DE2734642A1

DE2734642A1 - Verfahren und einrichtung zum absatzweisen indirekten strangpressen langer straenge, insbesondere gusstraenge, zu profilen o.dgl.

Info

Publication number: DE2734642A1
Application number: DE19772734642
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr Akeret
Original assignee: Alusuisse Holdings AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1977-07-12
Filing date: 1977-08-01
Publication date: 1979-01-25
Also published as: JPS6216726B2; GB2001887B; IT1096945B; CH621948A5; US4208897A; IT7825409A0; GB2001887A; JPS5418457A; FR2397240A1

Description

SCHWEIZERISCHE ALUMINIUM AG
P O 10 08

Verfahren und Einrichtung zum absatzweiseη indirekten Strangpressen langer Stränge, insbesondere Gussstränge, zu Profilen oder dergleichen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum absatzweisen indirekten Strangpressen von langen, im wesentlichen geraden Metallsträngen, insbesondere Gusssträngen, zu Profilen oder dergleichen mit einem geteilten Aufnehmer, weigher im geschlossenen Zustand besagten Strang einklemmt, und in welchen ein an einem hohlen Pressstempel befestigtes formgebendes Werkzeug eindringt.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Profilen aus Strängen, die wesentlich länger sind als der Aufnehmer, betrifft das kontinuierliche Einstossen des Stranges in ein den Aufnehmer abschliessendes formgebendes Werkzeug. Die Kraft für die Umformung durch Pressen und für die Ueberwindung der Reibung im Aufnehmer muss durch eine Vorschubeinrichtung erzeugt und von dem noch ausserhalb des ungeteilten Aufnehmers

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befindlichen, seitlich nicht abgestützten Teil des Stranges übertragen werden, was den Nachteil hat, dass das Verpres- sungsverhältnis nach oben begrenzt wird. Das Verpressungsverhältnis lässt sich erhöhen, wenn das unmittelbar vor der Matri* liegende Material im zylindrischen Aufnehmer erwärmt wird. Diese Erwärmung setzt jedoch der Auspressgeschwindigkeit eine . obere Grenze, da diese abhängig ist von der Wärmeleitung in der Aufnehmerwand und im Pressmaterial.

Eine andere bekannte Methode, längliches Ausgangsmaterial in absatzweisem Durchlauf durch einen zylindrischen Aufnehmer zu pressen, fällt in den Bereich des hydrostatischen Strang pressens. Hierbei wird ein zylindrischer Aufnehmer von einem formgebenden V/erkzeug verschlossen, in den Aufnehmer eine Druckflüssigkeit eingeführt, die das Ausgangsmaterial all seitig umgibt und selbiges unter allseitigem Druck auspresst. Dieses Verfahren ist mit vielen Nachteilen verbunden, wie die Begrenzung der Arbeitstemperatur nach oben wegen der Gefahr der Zersetzung der Druckflüssigkeit, was schlussendlich auf eine Erhöhung der Presskraft bei gleichem Verpressungsverhältnis hinausläuft; ferner die zusätzliche Speicherung elastischer Energie in der kompressiblen Druckflüssigkeit und die daraus sich ergebende Neigung zum ruckweisen Austreten des Stranges, die Notwendigkeit von Dichtungen gegen eine unter hohem Druck stehende Flüssigkeit, die Vergrösserung des Aufnehmerdurchmessers zur Unterbringung der Druckflüssig-

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keit, die Notwendigkeit, Pressgut mit besonders sauber hergerichteter Oberfläche verwenden zu müssen.

Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, angesichts der oben erwähnten Nachteile, eine Lösung zu finden, in welcher nur der von den Segmenten eines Aufnehmers eingeklemmte Teil des Stranges zur Uebertragung der Presskraft hinzugezogen wird, wobei nur indirekt stranggepresst werden kann.

Die Vorteile des indirekten Strangpressens bei Verwendung abgelängter Barren sind bekannt. Zu diesen Vorteilen addieren sich Vorteile, die sich bei Verwendung praktisch unendlich langer Pressbarren ergeben: Es entfallen das Abtrennen und entfernen des Pressrestes nach jedem Pressgang, beim Pressen mit Schale muss dieselbe nicht in einem separaten Arbeitsgang entfernt werden, sondern das Verfahren kann so gestaltet werden, dass das Entfernen der Schale aus dem Aufnehmer mit der ohnehin notwendigen Vorschubbewegung besagten Stranges verbunden wird. Durch die genannten Massnahmen werden die Nebenzeiten und der Anteil der Abfälle erheblich vermindert. Zudem lassen sich Erzeugnisse ohne Pressschweissungen oder andere Fügoperationen in Stückgewichten herstellen, welche nahezu das Gewicht des Stranges erreichen, was beispielsweise bei der Drahtherstellung von Vorteil ist.

