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Vorrichtung zum Auspressen von Metall, insbesondere Bleikabelpresse
Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Auspressen von Metall, bei welchen flüssiges
Metall zunächst in den äußeren Teil eines zylindrischen Aufnehmers (Behälters) eingefüllt,
dann dort abgekühlt und schließlich durch einen Druckstempel in Richtung auf das
innere Ende des Aufnehmers gepreßt wird, den es in plastischem Zustand durch eine
oder mehrere Preßköpfe oder ziehringartige Auslässe hindurch verläßt. Bei solchen
Geräten wird der Stempel nach Beendigung des Arbeitshubes relativ zum Aufnehmer
(oder umgekehrt) zurückbewegt, worauf eine weitere Füllung flüssigen Metalls in
den Raum zwischen dem Stempel und dem verbliebenen Teil der vorherigen Füllung im
inneren Teil des Aufnehmers eingelassen wird. Die Arbeitsweise eines solchen Geräts
ist also ungleichförmig und hat daher, wie allgemein anerkannt wird, viele Nachteile.
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Dadurch, daß mehrere Aufnehmer (jeder mit einem Druckstempel) so vorgesehen
werden, daß sie in einen einzigen Raum fördern, der als Auspreßkammer bezeichnet
werden soll und aus welchem das plastische Metall in den Preßkopf gebracht wird,
sowie dadurch, daß die Arbeitshübe der einzelnen Stempel in entsprechenden Zeitintervallen
erfolgen, ist es offenbar möglich, durch das Gerät Metall gleichförmig auspressen
zu lassen. Hierzu müssen jedoch Vorkehrungen getroffen, z. B. Ventile vorgesehen
werden, um zu verhindern, daß durch den Arbeitshub des einen Stempels das
Metall
zurück in einen Aufnehmer gepreßt wird, aus welchem ein anderer Stempel zur betreffenden
Zeit zurückgezogen ist, damit dieser Aufnehmer wieder mit flüssigem Metall gefüllt
werden kann: Das Metall im Aüspreßende eines jeden Aufnehmers sowie in der Auspreßkammer
und in den Durchlässen zwischen diesen Räumen befindet sich im plastischen Zustand.
Daher kann kein gewöhnliches mechanisches Ventil verwendet werden, um die Rückbewegung
des Werkstoffes zu verhindern.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein wirksames Mittel zum Zurückhalten
des Metalls in der Auspreßkammer derart, daß es nicht zurück in einen Aufnehmer
gepreßt wird, wenn der darin wirkende Druck sich verringert. Dadurch wird ein zuverlässiges
Arbeiten einer Presse der obenerwähnten Art mit mehreren Aufnehmern gewährleistet,
wobei die Aufnehmer der Reihe nach in der üblichen Weise gefüllt werden können,
da kein Rückdruck auf das Metall im Aufnehmer während der Füllung bzw. überhaupt
kein Druck außer demjenigen für den Arbeitshub ausgeübt wird. Gemäß der Erfindung
wird die Rückbewegung dadurch unterdrückt, daß die Durchlässe zwischen den Aufnehmern
und der gemeinsamen Auspreßkammer in besonderer Weise geformt sind, wodurch erreicht
-wird, daß das Metall zwar leicht aus jedem Aufnehmer in die Auspreßkammer fließt,
aber daran gehindert wird, sich in nennenswerter Weise in entgegengesetzter Richtung
zu bewegen.
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Es hat sich herausgestellt, daß bei den gewöhnlichen Arbeitsbedingungen
bezüglich Druck, Ternperatur und Größe der Bewegungen des Metalls, die bei Pressen
der vorerwähnten Art vorliegen, ein bestimmter Winkel zwischen den Fließrichtungen
des plastischen Metalls in den beiden Durchlässen oder in einem Durchlaß und einer
Kammer, und zwar an der Stelle, wo sie zusammentreffen, ausreicht, um das Metall
der einen Fließrichtung am Rückfließen in der anderen Richtung zu verhindern, wenn
in diesem der nach vorwärts gerichtete Druck aufhört.
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Infolgedessen besteht bei einer Anordnung der Durchlässe derart, daß
sie vom Auspreßende eines jeden Aufnehmers in die Auspreßkammer in solcher Weise
führen, daß ein wesentlicher Unterschied zwischen den Flußrichtungen an der Vereinigungsstelle
besteht, keine Neigung seitens des plastischen Materials, sich in den Aufnehmer
zurückzubewegen, aus welchem der Stempel zwecks Neufüllung des Aufnehmers zurückgezogen
ist.
