DE2552701C2

DE2552701C2 - Dichtungsanordnung für das matrizenseitige Ende der Druckkammer einer hydrostatischen Strangpresse

Info

Publication number: DE2552701C2
Application number: DE2552701A
Authority: DE
Inventors: Hans-Gunnar Västeraas Larsson
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1974-12-06
Filing date: 1975-11-25
Publication date: 1985-08-01
Also published as: US4041744A; GB1520669A; JPS5524963B2; FR2293267A1; SE403347B; JPS51108654A; DE2552701A1; SE7415295L

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dichtungsan-Ordnung für das matrizenseitige Ende der Druckkammer einer hydrostatischen Strangpresse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Dichtungsanordnung ist bekannt aus der DE-OS 24 20 334.

Solche Presser arbeiten bei sehr hohen Drücken, die in der Regel zwischen 10 und 20kBar betragen. Bei diesen hohen Drücken muil eine zuverlässige Dichtung vorhanden sein zwischen der Innenwand des Hochdruckzylinders und der Matrize oder der Matrizenstütze sowie zwischen der Innenwand des Hochdruckzylinders und dem in den Zylinder eingeführten Druckerzeugungsstempel, welcher den hohen Druck durch Zusammenpressen des in der Druckkammer eingeschlossenen Druckmitteis erzeugt. Die Druckkammer besteht dabei aus dem genannten Hochdruckzylinder, der Matrize und dem Druckerzeugungsstempel. Ein zu verpressender Rohling befindet sich in der Druckkammer und wird unter der Wirkung des Druckmittels durch die Matrize herausgepreßt. Bei der Erhöhung des Druckes von Atmosphärendruck auf den Arbeitsdruck vergrößert sich der Innendurchmesser des Hochdruckzylinders um 0,5 bis 1%, so daß eine Dichtung erforderlich ist, die ein Herausströmen des Druckmittels durch den Spalt verhindert, der zwischen der Innenfläche des Hochdruckzylinders und dem Druckerzeugungsstempel bzw. der Matrize vorhanden ist und der sich bei Drucksteigerung vergrößert. Eine Undichtigkeit würde bei den hohen Drücken zu schweren Schaden an der Matrize oder der Matrizenstütze führen und einen Ersatz dieser teuren Teile erfordern. Eine Presse auf die sich die Erfindung bezieht ist in der DE-OS 21 20 826 (SE-PS 3 38 551) näher beschrieben. Die DE-OS 24 20 334, 24 20 335 und 24 24 723 zeigen verschiedene Varianten von Hochdruckdichtungen für hydrostatische Strangpressen mit einem ersten Dichtungsring, der an die Zylinderwand und einen Dichtungshalter anliegt, und einem zweiten Dichtungsring, der gegen die Matrize oder einen Kolben und einen Dichtungshalter dichtet. Diese Dichtungen stellten große Fortschritte dar und führten zu einer erheblichen Steigerung der Lebensdauer der genannten μ gefährdeten Teile der Presse. |edoch blieben einige Schwachen beziehen.

Bei den bekannten Pressen ir.it in gewissen Fallen ein Leck zwischen den metallischen Dichtungsringen und einer mit diesen zusammenwirkenden Dichtungsfläche eines Dichtungshalters auf. Das herausleckende Druckmittel verursacht dabei Oberflächenschäden, infolge derer bei folgenden Preßvorgängen keine ausreichende Dichtung erzielt wird. O-Ringe, die bei der Drucksteigerung in def Druckkammer als Initialdichtuv>g wirken, verbessern den Dichtungseffekt Bei den angewendeten hohen Drücken werden Gummi- und Kunststoffringe jedoch spröde und zerbrechen leicht, so daß eine gute, rein metallische Dichtung stets vorzuziehen ist. Beim Heißstrangpressen wird die Dichtung auch durch den auf 600⁰C erwärmten Rohling erwärmt, wodurch die Beanspruchung der Dichtung erhöht wird. Außerdem sinkt bei der Erwärmung die Viskosität des Druckmittels, wodurch das Dichtungsproblem vergrößert wird.

Aus der US-PS 29 27 831 ist es bekannt, bei einem in einen Zylinder vor und zurück laufenden Kolben Nuten in der Zylinderwand vorzusehen, in denen Dichtungsringe (Kolbenringe) aus elastischem Material angeordnet sind. Der Dichtungsring ist dabei so gestaltet, daß der Druck auf einer Fläche der Dichtung größer als auf der gegenüberliegenden Fläche ist Bei solchen Kolben-Zylinderanordnungen ist der Druckunterschied zwischen den beiden gegeneinander abzudichtenden Räumen auf beiden Seiten des Kolbens relativ gering. Er beträgt etwa 100 Bar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Dichtungsanordnung der eingangs genannten Art zu entwikkeln, daß die Stirnfläche des Dichtungsringes und dem Dichtungshalter verbessert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Dichtungsanordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.

Durch die Erfindung wird erreicht, daß der Kontaktdruck zwischen der Stirnfläche des Dichtungsringes und des als Dichtungshalter wirkenden Tr'es größer wird, als der Druck des Druckmittels in der Druckkammer. Dies liegt daran, daß an den dem Druckkammerraum zugewandten Seiten des Dichtungsringes das Druckmittel auch auf die entsprechenden Flächen wirkt, die der Abschrägung oder Nut gegenüberliegen und dort infolge der Abschrägung oder der Nut fehlen. Die auf diese Flächen wirkende Kraft muß von den durch die Nut oder Abschrägung entsprechend verkleinerten dichtenden Flächen ebenfalls aufgenommen werden, so daß der Kontaktdruck den Druck des Druckmittels übersteigt. Hierdurch wird das Dichtungsvermögen verbessert. Die Erfindung ist sowohl beim Heißstrangpressen zum Presser, vorerhitzter Rohlinge als auch zum Pressen von Rohlingen anwendbar, die bei Zimmertemperatur in die Druckkammer eingesetzt werden.