Dank dieser Vorteile ist das Verfahren geeignet, Presser-

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Zeugnisse von gleichmässigem Gefüge und mit guter sauberer Oberfläche so herzustellen, dass hohe Pressgeschwindigkeiten und kurze Nebenzeiten, insgesamt also hohe Durchsatzleistungen der Presse erreicht werden.

Die folgenden schematischen Zeichnungen sollen das Verfahren und Einrichtungen, die zur Durchführung des Verfahrens notwendig sind, verdeutlichen. In den Zeichnungen sind die Bewegungsrichtungen durch Pfeile gekennzeichnet.

Fig. 1: Prinzip des Verfahrens

Fig. 2: Anlage mit eindringendem Presswerkzeug und axial unverrückbarem Aufnehmer

Fig. 3: Anlage mit axial unverrückbarem Presswerkzeug und über diesem verschiebbarem Aufnehmer

Fig. 4: Geöffneter Aufnehmer von Fig. 2 mit Einklemmvorrichtung

Fig. 5: Geschlossener Aufnehmer von Fig. 2 Fig. 6: Schnitt von Fig. 5 durch B-B Fig. 7: Geöffneter Aufnehmer von Fig. 3 Fig. 8: Geschlossener Aufnehmer von Fig. 3 Fig. 9: Schnitt von Fig. 8 durch C-C Fig.IO: Pressen mit Abscherung der Strangaussenhaut

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Das erfindungsgcmasse Verfahren (Fig. 1) kennzeichnet das absatzweise Auspressen der Länge (La) eines nicht biegbaren Stranges (1) beliebiger Länge, vorzugsweise Gu.ssstranges, im geradlinigen Durchlauf durch einen Aufnehmer

(2) der in Richtung der Aufnehmerachse (A) längsgeteilte Segmente (3) hat, welche durch geeignete Mittel radial geöffnet und geschlossen werden können, bei deren Oeffnung der Strang (1) in den Aufnehmer (2) von der matrizenfernen Seite in axialer Richtung eingeschoben wird, und der Aufnehmer (2) in seiner ganzen Länge (L) vom jeweils vorderen Teil des Stranges (1) gefüllt wird.

Durch die Schliessung der Segmente (3) wird besagter jeweils vorderer Teil des Stranges der Länge (Le) eingeklemmt und durch Reibung zwischen dem Strang (1) und den Segmenten

(3) eine Axialkraft übertragen, welche mindestens gleich ist wie die Presskraft, welche beim Eindrücken eines Hohlstempels

(5) mit an diesem angebrachter Matrize (6) in den vorderen Teil des Aufnehmers (2) entsteht.

Dieses Eindrücken der an einem Hohlstempel angebrachten Matrize (6) geschieht durch eine Relativbewegung in Axialrichtung von Matrize (6) und Aufnehmer (2) und hat zur Folge, dass wenigstens ein Profil (7) ausgepresst wird.

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Al

Anschliessend an das Auspressen der Profile (7) werden die Segmente (3) des Aufnehmers (2) v/ieder geöffnet, und eine Relativbewegung zwischen Matrize (6) und dem Aufnehmer (2) führt wieder zur Ausgangsposition von Aufnehmer und Presswerkzeug zurück, während gleichzeitig der Strang (1) durch die Fördereinrichtung (4) um die Strecke (La) weiter in den Aufnehmer (2) eingeführt wird. Somit ist der Aufnehmer (2) wieder gefüllt, und nach Schliessung der Segmente (3) kann ein neuer Pressvorgang beginnen.

Bei einer bevorzugten Ausführung (Fig. 2) ist die oben genannte Relativbewegung zwischen Matrize (6) und Aufnehmer
(2) gekennzeichnet durch einen in Axialrichtung unverrückbaren Aufnehmer (2) und eine bewegliche Matrize (6).Hierbei wird der Aufnehmer vom ortsfesten Rahmen (8) gehalten.

Bei einer anderen bevorzugten Ausführung(Fig.3) ist die
Relativbewegung zwischen Aufnehmer (2) und Matrize (6) gekennzeichnet durch eine in Axialrichtung unverrückbare Matrize (6) und einen in Axialrichtung beweglichen Auf nehmer (2). Hierbei ist der Hohlstempel (5) , welcher die
Matrize (6) trägt, unverrückbar fest im ortsfesten Rahmen
(10) gelagert.

Die Stränge können in separaten Oefen in ganzen Längen vor Einführung in den Aufnehmer (2) auf Presstemperatur erhitzt werden. Die separate Glühung der Stränge, insbe-

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-U-

sondere Gussstränge aus schwerpressbaren Aluminiumlegierungen, hat den Vorteil, dass mit dieser zugleich eine Homogenisicrungs glühung verbunden werden kann. Eine Homogenisierungsglühung wirkt sich vorteilhaft auf die Pressbarkeit aus, sowie auf das Gefüge und die Oberflächengüte des gepressten Produktes.

