DE2511295A1 - Verfahren zum indirekten strangpressen sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum indirekten strangpressen sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

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DE2511295A1
DE2511295A1 DE19752511295 DE2511295A DE2511295A1 DE 2511295 A1 DE2511295 A1 DE 2511295A1 DE 19752511295 DE19752511295 DE 19752511295 DE 2511295 A DE2511295 A DE 2511295A DE 2511295 A1 DE2511295 A1 DE 2511295A1
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Karl Graf
Arno Schmack
Alfred Wagner
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Constellium Singen GmbH
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Aluminium Walzwerke Singen GmbH
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Description

Verfahren zum indirekten Strangpressen sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum indirekten Strangpressen von Werkstücken aus einem Block insbesondere schwerpreisbaren Werkstoffes mittels eines in einen Rezipienten oder Aufnehmer eindringenden', an einem hohlen Preßstenipel vorgesehenen formgebenden Werkzeuges, sowie eine dafür geeignete Vorrichtung.
Seim Warmumformen eines auf Preßtemperatur erwärmten Werkstoffblockes zu Strängen oder Stäben wird üblicherweise der von Rezipienten oder Aufnehmer umschlossene Block mittels des Preßstenpels einer hydraulischen Presse durch die ortsfeste formgebende Matrize gedrückt.
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251129b
Während des Strangpressens nach dem sogenannten indirekten Verfahren schiebt man das formgebende Werkzeug in den festliegenden Aufnehmer ein, nachdem in diesen ein neuer Block eingeführt und angestaucht worden ist. Das Werkzeug sitzt an einem langen - thermisch und mechanisch hoch beanspruchten - Preßstempel; dieser muß hohl ausgebildet sein, da der geformte Strang durch ihn hindurch geführt wird. Beim Abstützen des Werkzeuges wirken im Verlaufe des Pressens-auf den fahrenden Preßstempel die gesamten Preßkräfte ein, zumeist auch - neben den reinen Druckkräften - Torsions- und Biegespannungen.
So bleibt die Preßgeschwindigkeit hier zwangsläufig reduziert. Darüberhinaus bedingen die für den Füllvorgang erforderlichen Verfahrensschritte einerseits und die notwendigen Fahrwege für die zusammenwirkenden Maschinenelemente anderseits verhältnismäßig lange Rüst- oder Vorbereitungszeiten.
Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, das eingangs umrissene Verfahren zu verbessern sowie eine Vorrichtung zu schaffen, bei der die erkannten Nachteile behoben sind. Außerdem soll es möglich werden, vorhandene Strangpressen, die einst zur Durchführung der bekannten Verfahrensformen für direktes oder indirektes Strangpressen konzipiert worden waren, ohne hohen Aufwand umrüsten zu können.
Zur Lösung dieser Aufgabe führt ein Verfahren, während dessen der Werkstoffblock zwischen dem ortsfesten Werkzeug einerseits sowie einem die Preßkraft erzeugenden verschiebbaren Druckelement anderseits eingespannt, anschließend - der Aufnehmer über den so festgelegten Block gebracht und mit ihm
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ORiGI INSPECTED
durch das Druckelement in - gegenläufiger - Preßrichtung geführt wird, in welcher der Werkstoff wenigstens teilweise das Werkzeug sowie den Preßstempel durchfährt. Dabei soll jener Block zwischen dem ortsfesten Werkzeug sowie dem Druckelement frei eingespannt und/oder der Aufnehmer berührungsfrei über den klemmend schwebenden, von ihm zu umschließenden Block geführt werden·
Im Rahmen der Erfindung eignet sich hierzu in besonders vorteilhafter V/eise eine Vorrichtung mit in eine Bohrung od.dgl. Ausnehmung des Rezipienten einbringbarem Werkzeug an einem ortsfesten Preßstempel, an dem der - der wirksamen Länge des Preßstempels etwa entsprechende sowie letzteren umschließbar ausgebildete - Aufnehmer zumindest um die wirksame Länge des Preßstempels verschoben zu werden vermag. Bevorzugtermaßen ist etwa koaxial zum Preßstempel ein zu diesen in Abstand schiebbares Druckelement angebracht, zwischen dem und jenem Werkzeug der Werkstoffblock eingespannt wird.
