DE69403704T2

DE69403704T2 - Strangpresse

Info

Publication number: DE69403704T2
Application number: DE69403704T
Authority: DE
Inventors: Sadahide Yano
Original assignee: YANO ENG YK
Current assignee: YANO ENG YK
Priority date: 1993-03-04
Filing date: 1994-03-01
Publication date: 1997-09-18
Anticipated expiration: 2014-03-02
Also published as: EP0615796B1; CA2116932A1; AU5757094A; ATE154263T1; EP0615796A1; JP2602397B2; TW262409B; DE69403704D1; JPH06254621A; US5464340A; KR940021143A; AU670350B2

Description

Technischer Bereich

1. Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Strangpresse, die zur Herstellung von strangepressten Profilen aus Metall wie Aluminium verwendet wird.

2. Stand der Technik

Strangpressen gemäß des bekannten Stands der Technik umfassen zum Strangpressen von Aluminium oder ähnlichem extrudierbaren Material eine Strangpressdüse, welche den strangepressten Profilen eine gewünschte Form gibt und eine Materialzufuhrpassage, die der Düse das Metall zuführt. Auf das erweichte extrudierbare Material, welches in der Passage zu der Düse wandert, wird ein Extrudierdruck ausgeübt, so daß die strangepressten Profile gewünschter Form entstehen.
Der Anmelder hat in seinen japanischen Patentanmeldungen JP-A-6182434 und JP-A-6226337 einen Apparat zur kontinuierlichen Extrusion drahtförmigen oder stangenförmigen Materials vorgeschlagen. Diese Anmeldungen wurden jedoch nach dem Prioritätstag der vorliegenden Erfindung veröffentlicht.
Wie in Fig. 7 gezeigt, umfaßt dieser Apparat eine Düse 103 und einen hinter der Düse befindlichen Behälter 102 mit einer Heizung 101. Der Apparat umfaßt ferner eine Materialzufuhrvorrichtung 104 hinter dem Behälter 102, um so das Rohmaterial in den Behälter zu zwingen. Das drahtförmige oder stangenförmige Material "W" geringen Durchmessers wird fortwährend bei Raumtemperatur in eine Passage 102a in dem Behälter 102 gezwungen. Somit bleibt der Extrudierdruck in der Passage 102a auf angemessener Höhe. Dieser Druck zwingt extrudierbares Material durch die Düse 103, um einen gepressten Strang "E" eines gewünschten Profils zu ergeben, wobei die Heizung 101 zuvor das Material innerhalb des Behälters 102 erhitzt und erweicht hat.
Die Funktion eines solchen kontinuierlich extrudierenden Apparats ist jedoch nicht immer perfekt, da, je nach dem Profil der gepressten Stränge, möglicherweise die Zufuhrvorrichtung 104 nicht hinreichend Druck auf das extrudierbare Material "M" in der Passage 102a ausübt.
Dieses Problem ist nicht nur dem in Fig. 7 dargestellten Apparat zu eigen, sondern kann ebenso in Strangpressen des bekannten Stands der Technik auftreten, in welchen ein Metallbarren in dem Behälter in Richtung der Düse gepresst wird. Mit anderen Worten wird dieses Problem in vielen Strangpressen, die eine Düse und eine mit dieser verbundene Materialzufuhrvorrichtung umfassen, auftreten.
Ein anderes Problem der beispielsweise in Fig. 7 dargestellten Strangpressen ist, daß viele Faktoren eine ungleichmäßige Temperaturverteilung in dem extrudierbaren Material im Inneren der Passage verursachen. In diesem Fall wird das extrudierbare Material in veränderlichem Grade erweicht. Wenn der Düse ein nicht bis zum vollständigen Erweichen erhitztes Material zugeführt wird, wird ein unerwünscht hoher Druck dieselbe früh zerbrechen.
Der in Fig. 7 gezeigte Apparat ist konzipiert, draht- oder stangenförmiges Rohmaterial in die Passage 102a des Behälters 102 zu zwingen. Ungenaue Regelung der Heizung 101 dieses Apparats führt zu unzureichendem Heizen des in die Passage 102a gezwungenen Materials "W". Dieses nicht vollständig erweichte Material "W" ist in der Lage, die Düse 103 zu zerbrechen.
Desweiteren ist zu beachten, daß sich das Material "M" in der Düse in angemessen erweichtem Zustand befindet, um einen guten Metallfluß durch diese sicherzustellen. Das Material "M" sollte daher auf eine vorbestimmte Temperatur erhitzt werden, bevor es in die Düse 103 eintritt. Die Strangpresse in Fig. 7 verwendet die Heizung 101 zum Erhitzen des Materials "M", während sich dieses in der Passage 102a vorwärtsbewegt. Die Heizung 101, welche für das Heizen des Materials die wichtigste Rolle spielt, wird jedoch den Verbrauch an thermischer Energie erhöhen und somit die Herstellungskosten in unvorteilhaftem Umfang steigern.
Dasselbe Problem ist dem Barren-Strangpress-Verfahren zu eigen, da viel Energie zum Heizen des Barrens verbraucht wird.

