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Publication number: DE99893C
Application number: DENDAT99893D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

/ /Of

wirkenden Flüssigkeitsdruck.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formung von Werkstücken aus hartem, beim Erhitzen weich und formbar werdendem Metall, beispielsweise Eisen, Stahl, Kupfer und dergl., durch unmittelbar auf das Arbeitsstück wirkenden Flüssigkeitsdruck unter Verwendung von Flüssigkeiten, welche bei der Temperatur des Arbeitsstückes verdampfen. Die zwischen dem Arbeitsstück und der Druckflüssigkeit sich bildende Dampfschicht oder Gasschicht dient als Isolirungsmittel. Das Arbeitsstück wird in üblicher Weise in eine kräftige Form oder Matrize eingesetzt und über oder durch ein geeignetes Formwerkzeug mittelst' einer unter' hohem Druck stehenden Flüssigkeit, vorzugsweise Wasser, gedrückt. Durch die unmittelbare Einwirkung des Druckwassers auf das Arbeitsstück sollen die bei der bisher üblichen Anwendung von Drucksteinpein zur Formung von erhitzten Metallwerkstücken auftretenden Uebelstände vermieden werden.

Bei Anwendung eines Druckstempels läfst man diesen entweder auf das Arbeitsstück oder auf das Formwerkzeug einwirken. In beiden Fällen erhält, das gegen . den Stempel anstofsende hintere Ende des Arbeitsstückes eine von der gewünschten abweichende Form, da entweder das Formwerkzeug, beispielsweise ein Dorn, nicht vollkommen durch das Arbeitsstück hindurchtreten kann, oder das Ende des Arbeitsstückes durch den unmittelbar gegen dasselbe wirkenden harten und starren Stempel eine erhebliche Formveränderung oder Beschädigung erleidet. Man ist infolge dessen gezwungen, das hintere Ende des Arbeitsstückes abzuschneiden, wodurch einerseits eine erhebliche Menge Abfall entsteht und andererseits, da das Abschneiden einen besonderen Arbeitsvorgang und besondere Vorrichtungen erfordert, die Herstellungskosten für das Arbeitsstück beträchtlich erhöht werden. Ferner sind bei Anwendung von Druckstempeln sehr kräftige Pressen von kostspieliger Bauart erforderlich.

Bei dem vorliegenden Verfahren dagegen wird ein vollständiges Hindurchtreiben' des Formwerkzeuges durch das Arbeitsstück ermöglicht, ohne das mit dem Druckmittel zusammenwirkende Ende des Arbeitsstückes irgendwie zu beschädigen oder Formabweichungen zu veranlassen. Das letztere erhält vielmehr eine vollkommen glatte Form der jeweils gewünschten Gestalt. Das Arbeitsstück wird mithin in einem einzigen Vorgang fertiggestellt, wobei die Entstehung von Abfall ausgeschlossen erscheint. Es erfolgt hierbei kein Aufweiten des Arbeitsstückes, sondern vielmehr ein Strecken desselben. Die Ausführung des Verfahrens erfordert keine kostspieligen Pressen, sondern lediglich Pumpen von einfacher und billiger Bauart, gleichwohl läfst sich ein bedeutend höherer Druck erzielen als bei Anwendung von Druckstempeln. Durch etwaige Unebenheiten der Angriffsfläche des Arbeitsstückes wird weder die Wirksamkeit des Druckmittels abgeschwächt, noch eine ungünstige Beanspruchung des Arbeitsstückes verursacht, wie dies bei Anwendung von Druck-

stempeln selbst bei geringen Unebenheiten erfolgt.

Die zur Formung dienenden Vorrichtungen sind ebenfalls einfacher Art und bestehen im Wesentlichen aus Formen oder Matrizen von geeigneter Bauart und zugehörigen Formwerkzeugen.

In den beiliegenden Zeichnungen ist eine zur Ausführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung beispielsweise dargestellt.

Fig. ι ist ein Längsschnitt mit theilweiser Seitenansicht einer Rohrpresse;

Fig. 2 ist ein Längsschnitt rechtwinklig zu demjenigen nach Fig. ι ;

Fig. 3 ist ein Querschnitt nach Fig. 2.