Statt des üblichen bewegten und in einen stehenden Aufnehmer eintauchenden Preßstempels wird nun letzterer festgelegt und der Aufnehmer an ihm verschoben. Dies führt evidentermaßen zu einer außergewöhnlichen Verbesserung der Druck- und Spannungsverhältnisse an dem in bereits beschriebener Weise beanspruchten Preßstempel und zu einer Steigerung der Preßgeschwindigkeit. Eebenfalls mindern sich die maschinengebundenen Zwischenzeiten erheblich; erfindungsgemäß reicht zwischen dem feststehenden Werkzeug und der gegenüberliegenden Druckfläche ein Abstand,
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der die Blocklänge nur geringfügig übersteigt, dies zum reibungslosen Vorsetzen des Blockes vor das Werkzeug demgegenüber bedarf es beim herkömmlichen indirekten Strangpressen eines Abstandes von etwa doppelter Blocklänge zwischen der drückenden Werkzeugstirn und einem den Block während des eigentlichen Preßvorganges stützenden Widerlager .
Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird der auf einem Fahrgestell ruhende Rezipient zum Vorsetzen des Blockes über dem - ihn durchsetzenden - Preßstempel gehalten, anschließend fährt der Aufnehmer bevorzugtermaßen berührungsfrei über den frei eingeklemmten Block und bildet so um ihn die übliche Druckkammer. Diese wandert nun während des Preßvorganges mit dem Block in Preßrichtung; der Aufnehmer wird in bestechend einfacher Weise - bevorzugt von einer an ihn stoßenden Platte - vom Druckelement oder Plunger mitgenommen, steht also am Ende dieses Preßvorganges bereits wieder in der geschilderten Vorsetzposition.
Als besonders günstig hat es sich erwiesen, die eigentliche Druckfläche des Druckelements oder Plungers mit einem von ihm axial abragenden, in den Block eindringenden Zapfen od.dgl. auszurüsten, dessen Eindringtiefe die Stärke eines üblicherweise verbleibenden scheibenartigen Preßgutrestes nicht oder nur geringfügig überragen soll; dank dieses Zapfens mag der Preßgutrest gelocht oder zu einem dünnwandigen Rohr verformt werden, um die der Werkzeugstirn anliegende Haftfläche zu verkleinern und ein problemloses Abstoßen des Preßgutrestes \ zu ermöglichen.
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251129b
Darllberhinaus kann mittels des Zapfens das Ende des Preßstranges im Bereich eines kurzen Strangstückes zu einem dünnwnodigen Rohr verformt werden, um die Freigabe des Stranges durch die Presse zu; fördern/, d.h. dem bekannten Festsetzen des Strangendes entgegenzutreten·
Das Lösen des Preßgutrestes erfolgt bevorzugtermaßen mit dem quer zur Preßrichtung verfahrbaren Blockladeschlitten, in dessen Bewegungsbahn der Preßgutrest einragt.
Erforderlichenfalls wird statt der schiebenden Kante des Blockladeschlittens erfindungsgemäß ein gesondertes Druck-, Scher- oder Schneidorgan eingesetzt, welches vorteilhafter Weise auf dem Blockladeschlitten und zu diesem verschieblich montiert wird.
Eine an der Presse vorgesehene Fangschüssel oder ein den abfallenden Preßgutrest übernehmender Förderer gestattet eine weitestgehende Automatisierung des Preßvorganges.
Als besonderer Vorzug der vorgeschlagenen Preßvorrichtung muß angesehen werden, daß zur Festlegung des Preßstempels das Querhaupt einer an sich bekannten Strangpresse für das direkte Strangpressverfahren zu dienen vermag, deren Hauptpresse oder Plunger dann das Druckelement darstellt; der Aufnehmer ist dann zwischen Querhaupt und Plunger - von beiden getrennt - auf einem eigenen Fahrgerüst angebracht.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird - was bei den bislang bekannt gewordenen Vorrichtungen nicht
denkbar gewesen wäre - ohne Unterbrechung des Betriebs— ablaufes eine Reinigung des Rezipienten vorgenommen; der Preßstempel - oder ein mit ihm verbundenes Element — trägt einen Schabring od..dgl», der sich bei der Wanderung des Rezipienten Über den eingespannten Block an die Wandung der Rezipientenbohrung anlegt und dort haftenden Schmutz löst. Hat der Rezipient seine den Block über seine ganze Länge umfangende sogenannte Ladestellung erreicht, ist die Rezipientenbohrung bereits selbsttätig gesäubert. Einer Betriebsunterbrechung zur Rezipientenreinigung bedarf es nun nicht mehr.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausfuhrungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt schematisiert in:
Fig. 1; die Draufsicht auf eine Strangpresse in Ruhelage mit seitlichem chargiertem Blocklader;
Fig. 2t die Strangpresse vor dem Preßvorgang mit vorgesetztem Block;
Fig. 3t die mit dem eingespannten Block geladene Strangpresse;
Fig. 4; eine andere Ausführungsform der Strangpresse in
Vorbereitung des Preßvorganges;
Fig. 5: die Strangpresse gemäß Fig. 4 während des Preßvorganges;
Fig. 6t eine andere Strangpresse am Ende des Preßvorganges;
Fig. 7t ein Detail aus Fig. 6 bei einem weiteren Verfahrensschritt,
Von dem Querhaupt 1 einer für direktes Strangpressen von Aluminium-Formteilen konzipierten Strangpresse R ist der Rezipient oder Aufnehmer 3 gelöst worden, um das Strangpressen mittels des sogenannten indirekten Verfahrens durchzuführen.