Aufgaben der Erfindung

Eine Aufgabe der Erfindung hinsichtlich der Probleme, die Strangpressen des Stands der Technik zu eigen sind, besteht darin, eine neuartige Strangpresse bereitzustellen, die einen hinreichenden Druck auf Rohmaterial in einer Zufuhrpassage ausüben kann, so daß ein größerer Bereich von Strangpressbedingungen abgedeckt werden kann.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Strangpresse bereitzustellen, in welcher ein höherer Druck auf das Rohmaterial ausgeübt wird und gleichzeitig dieses Rohmaterial vor dem Durchfließen einer Extrusionsdüse erhitzt wird, um gleichförmig zu schmelzen, so daß diese Düse vor Bruch, der ihre Haltbarkeit beeinträchtigt, geschützt wird. Diese Aufgabe muß durch die Erfindung in einer Weise gelöst werden, die den Bedarf an Heizungen zum Erweichen des Rohmaterials vermindert, verkleinert oder ausschließt, um den Energieverbrauch und die Ausrüstungs- und Herstellungskosten zu senken.
Noch eine weitere Aufgabe ist es, eine Strangpresse bereitzustellen, bei der drahtförmiges oder stangenförmiges Rohmaterial kontinuierlich in einer Weise durch eine Materialzufuhrvorrichtung gezwungen wird, durch welche verhindert wird, daß nicht erweichtes oder unzureichend erweichtes Rohmaterial die Düse erreicht, um so die Düse vor Beschädigungen zu schützen, die andernfalls deren Haltbarkeit beeinträchtigen würden. Auch muß diese Aufgabe in einer Weise erbracht werden, die die einen hinreichend hohen Extrudierdruck bei gesenkten Energiekosten sicherstellt.
Andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus den unten beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich. Dennoch schränken diese Ausführungsformen nicht den Gegenstand der Erfindung ein, sondern sind modifizierbar, ohne den Gegenstand der beigefügten Patentansprüche zu verlassen.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einer ersten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine Strangpresse mit den folgenden Merkmalen dar: eine Strangpressdüse; eine Zufuhrpassage, die hinter der Düse angeordnet ist und dieser Rohmaterial zuführt; und ferner kennzeichnend mindestens ein Paar Schraubenblätter umfaßt, wobei jedes eine schraubenförmige Kante vorbestimmten Steigungswinkels aufweist, die von dem inneren Umfang der Zufuhrpassage in diese hineinragt, in welcher die Schraubenblätter in Drehung versetzt werden, um so das Rohmaterial in Richtung der Düse zu zwingen.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine Strangpresse mit folgenden Merkmalen dar: eine Strangpressdüse; eine Zufuhrpassage, welche hinter der Düse angeordnet ist und dieser Rohmaterial zuführt; und ferner kennzeichnend einen ortsfesten Kern in einem Zwischenbereich der Zufuhrpassage umfaßt, um so mindestens einen mit der Zufuhrpassage fluid-verbundenen ringförmigen Durchgang um den Kern zu begrenzen, und mindestens ein Paar Schraubenblätter, von denen jedes eine schraubenförmige Kante vorbestimmten Steigungswinkels aufweist, die in dem ringförmigen Durchgang angeordnet ist, in welchem die Schraubenblätter in Drehung versetzt werden, um so das Rohmaterial in Richtung der Düse zu zwingen.
In der hier dargestellten Strangpresse gemäß der zweiten Ausführungsform ragen die schraubenförmigen Kanten vorzugsweise aus dem inneren Umfang der Zufuhrpassage in den ringförmigen Durchgang ( die ringförmigen Durchgänge ).
Vorzugsweise kann eine Vielzahl von Brücken den ortsfesten Kern an seinem Ort halten, wobei die Brücken in Winkelabständen angeordnet sind.
Es ist bevorzugt, daß keine schraubenförmige Kante entlang ihrer Gesamtlänge in einem schraubenförmigen Tal liegt.
Die Schraubenblätter mit den schraubenförmigen Kanten können vorzugsweise aus dem inneren Umfang kurzer säulen- oder scheibenförmiger Bauteile ragen. Jedes Blatt kann ein aus Hartmetallpulver oder ähnlichem gesinterter Block sein und die Zufuhrpassage erstreckt sich axial zu den säulen- oder scheibenförmigen Bauteilen.
Gemäß einer dritten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine Strangpresse mit folgenden Merkmalen dar: eine Strangpressdüse; eine Zufuhrpassage die hinter der Düse angeordnet ist und dieser Rohmaterial zuführt; eine Materialzufuhrvorrichtung hinter der Zufuhrpassage, um in diese drahtförmiges oder stangenförmiges Rohmaterial kleinerer Querschnittsfläche als die der Zufuhrpassage zu zwingen; und kennzeichnend einen ortsfesten Kern in einem Zwischenbereich der Zufuhrpassage umfaßt, um so mindestens einen mit der Zufuhrpassage fluidverbundenen ringförmigen Durchgang um den Kern zu begrenzen; und mindestens ein Paar Schraubenblätter, von denen jedes eine schraubenförmige Kante vorbestimmten Steigungswinkel aufweist, die in dem ringförmigen Durchgang angeordnet ist, in welchem die Schraubenblätter in Drehung versetzt werden, um so das Rohmaterial in Richtung der Düse zu zwingen.
In der hier dargestellten Strangpresse gemäß der dritten Ausführungsform kann die Materialzufuhrvorrichtung vorzugsweise eine erste Vorschubschraube und eine zweite Vorschubschraube umfassen. Jede Vorschubschraube hat an ihrem inneren Umfang eine mit vorbestimmtem Steigungswinkel gebildete schraubenförmige Kante, die seitwärts in eine stromaufwärtige Passage ragt, welche sich hinter der Zufuhrpassage befindet und diese fortsetzt. Der Steigungswinkel ist von der Art, daß die schraubenförmigen Kanten in den äußeren Umfang des länglichen Rohmaterials, welches die stromaufwärtige Passage durchwandert, eingreifen können. Die erste und zweite Vorschubschraube sind in Achsrichtung der stromaufwärtigen Passage ausgerichtet und um diese Achse drehbar, jedoch nicht verschiebbar. Die Strangpresse ist ferner mit einer Antriebsvorrichtung versehen, welche die erste und zweite Vorschubschraube in zueinander entgegengesetzte Drehbewegungen versetzt. Die schraubenförmigen Kanten der Vorschubschrauben weisen derartige Gewindesteigungen auf, daß sie das Rohmaterial in einen Extrudier- oder Druckbehälter zwingen, wenn die Vorschubschrauben in entgegengesetzten Richtungen rotieren.
In der dargestellten Strangpresse gemäß der dritten Ausführungsform kann vorzugsweise eine Heizung einen Zwischenbereich der Zufuhrpassage zwischen der Materialzufuhrvorrichtung und dem ortsfesten Kern umschließen.
Eine weitere Heizung kann sich ferner entlang eines stromabwärtigen Zufuhrpassagenbereichs zwischen dem Kern und der Düse erstrecken.
Im Betrieb der Strangpresse gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung drehen sich die Schraubenblätter mit den in die Zufuhrpassage ragenden schraubenförmigen Kanten, um als schraubende Bauteile Schub in Richtung der Düse auf das Rohmaterial auszuüben.
