DE7615432U1

DE7615432U1 - Extruder zum umformen eines gegenstandes von unbestimmter laenge zu einem gegenstandt mit kleinerem querschnitt

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Publication number: DE7615432U1
Application number: DE19767615432U
Authority: DE
Original assignee: TREFIMETAUX PARIS
Current assignee: TREFIMETAUX PARIS
Priority date: 1975-05-14
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1980-05-22
Also published as: SE7602699L; DK209676A; DE2621581A1; CA1032501A; IE43657L; DE2621581B2; FR2310813B1; IT1063276B; DE2621581C3; CH604943A5; GB1512487A; NL7605223A; FR2310813A1; US4041745A; IE43657B1; LU74921A1; BE841827A

Description

Extruder zum umformen eines Gegenstandes von unbestimmter } Länge zu einem Gegenstand mit kleinerem Querschnitt /

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

Bei einem bekannten gattungsgemäßen Extruder (FR-PS 2. 128 843) wird der Gegenstand von unbestimmter Länge dadurch transportiert und durch die Extrusionsöffnung hindurchgedrückt, daß die Reibung zwischen dem Material des Gegenstandes unbestimmter Länge und den Wänden der Ausnehmung des Rotors ausgenützt wird. Das Material reibt somit an den vier Wänden des durch den Boden der Ausnehmung und die dieser gegenüberliegenden Fläche des Stators gebildeten Kanals, wobei die Reibung an den drei Wänden der Ausnehmung Antriebswirkung und die Reibung an der zum Stator gehörenden Wand Bremswirkung ausübt. Diese Reibungen erzeugen eine beträchtliche, gelegentlich das zulässige Maß überstehende Wärmemenge. Die Vorrichtung, insbesondere die Matrize, in der die Extrusionsöffnung ausgebildet ist, verschleißt verhältnismäßig schnell. Außerdem fließt das

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Material ungleichförmig und .es besteht (ie Gefahr, daß sich in der Nähe der Extrusionsöffnung eine tote Zone ausbildet, in der nahezu kein Fließen stattfindet. Oberflächenfehler des zu extrudierenden Gegenstandes finden sich dann im Inneren des extrudierten Gegenstandes wieder, wo sie eine Heterogenität hervorrufen. Schließlich ist der energetische Wirkungsgrad der bekannten Vorrichtung gering, da die reibungsbedingte Erwärmung einen großen Teil der zugeführten Antriebsenergie aufzehrt. Bestimmte Metalle eignen sich aufgrund der genannten Eigenarten der bekannten Vorrichtung nicht zum Extrudieren in der Vorrichtung.

Aus der US-PS 2 558 035 ist ein Verfahren zum Extrudieren bekannt, bei dem zur Druckausübung auf einen in einen Pressen-'zy?.inder eingebrachten zu extrudierenden Gegenstand statt eines Kolbens eine Flüssigkeit benutzt wird, die in den Pressenzylinder rund/im den zu extrudierenden Gegenstand eingeleitet wird. Derartige Verfahren, die diskontinuierlich ai'uei utJii, uwuu^eii u±c ijXüuiitJxiiuuig,, uo.« uxt· uun.i/üj.uai. vj.cj.cx Metalle und Legierungen zunimmt, wenn man sie einem ansteigenden Druck aussetzt, und daß viele Metalle und Legierungen bei hohem Druck . ohne Bruch verformt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, daß der aus der Extrusionsöffnung austretende Gegenstand mit kleinerem Querschnitt einwanöreie Qualität aufweist.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung benutzt die in die Einlauföffnung eingeleitete viskose Flüssigkeit einerseits zur Verbesserung der Duktilität des zu extrudierenden Materials und andererseits zum Transport des Materials in Richtung auf die Extrusionsöffnung. Die Drehung des Rotors wird infolge der Viskosität der im Kanal befindlichen Flüssigkeit einerseits

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in einen sehr hohen hydrostatischen Druck im Kanal und andererseits in eine den zu extrudierenden Gegenstand durch die Extrusionsöffnung hinduidrtreibende Kraft umgesetzt. Dabei wird der zu extrudierende Gegenstand an seinem ganzen Außenumiang mit einem in Richtung der Extrusionsöffnung zunehmenden Druck beaufschlagt, was ihm in der Umgebung der Extrusionsöffnung größtmögliche Duktilität verleiht.