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Ein Winkel von weniger als go° zwischen den Flußrichtungen der beiden
Flüsse plastischen Metalls, die sich in der Auspreßkammer vereinigen, gibt in der
Praxis zufriedenstellende Ergebnisse, während größere Winkel als 9o° im allgemeinen
etwas Rückfluß zur Folge haben. ' Es sei-hier darauf hingewiesen, daß für die Erfindung
keineswegs die relativen Lagen der zwei oder mehr Aufnehmer von Bedeutung sind;
diese können vielmehr mit ihren Achsen parallel zueinander oder zueinander geneigt
oder sogar gleichachsig angeordnet sein. Für die Erfindung wesentlieh ist vielmehr
die- relativeAnordnung der Durchlässe zwischen den Aufnehmern und der Auspreßkammer.
Das gewünschte Ziel kann durch Vorsehen-eines Paares von Durchlässen in solcher
Weise erreicht werden, daß sie in die Auspreßkammer mit ihren Enden dicht beieinander
einmünden, wobei sie miteinander einen. bestimmten Winkel bilden. Eine andere brauchbare
Lösungsform besteht. darin, daß jeder Durchlaß in eine kreisförmige (oder nahezu
kreisförmige) Auspreßkammer tangential und im gleichen. Sinne der Rundung der Kammer
folgend in diese einmündet. In diesem Falle brauchen die Durchlässe nicht dicht
beieinander in die Kammer einzumünden, sondern können gleichmäßig um die Kammer
herum verteilt werden; bei zwei Durchlässen würden also die Einlässe sich genau
gegenüberliegen. Die Winkel zwischen dem eintretenden Metallstrom und der kreisenden
Bewegung des sich in der Nähe befindlichen Metalls in der Kammer sind klein.
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Auspreßkammern, die im wesentlichen kreisförmig sind und tangentia;1
im gleichen Drehsinn einmündende Durchlässe haben, sind schon für Pressen mit einem
einzigen Aufnehmer, also nicht im Zusammenhang mit wechselweise wirkenden Aufnehmern,
vorgeschlagen worden. Fü'r das betreffende Merkmal wird nur im Zusammenhang mit
dem Hauptgedanken, der Erfindung in bezug auf eine Presse mit wechselweise wirkenden
Aufnehmern Schutz begehrt.
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Die -Erfindung soll nun ausführlicher an Hand der Zeichnung beschrieben
werden, worin Fig. i eine Seitenansicht mit teilweisem Schnitt einer Zwei-Aufnehmer-Presse
zum Ummanteln von elektrischen Kabeln ist; Fig.2 ist ein Schnitt nach der Linie
II-II in Fig. i, und zwar in Pfeilrichtung gesehen; Fig.3 zeigt schaubildlich die
in die Auspreßkammer der Vorrichtung nach den Fig. i und 2 einmündenden Metallströme;
Fig. 4 ist eine andere Draufsicht auf die durch Fig. 3 wiedergegebenen Bleiströme,
während die Fig. 5 und 6 die Ausbildung von Bleiströmen bei einem abgeänderten Ausführungsbeispiel
der Erfindung veranschaulichen.
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Die in Fig. i dargestellte Vorrichtung ist eine Zwei-Aufnehmer-Presse,
durch welche ein Bleimantel i auf ein elektrisches Kabel 2 aufgebracht wird. Die
Presse besteht aus zwei zylindrischen Aufnehmern 3 und 4, die auf .einem gemeinsamen
Preßkopfhalter 5 sitzen und deren Achsen einen spitzen Winkel mit der Lotrechten
bilden, wodurch eine Presse der sogenannten V-Form entsteht. Flüssiges Metall wird
in den Aufnehmer -3 aus einem Behälter 6 am oberen Ende des Aufnehmers 3, dem das
flüssige Metall über die Zuleitung 7 zugeführt wird, gebracht. Nachdem sich das
Metall im Aufnehmer 3 genügend abgekühlt hat, so daß es plastisch geworden ist,
wird ein Stempel 8 in den Aufnehmer 3 hinein vom äußeren Ende her bewegt, wodurch
das Metall am inneren Ende des Aufnehmers aus diesem herausgepreßt wird. Der Druckstempel
8 sitzt am unteren Ende
eines Kolbens 9, der sich innerhalb eines
hydraulischen Zylinders io zu bewegen vermag; wobei der Zylinder auf den Behälter
3 und gleichachsig zu diesem mittels zweier Schraubbolzen i i gehalten wird. Der
hydraulische Zylinder und der Kolben liefern den notwendigen Druck zum Auspressen
des plastischen Metalls aus dem Aufnehmer 3 heraus sowie zum Zurückbewegen des Druckstempels
8 zwecks Neufüllung des Aufnehmers. Der andere Aufnehmer 4 wird in ähnlicher Weise
mittels des Vorratsbehälters 12 und der Zuleitung 13 gefüllt, wobei auch das plastische
Metall in ähnlicher Weise durch einen Druckstempel am Kolben 14, der sich innerhalb
eines hydraulischen Zylinders 15 zu bewegen vermag, ausgepreßt wird. Der Zylinder
15 wird vom Aufnehmer .4 über Schraubbolzen 16 gehalten.
