DE2621581B2

DE2621581B2 - Vorrichtung zum Umformen eines Gegenstandes von unbestimmter Länge zu einem Gegegenstand mit kleinerem Querschnitt

Info

Publication number: DE2621581B2
Application number: DE2621581A
Authority: DE
Inventors: Marc Asnieres Moreau (Frankreich)
Original assignee: TREFIMETAUX CLICHY (FRANKREICH)
Current assignee: TREFIMETAUX CLICHY (FRANKREICH)
Priority date: 1975-05-14
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1979-09-27
Also published as: BE841827A; FR2310813A1; DE7615432U1; LU74921A1; CA1032501A; IE43657L; SE7602699L; US4041745A; FR2310813B1; DK209676A; CH604943A5; IE43657B1; IT1063276B; DE2621581A1; GB1512487A; DE2621581C3; NL7605223A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umfor men eines Gegenstandes von unbestimmter Länge zu einem Gegenstand mit kleinerem Querschnitt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten gattungsgemäßen Vorrichtung (FR-PS 21 28 843) wird der Gegenstand von unbestimmter Länge dadurch transportiert und durch die Extrusionsöffnung hindurchgedrückt, daß die Reibung

3-, zwischen dem Material des Gegenstandes unbestimmter Länge und den Wänden der Ausnehmung des Rotors ausgenützt wird. Das Material reibt somit an den vier Wänden des durch den Boden der Ausnehmung und durch die dieser gegenüberliegenden Fläche des Stators

jo gebildeten Kanals, wobei die Reibung an den drei Wänden der Ausnehmung Antriebswirkung und die Reibung an der zum Stator gehörenden Wand Bremswirkung ausübt. Diese Reibungen erzeugen eine beträchtliche, gelegentlich das zulässige Maß überstei-

j-, gende Wärmemenge. Die Vorrichtung, insbesondere die Matrize, in der die Extrusionsöffnung ausgebildet ist, verschleißt verhältnismäßig schnell. Außerdem fließt das Material ungleichförmig, und es besteht die Gefahr, daß sich in der Nähe der Extrusionsöffnung eine tote Zone ausbildet, in der nahezu kein Fließen stattfindet. Oberflächenfehler des zu extrudierenden Gegenstandes finden sich dann im Inneren des extrudierten Gegenstandes wieder, wo sie eine Heterogenität hervorrufen. Schließlich ist der energetische Wirkungsgrad der

4^, bekannten Vorrichtung gering, da die reibungsbedingte Erwärmung einen großen Teil der zugeführten Antriebsenergie aufzehrt. Bestimmte Metalle eignen sich aufgrund der genannten Eigenarten der bekannten Vorrichtung nicht zum Extrudieren in der Vorrichtung.

_w Aus der US-PS 25 58 035 ist ein Verfahren zum Extrudieren bekannt, bei dem zur Druckausübung auf einen in einen Pressenzylinder eingebrachten zu extrudierenden Gegenstand statt eines Kolbens eine Flüssigkeit benutzt wird, die in den Pressenzylinder rund

■j-, um den zu extrudierenden Gegenstand eingeleitet wird. Derartige Verfahren, die diskontinuierlich arbeiten, benutzen die Erscheinung, daß die Duktilität vieler Metalle und Legierungen zunimmt, wenn man sie einem ansteigenden Druck aussetzt, und daß viele Metalle und

ho Legierungen bei hohem Druck ohne Bruch verfcrmt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, daß der aus der Extrusionsöffnung austretende Gegen-

(,■j stand mit kleinerem Querschnitt einwandfreie Qualität aufweist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des

Ancnrurhc 1 irpl/Scf

Die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt die in die Einlauföffnung eingeleitete viskose Flüssigkeit einerseits zur Verbesserung der Duktilität des zu extrudierenden Materials und andererseits zum Transport des Materials in Richtung auf die Extrusionsöffnung. Die Drehung des Rotors wird infolge der Viskosität der im Kanal befindlichen Flüssigkeit einerseits in einen sehr hohen hydrostatischen Druck im Kanal und andererseits in eine den zu extrudierenden Gegenstand durch die Extrusionscffnung hindurchtreibende Kraft umgesetzt Dabei wird der zu extrudierende Gegenstand an seinem ganzen Außenumfang mit einem in Richtung der Extrusionsöffnung zunehmenden Druck beaufschlagt, was ihm in der Umgebung der Extrusionsöffnung größtmögliche Duktilität verleiht