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

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

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

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

Der durch die Drehung des Rotors erzeugte Druck wächst mit der Drehgeschwindigkeit. Sein Maximalwert wird in Abhängigkeit von dem zu e^trudierenden Material gewählt. Je höher die angestrebte Querschnittsabnahme, je höher wird im allgemeinen die Drehgeschwindigkeit gewählt. Es sind Drucke bis zu 15 000 Bar (*~ und darüber erreichbar.

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

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung - sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeichvnungen beispielsweise und mit vorteilhaften Einzelheiten erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Fig. 1

in einer zur gemeinsamen Achse von Rotor und Stator senkrechten und durch den Kanal gehenden Ebene,

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie a-a in Fig. 2

Fig. 4 einen Schnitt durch Rotor und Stator, wobei die Schnittebene die gemeinsame Drehachse enthält,

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

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

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

In Figur 1 ist ein Kasten 1 zu erkennen, der an seinem oberen Teil offen sein kann und einen Vorratsbehälter für viskose Flüssigkeit bildet, ein als feststehende Flachbühse ausgebildeter Stator 2, ein Rotor 3, der sich im Inneren des Stators 2 mit sehr geringem Spiel um eine auch die Achse des Stators 2 bildende-Achse 4 dreht, und ein Motor 6, vorzugsweise mit regelbarer Drehzahl, für den Antrieb des Rotors 3 in der von einem Pfeil 5 angegebenen Dichtung.

Für den Umlauf der viskosen Flüssigkeit vom Kasten 1 bis zu einer in den Stator 2 mündenden Einlauföffnung 8 sorgt eine Pumpe 7. Für das Einschmieren eines zu extrudierenden Gegenstandes 9 können nicht gezeichnete entsprechende Vorrichtungen verwendet sein. Der zu extrudierende Gegenstand 9 von beliebigem Querschnitt wird in die Einlauföffnung 8 eingeführt, nachdem er zwischen zwei Rollen 10 und 11 hindurchgeführt worder ist, die von einem an sich bekannten Antrieb 12 angetrieben sind. Die Lage der Rollen 10, 11 und ihr Zwischenabstand stehen, wie nachfolgend erläutert, in Beziehung mit der Lage und dem gegenseitigen Zwischenabstand der einander zugewandten Flächen einer Ausnehmung am Rotor 3. Zur Erzielung der gleichen Gestalt

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bzw. Vorverformung können andere Vorrichtungen benutzt

werden. V/ie weiter oben erläutert, muß der vorverf ormte, ;i zu extrudierende Gegenstand 9 auch eine Dicke haben, die mit ^;; der Breite eines nachstehend näher beschriebenen Kanals in | Beziehung steht. Der extrudierte Gegenstand 13 tritt durch

eine Auslauföffnung 14 aus.

Die Innengestalt des Rotors 3 und des Stators 2 sowie dj.e

Lage eines Extrusionsmundstücks 16 ergeben sich aus Fig. 2

und 3. Gemäß Fig. 2 ist an der Innenfläche des Stators 2 eine ;

