DE2304326A1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen messung der neigung der achse des blockaufnehmers einer strangpresse - Google Patents

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT₁ DIPLOMCHEMIKER

, S KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90

Köln, den 29. 1. 73 Eg/Ax/6

CEFILAC, 3o avenue de Messine, Paris 8e/Frankreich

Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Neigung der Achse des Blockaufnehmers einer Strangpresse

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, die es ermöglicht, die Verschiebungen, die der Blockaufnehmer oder Rezipient einer Strangpresse für Metalle während ihres Betriebes erfährt, zu messen und gegebenenfalls zu registrieren«

Der Betrieb einer Strangpresse für Metalle, z.B. einer horizontalen hydraulischen Presse zum Strangpressen von Stahl zu Vollprofilen, Hohlprofilen oder Rohren von großer Länge umfasst bekanntlich ganz oder teilweise die folgenden Arbeitsgänge:

1) Einlegen eines heißen Blocks des zu verformenden Metalls in den Blockaufnehmer.

2) Einfahren des Blockaufnehmers in die Achse der Presse, wenn er sich nicht bereits dort befindet.

3) Einfahren einer Matrize in die Achse der Presse*

4) Vorschub des Blockaufnehmers, um dichten Kontakt zwiscten Blockaufnehmer und Matrize zu erzielen und diese gegen den Gegenholm der Presse zu legen (z.B. auf die in der französischen Patentschrift 1 560 362 der Anmelderin beschriebene Weise), um sie in die Lage zu versetzen, die vom Stempel der Presse ausgeübte Kraft statisch auf den Ge^enholtn zu übertragen.

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5) Einsatz der Kraft der Presse, durch die das Metall des heißen Blocks deformiert und durch die Öffnung der Matrize gepresst wird.

6) Bewegung des Rezipienten nach hinten in der Achse der Presse, um die Abtrennung des Preßrestes vom stranggepreßten Produkt zu ermöglichen.

7) Ausfahren des Blockaufnehmers aus der Achse der-Presse (falls erforderlich),

8) Ausstoßen des Preßrestes.

9) Reinigung und Kühlung des Blockaufnehmers.

Der Blockaufnehmer muß somit eine Hin- und Herbewegung längs der Achse der Strangpresse zwischen zwei eigentlichen Preßvorgängen vornehmen können. Ferner muß er während des Preßvorganges mit dem Pressenständer über die Matrize verriegelt werden können»

Fig.1 und Fig.2 zeigen schematisch axiale Querschnitte, die die Hauptteile einer üblichen Strangpresse darstellen und durch eine Ebene gelegt sind, die einige der an sich bekannten Teile aufweist, die im Zusammenwirken miteinder. den Blockaufnehmer während des Strangpressens verriegeln. In Fig.1 ist die Strangpresse nach dem Einfahren der Matrize in die Achse des Rezipienten und vor dessen Vorschub dargestellt. Fig.2 zeigt die Strangpresse nach dem Verriegeln des Blockaufnehmers mit Hilfe von Teilen, die in Fig.1 vom Blockaufnehmer entfernt waren, um seine notwendige Unabhängigkeit zwischen zwei Strangpreßvorgängen zu gewährleisten.

Diese Abbildungen zeigen

a) den Blockaufnehmer 1, der kraftschlüssig mit einem (nicht dargestellten) Schlitten oder einer Hydraulik verbunden ist, wodurch der Blockaufnehmer axial und gegebenenfalls quer bewegt werden kann; (in Fig.2 ist ein heißer Block 6 in den Blockaufnehmer eingelegt

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worden);

b) den vorderen Gegenholm 2 der Strangpresse, der mit dem Zylinder der Presse durch nicht dargestellte Säulen verbunden ist;

c) eine gewisse Anzahl von Stützbeilagen 3, die dazu dienen, die durch die Matrize 4 übertragene Kraft auf den Gegenholm 2 zu verteilen;

d) eine Matrize 4, die im allgemeinen aus mehreren Teilen besteht;

e) zwei zu Verschiebezylindern gehörende hydraulische Kolben 5, die zu einer Gruppe von Verschiebezylindern gehören, die gleichmäßig um die Achse der Presse verteilt sind, und deren Zylinder kraftschlüssig mit dem Gestell der Strangpresse verbunden sind, und die dazu dienen, den Blockaufnehmer 1 über die Teile 4 und 3 gegen den Gegenholm 2 zu pressen und ihn zu verriegeln.

Wenn die Presse keine seitliche Verschiebung des Blockaufnehmers zuläßt, wird die Aufgabe dieser hydraulischen Kolben 5 durch (nicht dargestellte) hydraulische Kolben erfüllt, die die axiale Verschiebung des Blockaufnehrners bewerkstelligen.