Das Zusammenwirken der Seitenflächen der Ausnehmung im Rotor mit den zugehörigen ebenen Flächen des zu extrudierenden Gegenstandes über eine Schicht der viskosen Flüssigkeit erzeugt Tangentialkräfte, die den zu extrudierenden Gegenstand zur Extrusionsöffnung hin und durch diese hindurch schieben. Diese Kräfte sind um so größer, je geringer der Abstand zwischen miteinander zusammenwirkenden Flächen des Gegenstandes und des Rotors, je dünner also die zwischen diesen Flächen liegende Schicht viskoser Flüssigkeit ist.

Die den Kanal schließende Wand des Stators ruft zwar Tangentialkräfte hervor, die den von den miteinander zusammenwirkenden Flächen der Ausnehmung des Rotors und des zu extrudierenden Gegenstandes erzeugten Tangentialkräften entgegengesetzt sind; infolge der im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Dimensionierungen sind die vom Stator her vermittelten Tangentialkräfte jedoch kleiner als die vom Rotor her vermittelten.

Ein weiterer Vorteil, der mit der den zu extrudierenden Gegenstand umgebenden, viskosen Flüssigkeit erzielt wird, liegt darin, daß eine direkte Reibung zwischen dem zu extrudierenden Gegenstand und den Wänden des Kanals vermieden ist. Dadurch wird einerseits die Erwärmung des extrudierten Gegenstandes stark begrenzt und wird andererseits die freiwerdende Wärmeenergie rasch abgeführt.

Vorteilhafterweise wird eine Flüssigkeit mit einer bei der sich einstellenden Endbetriebstemperatur hohen Viskosität gewählt, wobei die Art der zu verformenden Gegenstände und die angestrebte Querschnittabnahme berücksichtigt wird.

Der durch die Drehung des Rotors erzeugte Druck wächst mit der Drehgeschwindigkeit. Sein Maximalwert wird in Abhängigkeit von dem zu extrudierenden Material gewählt. Je höher die angestrebte Querschnittsabnahme ist, um so höher wird im aligemeinen die Drehgeschwindigkeit gewählt. Es sind Drücke bis zu 15 000 bar und darüber erreichbar.

Im Hinblick auf möglichst geringe Flüssigkeitsverluste durch die notwendigen Trennfugen zwischen Rotor und Stator und die großen Drücke muß die Vorrichtung verhältnismäßig genau bearbeitet sein. Auch sollte die Vorrichtung Einrichtungen zur Druckbegrenzung sowie gegebenenfalls zum Ausgleich von Flüssigkeitsverlusten aufweisen.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichnungen beispielsweise und mit Einzelheiten erläutert Es stellt dar:

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt einer Vorrichtung,

Fig.2 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß F i g. 1 in einer zur gemeinsamen Achse von Rotor und Stator senkrechten und durch den Kanal gehenden Ebene,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie a-a in F i g. 2,
F i g. 4 einen Schnitt durch Rotor una Stator, wobei die Schnittebene die gemeinsame Drehachse enthält

ίο Fig.5 einen Schnitt ähnlich der Fig.2 einer abgeänderten Ausführungsform der Vorrichtung mit einer Einrichtung zum Ausgleichen von Flüssigkeitsverlusten,

Fig.6 einen Schnitt ähnlich der Fig.2 einer abgeänderten Vorrichtung, bei der ein spezieller Kanal zum Ausgleichen von Leckverlusten an viskoser Flüssigkeit vorgesehen ist

F i g. 7 einen Schnitt ähnlich F i g. 3 einer abgeänderten Ausführungsform der Vorrichtung, welche eine Begrenzung des Leckverlustes an viskoser Flüssigkeit gestattet

In F i g. 1 ist ein Kasten 1 zu erkennen, der an seinem oberen Teil offen sein kann und einen Vorratsbehälter für viskose Flüssigkeit bildet und sind ferner ein als feststehende Flachbüchse ausgebildeter Stator 2, ein Rotor 3, der sich im Inneren des Stators 2 mit sehr geringem Spiel um eine auch die Achse des Stators 2 Dildende Achse 4 dreht, und ein Motor 6, vorzugsweise mit regelbarer Drehzahl, für den Antrieb des Rotors 3 in

U) der von einem Pfeil 5 angegebenen Richtung dargestellt.