Nase 15 starr befestigt, die das Extrusionsmundstück 16 bildet, |j

dessen Austrittsöffnung der Auslauföffnung 14 des Stators 2 |

entspricht. Der zu extrudierende Gegenstand 9 wird in die |

Einlauf öffnung 8 des Stators 2 eingeführt, die in einen von |j

der Baugruppe Rotor 3/Stator 2 gebildeten Kanal 19 mündet. $

Die Gestalt des Kanals 19 ist deutlicher in Fig. 3 zu erkennen, ·; welche die einfachste Ausführungsform des Kanals 19 zeigt. Am
Außenumfang des Rotors'3 befindet sich eine Ausnehmung 17, die
mit der gegenüberliegenden Fläche 18 des Stators 2 einen Kanal
19 begrenzt j, in dem der in Extrusion befindliche, an allen
Flächen von der viskosen Flüssigkeit umspülte Gegenstand 9 : aufgenommen ist. Wie weiter oben schon beschrieben, beträgt
der Abstand zwischen den beiden einander zugewandten Seitenflächen 20 und 21 der Ausnehmung 17 sehr wenig mehr, als der
Abstand zwischen den beiden Abflachungen 22 und 23 des drahtförmigen Gegenstandes 9. Die Genauigkeit der Abstände zwischen
den beiden anderen Flächen des Gegenstandes 9 und, einerseits,
der Fläche dec Bodens 24 der Ausnehmung 17 und, andererseits, > der Fläche 18 des Stators 2 ist von geringer Bedeutung. Der
letztgenannte Abstand ist jedoch deutlich größer, als der Abstand zwischen den Abflachungen 22 und 23 des Gegenstandes 9
und den entsprechenden Seitenflächen 20 und 21 der Ausnehmung 17.
Die Flächen 20 und 21 und die Abflachungen 22 und 23 des Gegen- I Standes 9 sind als genau ebene Flächen dargestellt. Sie können
leicht gekrümmt sein, vorausgesetzt, daß ihre jeweiligen Krüm- ; mungen ihr Zusammenwirken gestatten,und daß die Breite der Öff- I nung der Ausnehmung 17 wenigstens gleich ist dem größten Abstand | zwischen den Abflaeh^gQn^:i2,2i,!undl 23 des Gegenstandes 9. *

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

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

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

Die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung ist leicht zu verstehen. Nachdem der Rotor 3 in der vom Pfeil 5 angegebenen Richtung in Drehung versetzt wurde, wird das Ende

des zu extrudierenden Gegenstandes 9 von unbestimmter Länge zwischen die Rollen 10,11 eingeführt. Die vom Antrieb 12 angetriebenen Rollen 10,11 bilden am Gegenstand 9 die gewünschten Anflächungen 22 und 23 aus und schieben ihn durch die Einlauföffnung 8 hindurch in den Kanal 19· Da die Pumpe 7 eingeschaltet wurde, wird gleichzeitig viskose Flüssigkeit an der Einlauföffnung 8 eingeleitet un^ im Kanal 19 rund um den in Extrusion befindlichen Gegenstand 9 vorgefördert. Die Reibung zwischen den Flächen 20 und 21 und den Flüssigkeitsschichten bzw. Flüssigkeits-Strorafäden 25 und 26 erzeugt in dieser Flüssigkeit Tangentialkräfte, die, von aer Flüssigkeit übertragen, den Gegenstand 9 in Richtung der Matrize vor- und durch diese hindurchschieben. Da die vorgeförderte bzw. mitgerissene Flüssigkeit durch die Matrize 16 hindurch nur teilweise austreten kann, wird sie gleichzeitig zusammengedrückt. Es ergibt sich daraus ein rings um den ersten Gegenstand 9 ausgeübter Druck, der in der vom Pfeil 5 angegebenen Richtung zunimmt und seinen Maximalwert in Höhe der Matrize 16 erreicht.

Es läßt sich feststellen, daß, sobald eine ausreichende Länge des ersten Gegenstandes 9 in den Kanal 19 eingeführt wurde, die im Bereich des Eintritts dieses Gegenstandes 9 in die Einlauföffnung 8 auf ihn übertragene Zugkraft ausreichend sein kann, um dessen Vorverformung und Zuführung zu sichern, ohne daß die Rollen 10 und 11 eine schiebende Antriebskraft ausüben.

Es ist leicht, aus dem Poiseuilleschen Gesetz die Parameter einer Verrichtung abzuleiten, die in der Lage ist, trotz des Vorhandenseins eines in Richtung der Matrize zunehmenden hydrostatischen Druckes den Gegenstand in dieser Richtung vorzuschieben. Bezeichnet man mit j die Trennfuge zwischen einer Fläche 20 oder 21 und der zugehörigen Anflächung 22 bzw. 23, mit 1 die Breite einer Anflächung, 22 oder 23, in einer zur Drehachse senkrechten Richtung, mit L die nutzbare Länge des Kanals 19 zwischen dar Einlauföffnung 8 und der

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Matrize 16, mit μ die mittlere Viskosität der Flüssigkeit unter Betriebsbedingungen, und mit ν die Differenz zwischen der Drehgeschwindigkeit des Rotors 3 und der Vorschubgeschwindigkeit des Gegenstandes 9, und vernachlässigt man in erster Annäherung die Kräfte, die sich aus dem Vorhandensein der anderen Flächen 24 und 18 ergeben, welche vom Gegenstand 9 durchschnittlich weiter entfernt sind, dann ist die auf den Gegenstand 9 wirkende Mitnahme- oder Vorschubkraft