Die axiale Symmetrie einer solchen Anordnung verringert im Prinzip die Querkräfte und die Kräftepaare, die während des Strangpressens entstehen, auf ein Minimum. In Wirklichkeit werden sie von ihr nicht vollständig ausgeschaltet. Tatsächlich ist einerseits die Anfangsstellung des Blocks, der mit seiner unteren Mantellinie im Blockaufnehmer ruht, von der Axiallinie versetzt. Andererseits ist es nicht möglich, gelegentliche und nicht voraussehbare Störungen, die beispielsweise die folgenden Ursachen haben, vollständig zu vermeiden:

a) Vforstemmung der Berührungsflächen zwischen Teilen wie der Matrize 4, dern Blockaufnehmer 1 und den Stützbeilagen 3,

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b)" Anwesenheit von Zunder und Schlacke zwischen diesen Berührungsflächen,

c) Asymmetrie des Vielecks der Angriffspunkte der durch die Verschiebezylinder 5 übertragenen Kräfte,

d) Ungleichmäßigkeit des Drucks in den verschiedenen Verschiebezylindern 5 und

e) Querkräfte, die auf den Blockaufnehmer durch seine Antriebszylinder oder durch die Auflagen oder Schlitten, die seine Axialbewegung und gegebenenfalls Querbewegung bewerkstelligen, ausgeübt werden.

Diese nicht voraussehbaren Zräftepaare und Querkräfte, die bewirken, daß der Blockaufnehmer zur Achse der Strangpresse geneigt wird, erzeugen Asymmetrien im Fließen des Metalls, die die Form des stranggepressten Produkts ernstlich stören, vor allem, wenn dieses ein dünnes Hohlprofil oder ein dünnes Rohr ist, das in bekannter Weise durch Zufügung eines Dorns zur Strangpresse hergestellt wird, wobei dieser Dorn sich durch den vorher gelochten Block 6 und grundsätzlich koaxial durch die Matrize 4 bewegt«

Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, durch Feststellung störender Faktoren, insbesondere der Neigung des Blockaufnehmers zur Achse der Presse, und durch möglichst schnelle Ausschaltung dieser Störungen die Möglichkeit zu schaffen, Strangpreßprodukte von stets gleichbleibend guter Qualität herzustellen.

Gemäß der Erfindung werden auf einem Kreis der Austrittsstirnseite des Blockaufnehmers einer Strangpresse für Metalle wenigstens drei vorspringende Fühler gleichmäßig verteilt, und auf einem entsprechenden Kreis einer Ebene, üie vorzugsweise senkrecht zur Achse der Presse verläuft, wird eine gleiche Anzahl von hohlen Bauteilen verteilt, die mit den Fühlern zusammenwirken, um kontinuierlich die. Längsstellung dieser Fühler und hierdurch etwaige Abweichungen von der koaxialen Ausrichtung von Blockaufnehmer

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und Presse festzustellen.

Pig ο 3 zeigt schematisch als axialen Schnitt eine Presse mit der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung, die lediglich als Ausführungsbeispiel dargestellt ist. Außer den bereits in Fig.1 und 2 dargestellten Teilen zeigt diese Abbildung zwei diametral gegenüberliegende Meßanordnungen, die jeweils aus einem Fühler 8, der im wesentlichen am Umfang des Blockaufnehmers angeordnet ist, und einem hohlen Bauteil 9 bestehen« Diese hohlen Bauteile sind an je einem Halter 10 befestigt, der sich während der Pressung nicht verschiebt« Der Blockaufnehmer ist koaxial zur Presse dargestellt.

Fig.4 zeigt in größerem Maßstab einen Detailschnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer Baugruppe 8-9-10 mit einem Fühler und einer Vorrichtung, die die Durchführung der Erfindung ermöglichen. Jeder Fühler 8 ist federnd mit dem Blockaufnehmer 1 verbunden, so daß ihm kleine Winkelverschiebungen um eine Parallele zur Achse der Presse möglich sind, wobei er dennoch eine vollkommen definierte Längsstellung zum Blockaufnehmer 1 bewahrt. Eine solche Anordnung ist bei 8¹ schematisch dargestellt. Zum Zusammenwirken mit jedem Fühler 8 sind die hohlen Bauteile 9 am Halter 10 gegebenenfalls mit dem gleichen Grad von Winkelfreiheit so befestigt, daß nach dem Verriegeln des Blockaufnehmers unter der Annahme, daß dieser vollkommen koaxial mit der Presse fluchtet, die Stellung der Fühler 8 im wesentlichen für jeden von ihnen dem mittleren Wert der Tiefen, bis zu denen jeder von ihnen in das entsprechende feststehende hohle Bauteil 9 eindringen kann, abzüglich des Mittelwertes des gegebenenfalls vorhandenen Abstandes