Für den Umlauf der viskosen Flüssigkeit vom Kasten

1 bis zu einer in den Stator 2 mündenden Einlauföffnung 8 sorgt eine Pumpvorrichtung 7. Für das Einschmieren eines zu extrudierenden Gegenstandes 9 können nicht

si gezeichnete entsprechende Vorrichtungen verwendet werden. Der zu extrudierende Gegenstand 9 von beliebigem Querschnitt wird in die Einlauföffnung 8 eingeführt nachdem er zwischen zwei Rollen 10 und 11 hindurchgeführt worden ist, die von einem an sich bekannten Antrieb 12 angetrieben sind. Die Lage der Rollen 10, 11 und ihr Zwischenabstand stehen, wie nachfolgend erläutert, in Beziehung mit der Lage und dem gegenseitigen Zwischenabstand der einander zugewandten Flächen einer Ausnehmung am Rotor 3.

■η Zur Erzielung der gleichen Gestalt bzw. Vorformung können andere Vorrichtungen benutzt werden. Wie breits erläutert, muß der vorgeformte, zu extrudierende Gegenstand 9 auch eine Dicke haben, die mit der Breite eines nachstehend näher beschriebenen Kanals in

ίο Beziehung steht Der extrudierte Gegenstand 13 tritt durch eine Auslauföffnung 14 aus.

Die Innengestalt des Rotors 3 und des Stators 2 sowie die Lage eines Extrusionsmundstückes 16 ergeben sich aus F i g. 2 und 3. Gemäß F i g. 2 ist an der Innenfläche

v> des Stators 2 eine Nase 15 starr befestigt, die das Extrusionsmundstück 16 bildet dessen Austrittsöffnung der Auslauföffnung 14 des Stators 2 entspricht Der zu extrudierende Gegenstand 9 wird in die Einlauföffnung 8 des Stators 2 eingeführt, die in einen von der

W) Baugruppe Rotor 3/Stator 2 gebildeten Kanal 19 mündet

Die Gestalt des Kanals 19 ist deutlicher in F i g. 3 zu erkennen, welche die einfachste Ausführungsform des Kanals 19 zeigt. Am Außenumfang des Rotors 3

b'i befindet sich eine Ausnehmung 17, die mit der gegenüberliegenden Fläche 18 des Stators 2 einen Kanal 19 begrenzt, in dem der in Extrusion befindliche, an allen Flächen von der viskosen Flüssiekeit umsDÜlte

Gegenstand 9 aufgenommen ist. Wie schon beschrieben, beträgt der Abstand zwischen den beiden einander zugewandten Seitenflächen 20 und 21 der Ausnehmung 17 sehr wenig mehr als der Abstand zwischen den beiden Abflachungen 22 und 23 des drahtförmigen Gegenstandes 9. Die Genauigkeit der Abstünde zwischen den beiden anderen Flächen des Gegenstandes 9 und einerseits der Fläche des Bodens 24 der Ausnehmung 17 und andererseits der Fläche 18 des Stators 2 ist von geringer Bedeutung. Der letztgenannte Abstand ist jedoch deutlich größer als der Abstand zwischen den Abflachungen 22 und 23 des Gegenstandes 9 und den entsprechenden Seitenflächen 20 und 21 der Ausnehmung 17. Die Seitenflächen 20 und 21 und die Abflachungen 22 und 23 des Gegenstandes 9 sind als genau ebene Flächen dargestellt. Sie können leicht gekrümmt sein, vorausgesetzt, daß ihre jeweiligen Krümmungen ihr Zusammenwirken gestatten, und daß die Breite der öffnung der Ausnehmung 17 wenigstens gleich ist dem größten Abstand zwischen den Abflachungen 22 und 23 des Gegenstandes 9.