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Das durch das innere Ende eines jeden Aufnehmers hindurchgepreßte
plastische Metall wird sofort in zwei Ströme aufgeteilt, wobei das Metall aus dem
Aufnehmer 3 in die beiden Durchlässe 17 und 18, dasjenige aus dem Aufnehmer 4 in
die beiden Durchlässe i9 und 2o gelangt. Die vier Durchlässe 17, 18, i9 und 2o führen
zur Auspreßkammer 21, die im wesentlichen kreisrunde Form hat und den inneren Preßkopfteil
22, durch welchen das Kabel 2 von der Rückseite des Preßkopfhalters 5 her sich hindurchbewegt,
umgibt. Die Durchlässe treffen sich, und zwar paarweise, in der Nähe von Punkten,
die sich in der Wandung der Auspreßkammer gegenüberliegen. Der Durchlaß 17 vom Aufnehmer
3 trifft daher mit dem Durchlaß i9 vom Aufnehmer 4 in einem gemeinsamen Einlaß 23
in die Auspreßkammer zusammen, während in ähnlicher Weise der Durchlaß 18 vom Aufnehmer
3 her mit dem Durchlaß 2o vom Aufnehmer 4 in einem gemeinsamen Einlaß 24 in die
Auspreßkammer zusammentrifft, wobei der Einlaß 24 dem Einlaß 23 diametral gegenüberliegt.
Aus der Auspreßkammer 21 wird das plastische Metall zwischen dem Innenteil 22 des
Preßkopfs und dem äußeren Preßring 25 in Form eines Mantels i um das Kabel 2 herausgepreßt.
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Die Aufnehmer 3 und 4 werden nacheinander entleert, so daß das plastische
Metall dauernd aus dem Preßkopf herausgepreßt wird. Nachdem der eine Aufnehmer 3
seine Füllung abgegeben, nachdem also der zugehörige Druckstempel 8 seinen Abwärtshub
beendet hat, beginnt die Entleerung des andern Aufnehmers 4. Während dieses Arbeitsvorganges
wird der Stempel 8 aus dem ersten Aufnehmer 3 herausbewegt, der daraufhin mit flüssigem
Metall neu gefüllt wird. Das Metall im Aufnehmer 3 kühlt sich mit solcher Geschwindigkeit
ab, daß es den richtigen Aggregatzustand beim nächsten Auspreßhub hat, der seinen
Anfang nimmt, nachdem der andere Aufnehmer seinen Auspreßhub beendet hat.
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Die Durchlaßpaare 17, i9 und 18, 2o bilden miteinander einen Winkel,
der beim gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 6o° beträgt. Das ist der Winkel A in
Fig. 3, die zusammen mit Fig. 4 die relative Anordnung des Metalls 26 in der Auspreßkammer
21 und die Metallströme 27, 28, 29 -und 30
in den betreffenden Teilen der
Durchlässe 17, 18, i9 und 2o, die dicht beieinander in die Auspreßkammer einmünden,
wiedergibt. Zur Erläuterung sei angenommen, daß das Metall aus dem Aufnehmer 3 ausgepreßt
und daß der Preßstempel aus dem anderen Aufnehmer ¢ vor dem Neufüllen zurückgezogen
wird. Die Metallströme 27 und 28 fließen infolgedessen in die Auspreßkammer in Richtung
der Pfeile der Fig. 3 und 4, während die anderen Metallströme 29 und 30 unbeweglich
sind, da auf die letztgenannten Ströme kein Druck ausgeübt wird, der sie in die
Auspreßkammer hinein oder in umgekehrter Richtung von der Auspreßkammer weg zu bewegen
sucht. Das Metall des Stromes 28 im Durchlaß 18 müßte seine Flußrichtung erheblich
ändern und eine scharfe Kante umfließen, bevor es in den Durchlaß 2o eindringen
könnte und dort einen Rückfluß des Metalls 30 zu verursachen vermöchte. Infolgedessen
entsteht kein Rückfluß der Metallströme 29 und 30, wobei ähnlich& Arbeitsbedingungen
während des Auspressens des Metalls aus dem Aufnehmer 4 und der Neufüllung des Aufnehmers
3 vorhanden sind.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen die relative Lage des plastischen Metalls
in der Auspreßkammer und in den Durchlässen von den Aufnehmern her für ein etwas
geändertes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei einer Presse dieser Art sind zwei
Aufnehmer horizontal auf jeder Seite der Auspreßkammer vorgesehen, wobei der Druckstempel
eines jeden Aufnehmers sich nach innen hin auf die Auspreßkammer zu während des
Aufnehmerauspreßvorgangs bewegt. Die Aufnehmer sind gewöhnlich so angeordnet, daß
ihre Achsen zusammenfallen und rechtwinklig zur Bewegungsrichtung des Kabels durch
die Auspreßkammer hindurch verlaufen. Die Aufnehmer werden wie beim vorigen Beispiel
abwechselnd entleert, so daß ein dauernder Fluß des ausgepreßten Werkstoffs entsteht.
