EP0097115B1 - Vorrichtung und Verfahren zum Strangpressen von Profilen od. dgl. aus einem Block oder Bolzen - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Strangpressen von Profilen od. dgl. aus einem Block oder Bolzen Download PDFInfo
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- EP0097115B1 EP0097115B1 EP83810226A EP83810226A EP0097115B1 EP 0097115 B1 EP0097115 B1 EP 0097115B1 EP 83810226 A EP83810226 A EP 83810226A EP 83810226 A EP83810226 A EP 83810226A EP 0097115 B1 EP0097115 B1 EP 0097115B1
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- B21C27/00—Containers for metal to be extruded
- B21C27/04—Venting metal-container chamber
Definitions
- the invention relates to a device for the extrusion of profiles or the like. From a block or bolt stored in a receiver bore of a block receiver, in particular from a light metal bolt, by means of a moving ram through the shaping cross section of a die connected downstream of the block receiver on a die holder, between block receiver and A pre-recipient is arranged with a compensation chamber which is coaxial with the receiving bore of the block receiver.
- the invention also relates to a method for extrusion therefor.
- a device of this type is known from DE-OS 26 51 564, in which it is described how the bolt is placed in front of the pick-up bore by means of a loading carriage and then inserted into it by a press ram. The back of the bolt lies on the die. It has been found to be disadvantageous in the known extrusion presses that at the end of the pressing process a so-called pressing residue always remains, which protrudes from the die like a disk and not only has to be removed in a complex manner, but also represents a reduction in the pressing rate.
- US-A-3 369 384 is considered the closest prior art.
- This patent shows a pre-recipient which is arranged between the main recipient and the matrix receiver. This pre-recipient can only be moved in the pressing direction relative to the other two parts.
- the seal (41, 51) between the pre-recipient and the main recipient is metal-tight, but not air-tight.
- the bars When the bars are pushed up - not pushed in - they usually have a bulbous shape.
- the belly has grown so large that it lies against the inside diameter of the main recipient, there are two areas between the bolt and the container bore in which air is enclosed.
- the air enclosed in the vicinity of the die can escape through said air-permeable seal during further upsetting, while the air on the die side can escape through a gap between the pressure disk diameter and the inside diameter of the sensor (column 5, lines 31-56).
- the inventor has set itself the goal of designing a device and a method of the type mentioned at the outset in such a way that the receiver bore of the block receiver is vented during the insertion of a subsequent block, the free end of which rests against the forehead of an existing pressing residue to enable a smooth transition between the two blocks mentioned.
- the pre-recipient is intended to be movable in relation to both the block receiver and the die, preferably to be connected axially and to be pulled out radially.
- centering members are provided on the pre-recipient that interact with counter-organs in the block receiver or the die or the die holder.
- Axially projecting centering ribs or centering pins are to serve as centering members which engage in a centering groove of the machine part to be connected in each case.
- the diameter of the pre-recipient will normally correspond to that of the sensor bore according to the invention.
- the depth of the chamber is adapted to the previously usual residual thickness of about 40 to 50 mm.
- the pre-recipient connects to the rear of the block transducer, which makes it possible to vent the transducer bore when loading the next ingot - if necessary, a venting stroke can take place within the scope of the invention.
- the press ram is equipped with a press disk known per se, which preferably has a concave surface which is non-adherent to the press material; this shape, which is reflected in the remaining part of the remaining press material, makes it easier for the air to escape when the new bolt is pressed on or when it emerges.
- the surface of the press disk must be treated, which is preferably done by means of nitriding, cooling, microsealing or by a ceramic coating.
- waste is saved by avoiding a pressing residue in the strand pressing and also a reduction in the cycle time during extrusion by the so-called shear time.
- a block sensor 3 with a bushing 4 axially penetrating sensor bore 5 for a block or bolt 6 made of aluminum can be seen, which is provided by a - provided with a front pressure plate 7 - Press ram 8 of the plunger 2 can be pressed in the pressing direction x through the sensor chamber 5.
- peeling segments 11 are arranged which can be moved radially to the press axis A and which can be closed to form a peeling ring around the bolt 6, the cutting edge 12 of which peels off the contaminated block skin to form a chip ring 13.
- the back 15 of the sleeve 4 is followed by a pre-recipient 20 - in the selected exemplary embodiment - made of recipient ring 21 and pre-sleeve 22 with this integrally formed centering rib 23, which upon axial displacement (arrow y) of the pre-recipient 20 into a ring-shaped centering groove 16 of the block receiver 3 or sleeve 4 is inserted or temporarily removed from it.
- a chamber 24 In the center of the pre-recipient 20, a chamber 24 can be seen, the width i of which is slightly larger than the diameter d of the pick-up bore 5, specifically in adaptation to the width of a pressing residue that otherwise arises during extrusion - the same applies to the length e of the so-called compensation chamber 24 .
- the pre-recipient 20 is followed in the pressing direction x by a partially ring-shaped tool carrier 30, in which - held by a stop rib 31 and support members 32 - a die 33 with a pressure plate 34 is supported.