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Der Rezipient oder Aufnehmer 3 kann dank seiner - zur Hauptachse A der Strangpresse R axialen - Bohrung 2 über einen festliegenden Preßstempel 4 geführt werden, der mit seinem Einspannkopf 5 unmittelbar an das Querhaupt 1 anschließt.
Der Preßstempel 4 weist seinerseits einen axialen Kanal 6 auf, der sich von einem - in der Zeichnung nicht weiter erkennbaren formgebenden Werkzeug 7 bis zur Durchgangsöffnung 8 des Querhaupts 1 erstreckt. Auf den von einem Werkzeugschieber 9 gehaltenen Preßstempel 4 ist der durch eine Fahrvorrichtung 10 in Richtung der Pressenachse A transportierbar^ Rezipient 3 aufgeschoben.
Gegenüber der Werkzeugstirn 11 und der dem Querhaupt 1 fernen Rezipientenfront 12 ist die Hauptpresse 13 in ihrem Ständer 14 angedeutet. Während der durch Fig. 1 wiedergegebenen Füllstellung der Strangpresse R entspricht die Weite b des Spaltes P zwischen der Werkzeugstirn 11 und der nächstliegenden Druckfläche 15 der Hauptpresse 13 etwa der Länge c des Rezipienten 3, so daß das Haß f des maximalen Fahrweges des Rezipienten 3 dessen doppelte Länge c nicht wesentlich übersteigt; diese beträgt hier etwa das Vierfache des Innendurchmessers d der Rezipientenbohrung 2. Eine Änderung der Maßverhältnisse bleibt unbenommen.
Als Druckfläche 15 der Hauptpresse 13 bietet sich die Stirn eines zylindrischen Zapfens 16 an, der die Verschlußplatte 17 der Hauptpresse 13 axial überragt.
In seitlichem Abstand zur Hauptachse A der Strangpresse R ist ein Blocklader 18 angeordnet. In der konkaven Tragfläche eines auf dem Blocklader 18 quer zur Hauptachse A bewegbaren Ladeschlittens 20 der Breite e ruht ein zylindrischer Werk-
stoffbiock 2L 609839/0175
ORIGIMAL INSPECTED
- 3-
Zum Laden der Strangpresse R mit dem Block 21 wird schlitten 20 des Blockladers 18 in Richtung ζ ausgefahren, bis die Achse H des Blockes 21 mit der Hauptachse A der Strangpresse R fluchtet (Fig. 2). Durch den Druck des in Richtung ζ gleitenden Ladeschlittens 20 wird ein wahrend eines gegebenenfalls voraufgegangenen Preßvorganges entstandener scheibenförmiger Preßgutrest 23 an der Rezipientenfront 12 von der Rezipientenbohrung 2 abgeschoben und fällt in eine seitliche Fangschale 24. Statt deren kann der Preßgutrest 23 - bei einer anderen Ausführungsform der Strangpresse R - auch von einer Schurre 25 aufgenommen und einem in Pfeilrichtung y transprotierenden Plattenförderer 26 zugeleitet werden.
Ist der Block 21 vor der Rezipientenbohrung 2 mittels des Blockladers IS zentriert, so rückt die Hauptpresse 13 mit ihrer Druckfläche 15 in Richtung χ an den Block 21 heran und preßt ihn gegen das Werkzeug 7; zwischen diesem und der Hauptpresse 13 wird der Block 21 freiklemmend gehalten.
Nachdem der Ladeschlitten 20 aus dem Spalt P zurückgezogen worden ist (Fig. 3), fährt der Rezipient 3 gemäß Pfeil y berührungslos über den Block 21, bis seine Stirnfläche 12 der Verschlußplatte 17 der Hauptpresse 13 anliegt (Kontur 3 ).
Gleichzeitig reinigt eine am Stempelumfang sitzende Lippe die Innenwandung des Rezipienten 3.