In der Ausführung gemäss Fig. 2 wird Strang (1)lediglich kurz vor Eintritt in den Aufnehmer (2) auf einer kurzen Länge, welche etwa der ausgepressten Länge (La) entspricht, durch eine an sich bekannte Anlage (11) erhitzt. Diese Art der Erwärmung auf Presstemperatur ist mit dem Vorteil verbunden, dass die an sich bekannten Förderrollen (12), die keinen Schub ausüben, keiner Wärmebelastung ausgesetzt sind und die Temperatur optimal gesteuert werden kann.

Auch bei diesem Beispiel können homogenisierte und nachträglich verschieden schnell abgekühlte Stränge eingesetzt werden.

Es ist die Möglichkeit vorgesehen, mehrere Stränge hintereinander zu schalten.

Aus Sicherheitsgründen kann eine zeitliche Verzögerung der vorgenannten Bewegungsabläufe vorgesehen sein, derart, dass das Füllen des Aufnehmers (2) mit dem Pressgut erst dann erfolgen kann, wenn die Segmente (3) des Aufnehmers (2) geöffnet sind, und die Matrize (6) erst bei geschlossenen Segmenten in den Aufnehmer und den Strang (1) eindringen kann. 809884/0557

~ 15 -

Die Schubkraft der Fördereinrichtung (4) ist im Vergleich zur Presskraft gering. Die Schubkraft kann daher, wenigstens teilweise, immer wirksam bleiben, was besonders vorteilhaft ist bei raschem Druchlauf des Stranges (1) durch den Aufnehmer (2).

Nach einem weiteren Merkmal des erfindungsgemassen Verfahrens kann der Aussendurchmesser des Werkzeuges kleiner sein als der Innendurchmesser des geschlossenen Aufnehmers, sodass das Werkzeug während seines Eindringens in den Aufnehmer und den Strang vom letzteren die Aussenhaut (13) abschert, wodurch die gepressten Profile eine besonders saubere Oberfläche erhalten.

Damit sich die rohrförmige Aussenhaut (13) beim Oeffnen der vornehmlich reibungsfördernd vorgestalteten Innenflächen der Segmente leicht löst, kann die Oberfläche des Stranges mit einer Schlichte versehen sein. Die Aussenhaut kann anschliessend durch das Vorschieben des Stranges von diesem mitgenommen und ausserhalb des Aufnehmers entfernt werden.

Besonders vorteilhaft erweist sich, dass die abgescherte rohrförmige Aussenhaut (13) jeweils beim nachfolgenden Eindringen der Matrize in den Aufnehmer durch am Fuss (14) des Hohlstempels (5) befindliche Messer (15) in mindestens drei Teile gespalten werden kann, welche nach Beendigung von mindestens zwei Pressvorgängen leicht entfernt werden können.

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Nach einem weiteren Merkmal des Verfahrens kann die auf einmal ausgepresste Länge des Stranges und damit die Länge dos Profiles mit einfachen Mitteln veränderlichen Anforderungen angepasst werden. Das Verfahren eignet sich sowohl für das Auspressen langer Stränge, w.elche als Ausgangsmaterial für nachfolgende Ziehoperationen dienen können und grosse Bundgewichte erfordern, als auch für. Profile, die üblicherweise in versandfertige Längen von 5 - 7 m gesägt werden müssen. »

Aus den Bedingungen, dass oben erwähnt Reibungskraft grosser sein muss als die Presskraft und der radial auf die Strangoberfläche einwirkenden, von den Segmenten übertragenen, besagte Reibung erzeugenden Klemmkraft eine obere Grenze gesetzt ist, kann gezeigt werden, dass das Verhältnis der Länge (Le) des nicht ausgepressten Teils des Stranges (1) zu Innendurchmesser (do) des geschlossenen Aufnehmers etwa gleich fünf sein muss, und bevorzugtermassen die ausgepresste Länge (La) des Stranges gleich dem Durchmesser des Stranges gewählt wird.

Vornehmlich werden Stränge von 50 - 200 mm Durchmesser stranggepresst.

Die in Fig. 2 gezeigte Ausführung ist ein Horizontalschnitt

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durch die Hauptachse (Λ) der Anlage. Ein durch Druckglieder

(16) abgetriebenes Querhaupt (9), welches auf einer Gleitbahn

(17) geführt, wird und einen Hohlstempel (5) mit daran befestigter Matrize (6) trägt, bewegt sich in der gezeichneten Phase auf einen axial unverrückbaren geschlossenen Aufnehmer (2) zu, wobei die Matrize (6) schon ein Stück weit in den Strang (1) eingedrungen ist. Die durch diesen Vorgang ausgepressten Profile (7) durchlaufen eine Bohrung des Presstempels (18), sowie eine Bohrung des Querhauptes (·19) und verlassen die Anlage auf einen Auslauftisch (20), welcher durch eine Auslassöffnung (21) im Rahmen (8) geführt ist.