Im Betrieb der Strangpresse gemäß der zweiten Ausführungsform verändert der in dem Zwischenbereich der Zufuhrpassage befindliche ortsfeste Kern den kompakten Fluß des Rohmaterials. Genauer wird das Material, welches stromaufwärts des Kerns ein kompakter nichthohler Fluß war, zu einem ringförmigen Fluß während es den Kern passiert. Stromabwärts des Kerns wird das Rohmaterial wieder zu dem kompakten Fluß. Solche Wechsel von dem kompakten Fluß zu dem ringförmigen Fluß und umgekehrt sind zur Umwälzung des Rohmaterials wirksam. Somit wird vor dem Erreichen der Düse dessen Temperaturverteilung innerhalb der Zufuhrpassage gleichmäßig, wodurch das Material gleichmäßig erweicht wird. Die Reibung zwischen der Materialoberfläche und der Kernoberfläche, wie auch die innere Reibung innerhalb des sich verformenden Materials erzeugt eine beträchtliche Wärmemenge, die dessen Temperatur steigert.
Auch in der Strangpresse gemäß der zweiten Ausführungsform erteilen die schraubenförmigen Kanten, welche in die ringförmigen Durchgänge ragen, um Teile der Zufuhrpassage zu bilden, dem Rohmaterial einen starken Extrusionsschub.
Die Kombination des Kerns mit den rotierenden schraubenförmigen Kanten macht diese Strangpresse ferner vorteilhaft, da die Querschnittsfläche jeder schraubenförmigen Kante bedeutend größer als der ringförmige Durchgang ist, der sich zwischen dem äußeren Umfang des Kerns und dem inneren Umfang der Passage bildet. Somit erzeugt die Rotation der Kanten einen extrem starken Schub, um das Material vorwärts zu drängen und das Umwälzen und die Reibungshitze führt effektiver zu seinem Erweichen.
Die Strangpresse gemäß der dritten Ausführungsform macht sicherlich das drahtförmige oder stangenförmige Rohmaterial unschädlich, selbst wenn dieses in die Zufuhrpassage eintritt, bevor es vollständig erweicht ist.
Der Grund ist, daß der ortsfeste Kern und die rotierenden schraubenförmigen Kanten das Rohmaterial gleichmäßig weich reiben und kneten, bevor es die Düse erreicht. Solch nichterweichtes oder teilweise erweichtes Rohmaterial setzt somit nie die Düse unter unerwünscht hohe Spannung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Querschnitt einer Strangpresse gemäß mit einer ersten Ausführungsform und zeigt den Teil, der sich stromauf und entlang der Strangpressrichtung eines Rohmaterials befindet;
Fig. 2 ist, ähnlich wie Fig. 1, ein Querschnitt eines stromabwärtigen Teils der Strangpresse;
Fig. 3A ist ein vergrößerter Querschnitt einer Materialzufuhrvorrichtung, mit dem die Strangpresse ausgestattet ist, um sie mit Rohmaterial zu versorgen;
Fig. 3B ist ein Seitenriß eines Schraubenblattes in der Zufuhrvorrichtung, von der Linie 3 - 3 in Fig. 3A aus gesehen;
Fig. 4 ist ein vergrößerter Querschnitt eines Zusatzverdichters, mit dem die Strangpresse ausgestattet ist, um das Rohmaterial zu verdichten;
Fig. 5A ist ein Querschnitt entlang der Linie 4 - 4 in Fig. 4;
Fig. 5B ist ebenfalls ein Querschnitt entlang der Linie 5 -5 in Fig. 4;
Fig. 6 ist ein Querschnitt einer anderen Strangpresse gemäß einer zweiten Ausführungsform und zeigt den Teil, der sich stromab und entlang der Strangpressrichtung befindet, und
Fig. 7 ist ein Querschnitt einer wiederum anderen Strangpresse, die von dem Anmelder in JP-A-6182434 vorgeschlagen wurde, welche nach dem Prioritätstag der vorliegenden Erfindung veröffentlicht wurde.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun bezugnehmend auf eine Strangpresse, die sich zur Herstellung von stranggepreßten Aluminiumprofilen eignet, im einzelnen beschrieben.
Fig. 1 und 2 zeigen eine Strangpresse gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Bezugszeichen 1, 2, 3, 4, 5 beziehungsweise 6 bezeichnen: eine Materialzufuhrvorrichtung; einen ersten Behälter; einen Zusatzverdichter; einen zweiten Behälter; eine Strangpressdüse und einen Düsenhalter.
Die Materialzufuhrvorrichtung 1 ist so aufgebaut, daß draht- oder stangenförmiges Rohmaterial in ein stromaufwärtiges Ende des ersten Behälters 2 gezwungen wird. Extrudierbares Material "M" wird dort durch die Zufuhrvorrichtung bis zu einem Strangpressdruck verdichtet. Das Bezugszeichen 8 bezeichnet einen stromaufwärtigen Durchlauf, durch welchen das Rohmaterial vorangetrieben wird.
Fig. 1 zeigt, daß die Materialzufuhrvorrichtung 1 eine erste Vorschubschraube 11, eine zweite Vorschubschraube 12 und eine Antriebsvorrichtung 13 umfaßt.
Die erste Vorschubschraube 11 setzt sich aus einem Schraubenblatt 15 und einem Blatthalter 16 zusammen, an dessen äußerem Umkreis ein Zahnrad 17 befestigt ist.
Fig. 3A und 3B zeigen, daß das Schraubenblatt 15 ein kurzes säulen- oder scheibenförmiges Bauteil ist, welches in axialer Richtung einen Teil des stromaufwärtigen Durchlaufes 8 begrenzt. Eine im inneren Umkreis des Schraubenblattes integriert ausgebildete schraubenförmige Kante 15a erstreckt sich spiralförmig mit einem vorbestimmten Steigungswinkel und ist von gratförmigem Querschnitt.
Die gratförmige schraubenförmige Kante 15a ragt radial in den stromaufwärtigen Durchlauf 8, um so in den äußeren Umkreis des dort durchwandernden Materials "W" einzugreifen.
Die schraubenförmige Kante ist, wie in Fig. 3B gezeigt, geringfügig kürzer als ein Vollkreis, so daß das Schraubenblatt nicht mit dem Rohmaterial rotieren kann.
Die beiden Umfangsendstücke der Kante 15a sind abgeschrägt, und senken sich so an den Enden, daß die Kante in den äußeren Umfang des Rohmaterials "W" leicht eingreifen und dieses reibungslos wieder verlassen kann.
Der Flügel kann vorzugsweise ein aus Hartmetallpulver oder ähnlichem gesintertes Stück sein, denn die Kante 15a ist geringfügig kürzer als ein Vollkreis. Das Sintern von Metallpulver ist vorteilhaft, da die Kante einfach und genau bei niedrigeren Kosten gefertigt werden kann.
Das Schraubenblatt 15 kann einen Verbund-Aufbau aufweisen, bestehend aus einem Grundteilstück und der schraubenförmigen Kante 15a, wobei das Grundteilstück aus irgendeinem gewöhnlichen Metall und die schraubenförmige Kante aus Hartmetall gefertigt ist. Die Kante kann ein nahe benachbartes Teilstück beinhalten und Keramik oder Ähnliches kann anstelle des Hartmetalls zur Herstellung des Schraubenblattes verwendet werden.
Ähnlich wie das Schraubenblatt 15 ist auch der Blatthalter 16 aus Hartmetall, Keramik oder einem ähnlich harten Material gefertigt. Dieser Halter 16 weist eine hintere und eine vordere Bohrung 16a beziehungsweise 16b zur gleitenden Aufnahme benachbarter Bauelemente auf. Das Schraubenblatt 15 paßt in die vordere Bohrung 16b und liegt auf deren Boden auf. Keile 14 befestigen das Schraubenblatt 15 an dem Blatthalter 16, um diesen mitzudrehen.
Schrauben 18 befestigen den Halter 16 an einem scheibenförmigen Antriebsrad 17, welches sich außerhalb des Halters befindet.
Fig. 3A zeigt ferner die zweiten Vorschubschraube 12 der ebenso ein Schraubenblatt 20 aufweist. Eine schraubenförmige Kante 20a dieses Schraubenblattes verläuft in entgegengesetzter Richtung wie die schraubenförmige Kante 15a der ersten Vorschubschraube 11. Die anderen Teile einschließlich eines Blatthalters 16 und eines Zahnrades 17 in der zweiten Vorschubschraube 12 sind die gleichen wie die in der Ersten und deshalb ist die Beschreibung gekürzt.
Die erste und die zweite Vorschubschraube 11 und 12 sind in folgender Weise in die Strangpresse eingebaut.