- the shaping cross section of the die 33 is designated 35.
- the press rest front 40 shows the contour of the slightly concave press disk end 9.
- a profile 41 produced from the bolt 6 a protrudes in the pressing direction x from the shaping cross section 35 of the die 33, through the central bores 36, 37 of the pressure plate 34 and the support member 32 beyond the head of the press.
- the bolt 6 is compressed by the press disk 7, air still present in the pick-up bore 5 escaping through an axial vent bore 19 of the press ram 8 (FIG. 4).
- the pick-up bore 5 is traversed by the press ram 8 until the press disk face 9 protrudes a little into the compensation chamber 24 of the pre-recipient 20.
- air channels 44 run from the edge of a convex press disk face 9 k to the axial vent hole 19.
- These air channels 44 which are inclined to the press axis A, can be replaced by the use of a floating press disk insert, which - after being relieved - lifts off slightly from the press disk base and then between them and the pressure plate holder allows the air to the vent hole 19 (see at 50 in Fig.4).
- Both the concave press disk end 9 and the convex version 9 k are prepared by a nitriding process, by microsealing or the like, in such a way that the light metal to be pressed does not adhere to the press disk 7.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Strangpressen von Profilen od. dgl. aus einem in einer Aufnehmerbohrung eines Blockaufnehmers lagernden Block oder Bolzen, insbesondere aus einem Leichtmetallbolzen, mittels eines bewegten Preßstempels durch den Formgebungsquerschnitt einer den Blockaufnehmer nachgeschalteten Matrize an einem Matrizenhalter, wobei zwischen Blockaufnehmer und Matrize ein Vorrezipient mit zur Aufnahmebohrung des Blockaufnehmers koaxialer Ausgleichskammer angeordnet ist. Außerdem erfaßt die Erfindung ein Verfahren zum Strangpressen dazu.
- Eine Vorrichtung dieser Art ist aus der DE-OS 26 51 564 bekannt, in der beschrieben wird, wie der Bolzen mittels eines Ladeschlittens vor die Aufnehmerbohrung gesetzt und dann von Preßstempel in diese eingeführt wird. Die Rückseite des Bolzens liegt an der Matrize. Als nachteilig bei den bekannten Strangpressen hat sich erwiesen, daß am Ende des Preßvorganges stets ein sog. Preßrest verbleibt, der scheibenartig von der Matrize abragt und nicht nur in aufwendiger Weise entfernt werden muß sondern auch eine Verminderung des Preßausbringens darstellt.
- Die US-A-3 369 384 gilt als nächstliegender Stand der Technik. Diese Patentschrift zeigt einen Vorrezipienten, der zwischen Hauptrezipienten und Matrizenaufnehmer angeordnet ist. Dieser Vorrezipient ist nur in Pressrichtung relativ zu den beiden anderen Teilen beweglich. Die Dichtung (41, 51) zwischen dem Vorrezipienten und dem Hauptrezipienten ist metalldicht, aber nicht luftdicht. Beim Aufstauchen - nicht Einschieben - des Barrens ergibt sich normalerweise eine bauchige Form. Wenn der Bauch so gross geworden ist, dass er am Innendurchmesser des Hauptrezipienten anliegt, ergeben sich zwischen dem Bolzen und der Containerbohrung zwei Bereiche, in welcher Luft eingeschlossen ist. Die in Matrizennähe eingeschlossene Luft kann beim weiteren Anstauchen durch besagte luftdurchlässige Dichtung entweichen, während die Luft auf der Stempelseite durch einen Spalt zwischen Pressscheibendurchmesser und Innendurchmesser des Aufnehmers entweichen kann (Spalte 5, Zeilen 31-56).
- Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Vorrichtung und ein Verfahren der eingangs erwähnten Art so zu gestalten, daß während des Einschiebens eines nachfolgenden Blockes, dessen freies Ende den Stirn eines vorhandenen Preßrestes aufliegt, die Aufnehmerbohrung des Blockaufnehmers entlüftet wird, um einen problemlosen Übergang zwischen den beiden genannten Blöcke zu ermöglichen.
- Um den Werkzeugwechsel zu erleichtern und - ausschließlich im Falle eines Legierungswechsels - eine Preßrestscheibe nach wie vor entfernen zu können, ist der Vorrezipient gegenüber sowohl dem Blockaufnehmer als auch der Matrize beweglich vorgesehen, bevorzugt axial anzuschließen und radial herausziehbar.
- Um beim axialen Ansetzen des Vorrezipienten an den Blockaufnehmer einerseits bzw. die Matrize anderseits das Fluchten der Vorrezipientenachse mit der Pressenachse zu gewährleisten, sind am Vorrezipienten Zentrierorgane vorgesehen, die mit Gegenorganen im Blockaufnehmer oder der Matrize bzw. dem Matrizenhalter zusammenwirken. Dabei sollen axial abragende Zentrierrippen oder Zentrierbolzen als Zentrierorgane dienen, welche in eine Zentriernut des jeweils anzuschließenden Maschinenteiles eingreifen.