In der Ausführung gemäss Fig. 2 besteht der Aufnehmer (2) aus zwei Segmenten (3,3'), welche verschleissfeste und reibungsfördernd vorgestaltete Schalen (22,22') besitzen und den Strang (1) mit ihrer Innenoberfläche (23) einklemmen. Das untere Segment (3¹) ist unverrückbar fest mit einer Wanne (24) verbunden, die ihrerseits am ortsfesten Rahmen (8) festliegt. Desgleichen liegen die Gleitbahnen (17) zur Führung des Querhauptes (9) am ortsfesten Rahmen unverrückbar fest. Das obere Segment (3) ist in vertikaler Richtung bewegbar dank eines Stangengetriebes mit mindestens drei Armen (25, 26, 27), die an mindestens drei Gelenkwellen (28, 29, 30) angelenkt sind, wobei der Antrieb durch nicht gezeigte Druckglieder erfolgen kann. In der Klemmphase bilden die Gelenke (28, 29 und 30) einen Kniehebelverschluss (Fig. 5). Die Gelenkwelle (28) ist fest

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nit dom unteren Segment (3¹) verbunden, die Gelenkwelle (29) ist fest mit dem oberen Segment (3) verbunden, während die Gelenkwelle (30) die Arme (25,26 und 27) mit einander verbindet.

Zur zusätzlichen Führung bei der vertikalen Auf- und Abbe- wegung des oberen Segmentes (3) dienen vier Führungszapfen (31), welche in Bohrungen (32) des oberen Segmentes gleiten, und die, als Stiftschrauben ausgebildet, in Gewindebohrungen (33) des unteren Segmentes (3¹) eingreifen.

Sobald die Segmente gemäss Fig. 4 geöffnet sind, wird der Strang (1) durch die Einlauföffnung (34) im Rahmen (8) von einer Fördereinrichtung (4), welche zwei Greiferbacken (35) enthält, von diesen um die vorher ausgepresste Länge des Stranges (La) nach vorne geschoben, sodass der Aufnehmer (2) wieder gefüllt ist. Etwa gleichzeitig wird das Querhaupt (9) durch die Druckglieder (16) in Ausgangsposition gebracht. Die zum Strang und zur Hauptachse (A) symmetrisch angeordneten Greiferbacken werden durch das nicht gezeigte Antriebsaggregat der Fördereinrichtung auf die Oberfläche (36) vom Strang (1) zubewegt, bis dieser fest eingeklemmt ist, daran anschliessend erfolgen Füllbewegung, Lösen der Greiferbacken von der Oberfläche des Stranges und deren Zurückfahren in die Ausgangsposition, welche Bewegungen durch Pfeile angedeutet sind. Um ein Verkanten des einlaufenden Stranges zu vermeiden, sind in Abständen Führungsrollen (12), vorgesehen, welche so pro-

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filiert sind, dass sie einen'Heil der oberen Hälfte des Stranges umfangen und Führungsrollen (12¹), welche einen Teil der unteren Oberfläche des Stranges umfangen.

Das Verfahren ist jedoch nicht beschränkt auf die oben bebeschriebene Ausführung. Das bewegliche Segment (3) kann auch mit herkömmlichen Druckelementen (hydraulischen Druckgliedern, Spindeln) mit oder ohne Kniehebelverschluss versehen sein. Ausserdem können beide Segmente (3 und 3') beweglich angeordnet sein, zumal das zum Vorschub notwendige Abheben der Segmente (3, 3¹) von der Strangoberfläche (36) nur wenige Millimeter betragen muss.

Auch kann ein Aufnehmer gemäss Fig. 4-6 beweglich angeordnet sein, ebenso kann bei einem Aufnehmer nach Fig. 7 bis 9 der Aufnehmermantel fest mit dem Maschinenrahmen verbunden sein; die in diesen Fällen sich ergebenden Aenderungen in der Anordnung der Haupt- und Hilfsdruckglieder sind naheliegend .