Eine leicht gleitende Manschette 22 ist einerseits in die vordere Bohrung 16b des Halters der ersten Vorschubschraube 11 und andererseits in die hintere Bohrung 16a des Halters 16 der zweiten Vorschubschraube 12 eingepaßt, wodurch die erste mit der zweiten überbrückend verbunden ist.
Bezugnehmend nun wieder auf Fig. 1, hält eine Rückwand 23 ein Lager 25 und ist einer Frontwand 24, welche ebenso ein Lager 26 hält, beabstandet gegenüber angeordnet.
Ein vorderer Ansatz 25a des hinteren Lagers 25 ist in die hintere Bohrung 16a des hinteren Halters 16 so eingepaßt, daß das hintere Lager 25 die erste Vorschubschraube 11 drehbar trägt.
Eine leicht gleitende Manschette 27 ist einerseits in die vordere Bohrung 16b des Halters der zweiten Vorschubschraube 12 und andererseits in eine hintere Aussparung 26a des vorderen Lagers eingepaßt, wodurch diese überbrückend miteinander verbunden sind. Somit trägt das vordere Lager 26 die zweiten Vorschubschraube 12 drehbar.
Aufgrund der beschriebenen Verbindungsstruktur sind die zwischen der Rück- und Vorderwand 23 und 24 gehaltenen ersten und zweiten Vorschubschrauben 11 und 12 unabhängig voneinander drehbar.
Die Antriebsvorrichtung 13 umfaßt ein Paar erster und zweiter Wellen 28 und 29, die sich außerhalb der Antriebsschrauben 11 und 12 befinden. Diese Wellen 28 und 29 verlaufen parallel zueinander und zur Strangpressrichtung und erstrecken sich über die Vorschubschrauben hinaus. Ein auf der ersten Welle 28 befestigtes erstes Ritzel 30 befindet sich im Eingriff mit dem Zahnrad 17 in der ersten Vorschubschraube 11, und ein zweites auf der zweiten Weile 29 befestigtes Ritzel 31 befindet sich ähnlich mit dem entsprechendem Zahnrad 17 in der zweiten Vorschubschraube 12 im Eingriff. Eine Antriebseinheit wie ein Elektromotor treibt die Antriebsritzel 32, die auf den Wellen 28 und 29 befestigt sind, in entgegengesetzte Richtungen an. Aufgrund der Antriebskraft, die durch die Wellen 28 und 29, und durch das erste und zweite Ritzel, 30 und 31, übertragen wird, dreht sich die erste Vorschubschraube 11 in normaler Richtung, während sich die zweite Vorschubschraube 12 in entgegengesetzter Richtung dreht.
Da sich die Vorschubschrauben in entgegengesetzten Richtungen drehen und die dadurch angetriebenen schraubenförmigen Kanten 15a und 20a entgegengesetzten Drehsinn aufweisen, wird das Rohmaterial "W" vor Torsion oder jeglicher unerwünschter Verformung geschützt, welche ein ununterbrochenes und reibungsloses Fortbewegen des Materials in Richtung des ersten Behälters 2 verhindern würde.
Die Bezugszeichen 34 und 35 bezeichnen ein Paar Zufuhrwalzen beziehungsweise eine Führung.
Der erste Behälter 2 empfängt fortwährend das durch die Zufuhrvorrichtung 2 dorthin gedrängte Rohmaterial "W" und wandelt dieses in ein extrudierbares Material "M" mit erhöhtem Durchmesser um. Das extrudierbare Material "M" in dem ersten Behälter 2 wird bis zu einem optimalen Grade erweicht, um möglichst wirkungsvoll mittels des Zusatzverdichters 3 verdichtet zu werden, welcher einen später beschriebenen Strangpressdruck erzeugt.
Der in Fig. 1 gezeigte erste Behälter 2 umfaßt einen Behälterkörper 37 und eine Heizung 38.
Der Behälterkörper 37 ist ein Zylinder, der zum Beispiel aus hochfestem hitzebeständigem Stahl oder geeigneter Keramik gefertigt ist. Eine sich axial im Körper 37 erstreckende Verdichtungsbohrung 39 erweitert sich konisch zu ihrem stromabwärtigen Ende. Das stromaufwärtige Ende der Verdichtungsbohrung ist ein zu dem draht- oder stangenförmigen Rohmaterial "W" passender Eingang 39a. Die innere, vor diesem Eingang 39a befindliche Umgebung ist der hintere Bereich der Zufuhrpassage 40. Diese Zufuhrpassage 40 weist einen erheblich größeren Querschnitt auf, als das Material "W".
Die Heizung 38 umgibt den Behälterkörper 37, um so das extrudierbare Material "M" in der Verdichtungsbohrung 39 zu heizen. Die Nummer 41 bezeichnet ein Gehäuse.
Wenn die Heizung 38 im ersten Behälter 2 eingeschalten ist, wird das durch den Eingang 39a in die Bohrung 39 gezwungene Rohmaterial "W" erhitzt, um dessen Widerstand gegen Verformung zu reduzieren. Das somit sukzessiv erhitzte Rohmaterial "W" wird bis zum selben Grade wie das extrudierbare Material "M" erweicht, so daß ersteres in dieses hineinschmilzt und damit eins wird. Besagter erweichter Zustand des extrudierbaren Materials "M" ist derart, daß der Zusatzverdichter 3 möglichst wirkungsvoll ausreichend Druck auf dieses ausüben kann.
Eine Zwischenwand 42 ist beabstandet vor der Frontwand 24 der Zufuhrvorrichtung angeordnet. Das hintere Ende des zwischen diesen Wänden festgehaltenen Behälterkörpers 37 stützt sich gegen das Lager 26 in der Wand 24 ab, wobei das vordere Ende besagten Körpers die andere Wand 42 durchdringt.
Der Zusatzverdichter 3 dient zur Erhöhung des Strangpressdrucks, der von der Zufuhrvorrichtung 1 erzeugt wird, indem dieser das Rohmaterial "W" durch den engen Eingang in die Zufuhrpassage zwingt. Genauer wird das extrudierbare Material "M", welches sich in der Zufuhrpassage 40 befindet, die sich über die Düse 5 und die Bohrung 39 in dem ersten Behälter erstreckt, stärker zu der Düse gezwungen.
Fig. 2 zeigt den Zusatzverdichter 3, der einen ersten Rotor 45, einen zweiten Rotor 46, eine Kerneinheit 48 und einen zusätzlichen Antriebsmechanismus umfaßt.
Der erste Rotor 45 ist eine Zusammenstellung zweier Schraubenblätter 50 mit einem Blatthalter 51, der diese trägt, und einem Zahnrad 52, welches am Halter 51 befestigt ist und diesen umgibt.
Fig. 4 zeigt, daß jedes Schraubenblatt 50 ein kurzes säulen- oder scheibenförmiges Bauteil ist, welches in axialer Richtung einen Teil der Zufuhrpassage 40 bildet. Zwei schraubenförmige Kanten 50a sind in dem inneren Umkreis des Schraubenblattes eingearbeitet. Diese Kanten erstrecken sich spiralförmig mit vorbestimmter Gewindesteigung und sind von gratförmigem Querschnitt.
Die grat- und schraubenförmigen Kanten 50a ragen in radialer Richtung in die Zufuhrpassage 40, um in den äußeren Umfang des extrudierbaren Materials "M" einzugreifen, welches durch die Passage wandert.
Wie in Fig. 5A gezeigt, ist jede schraubenförmige Kante 50a geringfügig kürzer als ein Halbkreis, damit sich das extrudierbare Material nicht mit dem Schraubenblatt mitdreht, was den Transport des Materials durch die Passage erschweren würde. Die zwei schraubenförmigen Kanten 50a sind um 180º gegeneinander verdreht angeordnet, weisen aber denselben Drehsinn auf.
Beide auf dem Umfang befindlichen Endstücke jeder schraubenförmigen Kante 50a sind abgeschrägt, und senken sich so an den Enden, daß die Kante leicht in den äußeren Umkreis des extrudierbaren Materials "M" eingreifen und dieses wieder verlassen kann.
Alle schraubenförmigen Kanten 50a der Schraubenblätter weisen denselben Drehsinn auf.
Wegen der besonderen Form der Kanten 50a, die um 180º gegeneinander verdreht und jeweils geringfügig kürzer als ein Halbkreis sind, kann jedes Schraubenblatt ein Werkstück sein, das vorzugsweise aus Metallpulver, wie Hartmetallpulver, gegossen und gesintert ist. Das Sintern von Metailpulver ist in der Hinsicht vorteilhaft, als hiermit die Kante bei niedrigeren Kosten leicht und genau gefertigt werden kann.