Die Strangpresse R ist somit gereinigt und für einen Preßvorgang, geladen, in dessen Verlauf die Hauptpresse 13 den vom Rezipienten 3 umfangenen Block 21 in Preßrichtung X durch das Werkzeug 7 drückt, während der Rezipient 3 mit der Preßgeschwin digkeit von etwa Io mm/sec entsprechendem Vorschub zum Querhaupt 1 zurückwandert.
- Io -
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ORIGINAL INSPECTED
So -
In Fig. 5 ist das aus dem V/erkzeug 7 durch den Stempelkanal 6 in Preßrichtung X zur Durchgangsöffnung 8 des Querhauptes 1 geführte Werkstück W durch Punktierung angedeutet. Der Preßstempel 4 lagert hier mittels eines Druckkopfes 30 im Querhaupt 1, den zylindrischen Axialzapfen 16 der Hauptpresse 13 holt ein GewindestUck 31 in der Gewindebohrung der Verschlußplatte 17.
Hat der Rezipient. 3 seine dem Querhaupt 1 benachbarte Endlage (Kontur 3 in Fig. 6) erreicht, ist der Block 21 bis e
auf den erwähnten scheibenartigen Preßgutrest 23 verpreßt, welcher nach dem Zurückfahren der Hauptpresse 13 in ihre aestrichelt angedeutete Endlage 13 von der Rezipienten-
front 12 abragt, da diese wieder mit der Werkzeugstirn 11 fluchtet.
Zum Lösen eines rohrförmigen Preßgutrestes 23, dessen Mittelloch 34 (s. Fig. 2) durch den Axialzapfen 16 der Hauptpresse erzeugt worden ist, reicht ein S· oß des heranfahrenden Ladeschlittens 20 aus. ii'ird auf einen Axialzapfen 16 verzichtet und steht somit eine Preßrestscheibe 23 von der Werkzeugstirn 11 ab, bedarf es einer besonderen Stoßschere 35, die am Blocklader 18 verschieblich angebracht ist; fährt letzterer auf den Preßgutrest 23 zu, wird dieser von der ausgefahrenen Schere 35 erfaßt und abgeworfen. Anschließend wird jene Schere 35 in Richtung υ hinter den zu justierenden Block 21 zurückgenommen, um dessen Verklemmen zwischen Werkzeugstirn und Hauptpresse 13 nicht zu behindern.
609839/0175

Claims (1)

  1. PATENTANWALT D I P L-I N G. H I E B S C H · 77 SINGEN, den 251
    A.Z. AL-112 Ja Blatt -A 1-
    PATENTANSPRÜCHE
    erfahren zum indirekten Strangpressen von Werkstücken aus einem Block insbesondere schwerpressbaren Werkstoffes mittels eines in einen Rezipienten oder Aufnehmer eindringenden, an einem -hohlen Preßstempel vorgesehenen formgebenden Werkzeuges,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Block (21) zwischen dem ortsfesten Werkzeug (7) einerseits sowie einem die Preßkraft erzeugenden verschiebbaren Druckelement (13) anderseits eingespannt, anschließend der Aufnehmer (3) über den so festgelegten Block gebracht und mit diesem durch das Druckelement in Preßrichtung (X) geführt wird, in welcher der Werkstoff wenigstens teilweise das Werkzeug sowie den Preßstenpel (4) durchfährt.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (2l) zwischen dem ortsfesten Werkzeug (7) und dem Druckelement (13) frei eingespannt wird.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (3) vor dem Preßvorgang berührungsfrei über den klemmend festgelegten sowie von ihm zu umschließenden Block (2l) geführt wird.
    -A 2-609 8 39/0175
    - Α2 -
    4. Verfahren nach Anspruch 3f dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (3) vor dem Preßvorgang und während des Uberfahrens des von ihm zu umschließenden Blockes (21) innenseitig gereinigt wird.
    5. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das erzeugte Werkstück (W) im Bereich seines werkzeugseitigen Endes rohrähnlich •ausgeformt wird.
    6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein nach dem Preßvorgang an der dem Druckelement (13) zugekehrten Werkzeugstirn (11) verbleibender scheibenartiger Preßgutrest (23) quer zur Preßrichtung (Χ) von der Werkzeugstirn und/oder der mit ihr etwa fluchtenden Aufnehmerfläche (12) abgeschoben wird, nachdem gegebenenfalls der scheibenartige Preßgutrest (23 ) vor dem Abschiebevorgang gelocht und/oder zu einem dünnwandigen Rohr verformt worden ist.
