DE2516869A1 - Hochdruckpresse - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE

PIPL.-ING. R. SCHLEE

QiESSEN, BismarckstraBe 43 Frankiurt/M., den 7. 4. 1975

D B.-INQ. J. BOECKER Boe/Pr<3 12

β FRANKFURT 1, Rathenaupl. 2 üoe/Frs 1^.

Allmänna Svenska Elektriska Aktiebolaget Väst eras/Schwe den

Hochdruckpre sse

Die vorliegende Erfindung bezieht sich, auf eine Hochdruckpresse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

In solchen Hochdruckpressen arbeitet man beim hydrostatischen Strangpressen mit sehr hohen Drücken, die gewöhnlich zwischen 10 und 20 kbar liegen,, Bei diesem hohen Druck muß eine zuverlässige Dichtung zwischen der inneren Wand des Preßzylinders und der Matrize oder der Matrizenstütze sowie zwischen der inneren Wand des Zylinders und dem in den Zylinder hineinragenden Druckerzeugungsstempel bestehen. Ein Rohling, der gepreßt werden soll, befindet sich in der Druckkammer und wird unter der Wirkung des Druckmittels durch die Matrize herausgepreßt. Bei der Steigerung des Druckes von Atmosphärendruck auf den Strangpreßdruck nimmt der innere Durchmesser des Zylinders um 0,5 - 1 f° zu, was eine Dichtung erfordert, die das Druckmittel daran hindern muß, durch einen Spalt zwischen der Zylinderwand und dem Kolben bzw. der Matrize, der sich bei der Drucksteigerung vergrößert, herauszuströmen. Besonders

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schwierig ist es, zwischen dem beweglichen Kolben und der Zylinderwand eine Dichtung mit zufriedenstellendem Dichtungsvermögen und langer Lebensdauer zu erhalten. Eine eventuelle Leckage bei den genannten hohen Drücken kann schwere Oberflächenschäden am Druckerzeugungskolben verursachen, die einen Austausch dieses kostspieligen Teils erfordern. In dem schwedischen Patent 327 180 (DOS 1 777 197) wird eine Presse der Art, auf die sich die Erfindung bezieht, gezeigt und näher beschrieben. Die deutschen Offenlegungsschriften 2 420 334, 2 420 335 und 2 424 723 zeigen verschiedene Arten von Hochdruckdichtungen für Pressen zum hydrostatischen Strangpressen mit einem ersten Dichtungsring, der an der Zylinderwand und einem Dichtungshalter anliegt, sowie einem zweiten Dichtungsring, der gegen eine Matrize oder einen Kolben und einen Dichtungshalter dichtet. Diese Dichtungen stellen einen großen Portschritt dar und haben eine erhebliche Steigerung der Lebensdauer mit sich gebracht. Gewisse schwache Stellen haben aber auch diese Dichtungen, insbesondere die Dichtung zwischen dem Zylinder und dem Druckerzeugungskolben₀ Der Dichtungsring wird von dem Druckmittel mit großer Kraft, 10-20 kbar, gegen den beweglichen Druckerzeugungskolben gepreßt. Die Reibung zwischen dem Ring, der gewöhnlich aus Bronze besteht, und dem aus Stahl bestehenden Druckerzeugungskolben, der eventuell eine Außenschicht aus einem anderen Metall hat, beispielsweise Chrom, ist groß. Der Ring kann dem Kolben folgen, so daß zwischen dem Dichtungshalter und dem Ring ein Spalt entsteht.

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Das Druckmittel leckt durch diesen Spalt heraus. Diese Leckage kann die erforderliche Drucksteigerung unmöglich machen oder die Dichtungsflächen beschädigen, so daß Dichtungsring und Dichtungshalter zerstört werden. Der hohe Außendruck zwischen Ring und Kolben kann auch zu Oberflächenschäden an der Innenfläche des Ringes und an der Kolbenfläche führen, die eine Leckage zwischen Ring und Kolben zur Folge haben und einen Austausch dieser Bauteile erfordern. Ein Austausch des Druckerzeugungskolbens ist zeitraubend und teuer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse der beschriebenen Art in der Weise weiterzuentwickeln, daß die zuletzt erläuterten Dichtungsschwierigkeiten vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Hochdruckpresse nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, die erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Über die Löcher im Ring bzw. über die Nuten besteht eine Verbindung zwischen dem Preßkammerraum und der Kontaktfläche