Anhand des in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 schematisch die Druckkammer einer hydrostatischen Strangpresse,

F i g. 2 im größeren Maßstab die Stelle zwischen Matrize und Hochdruckzylinder.

Fig. 3 in einem weiter vergrößerten Maßstab die Matrizenstütze und die Dichtung am Matrizenenclc der Druckkammer.

In den Figuren bezeichnet 1 eine Druckkammer, die aus einem Hochdruck/ylindcr 2, einem Druckcr/eugiingsslempcl 3, einer Mairize 4 und einer Matri/cnsiut /c 5 besteht, die an einem Joch 6 in einer im libngen nicht dargestellten Presse anliegt. Der Hochdruck/ylin-

der 2 besteht aus einem Hauptzylinder 7, der in an sich bekannter Weise aus einem Rohr besteht, um welches unter Vorspannung stehende Drähte oder Bänder gewickelt sind und in welches ein Innenzylinder 8 (Liner) eingesetzt ist Zwischen dem Dmckerzeugungsstempe!

3 und dem Innenzylinder 8 befindet sich eine Dichtung, die aus zwei Metallringen IG und 11 und einem O-Ring 12 besteht. Die Stirnplatte 13 des Hochdruckzylinders 2 bildet zugleich eine Stütze für die Dichtung. Die Matrize

4 besteht aus einem Vorformteil 14 und einem Endform- und Kalibrierungsteil 15 sowie aus einem diese beiden Teiie zusammenhaltenden, vorzugsweise vorgespannten Ring 16. Zur Matrize 5 gehört ein kräftiges ringförmiges Teil 17, ein austauschbarer Stützring IS und ein um den letzteren mit Vorspannung angebrachter Befe- is stigungsring 20, der durch eine Anzahl Bolzen 21 mit dem Teil 17 verbunden ist.

Der Stützring 18 der Matrizenstütze überbrückt den Spalt 22 zwischen den Teilen 14 und 16 der Matrize einerseits und dem Aufnehmer 2 andererseits. Der Stützring 18 wird gegen die Stirnfläche 23 des Innenzylinders 8 gedrückt Die Stirnfläche 24 des Matrizenringes 16 liegt dichtend an die Oberfläche 25 des Stützringes 18 an. Im Spalt 22 liegt im Gegensatz zu den bekannten Dichtungen nur ein einziger metallischer Dichtungsring 26, dessen Außenseite 27 dichtend an der Innenseite 28 des Innenzylinders anliegt da der Ring in unbelastetem Zustand einen größeren Durchmesser als der Innenzylinder hat und beim Einsetzen vorgespannt wird. In dem zwischen dem Dichtungsring 26 und der Matrize vorhandenen Spalt 29 befindet sich keines der früher verwendeten Dichtungsorgane. Die im Sinne der Zeichnung horizontal verlaufende Stirnfläche 30 des Dichtungsringes 26 liegt an der oberen Fläche 25 des Stützrings 18 an. Der Dichtungsring ist an seiner unteren äußeren Kante mit einer Abschrägung 31 versehen. Der durch diese Abschrägung gebildete ringförmige Raum muß mit der Außenatmosphäre in Verbindung stehen. Der üHr der Abschrägung auf die Stirnfläche 32 wirkende Druck verteilt sich auf die horizontale Endfläehe 30 des Ringes, wodurch der Kontaktdruck zwischen den Flächen 30 und 25 den Flüssigkeitsdruck in der Hochdruckkammer 1 übersteigt und man eine gute Abdichtung erhält. Im Stützring 18 befindet sich eine ringförmige Nut 33, in der ein Dichtungsrng 34 liegt, weleher für eine Initialdichtung zwischen dem Ring 18 und dem Dichtungsring 26 sorgt. Der Dichtungsring 34 kann mittels eines Befestigungsringes 35, der eine schräge äußere Seitenfläche hat, in der Nut fixiert werden. Der Dichtungsring 34 kann ein sogenannter O-Ring sein, es kommen jedoch auch andere Querschnittsformen in Betracht, durch die man auch eine Initialdichtung zwischen dem Ring 16 und dem Stützring 18 erhält.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentanspruch:

Dichtungsanordnung für das matrizenseitige Ende der Druckkammer einer hydrostatischen Strangpresse mit einem metallischen im wesentlichen zylindrischen Dichtungsring (26) im hohlzylindrischen Spalt zwischen Matrize und Aufnehmer, wobei der Dichtungsring (26) mit seiner äußeren Mantelfläche (27) an der inneren Mantelfläche (28) des Aufnehmers dichtend anliegt und mit seiner Stirnfläche (307) dichtend an einem Dichtungshaker anliegt, dadurch gekennzeichnet, daß der Dichtungsring (26) an der Stirnseite, mit der er gegen das als Dichtungshalter wirkende Teil (18) anliegt, eine derart angeordnete Abschrägung (31) oder Nut hat, daß sich ein vom übrigen Innenraum der Hochdruckkammer isolierter, im wesentlichen ringförmiger Raum üädet, der mit der Außenatmosphäre in Verbindung steht.