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Die Anlage gemäss Fig. 3 kennzeichnet ein zylindrischer Aufnehmer (2) mit einem Mantel (37), der eine konische Bohrung aufweist, in welcher drei Segmente (38, 38',38") gleiten können und im geschlossenen Zustand (Fig. 8, 9) den Strang (1) einkeilen. Besagter Strang tritt über Führungsrollen (nicht gezeigt) durch eine Einlassoeffnung (39) im ortsfesten Rahmen (10) in den geöffneten Aufnehmer (Fig. 7) ein, und nach Schliessung der Segmente erfolgt das Auspressen des Strangteils (La) zu einem oder mehreren Profilen (7),indem der Aufnehmer (2) zusammen mit dem eingeklemmten Strang (1) über eine Matrize (6) gedrückt wird, welche an einem Hohlstempel (5) befestigt ist, welcher seinerseits mit dem ortsfesten Rahmen unverrückbar fest verbunden ist. Der Aufnehmermantel (37) ist durch ortsfeste Schienen (44) geführt und wird angetrieben durch am Eingangsteil des Rahmens (10) befindliche Druckglieder (43). Während des Pressvorganges sind die am einlaufseitigen Ende des Stranges befindlichen Greiferbacken (53) geöffnet, am Ende des Strangpressvorganges werden sie durch Bewegungsumkehr geschlossen und halten so den Strang (1) in seiner Lage fest, während die Druckglieder (43) den Aufnehmermantel (37) um die ausgepresste Länge (La) entgegen der Durchlaufrichtung des Stranges befördern und gleichzeitig die Segmente (38) durch die Hilfsdruckglieder (40) und ein sich durch Oeffnungen (42) im

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Rahmen (10) erstreckendes zweigelenkiges Stangengetriebe (41) in Pressrichtung bewegt werden, so dass die Segmente (38) geöffnet und vom Strang gelöst werden können. Bei der Oeffnung der Segmente werden deren Aussenoberflächen (47) durch Druckfedern (45, 46) auseinandergespreizt und auf die konische Innenoberfläche (48) des Mantels (37) gedrückt. Besagte Druckfedern sind in Bohrungen (49) eingelassen, welche jeweils symmmetrisch zu den ebenen Teilungsflächen (50) der Segmente (38) und auch symmetrisch zur Achse (A) angeordnet sind. Zu dieser Achse (A) sind ausserdem symmetrisch die Querschnitte des Stranges (1), des Aufnehmermantels (37), der Segmente (38), des Hohlstempels (5) und die Führungsteile (nicht gezeigt)für die geradlinige Bewegung des Stranges (1) durch den Aufnehmer (2). Symmetrisch zu einer vertikal durch die Achse (A) gelegten Ebene sind die Einlassoeffnung (39) und die Auslassoeffnung (51) des ortsfesten Rahmens (10), durch welche die gepressten Profile (7) austreten und mit Hilfe eines bekannten Auslauftisches (20) weiterbefördert werden können, sowie die Gleitbahnen (44) zur Führung des Aufnehmermantels (37).

Schon während sich der Mantel (37) in Ausgangsposition um die ausgepresste Länge (La) zurückbewegt, können sich die vorher vom Strang abgehobenen Segmente (38) durch Bewegungsumkehr wieder in den Mantel hineinbewegen um ein neues Stück des Stranges einzukeilen.

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Nachdem die Greiferbacken (53) durch ein nicht gezeigtes Aggregat vcir. Strang (1) gelöst worden sind, kann ein neuer Pressvorgang beginnen.

Die Erfindung ist jedoch nicht auf obige Ausführungsform beschränkt, so können anstelle der Hilfsdrucklieder (40) Schwungräder mit angeschlossenem Stangengetriebe die Segmente (38) hin und her bewegen, und so kann der Aufnehemermantel durch geeignete Antriebsmittel die axiale Hin und Herbewegung mit einer Drehung bezüglich der Achse (A) verbinden. Eine andere Möglichkeit sieht vor, dass der in den Figs. 7 bis 9 gezeigte Aufnehmer (2) in eine Anlage gemäss Fig. 3 mit vertauschter Einlauf und Auslaufseite eingebaut werden kann, so dass die Segmente (3) den Strang (1) in Pressrichtung einkeilen, wobei die Druckglieder (43) an den Segmenten und die Hilfsdruckglieder (40) am Aufnehmermantel angreifen müssen.

Der innen konischeund aussen zylindrische Mantel (37) kann auch von wenigstens einer zylindrischen Büchse umschlossen sein, was besonders dann dem Innendruck auf den Konus (48) des Mantels (37) entgegenwirkt, wenn besagte Büchse auf den Mantel (37) aufgeschrumpft ist.

