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Matrize für Strangpressen Die Erfindung betrifft eine zusammengesetzte
Matrize für Strangpressen. Die Aufgabe der Erfindung ist, durch zweckentsprechende
Unterteilung der Matrize sowie durch eine geeignete Formgebung der Matrizenteile
die Lebensdauer solcher Matrizen zu erhöhen. Die Erfindung bezweckt ferner die leichte
Auswechselbarkeit der der Abnutzung in sehr verschiedenem Maße unterworfenen Teile.
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Es sind schon zusammengesetzte Matrizen für Strangpressen bekannt,
die aus einer Matrizenfassung und zwei oder mehreren in der Achsrichtung der Matrize
übereinandergelegten Einsätzen bestehen. Eine bekannte Matrize dieser Art besteht
aus einer zylindrischen Matrizenfassung und einem Paar von Matrizeneinsätzen, die
in eine Erweiterung der Matrizenfassung eingelassen sind. Einer dieser Einsätze
bildet den formgebenden Teil der Matrize, während der dem Block zugekehrte andere
Einsatz als Ring ausgebildet ist, dessen Querschnitt ein rechtwinkliges, ungleichschenkliges
Dreieck mit einem Winkel von etwa 55' an der inneren Kante darstellt. Bei
dieser bekannten Matrizenkonstruktion bilden die Matrizenfassung und der dem Block
zugekehrte Einsatz gemeinsam die Blockauflage.
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Gegenüber diesen bekannten zusammengesetzten Matrizen ist in bezug
auf die Matrize nach der Erfindung auszuführen, daß hier zwar ebenfalls der formgebende
Matrizeneinsatz und gegebenenfalls noch andere, die Unterlage für den formgebenden
Matrizeneinsatz bildende Ringe in die Matrizenfassung eingelassen sind. 'Auf der
von dem formgebenden Matrizeneinsatz und der Matrizenfassung gebildeten Fläche liegt
aber frei ein im folgenden als Auflagering bezeichneter Matrizenteil auf, der mit
dem Außendurchmesser der Matrizenfassung und des Blockes ausgeführt ist und die
Auflagefläche für den Block bildet. Der Radialschnitt dieses Auflageringes stellt
ein ungleichschenkliges, rechtwinkliges Dreieck dar, welches mit einem spitzen Winkel
von etwa 27° der Ringachse zugekehrt ist.
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Die Vorteile der Matrizenbauart nach der Erfindung ergeben sich aus
nachstehender Betrachtung. Bei zusammengesetzten Matrizen bekannter Art wird die
Blockauflagefläche, nachdem das Ausspritzen des Blockes eingeleitet ist, von der
ebenen Fläche der Matrizenfassung und von der Kegelfläche des in die Matrizenfassung
eingelassenen Matrizeneinsatzes gebildet. Da nun die ganze Blockauflagefläche der
Abnutzung unterliegt, so muß bei diesen Konstruktionen im Falle der Abnutzung nicht
nur der kegelförmige Ring, sondern auch die Matrizenfassung selbst ausgewechselt
werden. Bei der Matrizenkonstruktion nach der Erfindung muß dagegen nur der leicht
austauschbare Auflagering ausgewechselt werden. Bei den bekannten Matrizenkonstruktionen
ergeben sich ferner Nachteile daraus, daß die Blockauflage quer zur Fließrichtung
unterteilt ist. Das unter hohem` Druck stehende Metall hat die Neigung, sich in
der Trennungslinie zwischen Matrizenfassung und dem kegelförmigen Matrizenteil einzupressen
und den Trennspalt zu erweitern.