Jedes Schraubenblatt 50 kann einen zusammengesetzten Aufbau aufweisen, bestehend aus einem Grundteilstück und der schraubenförmigen Kante 50a, wobei ersteres aus gewöhnlichem Metall, zweiteres aus Hartmetall gefertigt ist und ein nahe benachbartes Teilstück beinhaltet. Keramik oder ein ähnlich hartes Material kann anstelle des Hartmetalls eingesetzt werden.
Ähnlich wie die Schraubenblätter sind auch die Blatthalter 51 aus Hartmetall, Keramik oder ähnlich hartem Material gefertigt. Jeder Halter 51 weist eine axiale vordere Bohrung 51a auf. Wie in Fig. 4 dargestellt, passen alle hintereinander und Seite an Seite angeordneten Schraubenblätter 50 in die vordere Bohrung und ruhen auf deren Boden. Wie in Fig. 5A gezeigt, sind die Schraubenblätter 50 mittels Keilen 54 an den Blatthaltern 51 befestigt, wodurch diese mitgedreht werden.
Der Halter 51 ist durch Schrauben 53 an einem ihn umschließendem scheibenförmigem Zahnrad 52 befestigt.
Der zweite Rotor 46 umfaßt ebenso Schraubenblätter 55, von denen alle schraubenförmige Kanten 55a aufweisen. Der Drehsinn dieser Kanten 55a ist dem der schraubenförmigen Kanten 50a des ersten Rotors 45 entgegengesetzt. Dennoch sind die anderen Teile einschließlich einem Blatthalter 51 und einem Zahnrad 52 des zweiten Rotors 46 die gleichen wie im ersten Rotor 45.
Die schraubenförmigen Kanten 55a in dem zweiten Rotor können wahlweise mit dem selben Drehsinn wie die Kanten 50a in dem ersten Rotor 45 gefertigt sein.
Die Kerneinheit 48 umfaßt einen festen Kern 56 und einen Kernhalter 57.
Der ortsfeste Kern 56 besteht im wesentlichen aus einer Ummantelung 59, einem Kernkörper 60 und dazwischenliegenden Brücken 61. Die Ummantelung 59 fluchtet mit der Passage 40 und hat als Teil der Passage eine axiale Öffnung. Der in der axialen Öffnung untergebrachte Kernkörper 60 erstreckt sich koaxial zu der Ummantelung 59 und ist so lang, daß seine vordere beziehungsweise hintere Verlängerung die Ummantelung an ihrem vorderem beziehungsweise hinterem Ende überragt. Die in gleichmäßigen Winkelabständen um den Kernkörper 60 angeordneten Brücken 61 halten die Ummantelung 59 an diesem Körper. Aus diesem Grund sind zwischen dem inneren Umkreis der Passage und dem äußeren Umkreis des vorderen und hinteren Teils des Kernkörpers 60 ringförmige Durchgänge 63 ausgebildet. Ferner ist eine Vielzahl von Öffnungen 64 zwischen dem inneren Umkreis der Ummantelung 59 und dem äußeren Umkreis des Mittelteils des Körpers 60 vorgesehen. Diese Öffnungen 64, die sich längs des Kernkörpers erstrecken und in gleichmäßigen Winkelabständen um diesen angeordnet sind, werden durch die Brücken 61 voneinander getrennt.
Im äußeren Umfang der Verlängerungen des Kernkörpers sind spiralförmige Rillen 65 und 66 mit zueinander entgegengesetztem Drehsinn ausgebildet. Der Steigungswinkel der Rillen 65 und 66 ist erheblich größer als der der schraubenförmigen Kanten 50a und 55a. Die spiralförmigen Rillen 65 können anstelle des entgegengesetzten auch den gleichen Drehsinn wie die anderen spiralförmigen Rillen 66 aufweisen.
Andererseits hat der Kernhalter 57 eine abgestufte axiale Bohrung, wie in Fig. 4 dargestellt. Innere, auf den Umkreisen dieser Bohrung durch den Halter 57 befindliche Stufen verringern deren Durchmesser in Richtung zur Düse. Somit sind für den Aufbau des Kernhalters 57 ein hinterer Absatz 68 großen Durchmessers, ein zylindrisches mittleres Teilstück 69 mittleren Durchmessers und als Öffnung ein vorderes Teilstück kleinen Durchmessers vorgesehen. Der Absatz 68 kann mit einem benachbartem Bauteil verbunden werden, welches sich gegenüber dem Kernhalter dreht, wobei das mittlere Teilstück ein weiteres benachbartes Bauteil festhält. Eine Wand 71 ist in dem Kernhalter 57 integriert.
Die Ummantelung 59 des ortsfesten Kerns paßt, wie auch das weitere benachbarte Bauteil, in das mittlere zylindrische Teilstück 69 des Halters 57. Zwischen der Ummantelung 59 und besagtem Teilstück 69 befinden sich Keile 72, die ein Drehen des Teilstücks verhindern.
Die Strangpresse wird mit dem ersten und zweiten Rotor 45 und 46 und der Kerneinheit 48 in folgender Weise ausgestattet.
Der erste Rotor 45 weist einen hinteren Einstich 51b auf, wie in Fig. 2 dargestellt. Eine gleitende Metallmanschette 74 paßt in diesen hinteren Einstich 51b und in einem vorderen Einstich 37a des Behälterkörpers 37 des ersten Behälters 2, so daß der erste Rotor 45 in der ihm bestimmten Lage drehbar ist.
Ein vorderer Ansatz 51c des ersten Rotors 45 paßt als das zuvor genannte benachbarte Bauteil in den hinteren Absatz 68 des Halters. Wie in Fig. 4 gezeigt, wird der erste Rotor somit an dessen Vorderseite durch die Kerneinheit 48 drehbar gehalten.
Der vordere Ansatz 70 des Kernhalters 57 paßt in die hintere Aussparung 51b des zweiten Rotors 46, welcher somit an dessen Hinterseite durch die Kerneinheit 48 drehbar gehalten wird.
Ein vorderer Ansatz 51c des in Fig. 2 dargestellten zweiten Rotors 46 paßt in eine hintere Aussparung 76a des zweiten Behälters 4 und wird an der Vorderseite gestützt, um gegenüber diesem drehbar zu sein.
Wie in Fig. 4 zu sehen, stehen die schraubenförmigen Kanten 50a der Schraubenblätter 50 im ersten Rotor 45 den hinteren Verlängerungen des Kernkörpers 60 gegenüber und befinden sich nahe der schraubenförmigen Rillen 65 in der Verlängerung. Ähnlich so stehen die schraubenförmigen Kanten 55a der Schraubenblätter 55 im zweiten Rotor 46 den vorderen Verlängerungen des Kernkörpers 60 gegenüber und befinden sich nahe der schraubenförmigen Rillen 66 in der Verlängerung.
Die schraubenförmigen Rillen 65 und 66 eines in dieser Weise eingebauten Kernkörpers 60 erstrecken sich in dem selben Drehsinn wie die schraubenförmigen Kanten 50a und 55a des ersten beziehungsweise zweiten Rotors 45 und 46.
Die in Fig. 2 gezeigte zusätzliche Antriebseinrichtung 47 umfaßt ein erstes und ein zweites Ritzel 47a und 47b, die mit den Zahnrädern 52 des ersten beziehungsweise zweiten Rotors 45 und 46 im Eingriff sind. Eine nicht gezeigte Antriebseinheit treibt diese Ritzel an und versetzt die zwei Rotoren in zueinander entgegengerichtete Drehungen.
Das extrudierbare Material "M" wird in Richtung des zweiten Behälters 4 gedrängt, da sich der erste und der zweite Rotor 45 und 46 in zueinander entgegengesetzte Richtungen drehen und deren schraubenförmige Kanten 50a und 55a ebenso zueinander entgegengesetzten Drehsinn aufweisen.
Der zweite Behälter 4, welcher das extrudierbare Material "M" von dem Zusatzverdichter 3 empfängt, liefert einen Beitrag zur Optimierung der Extrudiertemperatur des extrudierbaren Materials "M".
Der zweite Behälter 4 umfaßt einen Behälterkörper 76, welcher von einer regelbaren Heizung 77 umgeben ist. Der Behälterkörper weist eine axiale Bohrung auf, die als ein stromabwärtiger Teil der Zufuhrpassage 40 dient. Eine gleitende Manschette 58 verbindet den zweiten Rotor 46 des Zusatzverdichters 3 mit dem hinteren Ende des zweiten Behälters, dessen vorderes Ende in das hintere Ende des Düsenhalters 6 paßt. Der Behälterkörper 76 besteht beispielsweise aus hochfestem hitzebeständigem Stahl oder aus Keramik kompatibler Eigenschaften.