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Fig. 10 verdeutlicht den Vorgang,bei welchem eine rohrförmige Aussenhaut durch das Eindringen einer Matrize, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des geschlossenen Aufnehmers (do), in den eingeklemmten Strang (1) abgeschert wird. Der Aufnehmer (2) besteht aus zwei Segmenten (3 und 3'), welche durch den Schliessdruck den Durchmesser (Do) des Stranges (1) auf den Betrag (do) verringert. Diese Verringerung des ursprünglichen Strangdurchmessers ist nur sehr gering. Zu Beginn des zweiten Pressvorganges und aller folgenden Pressvorgänge wird die rohrförmige abgescherte Aussenhaut (13) durch am Fuss des Hohlstempels (14) angebrachte Messer während des durch eine Relatibewe- gung zwischen Hohlstempel und geschlossenem Aufnehmer erfolgenden Eindringens der Matrize in den Strang um die Länge (La) längs aufgeschlitzt. Dabei verhindern an den Segmenten angebrachte Dista'nzstücke (52) ein Anstossen der Messer (15) an den geschlossenen Aufnehmer.

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Diese Distanzstücke (52) können auch an einem beweglichen Querhaupt, sowie an einem ortsfesten Rahmen befestigt sein.

Eine Berechnung der erforderlichen Einspannlänge (Le) und der erforderlichen Klemmkraft (P. ) soll einen üeberblick geben über die Dimensionierung der Anlage: Mit P_R/ der Haftreibungskraft zwischen Strang (1) und geschlossenen Segmenten (3) des Aufnehmers und der auf die Matrize (6) wirkenden Presskraft P_M muss gelten:

^(I) ^PR > ^PM

Dabei ist P.. = p„ . Ao, wobei p„ den über die Matrizen-

MM M

fläche Ao gemittelten Pressdruck dargestellt.

Es gilt somit:

do² 9Γ
II) P.. = p„ . —-. (do = Durchmesser der Matrize fs> Durch-

S\ M 4

messer der geschlossenen Segmente (3))

Mit k_f, der Formänderungsfestigkeit des zu pressenden Werkstoffes, stellt erfahrungsgemäss der Wert 10 k_f

eine obere Grenze für den Pressdruck p„ dar:

^II3C>Pk,inax ^{β 10 k}f Die Berührungsfläche zwischen der eingespannten Länge

(Le) des Stanges (1) und den Segmenten (3) beträgt

IV) <f]"* . do . Le

Beim Strangpressen ohne Schmierung herrscht ein Zustand vollständiger Haftung, bei welchem für die Wandschub-

spannung l folgende Annahme gemacht werden darf:

V) <T «- 0,5 - k_f

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womit sich die Reibungskraft zu VI)P_R =0,5 k_f*TT'dO'Le errechnet.

Die Ausdrücke (II) bis (VI) in (I) eingesetzt, ergibt die Bedingung
VII)Le »5 do für die untere Grenze der eingespannten Länge (Le) .

Die Klemmvorrichtung muss eine Klemmkraft P, ausüben können, welche grosser ist als,die Resultierende aus der radialen Druckspannung p_, welche der zu pressende

XV

Werkstoff auf die Innenflächen der Aufnehmersegmente ausübt:
VIII) P_k«(Le + La) . do . p_R

■ Während des Festklemmens des neu vorgeschobenen Stranges

'gilt auf der ganzen Länge:
IX) p_R « k_f

Während des Pressens gilt unmittelbar hinter der Matrize:

^x) Pr » Pm " ^kf < ⁹ ' ^kf

Mit zunehmender Entfernung von der Matrize nimmt p_

infolge der Haftreibung ab. Ueber die Aufnehmerlänge geraittelt, darf man annehmen:
P_R < 5 - k_f

woraus sich, mit Le « 5«do und La = do^ f ür die Klemmkraft ergibt:

XXI) P_k £» (5 . do + do), do · 5 k_f.

d.h. P_v>30 k, do²^4.P„

K^ f M ,max

Die Klemmkraft muss somit etwa viermal grosser sein als die grösstmöglicl

Beispiel:

Ein Gussstrang aus einer Aluminiumlegierung hat bei Presstemperatur von ca. 470 C eine Formänderungsfestigkeit k_f

von etwa 3 kp/mm . Der Durchmesser (do) des geschlossenen Aufnehmers sei 150 mm.

Die notwendige Einspannlänge (Le) errechnet sich zu 750 mm, die notwendige Klemmkraft (P ) zu etwa 2000 Mp, falls die ausgepresste Länge (La) dem Durchmesser des geschlossenen Aufnehmers entspricht.

Die Klemmkraft wird in der ersten Ausführung (Fig. 2) durch ein gesondert wirkendes Aggregat auf die Backen (3 und 3¹) aufgebracht. In einer anderen Ausführung (Fig. 3) wird die Klemmkraft von der Presskraft selbst übertragen, wobei die Klemmkraft von der Neigung der konischen Innenflächen des Mantels beziehungsweise vom Neigungswinkel der im Längsschnitt keilförmigen Segmente abhängt.