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Da die durch die Bewegung des Rotors 3 mitgerissene Flüssigkeit nicht frei entweichen kann, wird sie durch die Nase zusammengedrückt, an der sie auftrifft, ausgenommen die zwischen den sich relativ zueinander bewegenden Bauteilen auftretenden Verlustmengen. Diese /erlustmengen sind an jeder Stelle vom Betrag des an dieser Stelle herrschenden Druckes abhängig. Im Betrieb herrscht ein solcher Druck, daß zwischen dem Gesamtäurchsatz der Verlustmengen und dem Durchsatz der zugeführten Flüssigkeitsmengen Gleichgewicht

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der Durchsatz der zugeführten Flüssigkeitsmengen mit der Drehgeschwindigkeit des Rotors 3 zunimmt.

Will man bei einem bei Umgebungstemperatur eingeführten ersten Gegenstand aus Kupfer eine Querschnittsabnahme um den Faktor 50 erreichen, dann sind Drücke in der Größenordnung von, beispielsweise, 15 000 bar erforderlich.

Wenn der behandelte Gegenstand und die angestrebte Querschnittsabnahme ziemlich hohe Drücke nötig machen, so daß die Leckströme zwischen Rotor 3 und Stator 2 das Erreichen dieser Drücke behindern, müssen spezielle Maßnahmen ergriffen werden, von denen einige nachfolgend beschrieben werden.

Es ist beispielsweise möglich, in der Fähe der Matrize 16 in den Stromfaden 28 aus viskoser Flüssigkeit, der den in

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

Eine andere, mit der Gestaltung des Kanals 19 direkt in Beziehung stehende Vorrichtung ist in Fig. 6 und 7 dargestellt. In Fig. 6 ist deutlich zu erkennen, daß die Dicke des Flüssigkeit s-Stromfadens 28 zwischen dem ersten Gegenstand 9 und der feststehenden Fläche 18 von der Stelle, an der der erste Gegenstand 9 eingeführt wird, bis zur Matrize 16 hin progressiv abnimmt. Um dieses Ergebnis zu erreichen, kann, wie in Fig. 7 im Schnitt dargestellt, die Tiefe der Ausnehmung vprffrofiprt imrl rl pt VfirRnriinir ?Q so sp. staltet werden, daß

seine Höhe A, gemessen von der Innenfläche 35 des Stators ausgehend, von der EinlaufÖffnung 8 für den ersten Gegenstand 9 bis zur Matrize 16 hin progressiv zunimmt. Eine derartige Formgebung des Stators 2 gestattet eine reichlichere Versorgung mit viskoser Flüssigkeit.

In einer Variante einer derartigen Gestaltung des Stators kann der außenliegende Abschnitt 39 der Ausnehmung 17 breiter sein, als der zur Aufnahme und Mitnahme des ersten Gegenstandes 9 bestimmte innenliegende Abschnitt (Fig. 7).

Gemäß den Darstellungen der Zeichnung ist die Matrize 16 in das Fleisch der Nase 15 eingearbeitet, wobei der zweite Gegenstand bzw. das Extrudat 13 praktisch tangential zum Rotor 3 austritt. Derartige Anordnungen sind jedoch nicht zwingend. Die Matrize kann an der Fläche 18 angeordnet sein,

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und die Auslauföffnung kann jede beliebige Richtung haben. Die Matrize kann aus dem Fleisch der Nase oder des Stators herausgearbeitet oder von einem wegnehmbaren oder nicht wegnehmbaren, angesetzten Bauteil gebildet sein. Der aktive Teil dieses Bauteils kann aus einem harten Werkstoff, wie z.B. Hartmetall o.a., Diamant, etc., sein. Im übrigen ist die Anordnung mehrerer Matrizen möglich.

Gleicherweise ist in den Zeichnungen die Flüssigkeitsver-Eorgung in ihrer einfachsten Ausführungsform dargestellt, d.h. die Druckleitung derlunpe 7 mündet in die Einlauf öffnung Der Rahmen der Erfindung wird nicht verlassen, wenn die Flüssigkeitsversorgung unter Verwendung anderer Vorrichtungen geschieht, beispielsweise mit einer Schmierbüchse, die in der Bewegungsbahn deis zu extrudierenden Gegenstandes 9 zwischen den Rollen 10,11 und der Einlauföffnung 8 angeordnet ist. Die Versorgung kann, wie schon angegeben, durch Eintauchen der Baugruppe Rotor/Stator in die im Vorratsbehälter vorhandene Flüssigkeitsmenge geschehen.