    7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5: mit in eine Bohrung od.dgl. eines Rezipienten oder Aufnehmers einbringbarem, an einem hohlen Preßstempel vorgesehenem formgebendem Werkzeug, dadurch gekennzeichnet,
    daß der Preßstempel (4) ortsfest und der dessen wirksamer Länge (c) etwa entsprechende sowie den Preßstempel gegebenenfalls umschließende Aufnehmer (3) zumindest um jene wirksame Länge des Preßstempels an diesem verschiebbar ist.
    - A 3 -
    609839/0175
    S. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß etwa koaxial zum Preßstempel (4) ein zu diesen in Abstand schiebbares Druckelement (13) angebracht und zwischen letzterem und dem Werkzeug (7) der Werkstoffblock (2l) einspannbar ist.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite (b) des Spaltes (P) zwischen dem Werkzeug (7) und dem Druckelement (13) etwa gleich ist der Länge (c) des Aufnehmers (3).
    10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (2l) zwischen Werkzeug (7) und Druckelement (13) frei eingespannt ist.
    11. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (3} Über den eingespannten Block (2i) führbar und mit diesem durch das Druckelement (13) dem Preßstempel (4) zufahrbar ausgebildet ist.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
    daß Block (21) und Aufnehmer (3) durch das Druckelement (13) synchron verschiebbar sind.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (3) den eingespannten Block (2l) berührungsfrei umschließt.
    -A 4-
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    14. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (3) während des Preßvorganges durch das Druckelement (l3) auf den festliegenden Preßstempel (4) aufschiebbar ist.
    15. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7
    bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die den; Block (21) aufnehmende axiale Bohrung (2) des Aufnehmers (3) während des Preßvorganges von einer Verschlußplatte (l7) des Druckelements (13) Überspannt und letztere mit einem in den Block eindringenden Zapfen (lo) od. dgl. versehen ist.
    16. Vorrichtung nach dem voraufgehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Eindringtiefe des Zapfens (lo) etwa der Stärke eines nach dem Preßvorgang verbleibenden scheibenartigen Block- oder Preßgutrestes (23) entspricht.
    17. Vorrichtung nach Anspruch Ιό, dadurch gekennzeichnet, daß an ihr ein quer zur Preßrichtung (Χ) verschieblicher Ladeschlitten (20) zum Zuführen und/oder Justierung des Blockes (21) angebracht ist, in dessen Bewegungsbahn der Preßgutrest (23) etwa einragt.
    18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Ladeschlitten (20) als Druckorgan zum Verschieben und/oder Lösen des Preßgutrestes (23) ausgebildet ist, beispielsweise eine Schubkante aufweist.
    -A 5-
    609839/0175
    19. Vorrichtung nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß am Ladeschlitten (20) wenigstens ein Druck-, Scher- und/oder Schneidorgan (35) zum Lösen des Preßgutrestes (23) vom Werkzeug (7) und/oder Aufnehmer (3) vorgesehen ist.
    20. Vorrichtung nach Anspruch 19, gekennzeichnet durch ein am Ladeschlitten (20) zumindest in dessen Hubrichtung (u, z) verschiebbares Druck-, Scher- und/oder Schneidorgan (35).
    21. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß an der dem Ladeschlitten (20) abgekehrten Seite der Vorrichtung (R) zumindest eine mit dessen Druck-, Scher- und/oder Schneidorgan (35) etwa fluchtende FangschUssel (24, 25) od. dgl. zur Aufnahme des Preßgutrestes (23) vorgesehen ist.
    22. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet.durch ein als Fangschüssel dienendes Förderorgan (25) zum automatisierten Austragen des Preßgutrestes (23).
    23· Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 22, gekennzeichnet durch ein in der Bohrung (2) des Aufnehmers verfahrbares Reinigungsorgan (29), das an der Bohrungswandung entlangfUhrbar ist.
    - A6 -
    609839/0175
    - A 6 -
    24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß als Reinigungsorgan (29) am Preßstempel (4) zumindest ein Kratzer, beispielsweise ein ringförmige Lippe, angebracht und während des Auffahrens des Aufnehmers auf den Werkstoffblock (21) an der Bohrungswanduhg entlangführbar ist.
    25. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 7 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß zur Festlegung des Preßstempels (4) das Querhaupt (i) einer an sich bekannten Strangpresse (R) für das direkte Strangpressverfahren dient und deren Hauptpresse als Druckelement (13).
    26. Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (3) zwischen Querhaupt (i) und Hauptpresse (13) von beiden getrennt und auf einem gesonderten Fahrgerüst (lo) angeordnet ist.
    Der V>
    609839/0175
    Le e rs eι te
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