Rings um den Gegenstand 9 besteht eine Hülle aus viskoser Flüssigkeit, in der die Stromfäden 25 und 26 eine geringe Dicke, beispielsweise von 0,001 bis 0,1 mim, aufweisen, der Stromfaden 27 am Grund der Ausnehmung 17 eine beliebige, in der Praxis geringe und ungleichmäßige Dicke hat, und die Dicke des Stromfadens 28 zwischen dem behandelten Gegenstand 9 und der Fläche 18 beträchtlich ist und wenigstens das Dreifache de rjenigen der Stromfäden 25 und 26 beträgt.

Es ist angegeben worden, daß die die vierte Seite des Kanals 19 bildende feststehende Fläche diejenige des Stators 2 ist. Die Trennfuge zwischen dem Rotor 3 und dem Stator 2, durch die die Leckverluste an viskoser Flüssigkeit entstehen, verläuft somit entlang der Außenfläche des Rotors 3. Da der Stator 2 an jeder Stelle eine abhängig vom dort entwickelten Druck veränderliche, elastische Verformung erfährt, ist die Betriebs-Trennfuge größer als die Ruhe-Trennfuge, die ausreichend groß sein muß, damit beim Anfahren und vor Erreichen der Betriebsdrücke Reibung zwische:n dem Rotor 3 und dem Stator 2 vermieden wird.

Als die feststehende Fläche, die die vierte Wand des Kanals 19 bildet, wird die Fläche 18 eines vom Stator 2 getragenen und in die Ausnehmung 17 eindringenden Vorsprungs 29 bevorzugt. Die Trennfuge zwischen dem Rotor 3 und dem Stator 2 befindet sich dann in den zur Drehachse senkrechten Ebenen 36, 37 zwischen den Abschnitten 30 und 31 der Seitenflächen 20 und 21 der Ausnehmung 17 und den Seitenflächen 32 und 33 des Vorsprungs 29. Bei dieser bevorzugten Anordnung erfahren die Abmessungen dieser Trennfuge durch die plastische Verformung des Stators 2 unter der Wirkung des während des Betriebes an jeder Stelle erzeugten Druckes nur eine sehr geringfügige Änderung.

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist folgende: Nachdem der Rotor 3 in der vom Pfeil 5 angegebenen Richtung in Drehung versetzt wurde, wird das Ende des zu extrudierenden Gegenstandes 9 von unbestimmter Länge zwischen die Rollen 10, 11 eingeführt Die vom Antrieb 12 angetriebenen Rolen 10, 11 bilden am Gegenstand 9 die gewünschten Abflachungen 22 und 23 aus und schieben ihn durch die Einlauföffnung 8 hindurch in den Kanal 19. Da die Pumpvorrichtung 7 eingeschaltet wurde, wird gleichzeitig viskose Flüssigkeit an der Einlauföffnung 8 eingeleitet und im Kanal 19 rund um den in Extrusion befindlichen Gegenstand 9 gefördert Die Reibung zwischen den Flächen 20 und 21 und den Flüssigkeits schichten bzw. Flüssigkeits-Stromfäden 25 und 2( erzeugt in dieser Flüssigkeit Tangentialkräfte, die, voi der Flüssigkeit übertragen, den Gegenstand 9 ii Richtung des Extrusionsmundstückes 16 vor- und durcl diese hindurchschieben. Da die geförderte bzw mitgerissene Flüssigkeit durch das Extrusionsmund stück 16 hindurch nur teilweise austreten kann, wird si< gleichzeitig zusammengedrückt Es ergibt sich daraui

to ein rings um den zu extrudierenden Gegenstand !

ausgeübter Druck, der in der vom Pfeil 5 angegebenei Richtung zunimmt und seinen Maximalwert in Höhe de:

Extrusionsmundstückes 16 erreichL

Es läßt sich feststellen, daß, sobald eine ausreichend«

η Länge des Gegenstandes 9 in den Kanal 19 eingeführ wurde, die im Bereich des Eintritts dieses Gegenstände: 9 in die Einlauföffnung 8 auf ihn übertragene Zugkraf ausreichend sein kann, um dessen Vorformung unc Zuführung zu sichern, ohne daß die Rollen 10 und 11 eine schiebende Antriebskraft ausüben.