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Es ist zwar auch schon bekannt, ganzteilige Matrizen mit dem nach
Versuchen für das Ausfließen besonders günstigen Winkel von
etwa
3o° abzuschrägen, es konnte aber nicht vorausgesehen werden, daß Blockauflageringe
von der durch das Winkelmaß bedingten geringen Stärke so enorme Beanspruchungen
von Wärme und Druck, wie sie besonders beim Spritzen von Rohren aus hochlegierten
Stählen auftreten, zulassen würden. Denn der Auflagering ist, wie aus der Zeichnung
zu erkennen ist, bei Verwendung des Winkels von etwa a7° an der den Matrizeneinsatz
berührenden Ecke auch bei Abrundung so schwach, daß mit einer ganz raschen Abnutzung
der schwachen Kante des Auflageringes durch gleichzeitige Hitze- und Druckbeanspruchungen
gerechnet werden mußte.
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Ein weiterer Gegenstand betrifft die Gestaltung des formgebenden Matrizeneinsatzes,
der von allen Werkzeugteilen der höchsten Beanspruchung ausgesetzt ist. Nach der
Erfindung wird der formgebende Matrizeneinsatz so ausgebildet, daß sein ebener Teil
im Anschluß an den Auflagering nicht unmittelbar, sondern mit einem in die Matrizenöffnung
vorspringenden, einen Winkel von etwa .45° mit der Vertikalen bildenden niedrigen
Konus in die Spritzkante übergeht. Der Zweck dieser Anordnung im Anschluß an den
mit dem Winkel von z7° ausgeführten Auflagering ist ein doppelter. Es wird zunächst
einmal ein Strömungsschatten erzeugt, der die Spritzkante selbst entlastet. Dieser
Strömungsschatten entsteht dadurch, daß das Metall bestrebt ist, in der durch die
Neigung der Blockauflagefläche (z7°) bedingten Fließrichtung weiterzufließen. Praktische
Versuche haben die Richtigkeit solcher Überlegungen vollkommen bestätigt.
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Im praktischen Gebrauch bleibt allerdings die scharfe Spritzkante
nicht bestehen, sondern macht einer allmählichen Abrundung Platz, d. h. das Werkzeug
stellt sich selbst auf die günstigste Gebrauchsform ein.
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Dem genannten Erfindungsmerkmal kommt aber noch eine andere, praktisch
noch wichtigere Bedeutung zu. Läßt man nämlich die ringförmige Kante des Blockauflageringes
wie bei der bekannten Ausführung mit der Spritzkante zusammenfallen, so hat dies
zur Folge, daß jede Abnutzung der Spritzkante auch die Kante des Auflageringes in
Mitleidenschaft zieht. Bei dieser bekannten Anordnung wird also der Auflagering
und der Matrizeneinsatz gleich stark abgenutzt. Wird aber, wie es ja der Zweck der
beschriebenen Anordnung ist, die Spritzkante räumlich von der Kante des Auflageringes
getrennt, so hat die Abnutzung der Spritzkante keine gleich große Abnutzung der
Kante des Auflageringes zur Folge. Da nun die Abnutzung des formgebenden Matrizeneinsatzes
ein Vielfaches von der des Auflageringes beträgt, so schließt diese scheinbar geringfügige
bauliche Maßnahme ganz erhebliche praktische Vorteile ein. Während bei den bekannten
Matrizenkonstruktionen der Auflagering jedesmal mit dem Matrizeneinsatz ausgewechselt
werden muß, überdauert der Auflagering nach der beschriebenen Konstruktion eine
große Anzahl von Matrizeneinsätzen.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer nach der Erfindung
zusammengesetzten Matrize dargestellt.
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e ist die Matrizenfassung, die gegebenenfalls auch noch weiter unterteilt
sein kann. Der Matrizeneinsatz f2 bildet die Unterlage für den formgebenden Matrizeneinsatz
f1. Der Einsatz f2 hat eine etwas größere Bohrung wie J l. Der Teil f 1 ist
von der Spritzkante h aus nach unten konisch erweitert, um jede unnötige Reibung
des fertiggebildeten Rohres oder der Stange nach Verlassen der Spritzkante zu vermeiden.
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i ist der niedrige Konus, mit dem die ebene Fläche.des formgebenden
Matrizeneinsatzes in die Spritzkante übergeht.
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h stellt einen abgerundeten Absatz an der kegehgen Fläche des Auflageringes
g dar.