Die Strangpressdüse 5 kann zusammengesetzt sein und aus einer männlichen Düse und einer weiblichen Düse bestehen, so wie die einer Bullaugendüse (port hole die) zur Herstellung von Hohlprofilen. Eine den Düsenhalter 6 umschließende Heizung 79 heizt die Strangpressdüse.
Im folgenden wird nun die Wirkungsweise der Strangpresse gemäß der ersten Ausführungsform zusammengefaßt.
Längliches Rohmaterial wie drahtförmiges oder stangenförmiges Material kann dem Strangpressvorgang unterzogen werden. Das Rohmaterial kann eine beliebige Aluminiumlegierung wie sie die A-1000, A-2000, A-3000, A-5000 und A-6000 Serien enthalten oder jedes andere extrudierbare Metall sein.
Die Größenordnung des Rohmaterialquerschnitts ist wichtiger Faktor im Betrieb. Für ein ununterbrochenes Extrudieren des Rohmaterials sollte dieses zu einer Rolle aufgewickelt sein und von dieser gleichmäßig in den ersten Behälter 2 gezogen werden. Mit anderen Worten dient das Rohmaterial "W" als kontinuierlicher Presskolben. Das Rohmaterial "W" hat nicht notwendig ein rundes Profil, sondern kann ein beliebiges ungleichmäßig aufgebautes aufweisen. Ein bevorzugtes Beispiel ist eine runde Aluminiumstange von etwa 10mm Durchmesser.
Die Zufuhrpassage erstreckt sich sowohl durch den ersten wie auch durch den zweiten Behälter 2 und 4 und durch den dazwischenliegenden Zusatzverdichter 3.
Im Betrieb muß zunächst eine solche Zufuhrpassage 40 und die Düse 5 mit dem extrudierbaren Material "M" gefüllt sein, welches im wesentlichen dasselbe wie das Rohmaterial "W" ist.
Das bei oder oberhalb von Raumtemperatur feste Rohmaterial "W" wird anschließend vor Inbetriebnahme der Strangpresse durch die Walzen 34 in die Zufuhrvorrichtung 1 gesteckt.
Die Antriebsvorrichtungen 13 und 47 der Zufuhrvorrichtung 1 und der Zusatzverdichter 3 werden dann eingeschalten, nachdem die Heizungen 79 des Düsenhalters 6 wie auch die anderen Heizungen 38 und 77 des ersten und zweiten Behälters 2 und 4 für bestimmte Zeit in Betrieb waren.
Sobald die Strangpresse in dem normalen Betriebszustand ist, werden die rotierenden schraubenförmigen Kanten 15a und 20a der ersten und zweiten Vorschubschraube in den äußeren Umfang des Rohmaterials "W" eingreifen, welches durch die Walzen 34 in den stromaufwärtigen Durchlauf 8 gezwungen wird. Somit wird das Material "W" in die Verdichtungsbohrung 39 des ersten Behälters 2 gedrängt.
Ein solches Schrauben des Material "W" in die Verdichtungsbohrung 39 wird in dieser einen hinreichenden Extrudierdruck erzeugen.
Die einander entgegengerichteten Drehungen der ersten und zweiten Vorschubschrauben 11 und 12 verhindert, daß die Reibung zwischen dem Material "W" und den Schraubenblättern 15 und 20 übermäßige Torsion des Materials verursacht, wodurch dieses gleichmäßig in die Verdichtungsbohrung 39 zugeführt werden kann.
Das Material "W" wird durch dessen Reibung mit den schraubenförmigen Kanten 15a und 20a aufgeheizt, aber auf eine Temperatur, bei der das Material in der Zufuhrvorrichtung 1 fest bleibt. Auf diese Weise wird in bemerkenswertem Ausmaß der Verbrauch thermischer Energie durch die Heizung 38 des ersten Behälters 2 reduziert.
Das Rohmaterial "W" wird durch die Eingangsöffnung 39a soweit in die Verdichtungsbohrung 39 des Behälterkörpers 37 gepresst, wie das Material fest bleibt. Wandert das Material weiter, so wird nicht nur die von der Heizung 38 abgestrahlte Wärme sondern auch die Reibung zwischen den beiden Materialien "W" und "M" sowie die Hitze des erzeugten Materials "M" den Widerstand des Materials gegen Verformung reduzieren. Das Ergebnis ist, daß das ursprüngliche Material "W" bis zum selben Grade wie das erzeugte Material "M" erweicht und sich mit diesem vereinheitlicht, als würde es hineinschmelzen.
Die zwangsläufige Zufuhr von stangen- oder drahtförmigen Rohmaterial "W" in die Verdichtungsbohrung 39 des ersten Behälters 2 erhöht dort den Druck. Das extrudierbare Material "M" in besagter Bohrung 39 wird daher in Richtung des Verdichters 3 gedrängt. Das Rohmaterial "W" funktioniert auf diese Weise wie ein kontinuierlicher Presskolben, der stets in eine Richtung arbeitet.
Das Rohmaterial "W" mit dem kleineren Querschnitt wird auf diese Weise zu dem extrudierbaren Material "M" mit größerem Querschnitt, um durch die Strangpressdüse extrudiert zu werden.
Eine wichtige Aufgabe der Heizung 38 ist das Erhitzen des extrudierbaren Materials "M" in dem ersten Behälter 2 auf eine Temperatur, bei der der Zusatzverdichter 3 den Materialdruck zuverlässig erhöhen kann. Um dies sicherzustellen, muß die Heizung 38 daher geregelt werden.
Wird das extrudierbare Material "M" im ersten Behälter 2 zu weit erweicht, können die Rotoren 45 und 46 und die Kerneinheit 48 des Verdichters 3 nicht genügend Schub auf das Material ausüben. Wenn im Gegenteil das Material "M" mangelhaft erweicht wird, wird es nicht gleichmäßig vorangetrieben, sondern den Verdichter überlasten. Je nach der Art des Materials "W" und "M" müssen die Betriebsverhältnisse der Heizung 38 von Fall zu Fall unter Beachtung anderer relevanter Faktoren experimentell nachgewiesen werden.
Somit wird ein "kompakter" ( z.B. nicht hohler ) Fluß des erweichten extrudierbaren Materials durch den ersten Behälter 2 an den Zusatzverdichter 3 geliefert. Da der ortsfeste Kern, genauer dessen Körper 60 den ringförmigen Durchgang 63 zwischen diesem und dem inneren Umfang der Zufuhrpassage 40 bildet, wird der kompakte Fluß des erweichten Materials "M" zu einem hohlen oder zylindrischen Fluß. Dieses Material "M" überläuft anschließend den ortsfesten Kern um dann vor dem Eintritt in den zweiten Behälter wieder zu einem "kompakten" Fluß zu werden.
Die schraubenförmigen Kanten 50a und 55a der rotierenden ersten und zweiten Rotoren 45 und 46 des Verdichters schrauben das Material "M" aus dem ringförmigen Durchgang 63 heraus, wodurch zusätzlich der Extrusionsdruck erhöht wird.
Es besteht die Möglichkeit, daß das Rohmaterial "W" noch nicht vollständig erweicht ist, wenn dieses den ersten Behälter 2 verläßt. Solch ein teilweise erweichtes Material wird jedoch mit dem Kernkörper 60 und den Brücken 61 zusammenstoßen, so daß der kompakte Fluß des Materials zylindrisch und in Nebenflüsse aufgeteilt wird. Aufgrund dieses gestörten Flusses wird das Material dort vollständig erweicht, bevor dieses durch die Düse extrudiert wird. Nichterweichte Materialteile, die bei Strangpressen des Standes der Technik ohne Kern unvermeidbar sind, werden nun am Kollidieren mit der teuren Düse 5 gehindert. Somit ist nun die Strangpressdüse 5 gut vor Bruch oder Beschädigung geschützt, welche die Produktionskosten unerwünscht erhöhen würden.
Der durch die Brücken 61 getragene Kernkörper 60 erzeugt Reibungshitze und erweicht zusätzlich das Material "M", wodurch der Energieverbrauch der Heizung 38 gesenkt wird.