Aus dem Poiseuilleschen Gesetz können die Parame ter einer Vorrichtung abgeleitet werden, die in der Lag« ist, trotz des Vorhandenseins eines in Richtung dei Matrize zunehmenden hydrostatischen Druckes der Gegenstand in dieser Richtung vorzuschieben. Bezeich net man mit j die Trennfuge zwischen einer Seitenflächi 20 oder 21 und der zugehörigen Abflachung 22 bzw. 23 mit /die Breite einer Abflachung 22 oder 23 in einer zui Drehachse senkrechten Richtung, mit L die nutzbar«

jo Länge des Kanals 19 zwischen der Einlauföffnung 8 unc dem Extrusionsmundstück i6, mit μ die mittler« Viskosität der Flüssigkeit unter Betriebsbedingungen und mit ν die Differenz zwischen der Drehgeschwindig keit des Rotors 3 und der Vorschubgeschwindigkeit de;

jj Gegenstandes 9, und vernachlässigt man in erst» Annäherung die Kräfte, die sich aus dem Vorhandenseir der Fläche 18 und des Bodens 24 ergeben, welche von Gegenstand 9 durchschnittlich weiter entfernt sind dann ist die auf den Gegenstand 9 wirkende Mitnahme oder Vorschubkraft

4) Da die durch die Bewegung des Rotors 3 mitgerissene: Flüssigkeit nicht frei entweichen kann_; wird sie durch dii Nase 15 zusammengedrückt an der sie auftrifft ausgenommen die zwischen den sich relativ zueinandei bewegenden Bauteilen auftretenden Verlustmengen

so Diese Verlustmengen sind an jeder Stelle vom Betrag des an dieser Stelle herrschenden Druckes abhängig. InBetrieb herrscht ein solcher Druck, daß zwischen den Gesamtdurchsatz der Verlustmengen und dem Durch satz der zugeführten Flüssigkeitsmengen Gleichgewich besteht wobei, bei sonst gleichen Bedingungen, dei Verlustmengendurchsatz gleichzeitig mit dem Drud ansteigt und der Durchsatz der zugeführten Flüssig keitsmengen mit der Drehgeschwindigkeit des Rotors; zunimmt

ω Will man bei einem bei Umgebungstemperatui eingeführten Gegenstand 9 aus Kupfer eine Quer schnittsabnahme um den Faktor 50 erreichen, dann sine Drücke in der Größenordnung von beispielsweis« 15 000 bar erforderlich.

b5 Wenn der behandelte Gegenstand und die angestreb te Querschnittsabnahme ziemlich hohe Drücke nötij machen, so daß die Leckströme zwischen Rotor 3 um Stator 2 das Erreichen dieser Drücke behindern, müssei

spezielle Maßnahmen ergriffen werden, von denen einige nachfolgend beschrieben werden.

Es ist beispielsweise möglich, in der Nähe des Extrusionsmundstückes 16 in den Stromfaden 28 aus viskoser Flüssigkeit, der den in Extrusion befindlichen Gegenstand 9 umgibt, viskose Flüssigkeit mit dem gewünschten Maximaldruck, beispielsweise durch eine öffnung 34 hindurch, die in den Stator 2 eingearbeitet ist (Fig·5), einzuleiten. Ausgehend von der durch die Öffnung 34 gebildeten Einleitungsstelle kommt in der von einem Pfeil 38 angegebenen Richtung im Stromfaden 28 eine leichte Strömung von viskoser Flüssigkeit zustande, die bis zu der Stelle geht, wo die durch die Drehbewegung des Rotors 3 herangeführte Flüssigkeit aufhört, die Leckverluste zwischen Rotor 3 und Stator 2 ι = im zwischen dieser Stelle und der öffnung 34 gelegenen Bereich zu überwiegen.

