmediums zusammen mit dem Werkstück 2 durch die Matrize 12 hindurchtreten muß, baut sich gleichzeitig ein Druckgradient in dem Überzug auf, der von dem Eintrittsende 9 zu der Matrize 12 hin ansteigt Da die Normalspannung in dem Werkstück 2 von dem Druck innerhalb des Schubübertragungsmediums abhängig ist nimmt entsprechend dem Druckanstieg in dem Überzug die Normalspannung innerhalb des Werkstücks 2 von dem Eintrittsende 9 zu der Matrize 12 hin zu. Die

Strangpresse 1 ist so ausgelegt, daß im Betrieb die Differenz zwischen der axialen Spannung und der normalen Spannung innerhalb des Werkstücks 2 vor der Matrize 12 die Fließgrenze des Werkstückrnalerials nicht übersteigt.

Die die Greifelemente 10 bildenden Teilstücke 4 widerstehen infolge ihrer vorstehend erläuterten Lagerung (Fig. 8 und 9) dem Druck innerhalb des Überzugs und halten diesen dadurch zusammen. Zwischen dem Eintrittsende 9 bis zum Ende des Getriebeblockes 14 erfolgt die erforderliche Lagerung der Teilstücke 4 durch die Wand der Durchgangsbohrung 16, wobei sich die Teilstücke 4 leichtgängig durch die Bohrung 16 bewegen können. Stromabwärts von dem Getriebeblock 14 ist der Druck in dem Schubübertragungsmedium so weit angestiegen, daß eine erhebliche seitliche Abstützung der Teilstücke 4 erforderlich ist. Die erforderliche seitliche Abstützung wird in Richtung a-if die Matrize 12 hin größer. Der Druckzylinder 11 dient dazu, diese größer werdende seitliche Abstützung für die Teilstücke 4 zu ermöglichen, wobei die seitlichen Stützdrücke innerhalb des Druckzylinders 11 so bemessen werden, daß sie den radial nach außen gerichteten Druck des Schubübertragungsmediums auf die Teilstücke 4 ausgleichen. Dieser Radialdruck wird durch den ansteigenden Druck in dem Medium erzeugt und steht mit aen axialen Spannungen innerhalb des Werkstücks 2 in einer solchen Beziehung, daß eine ausreichende seitliche Abstützung für die feiistücke 4 bereitgestellt wird, damit die Differenz zwischen den axialen und normalen Spannungen innerhalb des Werkstücks 2 an keiner Stelle längs des Druckzylinder; 11 größer als die Fließgrenze des Werkstückmaterials

in ist, um eine Aufwerfung oder pilzförmige Verbiegung des Werkstücks 2 zu vermeiden, und daß übermäßige Stützdrücke auf die Teilstücke 4, insbesondere in dem stromaufwärts liegenden Teil des Druckzylinders 11, vermieden werden, da ansonsten die Teilstücke 4 gegen

ι) das Werkstück 2 gequetscht würden.

Bei diesem Vorgehen wird das Werkstück 2 bei seiner Vorwärtsbewegung in dem Druckzylinder 11 zu der Matrize 12 auf Kompression weit über die Fließgrenze bis in einen Bereich beansprucht, bei dem sich eine

in erhöhte Diiktilität bzw. Deformierbarkeit ohne Bruch zeigt. In diesem Zustand tritt das Werkstück 2 zusammen mit dem Überzug in die Matrize 12 ein und wird unter Erzeugung von Draht 3 verformt.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Strangpresse mit einem Druckzylinder zur Aufnahme eines Werkstücks und einer dasselbe umgebenden viskosen Substanz, sowie einer an den Druckzylinder anschließenden Matrize, und mit einer Antriebsvorrichtung zum Bewegen der viskosen Substanz mit steigender Antriebskraft längs der Werkstücksoberfläche von einer Stelle vor der Matrize in Matrizenrichtung durch Aufbringen eines ansteigenden Drucks in der viskosen Substanz, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung für die viskose Substanz eine Vielzahl von aufeinanderfolgenden Greifelementen (10) aufweist, deren Greifflächen längs der Außenumfangsfläche der viskosen Substanz in Richtung auf die Matrize (12) kontinuierlich bewegbar sind, und die Greif elemente (10) bei ihrem Weg längs der Außenumfangsfläche der viskosen Substanz von hintereinander angeordneten, voneinander getrennten Druckräumen (52a bis 52d) umgeben sind, welche mit Druckmittel mit in Matrizenrichtung hin jeweils höherem Druck gefüllt sind.

Z Strangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Greifelement (10) aus mehreren Teilstücken (4) tx^steht, die Bestandteil entsprechend vieler Endlosketten (6) sind und sich nur innerhalb eines längs der Außenumfangsfläche der viskosen Substanz verlaufenden Arbeitsabichnitten zu dem Greifelement (10) vereinigen, *> wobei die <" reif flächen der Greifelemente (10) einen in Umfangsrichtung geschlossenen Kanal für das Werkstück (2) und die viskose Substanz bilden.

3. Strangpresse nach Anspn-^h 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die "I eilstücke (4) jeder & Endloskette (6) an ihrer, der Greiffläche gegenüberliegenden Oberfläche Zähne (28) aufweisen, die mit Getriebezahnrädern (5a bis Sd; 25a bis 25<i; 27a bis 27d)\n kämmenden Eingriff bringbar sind.

4. Strangpresse nach Anspruch 1. dadurch ■"> gekennzeichnet, daß die Druckraume (52a bis 52d) an der Innenseite eines die Greifelemente (O) umgebenden Druckzylinders (39) vorgesehen sind.

5. Strangpresse nach Anspruch I oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den in Bewegungs- ^4<> richtung des Werkstücks (2) benachbarten Druckräumen (52a. 52b. 52c 52c//¹ Druckreduzierventile (53a bis 53c/; 55a bis 5Sc^ vorgesehen sind und nur die ganz außen im Bereich der Matrize (12) liegenden Druckräume an Druckmittelquellen (48) angeschlos- '*> ten sind

6. Strangpresse nach einem der Ansprüche I bis 5. dadurch gekennzeichnet, daß sich der Arbeitsab Schnitt der Fndloskette (6) in Bewegungsrichtung des Werkstücks (2) über die Matrize (!2) hinaus ^r>"> erstreikt und die Greifflächen der Teilstücke (4) dicht ander äußeren Umfangsfläche der Matrize (12) gleitend anliegen.