In den Fig.5 und 6 ist 31 das Metall in der Auspreßkammer, 32 der Metallstrom von
der Metallfüllung 33 in dem einen Aufnehmer her und 34 der Metallstrom, der von
der Restfüllung 35 im andern. Aufnehmer ausgeht. Zur Erläuterung der Wirkungsweise
sei angenommen, daß die Metallfüllung 33 in. dem einen Aufnehmer 'als Metallstrom
32 in Pfeilrichtung in die Auspreßkammer gepreßt wird, wobei das Metall 31 in der
Kammer Kreisbewegungen ebenfalls in Pfeilrichtung ausführt. Der andere Metallstrom
34 bleibt während der Rückbewegung des Druckstempels im zugehörigen Aufnehmer zwecks
Neufüllung in Ruhe.
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Wie aus Fig.6 hervorgeht, treten die Metallströme 32 und 34 in die
Auspreßkammer tangential an Punkten ein, die sich diametral gegenüberliegen, und
zwar in der gleichen Flußrichtung, so daß die Zirkulation des Metalls 3i innerhalb
der Auspreßkammer in gleichem Sinne aufrechterhalten wird, unabhängig davon, welcher
Strom sich. in die Kammer ergießt. Aus der Zeichnung geht deutlich hervor, daß ein
spitzer Winkel zwischen der Bewegungsrichtung des Metalls in der Kammer und
derjenigen
des in die Kammer eintretenden Stromes an der Einmündung eines jeden Stromes in
die Kammer vorhanden ist. Das in der Kammer eine Kreisbewegung ausführende Metall
31 müßte daher seine Bewegungsrichtung um einen großen Winkel ändern und
dabei eine scharfeEcke passieren, bevor es einen Rückfluß des Stromes 34 aus der
Kammer heraus hervorrufen könnte. Die gleichen Bedingungen liegen an der Einmündung
des anderen Metallstromes 32 vor, wenn der Auspreßdruck dort zu wirken aufhört und
die Kammer ihre Füllung vom Metallstrom 34 erhält. Auch in. diesem Falle tritt daher
ein Rückfließen des Metalls nicht ein.
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Bei den erfindungsgemäßen Auspreßvorrichtungen der vorerwähnten Art
ist zweckmäßig die Länge der Endteile der Durchlässe, welche aufeinandertreffen
oder in die Auspreßkammer unter einem Winkel eintreten und die im wesentlichen geradlinig
sind, wesentlich größer als die Öffnung des Durchlasses, und zwar vorteilhaft etwa
dreimal so groß. Bei einer praktischen Ausführung hat es sich herausgestellt, daß
ein Durchlaß, mit einer Länge von 15 cm und einem Kreisquerschnitt mit gleichförmigem
Durchmesser von 2,2 cm ein günstiges Verhältnis ergibt. In diesem Zusammenhang sei
noch darauf hingeweisen, daß hier die erfindungsgemäße Wirkung eine vollständig
andere als etwa diejenige eines sich verjüngenden Durchlasses ist. Die beiden Wirkungen
können in Kombination zur Anwendung kommen, indem sich verjüngende Durchlässe unter
entsprechenden Winkeln vorgesehen werden; doch wird ein zufriedenstellendes Ergebnis
im allgemeinen auch ohne eine solche Kombination erzielt. Eine Mehrfachpresse (Presse
mit mehreren Aufnehmern) gemäß der Erfindung kann man dadurch erhalten, daß in der
Presse die mehreren Aufnehmer um eine gemeinsame Auspreßkammer herum gruppiert werden,
wobei jeder Aufnehmer mit der Kammer durch einen oder mehrere Durchlässe in der
vorbeschriebenen Weise verbunden ist. Wird eine solche Mehrfachpresse zum Ummanteln
eines elektrischen Kabels verwendet, so kann das Kabel durch die Mitte der Aufnehmergruppe
hindurch mittels eines Durchlasses geführt werden, der das Kabel zum Innenteil des
Preßkopfes in der Mitte der Auspreßkammer leitet.