Eine andere, mit der Gestaltung des Kanals 19 direkt in Beziehung stehende Vorrichtung ist in F i g. 6 und 7 dargestellt. In Fig.6 ist deutlich zu erkennen, daß die Dicke des Flüssigkeits-Stromfadens 28 zwischen dem ersten Gegenstand 9 und der feststehenden Fläche 18 von der Stelle, an der der Gegenstand 9 eingeführt wird, bis zum Extrusionsmundstück 16 hin progressiv abnimmt. Um dieses Ergebnis zu erreichen, kann, wie in F i g. 7 im Schnitt dargestellt, die Tiefe der Ausnehmung 17 vergrößert und der Vorsprung 29 so gestaltet werden, daß seine Höhe A, gemessen von der Innenfläche 35 des Stators 2 ausgehend, von der Einlauföffnung 8 für den ersten Gegenstand 9 bis zum Extrusionsmundstück 16 hin progressiv zunimmt. Eine derartige Formgebung des Stators 2 gestattet eine reichlichere Versorgung mit viskoser Flüssigkeit.

In einer Variante einer derartigen Gestaltung des Stators 2 kann der außenliegende Abschnitt 39 der _J5 Ausnehmung 17 breiter sein als der zur Aufnahme und Mitnahme des Gegenstandes 9 bestimmte innenliegende Abschnitt (F i g. 7).

Gemäß den Darstellungen der Zeichnung ist das Extrusionsmundstück 16 in das Fleisch der Nase 15 ₄₍₎ eingearbeitet, wobei der extrudierte Gegenstand 13 praktisch tangential zum Rotor 3 austritt. Derartige Anordnungen sind jedoch nicht zwingend. Das Extrusionsmundstück kann an der Fläche 18 angeorndet sein, und die Auslauföffnung kann jede beliebige Richtung haben. Das Extrüsionsmundstück kann aus dem Fleisch der Nase oder des Stators herausgearbeitet oder von einem wegnehmbaren oder nicht wegnehmbaren, angesetzten Bauteil gebildet sein. Der aktive Tei! dieses Bauteils kann aus einem harten Werkstoff, z. B. Hartmetall oder Diamant sein. Auch ist die Anordnung mehrerer Exlrusionsrnundstücke bzw. eines Extrusionsmundstückes mit mehreren Extrusionsöffnungen möglich.

Gleicherweise ist in den Zeichnungen die Flüssigkeitsversorgung in ihrer einfachsten Ausführungsform dargestellt, d. h, die Druckleitung der Pumpvorrichtung 7 mündet in die Einlauföffnung 8. Die Flüssigkeitsversorgung kann auch unter Verwendung anderer Vorrichtungen geschehen, beispielsweise mit einer Schmierbüchse, die in der Bewegungsbahn des zu extrudierenden Gegenstandes 9 zwischen den Rollen 10,11 und der Einlauföffnung 8 angeordnet ist Die Versorgung kann, wie schon angegeben, durch Eintauchen der Baugruppe Rotor/Stator in die im Vorratsbehälter vorhandene Flüssigkeitsmenge geschehen.

F i g. 4 zeigt einen Schnitt durch die Drehachse und die Nase einer Vorrichtung, bei der Rotor und Stator sich mit ihren zu ihrer Achse rechtwinkligen Endflächen gegenüberliegen, wobei die Ausnehmung 17 an der Oberfläche eines dieser Bauteile ausgebildet ist. Entsprechend F i g. 4 ist der Rotor dasjenige Bauteil, das die Ausnehmung 17 trägt, während der Stator den Vorsprung trägt.

In Fig.4 sind zu erkennen der Motor 6 für den Antrieb des Rotors 3, der mit der Nase 15 versehene Stator 2, der in Extrusion befindliche Gegenstand 9 und der mit dem Stator 2 fest verbundene bzw. einstückige Vorsprung 29, außerdem die Fläche 18 des Vorsprungs 29, weiche die vierte Wand des angestrebten Kanals bildet, und die Abflachungen 22 und 23 des Gegenstandes 9, die über die Stromfäden der viskosen Flüssigkeit mit den Seitenflächen 20 und 21 der A.usnehmun*⁷ 17 zusammenwirken. Der Vorsprung 29 und die Ausnehmung 17 können entsprechend F i g. 4 und damit ähnlich F i g. 2 und 3 oder entsprechend F i g. 6 und 7 gestaltet sein.