Die Vorschubkraft, welche die herausragenden schraubenförmigen Kanten 50a und 55a des ersten und zweiten Rotors auf den zylindrischen Fluß des Materials "M" ausüben, wälzt dieses intensiv und schiebt es durch die ringförmige Öffnung 63 um den Kernkörper 60. Die Möglichkeit einer Beschädigung der Düse durch nichterweichtes Material wird somit effektiver verhindert. Die Kanten 50a und 55a erzeugen ferner zusätzliche Reibungshitze um des weiteren den Energieverbrauch der Heizung 38 zu reduzieren.
Die auf den vorderen und hinteren Verlängerungen des Kernkörpers 60 ausgebildeten schraubenförmigen Rillen 65 und 66 stehen den schraubenförmigen Kanten 50a und 55a gegenüber und wirken mit diesen zusammen. Der Steigungswinkel dieser Rillen ist größer als der der Kanten, was sich günstig auf das Vorantreiben des Materials "M" und auf die Druckerhöhung auswirkt.
Die einzigen Bauteile, welche als Teile der Zufuhrpassage 40 für das extrudierbare Material in den ringförmigen Durchgang 63 ragen, sind die Kanten 50a und 55a. Keine Antriebseinheit der Kanten oder auch nur ein Teil davon ragt in den Durchgang 63. Deshalb muß die Passage nicht L-förmig oder in anderer Weise modifiziert sein und die vorliegende Strangpresse zeigt einen viel einfacheren Aufbau. Eine solche gerade Passage und solche Durchgänge sind auch für einen gleichmäßigen Vorschub des extrudierbaren Materials vorteilhaft.
Die Heizung 77 des zweiten Behälters 4 heizt das dort aufgenommene Material "M", um dieses für den Extrudiervorgang optimal zu erweichen.
Das somit in dem zweiten Behälter 4 erweichte Material "M" wird dann durch die Düse 5 gepresst, um einen Strang "E" gewünschten Profils zu erzeugen.
Die beiden in Kombination montierten Behälter 2 und 4 sind für voneinander verschiedene Aufgaben vorgesehen. Der Erste 2 erweicht das Material soweit, daß der Verdichter 3 dieses zweckmäßig verdichten kann, wohingegen der Zweite 4 das Material weiter erweicht, damit dieses gleichmäßig durch die Düse 5 extrudiert werden kann. Damit werden sowohl Kompression als auch Extrusion unter optimalen Bedingungen bewirkt.
Fig. 6 zeigt eine Strangpresse gemäß einer zweiten Ausführungsform, in welcher der zweite Behälter 4 der ersten Ausführungsform fehlt. Auf diesen Behälter wurde verzichtet, da sich der erweichte Verdichtungszustand des Materials "M" gelegentlich mit dem anderen Zustand, in welchem dieses durch die Strangpressdüse 5 gepresst wird, ein wenig überschneidet. Andere Merkmale der Strangpresse gemäß der zweiten Ausführungsform sind die selben wie die gemäß der ersten Ausführungsform, so daß deren Beschreibung gekürzt ist.
Obwohl die Heizung 38 um den ersten Behälter in den beschriebenen Ausführungsformen das Material "M" vorheizt und erweicht, bevor dieses zu dem Verdichter 3 befördert wird, besteht die Möglichkeit, auf diese Heizung zu verzichten. In diesem Fall befindet sich das hintere Ende des Kernkörpers in der Nähe des Auslasses der Zufuhrpassage 1, womit dieses in einer konischen Passage bestimmter Länge untergebracht ist. Das erweichte Material wird somit direkt in den ringförmigen Durchgang 63 um den Kern übertragen, ohne vorher durch eine Heizung erhitzt zu werden. Die schabende oder gleitende Reibung, welche zwischen dem Kernkörper 60 und dem Material "M" oder zwischen diesem und den Schraubenblättern 50 und 55 entsteht, wie auch die innere Reibung des sich verformenden Materials "M" ist in diesem Falle nützlich, um dieses hinreichend zu erhitzen.
In den beschriebenen Ausführungsformen unterstützt der Zusatzverdichter 3 die Zufuhrvorrichtung 1 indem dieser den Extrudierdruck weiter erhöht. Dennoch kann jede Zufuhreinrichtung, welche ausschließlich die schraubenförmigen Kanten 50a und 55a oder diese in Verbindung mit dem Kernkörper 60 umfaßt, als prinzipieller Verdichter dienen.
Beide beschriebenen Ausführungsformen stellen eine Strangpresse zur Extrusion von draht- oder stangenförmigen Rohmaterial "W" dar. Dennoch ist die vorliegende Erfindung gemäß ihrer ersten oder ihrer zweiten Ausführungsform ebenso auf andere Strangpressen anwendbar, wie auf eine schubweise arbeitende Barrenstrangpresse, die eine Düse und eine benachbarte Zufuhrpassage umfaßt, welche dieser Rohmaterial zuführt.
Zusammenfassend und gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung schrauben die drehbaren schraubenförmigen Kanten, welche in die Zufuhrpassage ragen, das Rohmaterial aus der Passage und verleihen dem Material einen hinreichenden Extrusionsdruck. Sie können in den Barrenstrangpressen mit einem Stock oder einem ähnlichen Bauteil oder in den kontinuierlichen Strangpressen mit einer Rohmaterialzwangszuführung kombiniert werden, um den Extrusionsdruck zu erhöhen und die Anwendbarkeit des Strangpressvorgangs zu erweitern. Selbst in Fällen, in denen kein Platz für einen vollwertigen Verdichter hinter der Zufuhrvorrichtung zur Verfügung steht, oder deshalb hier ( überhaupt ) kein Verdichter eingebaut ist, kann der hier vorgeschlagene Apparat verwendet werden, um im Inneren der Passage einen hinreichenden Druck auf das Rohmaterial auszuüben.
Die Strangpresse gemäß der zweiten Ausführungsform umfaßt den Kern in dem mittleren Bereich der Zufuhrpassage. Dieser ortsfeste Kern bewirkt, daß der "kompakte" säulenförmige Rohmaterialfluß in einen ringförmigen oder ähnlich geformten und wieder in die kompakte Form wechselt. Dieses Umwälzen durch den Kern ist der Gleichverteilung der Temperatur im Material nützlich, durch welche dieses gleichmäßig erweicht wird und so die Düse vor Beschädigung schützt und deren Haltbarkeit erhöht.
Die erzwungene Verformung des Materials wie auch dessen Reibung an dem Kern bewirken eine Temperaturerhöhung des Materials. Die Strangpresse kann daher ohne oder mit nur schwachen Heizungen aufgebaut oder betrieben werden. Der Heizenergieverbrauch sinkt und die Ausrüstungs- und Betriebskosten sind ebenso gesenkt.
Desweiteren können die schraubenförmigen Kanten, verglichen mit dem ringförmigen Durchgang zwischen dem äußeren Umfang des Kerns und dem inneren Umfang der Zufuhrpassage einen großen Querschnitt aufweisen. Dies dient der Erzeugung eines extrem starken Schubes auf das extrudierbare Material.
Nebenbei bewegen und heizen die schraubenförmigen Kanten das Material aufgrund der Reibung zwischen diesen wirkungsvoller. Der düsenschützende und kostensenkende Effekt wird weiter verbessert.
Die Strangpresse gemäß einer dritten Ausführungsform zur kontinuierlichen Extrusion von drahtförmigem oder stangenförmigem Material, welches durch eine Zufuhrpassage geführt wird, verwendet den ortsfesten Kern in Verbindung mit den Kanten. Deshalb ist die Düse jetzt gut geschützt vor Beschädigung oder frühem Bruch, was bei Strangpressen des Standes der Technik durch nichterweichtes oder nicht vollständig erweichtes Material in der Passage verursacht wurde. Die Vorteile bezüglich des Heizenergieverbrauchs und des hohen Drucks werden ähnlich wie bei den Strangpressen gemäß der ersten oder zweiten Ausführungsform erbracht.