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SCHWEIZERISCHE ALUMINIUM AG
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Ansprüche

fl.JVerfahren zum absatzweisen indirekten Strangpressen von nicht biegsamen Strängen, insbesondere Guß-Strängen, beliebiger Länqe aus Metall zu Profilen o.dgl. mit Hilfe eines Aufnehmers und eines Preßwerkzeuges, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens der mit dem zu pressenden Strang (1) in Berührung stehende Teil des Aufnehmers (Le) in wenigstens zwei Segmente (3) geteilt ist, die radial zur Längsachse (A) des Aufnehmers und des Stranges geöffnet und geschlossen werden können; daß beim Öffnen der Segmente eine axiale Relativbewegung zwischen Strang (1) und Aufnehmer (2) erfolgt, wodurch der Aufnehmer irr, wesentlichen auf seiner ganzen Länge (L) vom Strang gefüllt wird; daß nach dem Schließen der Segmente eine axiale Relativbewegung zwischen einer an einem Hohlstempel (5) befestigten Matrize (6) und dem nun geschlossenen Aufnehmer erzeugt wird, wobei die Matrize (6) in den im Inneren des Aufnehmers befindlichen Strang eindringt bzw. diesen staucht, so daß ein Abschnitt (La) des im Inneren des Aufnehmers befindlichen Stranges durch die Matrizenöffnung hindurch

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:·,·>: uiindcs Leno einem Proril (7) ausgepreßt wird; d^ß auf den Strang (1) durch Keibung zwischen der Innenwand des geschlossenen Aufnehmers und der Außenwand des im Aufnehmer veroieibenden, nicht auGqepreßten Abschnittes (Le) des Stranges (1) eine Kraft übertragen wird, welche mindestens gleich derjenigen Kraft isu, die zum Pressen des mindestens einen Profiles notv/endig ist;

daß der Aufnehmer unter Ausüben einer im Vergleich zur Preßkraft kloinen Schubkraft gefüllt wird, welche von dem aus dem Aufnehmerende herausragenden Teil des Stranges aufgenommen wird; und daß nach beendetem Preßvorgang die Segmente wieder geöffnet worden, wobei eine .Relativbewegung zwischen dem Aufnehmer (2) und der Matrize (6) deren Ausgangsposition wiederherstellt und eine Relativbewegung zwischen Strang und Aufnehmer um die ausgepreßte Länge (La) den Aufnehmer wieder füllt, so daß nach dem Schließen der Segmente (3) des Aufnehmers (2) ein neuer Abschnitt (La) des Stranges (1) ausgepreßt werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Relativbewegung zwischen dem Aufnehmer (2) und der an einem Hohlstempel befestigten Matrize (6) der Aufnehmer in Ruhe ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Relativbewegung zwischen dem Aufnehmer (2) und der an einem Hohlstempel befestigten Matrize (6) die Matrize in Ruhe ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer erst dann gefüllt wird, wenn die Segmente des Aufnehmers ganz geöffnet sind, und das Stauchen des Stranges mittels der Matrize erst dann beginnt, wenn die Segmente des Aufnehmers ganz geschlossen sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge-

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kennzeichnet, daß die Schubkraft zum Füllen des Aufnehmers mindestens teilweise stets vorhanden ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Länge des nicht ausgepreßten Teiles des Stranges (Le) zu Innendurchmesser (do) des geschlossenen Aufnehmers nicht kleiner als fünf ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der ausgepreßte Teil (La) des Stranges (1) etwa eine dem Durchmesser (do) des geschlossenen Aufnehmers entsprechende Länge hat.

R. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch g ekennzeichnet, daß der ausgepreßte Teil des Stranges auf eine bestimmte Länge eingestellt werden kann.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang (1) in einem separaten Ofen auf seiner ganzen Länge auf Preßtemperatur vorgewärmt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch g e kenn se ichnet, daß der Strang unmittelbar vor Eintritt in den Aufnehmer über eine Länge, die etwa der Länge des ausgepreßten Teiles des Stranges entspricht, auf Preßtemperatür erwärmt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Strang vorher einer Homogenisierungsglühung unterzogen wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der mit dem zu pressenden Strang in Berührung stehenden Segmente (3) des Aufnehmers reibungsfordernd vorbehandelt sind.

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13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Strang vor dem Verpressen mit einer Schlichte versehen wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß beim Öffnen und Schließen der Segmente des Aufnehmers (2) eine axiale Relativbewegung zwischen dem Mantel (37) des Aufnehmers und den Segmenten (3) erzeugt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekenn ze ichn e t , daß die Segmente (3) mit ihren Außenoberflächen (37) auf einer konischen Innenoberfläche (48) de*s Mantels (37) gleiten und beim Schließen den Strang (1) einkeilen.

16. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Füllen des Aufnehmers (2) der Strang (1) in Ruhe gehalten und der Aufnehmer (2) entgegen Preßrichtung bewegt wird, wobei der Strang (1) durch Greiferbacken (53), welche an dem aus dem Aufnehmer (2) herausragenden Strangteil angreifen, gehalten wird.

17. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (2) beim Füllen in Axialrichtung festgehalten wird, während der Strang (1) durch am aus dem Aufnehmer (2) herausragenden Strangende angreifende Greiferbacken (35) einer Fördereinrichtung (4) in Preßrichtung bewegt wird.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser der Matrize (6) kleiner als der Innendurchmesser (do) des geschlossenen Aufnehmers ist, und die Matrize während ihres Eindringens in den Aufnehmer die Außenhaut (13) des Stranges (1) abschert.

19. Verfahren nach Anspruch 17 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die abgescherte Außenhaut (13) beim öffnen der Segmente (3) des Aufnehmers (2) von diesen gelöst, von dem vorgeschobenen Strang mitgenommen und im Anschluß daran entfernt wird.

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20. Verfahren nach Anspruch 16 und 18, dadurch gekennzeichnet, daß die abgescherte Außenhaut (13) beim Öffnen der Segmente des Aufnehmers von diesen gelöst, beim anschließenden Auspressen des Stranges von diesem mitgenommen und im Anschluß daran entfernt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 2O, dadurch gekennzeichnet , daß die abgescherte Außenhaut (13) zu Beginn des zweiten Preßvorganges mit Hilfe am Fuß (14) des Hohlstempels (5) angebrachter Messer (15) in wenigstens drei leicht entfernbare Teile gespalten wird.

22. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der mit einer konischen Innenoberfläche (48) versehene Aufnehmermantel (37) während der axialen Hin- und Herbewegung bezüglich seiner Symmetrieachse (A) gedreht wird.

23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stränge hintereinandergeschaltet werden.

24. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 23 mit einem Aufnehmer zur Aufnahme eines Stranges aus Metall, insbesondere eines Guß-Stranges,und einer Matrize, welche an einem Hohlstempel angebracht ist und beim Eindringen in den Aufnehmer und Strang wenigstens ein Profil auspreßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer (2) in Preßrichtung in wenigstens zwei Segmente (3) längsgeteilt ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei den Aufnehmer (2) bildenden Segmente (3,3') durch Stangengetriebe radial in Bezug auf die Mittelachse (A) voneinander weg und aufeinander zu bewegbar sind, wobei die Stangengetriebe in der Auspreßphase je einen Kniehebelverschluß bilden.

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2o. Vorrichtung nach Anspruch 25, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Gelenkwellen (28, 29) je Segment (3, 3¹).

27. Vorrichtung nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch wenigstens zwei Führungszapfen (3D,- welche in Bohrungen (32) des einen Segmentes (3) gleiten und die, als Stiftschrauben ausgebildet, in Gewindebohrungen (33) des anderen Segmentes eingreifen.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Aufnehmer (2) einen Aufnehmermantel (37) aufweist, dessen Innenfläche symmetrisch zur Mittelachse (A) konisch verläuft, und daß die äußeren Oberflächen (47) der mindestens zwei Segmente (38) in die innere Oberfläche (48) des konischen Mantels (37) gleitend eingepaßt sind und bei Berührung ihrer ebenen, radialen Teilungsflächen (50) eine kreisförmige Aussparung bilden, die symmetrisch zur Mittelachse (A) ist und etwa dem Strangdurchmesser (Do) entspricht.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Segmenten (38) Druckfedern (45,46) wirken, die in Bohrungen (49) zwischen je zwei Teilungsflächen (5O) der Segmente (38) eingelassen sind und die Segmente stets an die konische Innenoberfläche (48) des Mantels (37) drücken.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch g e kenn zeichnet, daß die Innenflächen der Segmente (3) durch verschleißfeste rauhe Beläge (22) bedeckt sind.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 24 bis 30, gekennzeichnet durch mindestens drei Messer (15), die am Fuß (14) des Höh1stempels (6) angebracht sind und ab Beginn des zweiten Preßganges die rohrförmige abgescherte Außenhaut (13) aufschlitzen, welche bei Eindringen einer Matrize (6) mit erheblich kleinerem Außendurchmesser als der Durchmesser (do) eines in einem geschlossenen Aufnehmer (2) steckenden Stranges (1) entsteht.

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32. Vorrichtung nach Anspruch 31, gekennzeichnet durch matrizenseitig an den Segmenten (3) angebrachte Distanzstücke (52), deren axiale Ausdehnung größer als die axiale Ausdehnung der Messer (15) ist.

33. Vorrichtung nach Anspruch 29, gekennzeichnet durch am Fuß (14) ο.dgl. des Hohlstempels (6) angebrachte Distanzstücke (52), deren axiale Ausdehnung in Preßrichtung größer als die axiale Ausdehnung der Messer (15) ist.

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