Es kann zweckmäßig sein, Vorrichtungen zum Regulieren der Drehgeschwindigkeit des Rotors 3 vorzunehmen. Von dieser sind, außer den tangentialen Mitnahmekräften, der im Bereich des Extrusionsmundstückes schließlich erhaltene Druck und die Drücke an den dazwischenliegenden Stellen abhängig. Eine für ein bestimmtes zu extrudierendes Material und für die angestrebte Querschnittsabnahme zu hohe Geschwindigkeit würde zu einem zu hohen Druck führen, der den Bruch des in Extrusion befindlichen Gegenstandes durch Querkontraktion dieses Gegenstandes unter der Wirkung eines zu hohen hydrostatischen Druckes verursachen würde. Umgekehrt würde eine Verringerung der Geschwindigkeit zu einem hydrostatischen Druck führen, der nicht ausreichen würde, dem in Extrusion befindlichen Gegenstand die für die angestrebte Querschnittsabnahme erforderliche Duktilität zu verleihen. Der in Extrusion befindliche Gegenstand würde in anomalem Maß anschwellen, wodurch die den Gegenstand umgebende Flüssigkeit verdrängt würde.

Als Regelmittel ist die Messung der im Betrieb auftretenden Symmetrieabweichungen, bezogen auf Stator oder Rotor, verwendbar. Es wurde erläutert, daß der Druck von der Einlauföffnung 8 für den Gegenstand 9 in den Kanal 19 bis zum Extrusionsmundstück 16 hin progressiv zunimmt und daß dieser Druck, bei sonst gleichen Bedingungen, von der Drehgeschwindigkeit des Rotors 3 abhängig ist Die Flüssigkeit übt somit an jeder den Kanal 19 mitbildenden Stelle der Oberfläche des äußeren Bauteils und auf die Gesamtheit dieses Bauteils Zentripetalkräfte aus, die an jeder Stelle zu einer elastischen Verformung dieses Bauteils führen, die um so deutlicher wird, je mehr man sich dem Extrusionsmundstück nähert sowie eine auf die Drehachse gerichtete Kraft in Richtung der Resultierenden der Gesamtheit der Kräfte. Es ist also mit an sich bekannten Vorrichtungen, z. B. Dehnungsstreifen, Wanderungs- bzw. Lagefühler, Kraftmesser, möglich, eine Variable zu messen, die von der Differenz der an verschiedenen Stellen des äußeren Bauteils aufgetragenen Kräfte oder von bedingen Verformungen abhängig ist und die Drehgeschwindigkeit des Motors nach dem Meßergebnis zu bestimmen und auf den gewünschten Wert einzustellen.

Eine andere Regelmöglichkeit besteht darin, nahe dem Extrusionsmundstück ein auf den gewünschten Druck genau eingestelltes Ablaßventil anzuordnen.

Es sollte beispielsweise aus einem auf eine Rolle aufgewickelten Kupferdraht von 2 mm Durchmesser

ein quadratisches Profil mit der Seitenlänge 0,6 mm hergestellt werden. Der Ausgangsdraht wurde zwischen zwei Rollen 10, 11 hindurchgeführt, um zwei parallele Abflachungen im Abstand von 1,4 mm zu erhalten. Nach dem Durchlauf durch diese Rollen wurde der Draht in den Kanal einer Vorrichtung in Ausführung entsprechend F i g. 1 bis 3 zusammen mit cer viskosen Flüssigkeit eingeführt. Der Zwischenabstand zwischen den zugehörigen ebenen Flächen des Kanals betrug 1,405 mm, die Tiefe des Kanals 3 mm. Die viskose Flüssigkeit hatte bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck eine Viskosität von 500 Stokes. Die Drehzahl des Ringes 2 betrug 60 min-'. Im Bereich des Extrusionsmundstückes herrschte ein Druck von ungefähr 10 000 bar.