Claims

1. Strangpresse, mit folgenden Merkmalen:

eine Strangpressdüse (5);

eine Zufuhrpassage (40), die hinter der Düse angeordnet ist und dieser Rohmaterial zuführt und gekennzeichnet ist durch:

mindestens ein Paar Schraubenblätter (50), von denen jedes eine schraubenförmige Kante (50a) mit vorbestimmtem Steigungswinkel aufweist, die von dem inneren Umfang der Zufuhrpassage (40) in diese hineinragt, in welcher die Schraubenblätter (50) in Drehung versetzt werden, um so das Rohmaterial in Richtung der Düse zu zwingen.

2. Strangpresse, mit folgenden Merkmalen:

eine Strangpressdüse (5);

einen im Zwischenbereich der Zufuhrpassage angeordneten ortsfesten Kernkörper (60), der so mindestens einen mit der Zufuhrpassage fluid-verbundenen ringförmigen Durchgang (63) um den Kern begrenzt; und

mindestens ein Paar Schraubenblätter (50), von denen jedes eine schraubenförmige Kante (50a) mit vorbestimmtem Steigungswinkel aufweist, die in dem ringförmigen Durchgang angeordnet ist, in welcher die Schraubenblätter (50) in Drehung versetzt werden, um so das Rohmaterial in Richtung der Düse zu zwingen.

3. Strangpresse nach Anspruch 2, bei welcher die schraubenförmigen Kanten (50a) von dem inneren Umfang der Zufuhrpassage in den ringförmigen Durchgang ( die ringförmigen Durchgänge) (63) ragen.

4. Strangpresse nach Anspruch 2, bei welcher der ortsfeste Kernkörper (60) durch eine in Winkelabständen angeordnete Vielzahl von Brücken (61) in der Zufuhrpassage (40) festgehalten wird.

5. Strangpresse nach Anspruch 2, bei welcher keine schraubenförmige Kante (50a), entlang ihrer Gesamtlänge in einem schraubenförmigen Tal liegt.

6. Strangpresse nach Anspruch 2, bei der die Schraubenblätter (50) mit den schraubenförmigen Kanten (50a) säulen- oder scheibenfömige Blöcke sind, die auf dem inneren Rand kurzer säulenförmiger oder scheibenförmiger Bauteile angeordnet sind, wobei die Blöcke aus Hartmetallpulver oder ähnlichem gesintert sind.

7. Strangpresse, mit folgenden Merkmalen:

eine Strangpressdüse (5);

eine Zufuhrpassage (40) hinter der Düse, welche dieser Rohmaterial zuführt;

eine Materialzufuhrvorrichtung (1) hinter der Zufuhrpassage (40), um in diese drahtförmiges oder stangenförmiges Rohmaterial kleinerer Querschnittsfläche als die der Zufuhrpassage zu zwingen, gekennzeichnet durch:

einen im Zwischenbereich der Zufuhrpassage angeordneten ortsfesten Kernkörper (60), um so mindestens einen mit der Zufuhrpassage fluid-verbundenen ringförmigen Durchgang (63) um den Kern zu begrenzen; und

mindestens ein Paar Schraubenblätter (50), von denen jedes eine schraubenförmige Kante (50a) vorbestimmten Steigungswinkels aufweist, die in dem ringförmigen Durchgang angeordnet ist, in welchem die Schraubenblätter in Drehung versetzt werden, um so das Rohmaterial in Richtung der Düse zu zwingen.

8. Strangpresse nach Anspruch 7, die ferner eine erste Vorschubschraube (11) und eine zweite Vorschubschraube (12) umfaßt;

jede Vorschubschraube hat in ihrem inneren Umkreis eine mit vorbestimmtem Steigungswinkel gebildete schraubenförmige Kante (15a, 20a), die seitwärts in eine stromaufwärtige Passage ragt, welche sich hinter der Zufuhrpassage (40) befindet und diese fortsetzt;

der Steigungswinkel ist von der Art, daß die schraubenförmigen Kanten in den äußeren Umfang des länglichen Rohmaterials, welches durch die stromaufwärtige Passage hindurchwandert, eingreifen können;

die erste und zweite Vorschubschraube (11, 12) sind in Achsrichtung der stromaufwärtigen Passage ausgerichtet und um diese Achse drehbar, jedoch nicht verschiebbar;

die Strangpresse ist ferner mit einer Antriebsvorrichtung (13) versehen, welche die erste und zweite Vorschubschraube in zueinander entgegengesetzte Drehbewegungen versetzt; und

die schraubenförmigen Kanten der Vorschubschrauben (11, 12) weisen derartige Gewindesteigungen auf, daß sie das Rohmaterial in einen Extrudier- oder Druckbehälter zwingen, wenn die Vorschubschrauben in entgegengesetzten Richtungen rotieren.

9. Strangpresse nach Anspruch 7, die ferner eine Heizung (38) umfaßt, welche entlang eines Zwischenbereichs der Zufuhrpassage zwischen der Materialzufuhrvorrichtung (1) und dem ortsfesten Kernkörper (60) angeordnet ist und diesen umschließt.

10. Strangpresse nach Anspruch 7, die ferner eine Heizung (79) umfaßt, welche entlang eines stromabwärtigen Bereichs der Zufuhrpassage zwischen dem Kernkörper (60) und der Düse (5) angeordnet ist.