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zwischen dem Dichtungsring und dem Druckerzeugungskolben, so daß das Druckmittel zwischen Eing und Kolben gepreßt wird. Hierdurch erhält man eine Schmierung der gegeneinander gleitenden Flächen und eine gewisse Druckentlastung, welche die Beanspruchungen verringert. Bei einer eventuellen Leckage zwischen dem Dichtungsring und dem Kolben im Bereich zwischen den Nuten des Dichtungsrings und dessen äußerstem Teil dienen die Löcher bzw. die Nuten im Ring als sehr kräftige Drosselungen, die den Effekt einer solchen Leckage stark dämpfen. Es hat sich gezeigt, daß die Beanspruchungen an Ring und Kolbenflächen geringer wurden.

Die bei früheren Dichtungen aufgrund der Reibung entstandenen Oberflächenschäden am Ring und an den Kolbenflächen treten nicht auf, wenn, der Erfindung entsprechend ausgebildete Ringe verwendet werden. Außerdem erzielt man einen anderen, unerwarteten, günstigen Effekt. Es hat sich herausgestellt, daß der Ring nach der Erfindung eine vollständige Dichtung auch an einem Druckerzeugungskolben mit solchen Oberflächenschäden gibt, bei denen es unmöglich ist, mit den bisherigen Dichtungskonstruktionen eine Dichtung zu erreichen. Die günstige Auswirkung besteht also darin, daß die Beanspruchungen der gegeneinander dichtenden Flächen vermindert werden, so daß es länger dauert, bevor am Dichtungsring und am Kolben die bekannten Oberflächenschäden auftreten, und daß man eine vollständige Dichtung auch noch beim Vorhandensein solcher Oberflächenschäden erhält, bei denen früher ein Austausch des Druckerzeugungskolbens erforderlich war.

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Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die Hochdruckkammer einer hydrostatischen Strangpresse mit den Merkmalen gemäß der Erfindung,

Fig. 2 den in Fig. 1 mit A-A bezeichneten Teil im vergrößerten Maßstab,

Fig. 3 eine alternative Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 eine Ansicht der inneren Fläche eines Ringes gemäß Fig. 3,

Fig. 5 eine alternative Ausführungsform der Ringnuten.

In den Figuren bezeichnet 1 eine Preßkammer, die im wesentlichen aus einem Hochdruckzylinder 2, einem Druckerzeugungskolben und einer nicht gezeigten Matrize besteht. Beim Einschieben des Kolbens 3 wird in einem in die Preßkammer eingeschlossenen DruckmitteHs ein zum Strangpressen erforderlicher Druck erzeugt. Der Hochdruckzylinder 2 enthält einen Zylinder 4, der in an sich bekannter Weise aus einem Rohr besteht, welches mit vorgespannten Bändern oder Drähten umwickelt ist. Innerhalb des Rohres 4 befindet sich ein Liner 5. Der Zylinder 4 ist mit Stirnwänden 6 versehen, die als Dichtungshalter dienen und die

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auf die Dichtung 7 wirkenden axialen Kräfte aufnehmen. Innerhalb des Liners 5 befindet sich eine Abstandshülse 8, die teils einen Schutz für den Liner 5 und teils ein Abstandselement bildet, das die gezeigte Dichtung 7 und eine entsprechende, nicht gezeigte Dichtung am anderen Ende des Zylinders axial fixiert»

Die Dichtung 7 enthält einen ersten Dichtungsring 9 aus Metall mit einer gegen die Zylinderwand, d.h. den Liner, gerichteten zylindrischen Dichtungsfläche 10 und einer .gegen den Dichtungshalter 6 gerichteten Dichtungsfläche, nämlich die Endfläche 11 „

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Ein innerer zweiter Dichtungsring/aus Metall, meistens Bronze, ist mit einer inneren gegen den Kolben 3 gerichteten zylindrischen Dichtungsfläche 13 und einer gegen den Dichtungshalter 6 gerichteten Dichtungsfläche, der Endfläche 14, versehen.

