DE2935804C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Matrize zum Herstellen eines Rohrflanches mit wenigstens zwei um die Flanschmitte angeordneten Rohren, in einer Strangpresse, die einen Aufnehmer für den Preßblock, einen in den Aufnehmer einschiebbaren Preßkolben und eine den Aufnehmer abschließende Matrizenplatte mit wenigstens zwei Durchtrittsöffnungen und in diese einragende Dorne aufweist, und bei der den Durchtrittsöffnungen ein gegenüber dem Aufnehmerquerschnitt verengter Übergangsraum vorgelagert ist.

Eine Matrize der genannten Art ist aus der US-PS 33 55 927 bekannt. Bei der in dieser Druck­ schrift beschriebenen Matrize sind eine Vielzahl von Durchtrittsöffnungen in Form eines Kreises um die Mitte der Matrizenplatte herum angeordnet. Die Durch­ trittsöffnungen besitzen an ihrer zum Aufnehmer hin weisenden Seite kegelförmige Bereiche. Diese kegel­ förmigen Bereiche dienen beim Pressen des Werkstoffes dazu, eine radial nach außen gerichtete Strömungs­ komponente von der Mitte des Preßblocks zu den im seitlichen Bereich der Matrizenplatte angeordneten Durchtrittsöffnungen und eine radial nach innen gerichtete Strömungskomponente vom Rand des Preßblocks zu den Durchtrittsöffnungen zu erreichen. Auf diese Weise wird eine gerichtete und ausgewogene nach innen und nach außen zu den Durchtrittsöffnungen hin weisende Strömung des Werkstoffes erhalten.

Diese günstigen Eigenschaften der Strömung des Werk­ stoffes gehen jedoch bei der bekannten Matrize dann verloren, wenn die Durchtrittsöffnungen nahe der Mitte der Matrizenplatte angeordnet sind. In diesem Fall entsteht eine überwiegend nach innen weisende radiale Strömungskomponente, die eine ungleichmäßige Druckver­ teilung an den Durchtrittsöffnungen bewirkt. Dadurch kann die Herstellung eines Rohrflanches mit mehreren nahe der Flanschmitte angeordneten Rohren beeinträchtigt werden. Aufgrund der radial einwärts gerichteten Druckkomponente können dünne, in die Durchtrittsöffnungen hineinragende Dorne nach innen gebogen werden, was zu einer unterschiedlichen Rohr­ dicke und möglicherweise zu Materialfehlern führt.

Bei nahe der Matrizenplattenmitte angeordneten Durch­ trittsöffnungen verlieren also entsprechend angepaßte kegelförmige Bereiche weitgehend ihre technische Wirkung. Daher wird man zweckmäßigerweise ganz auf sie verzichten.

Aus der Zeitschrift "Der Maschinenbau" 1960/7, Seiten 198ff., ist eine solche Matrize dargestellt, die keinen den Durchtrittsöffnungen vorgelagerten verengten Über­ gangsraum aufweist. Bei dieser Matrize ergeben sich sowohl bei nahe der Matrizenplattenmitte als auch bei entfernt von dieser angeordneten Durchtrittsöffnungen unkontrollierte Strömungsverhältnisse im Übergangsbe­ reich der Durchtrittsöffnungen. Diese können, wie schon oben im Zusammenhang mit dicht zur Mitte hin liegenden Durchtrittsöffnungen dargelegt worden ist, zu Beeinträchtigungen bei der Herstellung der Rohre und zu Materialfehlern führen. Es besteht u. a. die Gefahr, daß die Rohre ungleiche Wandstärke haben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Matrize der eingangs genannten Art zu schaffen, mit der insbesondere dicht zur Mitte hin nebeneinanderliegende Rohre mit über die gesamte Länge und den gesamten Umfang gleicher Wandstärke und materialfehlerfrei hergestellt werden können.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Matrize der eingangs genannten Art der Übergangsraum von einer Scheibe mit einer Öffnung oder von Sektoren gebildet ist, deren nach innen, zu den Dornen hin gerichtete Flächen mit den Mantelflächen der Dorne einen Spalt bilden.