Fis. 4 zeist einen Schnitt durch die Drehachse und die Nase einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der die beiden sich relativ zueinander bewegenden gleichachsigen Bauteile sich mit ihren zu ihrer Achse rechtwinkligen Endflächen gegenüberliegen, wobei die Ausnehmung 17 an der Oberfläche eines dieser Bauteile ausgebildet ist. Entsprechend Fig. ist das sich drehende Bauteil dasjenige, das die Ausnehmung 17 trägt, während das feststehende Bauteil den Vorsprung trägt.

In Fig. 4 sind zu erkennen der Motor 6 für den Antrieb des Rotors 3f der mit der Nase 15 versehene Stator 2, der in Extrusion befindliche Gegenstand 9 und der mit dem Stator fest verbundene bzw. einstückige Vorsprung 29, außerdem die Fläche 18 des VorSprunges 29, welche die vierte Wand des angestrebten Kanals bildet, und die Anflächungen 22 und des Gegenstandes 9, die über die Stromfäden der viskosen

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Flüssigkeit mit den parallelen Flächen 20 und 21 der Ausnehmung 17 zusammenwirken. Der Vorsprung 29 und die Ausnehmung 17 können entsprechend Fig. 4, und damit ähnlich Fig. 2 und 3» oder entsprechend Fig. 6 und 7 gestaltet sein.

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

Als Regelmittel ist die Messung der im Betrieb auftretenden Symmetrieabweichungen, bezogen auf das feststehende oder sich drehende äußere Bauteil, verwendbar. Es wurde erläutert, daß der Druck verfahrensgemäß von der Einlauföffnung 8 für den Gegenstand 9 in den Kanal 19 bis zur Matrize 16 hin progressiv zunimmt, und daß dieser Druck, bei sonst gleichen Bedingungen, von dar Drehgeschwindigkeit des Rotors 3 abhängig ist. Die Flüssigkeit übt somit an jeder den Kanal 19 mitbildenden Stelle der Oberfläche des äußeren Bauteils und auf die Gesamtheit dieses Bauteils Zentripetalkräfte aus, die an jeder Stelle zu einer elastischen Verformung dieses Bauteils führen, die umso deutlicher wird, je mehr man sich der Matrize nähert, sowie eine auf die Drehachse gerichtete Kraft in Richtung der Resultierenden der Gesamtheit der Kräfte. Es ist also mit an sich bekannten Vorrichtungen, wie z.B.

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Dehnungsmeßstreifen, Wanderungs- bzw. Lagefühler, Kraftmesser, möglich, eine Variable zu messen, die von der Differenz der an verschiedenen Stellen des äußeren Bauteils aufgetragenen Kräfte oder von bedingten Verformungen abhängig ist, und die Drehgeschwindigkeit des Motors nach dem Meßergebnis zu bestimmen und auf den gewünschten Wert einzustellen.

Eine andere Regelraöglichkeit besteht darin, nahe der Matrize ein auf den gewünschten Druck genau eingestelltes Ablaßventil anzuordnen.

Es sollte beispielsweise aus einem auf eine Rolle aufgewickelten Kupferdraht von 2 mm Durchmesser ein quadratisches Profil mit der Seitenlänge 0,6 mm hergestellt werden. Der Ausgangsdraht wurde zwischen zwei Rollen 10,11 hindurchgeführt, um zwei parallele Anflächungen im Abstand von 1,400 mm zu erhalten. Nach dem Durchlauf durch diese Rollen wurde der Draht in den Kanal einer Vorrichtung in Ausführung entsprechend Pig. 1 bis 3 zusaiimen mit der viskosen Flüssigkeit eingeführt. Der Zwischenabstand zwischen den zugehörigen ebenen Flächen des Kanals betrug 1,405 nun, die Tiefe des Kanals 3 mm. Die viskose Flüssigkeit hatte bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck eine Viskosität von 500 St.. Die Drehzahl des Ringes 2 betrug 60 min" . Im Bereit
ein Druck von ungefähr 10 000 bar.