Der Ring 9 hat einen Ansatz 15o Der Ring 12 hat eine gegen diesen Ansatz gerichtete Fläche 16. Durch den Ansatz 15 wird der Ring 12 axial fixierte Die Ringe 9 und 12 sowie der Dichtungshalter 6 bilden einen ringförmigen Raum 17, in dem sich ein O-Ring 18 befindet.

In der Ausführung nach Fig. 2 hat der Ring 12 eine ringförmige Rut 20 und eine Anzahl radialer Löcher 21, die ganz durch den Ring hindurchgehen und in die Wut 20 und den Spalt 22 zwischen den Ringen 9 und 12 münden. Die Nut 20 steht somit über die

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Löcher 21 und die Spalte 22 und 23 mit der druckmittelgefüllten Preßkammer 1 in Verbindung. Das Druckmittel wird somit in die Nut 20 hineingepreßt, wenn der Druck in der Druckkammer zunimmt. Man erhält zwei Effekte. Einerseits schmiert das Druckmittel die gegeneinander gleitenden Flächen des Kolbens 3 und des Ringes 12, und andererseits erhält man durch das Druckmittel zwischen dem Ring 12 und dem Kolben 3 eine gewisse Entlastung, so daß die Kraft, mit welcher der Ring 12.gegen den Kolben 3 gepreßt wird, abnimmt. Der Ring 12 kann mit mehreren parallelen Nuten 20 und in diese mündenden Löchern versehen werden, oder es kann ein Teil der auf den Kolben 3 gerichteten Fläche mit einer spiralförmigen Nut versehen werden, welche sich über den mittleren Abschnitt des Ringes erstreckt. Eine eventuelle Leckage an dem äußeren Abschnitt des Dichtungsringes wird durch die Drosselung herabgesetzt, die man in den Löchern 21 erhält, wodurch die erodierende Wirkung der Leckage herabgesetzt oder ganz eliminiert wird.

In der Ausführung gemäß Fig. 3 und 4 ist der Ring 12 mit einer ringförmigen Nut 20 und mit einer Anzahl axialer Nuten 30 zwischen der Nut 20 und dem inneren Ende des Ringes 12 versehen«

In der Ausführung gemäß Fig. 5 ist der Ring mit einer Anzahl tangentialer Nuten 31 versehen, von denen jede durch ihre entsprechende axiale Nut 32 mit dem Preßraum verbunden ist.

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Claims (2)

1. Patentansprüche:

   1 ο ) Hochdruekpreese mit einer druckmittelgefüllten Preßkammer, die eine Hochdruckdichtung mit zwei Dichtungsringen aus Metall enthält zum Abdichten eines Spaltes zwischen der Wand eines Hochdruckzylinders und einer in den Hochdruckzylinder hineinragenden Matrize oder einem im Hochdruckzylinder axial beweglichen Druckerzeugungskolben, wobei der erste Ring eine äußere an die Wand des Zylinders anliegende Fläche und eine an einen Dichtungshalter anliegende Endfläche hat und der zweite Ring eine innere an die Matrize oder den Druckerzeugungskolben anliegende zylindrische Fläche und eine an den Dichtungshalter anliegende Endfläche hat, dadurch gekennzeichnet, daß in der inneren Fläche des zweiten Ringes (12) eine oder mehrere Vertiefungen (20) vorhanden sind, die mit dem druckmittelgefüllten Raum der Preßkammer (1) in Verbindung stehen_o
2. 2. Hochdruckpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der inneren Fläche des zweiten Ringes (12) eine tangentiale Nut (20) vorhanden ist, die durch ein oder mehrere durch den Ring (12) gehende Löcher (21) mit dem druckmittelgefüllten Raum der Preßkammer (1) in Verbindung steht.

   3· Hochdruckpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der inneren Fläche des zweiten Ringes (12) eine tangentiale Nut (20) vorhanden ist, die durch eine oder mehrere vorzugsweise axiale Nuten (30) ißi^ eiern druckmittelgefüllten Raum der Preß

   kammer (1) in Verbindung stakt.

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   -ΒΑ» Hochdruckpresse nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die tangentiale Nut (20) ungefähr in der Mitte des Dichtungsringes (12) liegt»

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