Aufgrund der erfindungsgemäßen Konstruktion wird eine weitgehend gleichmäßige und axial gerichtete Strömung des Werkstoffes im Bereich der Durchtrittsöffnungen erreicht. Dadurch werden die oben beschriebenen Nachteile der bisher bekannten Matrizen zum Herstellen eines Rohrflansches mit mehreren um die Flanschmitte angeordneten Rohren vermieden.

Aus der US-PS 28 94 623 sind zwar schon Matrizenvor­ lagen bekannt, die eine gleichmäßigere Strömung des Werkstoffes bei der Herstellung komplizierter Profile bewirken. Die Verbesserung der Strömungsverhältnisse wird aber allein auf einen rechteckigen Aufnehmerquer­ schnitt zurückgeführt. Da es zweckmäßiger ist, einen zylinderförmigen Aufnehmer und darin einschiebbaren Preßkolben zu verwenden, wird der rechteckige Quer­ schnitt durch eine entsprechend ausgebildete Matrizen­ vorlage geschaffen.

Der in der Erfindung vorgesehene Spalt zwischen den nach innen gerichteten Flächen der Scheibe bzw. der Sektoren und den Mantelflächen der Dorne hat vorzugs­ weise eine Breite, die etwa gleich der Wandstärke der strangzupressenden Rohre ist. Es hat sich herausge­ stellt, daß bei dieser Bemessung des Spalts die besten Ergebnisse hinsichtlich der Gleichmäßigkeit und axialer Ausrichtung des Werkstoffflusses erzielt werden.

Einige bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch eine Matrize,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Matrizenplatte,

Fig. 3a ein Ausführungsbeispiel für eine den Übergangsraum bildende Scheibe,

Fig. 3b ein Ausführungsbeispiel für den Übergangs­ raum bildende Sektoren und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Rohr­ flansches mit um die Flanschmitte angeord­ neten Rohren.

Die Matrize, die in nicht dargestellter Weise beheiz­ bar ist, umfaßt ein Gehäuse 1 und einen darin hin- und herbewegbaren Preßkolben 2, in dem eine stationäre Brücke 3 angeordnet. Die Brücke 3 ist mit Dornen 4 verbunden, die sich durch den Kopf 5 des Preßkolbens 2 hindurch in Durchschnittsöffnungen 6 in der Matrizen­ platte 7 hindurcherstrecken, die ihrerseits von einem Rahmen 8 getragen ist. In dem Aufnehmer 9, der durch den Kopf 5 des Preßkolbens 2 an einer Seite und durch die Matrizenplatte 7 an der anderen Seite begrenzt ist, ist eine Scheibe 10 angeordnet, die die Form eines flachen Ringes mit einer Öffnung 11 hat, die einen Übergangsraum bildet. Zwischen der Wand der Öffnung 11 und den Mantelflächen der Dornen 4 ist ein Spalt 12 ausgebildet. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind drei Dorne 4 und drei Durchtrittsöffnungen 6 vorhanden.

Die Arbeitsweise der Strangpresse ist die folgende:

Zwischen der Scheibe 10 und dem Kopf 5 des Preßkolbens 2 wird ein aus dem Ausgangswerkstoff hergestellter Preßblock 16 angeordnet, dessen Werkstoffvolumen größer as dasjenige der gewünschten Rohre ist. Dieser Preßblock füllt in radialer Richtung fast den gesamten Aufnehmer 9. Danach wird durch den Preßkolben 2 ein Druck auf den Preßblock 16 ausgeübt. Ist der Druck ausreichend hoch, beginnt der Werkstoff zu fließen und dringt durch die Durchtrittsöffnung 10 in der Matrizenplatte 7 hindurch, durch die sich die Dorne 4 erstrecken. An der Unterseite der Matrizenplatte 7 treten die ausgebildeten, in der Zeichnung nicht dargestellten Rohre aus den Durchtrittsöffnungen 6 aus. Sobald die Rohre die gewünschte Länge haben, wird der Druck aufgehoben und die Einrichtung wird derart angehoben, daß die Matrizenplatte 7 zusammen mit dem auf deren Oberseite geformten Rohrflansch und den mit diesem verbundenen Rohren herausgenommen und die Matrizenplatte 7 von den Rohren abgezogen werden kann. Um eine bessere Führung des Werkstoffes zu erreichen, ist jedes dem Preßkolben 2 zugewandte Ende der Durchtrittsöffnungen 6 mit einem Preßring 13 versehen, der ebenfalls von den geformten Rohren abgezogen werden muß. Der erhaltene Rohrflansch mit Rohren ist in Fig. 4 veranschaulicht. Der dargestellte Rohr­ flansch ist bereits mit Öffnungen zur Befestigung an einer Vorrichtung und mit erforderlichen Profilen (nicht dargestellt) zur Aufnahme von Dichtungen versehen. Die Verbindung der Rohre mit dem Rohrflansch wird durch eine kreisförmige Verdickung am Rohrflansch bewirkt, die den Abmessungen der Öffnung 11 der Scheibe 10 entspricht.

Die Verwendung der Scheibe 10 hat sich als unbedingt zweckmäßig erwiesen, um Werkstücke herzustellen, die aus einem Rohrflansch mit mehreren Rohren bestehen, bei denen der Durchmesser des Rohrflansches größer als derjenige der Flanschverdickung ist. Das Verhältnis des Abstandes der Dorne 4 zum Durchmesser des Rohres sollte zwischen 1 und 4 liegen oder gleich 1 oder 4 sein. Die Abmessungen der Scheibe 10 erfüllen vorzugs­ weise die folgenden Erfordernisse:

wobei H die Höhe der Scheibe 10, A den Abstand der Dorne 4 und D den Durchmesser der Dorne 4 in Millimetern angeben.

W + 3 B ≈ W (II)

wobei B die Breite des Spaltes 12 zwischen der nach innen weisenden Fläche der Scheibe 10 und den Mantelflächen der Dorne 4, und W die Wandstärke der Rohre in Millimetern bezeichnen.

Ein Rohrflansch mit drei Rohren, der aus einer Aluminiumlegierung hergestellt worden ist, hat etwa die folgenden Abmessungen:

Rohr: 10,5/8 mm
Teilkreisdorne: 10 mm
Abstand zwischen den Dornen: 17,32 mm.

In den Fig. 3a und 3b der Zeichnung sind andere Ausführungen anstelle der in den Fig. 1, 2 und 4 dargestellten Scheibe 10 veranschaulicht.

Fig. 3a zeigt drei Sektoren 14, die drei Dornen 4 zugeordnet sind und deren nach innen zu den Dornen 4 hin gerichtete Flächen mit den Mantelflächen der Dorne 4 einen Spalt 12 bilden.

Fig. 3b zeigt andererseits eine Scheibe 10, die mit Aussparungen 15 versehen ist, die die Dorne 4 teilweise unter Bildung eines Spaltes 12 zwischen den Innenseiten der Aussparungen 15 und den Mantelflächen der Dorne 4 umgeben.

Claims (2)

1. Matrize zum Herstellen eines Rohrflansches mit wenigstens zwei um die Flanschmitte angeordneten Rohren, in einer Strangpresse, die einen Aufnehmer für den Preßblock, einen in den Aufnehmer ein­ schiebbaren Preßkolben und eine den Aufnehmer abschließende Matrizenplatte mit wenigstens zwei Durchtrittsöffnungen und in diese einragende Dorne aufweist, und bei der den Durchtrittsöffnungen ein gegenüber dem Aufnehmerquerschnitt verengter Über­ gangsraum vorgelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergangsraum von einer Scheibe (10) mit einer Öffnung oder von Sektoren (14) gebildet ist, deren nach innen, zu den Dornen (4) hin gerichtete Flächen mit den Mantelflächen der Dorne (4) einen Spalt (12) bilden.

2. Matrize nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Spalts (12) etwa gleich der Wandstärke der strangzupressenden Rohre ist.