"^t,-,-, -, , entspricht

zwischen dem Ende des Fühlers und dem Ende der Bohrung^

.Die Vorrichtungen 9 können beliebige bekannte Apparaturen sein, die eine Bohrung 11 aufweisen, in die ein Fühler, z.B. der Fühler 8, mehr oder weniger tief eindringen kann, und die es ermöglicht, die Eindringtiefe dieses Fühlers

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durch Änderung einer beliebigen Größe festzustellen« Diese Größe kann beispielsweise die Durchflußmenge oder der Druck eines Mediums sein. Sie kann auch eine elektrische Größe, z.B. die Änderung eines Stroms in einer Magnetspule sein, in die der entsprechende Fühler eindringt»

Es wurde bereits erwähnt, daß die hohlen Bauteile 9 sich während des Betriebs der Presse nicht verschieben„ Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zur Erreichung dieses Ergebnisses die verschiedenen Bauteile 10 kraftschlüssig mit dem Gestell der Presse mit Mitteln, auf die die Kraft der Presse nicht einwirkt, verbunden, indem sie beispielsweise auf einem starren Rahmen angeordnet werden, der mit den Gleitschienen, auf denen der Blockaufnehmer verschoben wird, kraftschlüssig verbunden ist, oder indem sie einzeln an Hülsen, die die Säulen der Presse umgeben, angeordnet und an den Befestigungspunkten der Säulen am Preßholm des Pressenzylinders befestigt werden.

Die Kombination der von drei Gruppen 8-9 gegebenen Informationen genügt, um während der gesamten Dauer der Pressung Auskunft über die Größe und die Orientierung der Neigung der Achse des Blockaufnehmers zur Achse der Presse und zusätzlich über die Verschiebungen der Mitte der vorderen Stirnseite des Blockaufnehmers parallel zur Achse der Presse zu erhalten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden jedoch vier Gruppen 8-9 verwendet, die an den Enden von zwei rechtwinklig zueinander stehenden Durchmessern angeordnet sind» Die Verarbeitung der Information ist in diesem Fall vereinfacht und ermöglicht eine Nachprüfung des Zusammenhangs der· Messungen.

Wenn vier Meßgruppen N, E, S, W im Abstand von 90° auf einem Kreis mit dem Radius r koaxial zur Presse angeordnet sind und durch die algebraischen Größen n, e, s, w gemessene Verschiebungen zur Ruhestellung registriert haben, so sind die Komponenten der Neigung der Achse des Block-

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aufnehmers

in der axialen Ebene des Durchmessers NS
2 r

w - e

2 r

in der axialen Ebene des Durchmessers EW,

und die Verschiebung des Mittelpunktes der vorderen Stirnseite des Blockaufnehmers beträgt

η + s e + w

Die Gleichheit dieser beiden Größen läßt den Zusammenhang der durchgeführten Messungen erkennen, und in Ermangelung von genaueren Meßvorrichtungen ermöglicht diese Verschiebung die Abschätzung der für den Preßvorgang erforderlichen Kraft, wenn der Abstand zwischen dem Gegenholm der Presse und den Halterungen der hohlen Bauteile der Meßgruppen sich nicht verändert hat.

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Claims (5)

1. 2304328

   Patentansprüche

   "!^Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Neigung der Achse des Blockaufnehmers einer Strangpresse für Metalle, gekennzeichnet durch wenigstens drei vorspringende Fühler (8), die an der vorderen Stirnseite des Blockaufnehmers (1) angeordnet und um dessen Achse verteilt sind, und eine gleiche Anzahl von hohlen Bauteilen (9), die in einer Bezugsebene senkrecht zur Achse der Presse in gleicher Weise angeordnet sind und mit den Fühlern (8) zusammenwirken und kontinuierlich die Längsstellung der Fühler (8) anzeigen.
2. 2) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Bauteile (9) an feststehenden Haltern (10) befestigt sind, die mit Bauteilen, auf die die Kraft der Presse nicht zur Einwirkung kommt, kraftschlüssig mit dem Gestell der Presse verbunden sind. .
3. 3) Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die hohlen Bauteile (9) von Haltern (10) getragen werden·, die von der zum Blockaufnehmer (1) zeigenden Stirnfläche des Gegenholms (2) der Presse gebildet werden.
4. 4) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß je vier Fühler (8) einerseits und kontinuierlich arbeitende hohle Meßorgane ^9) vorhanden sind.
5. 5) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als kontinuierlich arbeitende hohle Meßorgane (9) Magnetspulen vorhanden sind, die von einem Wechselstrom durchflossen werden»

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