Bei einem weiteren Beispiel wurde eine Vorrichtung entsprechend F i g. 6 und 7 verwendet, bei der die Tiefe

10

des Kanals in Richtung zum Extrusionsmundstück hin abnahm. Aus einem Kupferdraht von 1 mm Durchmesser sollte ein zylindrischer Draht mit um das 50fache kleinerem Querschnitt hergestellt werden. Der Draht wurde zwischen zwei Rollen 10,11 hindurchgeführt, um zwei Abflachungen im Abstand von 0,7 mm zu erhalten. Dann wurde der Draht gleichzeitig mit der viskosen Flüssigkeit in den Kanal der Vorrichtung eingeleitet. Die ebenen Flächen der Ausnehmung hatten einen gegenseitigen Zwischenabstand von 0,71 mm. Der Abstand zwischen dem Boden der Ausnehmung und der Innenfläche des Vorsprungs änderte sich von 16 mm im Bereich des Drahteinlaufs auf 1,5 mm im Bereich des Extrusionsmundstückes. Die viskose Flüssigkeit hatte bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck eine Viskosität von 500 Stokes. Die Drehzahl des Rotors betrug60 min-'.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Umformen eines Gegenstandes von unbestimmter Länge zu einem Gegenstand mit kleinerem Querschnitt, mit einem antreibbaren Rotor, einem zum Rotor gleichathsigen Stator, einem durch eine umlaufende Ausnehmung im Rotor und eine dem Boden der Ausnehmung gegenüberliegende Fläche des Stators gebildeten Kanal mit einer Einlauföffnung und einer in Drehrichtung des Rotors in großem Winkelabstand davon befindlichen Extrusionsöffnung, die beide durch den Stator führen, und einer am Stator in Drehrichtung des Rotors nahe hinter der Extrusionsöffnung ausgebildeten Nase, die den Kanal verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß in Drehrichtur.g des umzuformenden Gegenstandes vor der Einlauföffnung (8) des Kanals (19) zwei Rollen (10, 11) zum Ausformen von zwei sich gegenüberliegenden, im wesentlichen ebenen, parallelen Abflachungen (22, 23) an dem in die Vorrichtung einlaufenden Gegenstand angeordnet sind, daß die beiden, durch den Rotor (3) gebildeten, sich gegenüberliegenden Seitenflächen (20, 21) des Kanals im wesentlichen zueinander parallele Flächen sind, deren Abstand den Abstand der Abflachungen (22, 23) um das Doppelte eines Betrages zwischen 0,001 und 0,1 mm übersteigt, daß die Tiefe des Kanals (19) parallel zu einer der genannten Seitenflächen gemessen die zur Seitenfläche parallele Abmessung des in den Kanal einlaufenden Gegenstandes (9) um wenigstens das Dreifache des Abstandes zwischen einer Abflachung und der zugehörigen Seitenfläche des Kanals übersteigt, und daß eine Pumpvorrichtung (7) zum Einleiten viskoser Flüssigkeit in die Einlauföffnung um den einlaufenden Gegenstand herum vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Stator (2) zugewandte Seite des Kanals (19) durch einen mit dem Stator fest verbundenen Vorsprung (29) gebildet ist, der in die Ausnehmung (17) des Rotors (3) einragt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmung (17) zwei Abschnitte aufweist, von denen der tiefere Abschnitt eine Breite hat, die gleich ist dem Abstand zwischen den beiden Abflachungen (22, 23) des zu extrudierenden Gegenstandes (9) plus dem Zweifachen eines Betrages zwischen 0,001 und 0,1 mm, und der andere, am weitesten außenliegende Abschnitt (39), in den der Vorsprung (29) des Stators (2) eindringt, breiter ist als der erstgenannte Abschnitt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (A)des vom Stator (2) getragenen Vorsprungs (29) von der Einlauföffnung (8) für den zu extrudierenden Gegenstand (9) ausgehend in Richtung des Extrusionsmundstückes (16) progressiv zunimmt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der aktive Teil des Extrusionsmundstückes (16) aus einem harten Werkstoff besteht.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine öffnung (34) aufweist, mit der sich viskose Flüssigkeit in der Umgebung des Extrusionsmundstückes (16) unter U_nU^r» PVxt.nU ί*Λ rinn rinn Clorwonri η r\rl /Q\ ιι »v»c*^l·» 1 Io

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ßenden Raum einleiten läßt

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, 03 Q sie in der Umgebung des Extrusionsmundstückes (16) ein genau einstellbares Ventil zum Begrenzen des Druckes dar viskosen Flüssigkeit aufweist

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie an sich bekannte Vorrichtungen zum Messen der elastischen Verformung des Stators (2) und Vorrichtungen zum Regulieren der Drehgeschwindigkeit des Rotors (3) nach der so vorgenommenen Messung aufweist