Als Druckmittel wird zweckmäfsig Wasser gewöhnlicher Temperatur verwendet, ohne andere Zwischen- bezw. Isolirungsmittel oder Vorrichtungen zwischen dem heifsen Werkstück und dem Druckwasser als den durch die Berührung des Wassers mit dem heifsen Metall erzeugten Dampf zu benutzen. Durch schnelle Einführung bezw. rasche Bewegung des in die Matrize A eintretenden Druckwassers wird eine kühlende Wirkung des Wassers auf die Werkstückmasse ausgeschlossen.

Die Matrize A (Fig. 1) dient zur Aufnahme des cylindrischen Werkstückes B. Der durch die Führung C eintretende Dorn ist in das Mundstück der Matrize A über dem Werkstück B eingesetzt, um denselben in Richtung der Mittellinie in das Werkstück B eintreten zu lassen. Der Dorn D und seine Führungsstange, D' sind in dem Halter H' und Querhaupt H fest gelagert, das Werkstück B wird durch das in Richtung der Pfeile von b nach b ² eingetriebene Wasser nach oben gedrückt. Die Matrize A erhält im unteren Theile aufsen Gewinde A', das in die kräftige Bettplatte E greift, welche auf diese Weise die Matrize in Stellung hält und eine Vorrichtung bildet, um die Matrize bequem auswechseln und an die Wasserzuführung anschliefsen zu können.

Die Matrize A ist etwas länger als das Werkstück B, um Raum für den Dorn D und seine Führung C über dem Werkstück zu lassen. Fig. ι stellt den Apparat vor und Fig. 2 denselben nach Ausführung des Arbeitshubes dar. Ein in die Matrize mündender Wassereinlafs A² führt durch einen abgeschrägten Ansatz A³ der Matrize, der mit einem Verschlufsstück F in der Bettplatte E verbunden ist, an welche das Einlafsrohr F' für das Druckwasser anschliefst, dessen Bewegungsrichtung durch die Pfeile b b' b'² angedeutet ist. Die Verbindung des Wässerrohres A"²- mit dem VerschlufsstUck F und des letzteren mit dem Ansatz A³ der Matrize mufs eine sehr sichere und gute sein und erfolgt zweckmäfsig in der Weise, dafs die Matrize A in die Bettplatte E eingeschraubt wird; der obere Theil der Matrize erhält zu diesem Zweck eine Anzahl von Löchern A'¹, welche die Einführung von Stangen zum Drehen der Matrize, sowie zur Befestigung an der Bettplatte ermöglichen. Die Bettplatte E erhält vier Löcher, in welche vier Säulen G aus Stahl greifen, die durch Schrauben, wie bei hydraulischen Pressen, befestigt werden. Die Säulen G tragen oben das kräftige Querhaupt//, durch welches die Säulen hindurchführen, um wiederum durch Schraubenmuttern festgelegt zu werden. Mit dem Querhaupt ti ist das Tragestück H' für die Dornstange D' verbunden; dasselbe ist mit einem seitlichen Schlitz H'² versehen, durch welchen das obere Ende der Dornstange D' von der Seite eingeführt wird. Die Stange D' ist in den Schlitz//² lose eingepafst, so dafs zwischen dem Dorn D und dem Werkstück B eine geringe Bewegung stattfinden kann, unmittelbar bevor das Druckwasser in die Matrize eingelassen wird.