Ringes 2 betrug 60 min . Im Bereich der Matrize herrschte

Bei einem weiteren Beispiel wurde eine Vorrichtung entsprechend Fig. 6 und 7 verwendet, bei der die Tiefe des Kanals in Richtung zur Matrize hin abnahm. Aus einem Kupferdraht von 1 mm Durchmessser sollte ein zylindrischer Draht mit um das 50fache kleinerem Querschnitt hergestellt werden. Der Draht wurde zwischen zwei Rollen 10,11 hindurchgeführt, um zwei Anflächungen im Abstand von 0,700 mm zu erhalten. Dann wurde der Draht gleichzeitig mit der viskosen Flüssigkeit in den Kanal der Vorrichtung eingeleitet. Die ebenen Flächen der Ausnehmung hatten einen gegenseitigen Zwischenabstand von 0,710 mm. Der Abstand zwischen dom Boden der Ausnehmung

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und der Innenfläche des Vorsprunges änderte sich von 16 mm | im Bereich des Drahteinlaufes auf 1,5 mm im Bereich der Matrize. Die viskose Flüssigkeit hatte bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck eine Viskosität von 500 St.. Die Drehzahl des Rotors betrug 60 min"

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß die Vorrichtung nach der Erfindung zahlreiche Vorteile aufweist. Sie arbeitet absolut kontinuierlich, vermeidet jede Meta; 1-Metall-Berührung zwischen dem in Umformung befindlichen Gegenstand und dem Werkzeug, wodurch sich ein Extrudat mit ausgezeichneter Oberflächenqualität erzielen läßt, vermeidet große Abnutzung des Werkzeuges und ermöglicht eine Verringerung des Kraftbedarfs. Es besteht keine Gefahr, daß sich mögliche Oberflächenfehler des ersten Gegenstandes im Innern des Extrudats wiederfinden. Schließlich bleibt die Vorrichtung einfach, obwohl die Abmessungen des zu extrudierenden Gegenstandes denjenigen des Kanals entsprechen müssen und die beiden sich relativ zueinander bewegenden Bauteile eine exakte Bearbeitung erforderlich machen.

Schutzansprüche:

Claims

1. Extruder zum Umformen eines Gegenstandes von unbestimmter Länge zu einem Gegenstand mit kleinerem Querschnitt, mit einem antreibbaren Rotor, einem zum Rotor gleichachsig η Stator, einem durch eine umlaufende Ausnehmung im Rotor und eine dem Boden der Ausnehmung gegenüberliegende Fläche des Stators gebildeten Kanal mit einer Einlauföffnung und einer in Drehrichtung des Rotors in großem Winkelabstand davon befindlichen Extrusions öffnung., die beide durch den Stator führen, und einer am Stator in Drehrichtung des Rotors nahe hinter der Extrusionsöffnung ausgebildeten Nase, die den Kanal verschließt, dadurch gekennzeichnet, daß in Drehrichtung vor der Einlauf öffung (8) des Kanals (19) zwei Rollen (10, 11) angeordnet sind, und daß die beiden, durch den Rotor (3) gebildeten, sich gegenüberliegenden Seitenflächen (20, 21) des Kanals im wesentlichen zueinander parallele Flächen sind, deren Abstand den Zwischenraum zwischen den Rollen (10, 11) um das Doppelte eines Betrages zwischen 0,001 und 0,1 min übersteigt.

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

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3. Extruder nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die Ausnehmung (17) zwei Abschnitte aufweist, von denen fier tiefere Abschnitt eine Breite hat, die gleich ist dem Zwischenraum zwischen den beiden Rollen (10, 11) plus dem Zweifachen eines Betrages zwischen 0,001 und 0,1 mm, und der andere, am weitester außen liegende Abschnitt (39)» in den der Vorsprung (29) des Stators (2) eindringt, breiter ist als der erstgenannte Abschnitt.

4. Extruder nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (A) des vom Stator (2) getragenen Yorsprungs (29) von der Einlauföffnung (8) ausgehend in Richtung des Extrusionsmundstückes (16) progressiv zunimmt·

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

6. Extruder nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadnrch gekennzeichnet, daß sie eine öffnung (34) aufweist, mit der sich viskose Flüssigkeit in der Umgebung des Extru3ionsmundstücks (16) unter hohem Druck in den den Gegenstand (9) umschließenden Raum einleiten läßt.