Es ist zweckmäfsig, die ■ Matrize A unmittelbar nach dem Einbringen des Werkstückes B trocken zu halten und das Druckwasser auf das heifse Werkstück möglichst plötzlich und mit voller Geschwindigkeit und vollem Druck wirken zu lassen. Besonders ist dies bei der Bearbeitung von Werkstücken von geringer Masse erforderlich. Zu diesem Zweck wird eine dünne, runde Metallplatte F* zum zeitweiligen Verschlufs der Wasserzuführung in dem Verschlufsstück F zwischen diesem und dem Ansatz A³ der Matrize vorgesehen; die Platte F'² hat eine derartige Stärke, dafs sie zunächst den Eintritt des Wassers, welches sich zuerst mit geringer Geschwindigkeit bewegt, verhindert, indessen nach Aufnahme des vollen Druckes durchbrochen wird. Auf diese Weise wird das Werkstück B in Form eines Rohres B' (Fig. 2), welches die feste Dornstange D' umgiebt, durch das Druckwasser ausgetrieben. Bei Anwendung eines Domes mit scharfer Spitze wird nur wenig oder kein Metall bei der Bewegung des Werkstückes B auf bezw. über dem Dorn D abgebrochen, indem der stetige und gleichbleibende Druck des Wassers fast das ganze Metall in die Rohrform B prefst, ohne dafs die Temperatur des in die Matrize A eingesetzten heifsen Metallwerkstückes wesentlich vermindert wird.

Um bei Formung von langen Rohren, Stangen oder anderen Formen das heifse Metallwerkstück leichter aus der Matrize drücken zu können, erhält diese zweckmäfsig von der Mündung nach innen eine schwach konische Form. Es wird hierbei gleichzeitig erreicht, dafs beim Einsetzen des heifsen Werkstückes dasselbe in die Matrize und gegen deren Boden dicht pafst und gegen den Wasserauslafs gut abschliefst. Beim Herausdrücken des Werkstückes wird auch die Reibung desselben gegen die Matrizenwand vermindert.

Die Bewegung des Domes erfolgt bei kleineren Apparaten durch eine von Hand zu bewegende Schraubenspindel oder dergl., während bei gröfseren Apparaten zu diesem Zweck vortheilhaft eine hydraulische Presse mit kurzem Kolbenhube oder eine andere geeignete Vorrichtung Verwendung findet, wodurch ermöglicht wird, dafs das Rohr oder sonstige Arbeitsstück frei austreten und so weit vorgetrieben werden kann, dafs man den Dorn oder die Matrize zurückziehen kann, wenn die Formung vollendet ist, so dafs dadurch die Langmatrize für die Bearbeitung eines neuen Werkstückes wieder zugänglich wird.

Bei Pressen zur Formung von Rohren oder dergl. mit kleinerem Durchmesser wird zweckmä'fsig ein hydraulischer Cylinder mit kurzem Kolbenhube oder eine ähnliche Vorrichtung an der Langmatrize selbst befestigt bezw. als Theil derselben ausgebildet.

Bei gröfseren Werkstücken wird meistens so viel Dampf erzeugt, dafs durch den Dampf selbst eine genügende Isolirung erzeugt wird. Bei Werkstücken kleineren Durchmessers wird dagegen wenig isolirender Dampf erzeugt, und es läfst das mit dem inneren Ende des Werkstückes in Berührung kommende Wasser dasselbe schnell erhärten. Um diesen Uebelstand zu vermeiden, kann zweckmäfsig ein Stoff als Isolirungsmittel verwendet werden, der in Berührung mit dem heifsen Arbeitsstück Gas oder Dampf erzeugt, so dafs eine dünne Zwischenschicht eines comprimirten isolirenden Gases oder Dampfes zwischen der Druckflüssigkeit und dem Stirnende des Arbeitsstückes gebildet wird. Beispielsweise können leicht vergasende OeIe hierzu verwendet werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

ι . Verfahren zur Formung von erhitzten Metallwerkstücken durch unmittelbar auf das Arbeitsstück wirkenden Flüssigkeitsdruck, dadurch gekennzeichnet, dafs als Isolirmittel zwischen der Druckflüssigkeit und dem heifsen Werkstück der durch die Berührung beider erzeugte Dampf dient.
2. Eine Abänderung des Verfahrens nach Anspruch ι , dadurch gekennzeichnet, dafs beim Formen kleiner Gegenstände mit so geringer Berührungsfläche, dafs die aus der Druckflüssigkeit erzeugte Dampfmenge zur Isolirung des Werkstückes nicht genügt, die Druckflüssigkeit von dem Werkstück durch leicht vergasende OeIe oder dergl. getrennt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.