- Von Bedeutung für die Durchführung des Verfahrens ist die Art der Entlüftung des Blockaufnehmers während des Einführens des nächsten Bolzens, der dank seines Eigengewichtes zumeist unten aufliegt und im Scheitel der Aufnehmerbohrung eine Art Luftkanal bildet, aus dem die Luft erfindungsgemäß über eine Entlüftungsbohrung im Preßstempel abgezogen wird. Aus der DE-OS 26 51 564 ist es bereits bekannt, eine Entlüftung der Aufnehmerkammer durch einen radialen Entlüftungskanal vorzunehmen und den Raum zwischen Bolzen und benachbarter Wandung über eine Absaugleitung radial zu evakuieren. Gegenüber diesem Vorschlag hat sich die erfindungsgemäße Lösung einer axialen Entlüftung als erheblich praktikabler erwiesen.
- Bei der Ausgleichs- und Entlüftungskammer wird erfindungsgemäß der Durchmesser des Vorrezipienten im Normalfall dem der Aufnehmerbohrung entsprechen. Die Kammertiefe ist der bisher üblichen Preßrestdicke von etwa 40 bis 50 mm angepaßt.
- Der Vorrezipient schließt an die Rückfront des Blockaufnehmers an, wodurch ein Entlüften der Aufnehmerbohrung beim Laden des nächsten Barrens möglich wird - falls erforderlich, kann im Rahmen der Erfindung ein Entlüftungshub erfolgen.
- Der Preßstempel ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit einer an sich bekannten Preßscheibe ausgerüstet, welche bevorzugt eine konkave und gegenüber dem Preßwerkstoff haftungsfreie Oberfläche besitzt ; diese Form, die sich in der Preßreststirn des verbleibenden Preßwerkstoffes widerspiegelt, erleichtert das Entweichen der Luft beim Anpressen bzw. beim Aufstauchen des neuen Bolzens.
- Um ein Haften des Aluminiumwerkstoffes - oder eines entsprechenden Preßwerkstoffes - ohne die Verwendung eines Schmiermittels zu verhindern, muß die Oberfläche der Preßscheibe behandelt werden, was bevorzugt auf dem Wege des Nitrierens, Kühlens, Microsealing oder durch eine Keramikbeschichtung erfolgt.
- Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt eine Einsparung von Abfall durch Vermeidung eines Preßrestes beim Strangpressen und zudem eine Reduktion der Zykluszeit beim Strangpressen, um die sog. Scherzeit.
- Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung ; diese zeigt in :
- Figur 1 den Längsschnitt durch eine teilweise wiedergegebene Strangpresse ;
- Figur 2 einen Teillängsschnitt durch eine andere Strangpresse zu Beginn eines Preßvorganges ;
- Figur 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung der Strangpresse nach Fig. 2 am Ende des Preßvorganges ;
- Figur 4, 4a ein vergrößertes Detail aus Fig. 2, 3 in Teilschnitt, in zwei verschiedenen Stellungen ;
- Figur 5 ein Detail der Fig. 2, 3 in Schrägsicht ;
- Figur 6 ein der Fig. 4 entsprechendes Detail in anderer Ausführung.
- Bei einer in Fig. 1 dargestellten Strangpresse 1 ist in einem Abstand a von einem Plunger 2 ein Blockaufnehmer 3 mit eine Büchse 4 axial durchsetzender Aufnehmerbohrung 5 für einen Block oder Bolzen 6 aus Aluminium zu erkennen, der von einem - mit vorderer Preßscheibe 7 versehenen - Preßstempel 8 des Plungers 2 in Preßrichtung x durch die Aufnehmerkammer 5 gedrückt werden kann.
- An der plungerwärtigen Büchsenstirn 10 sind radial zur Pressenachse A bewegbare Schälsegmente 11 angeordnet, welche um den vorgesetzten Bolzen 6 zu einem Schälring geschlossen werden können, dessen Schneide 12 die verunreinigte Blockhaut unter Bildung eines Spanringes 13 abschält.
- In Pfeilrichtung x ist der Rückseite 15 der Büchse 4 ein Vorrezipient 20 - im gewählten Ausführungsbeispiel - aus Rezipientenring 21 und Vorbüchse 22 mit dieser angeformter Zentrierrippe 23 nachgeschaltet, die bei axialer Verschiebung (Pfeil y) des Vorrezipienten 20 in eine ringgleiche Zentriernut 16 des Blockaufnehmers 3 bzw. Büchse 4 eingeführt oder aus ihr zeitweilig entfernt wird. Im Zentrum des Vorrezipienten 20 ist eine Kammer 24 zu erkennen, deren Weite i geringfügig größer ist als der Durchmesser d der Aufnehmerbohrung 5 und zwar in Anpassung an die Breite eines sonst beim Strangpressen entstehenden Preßrestes - gleiches gilt für die Länge e der sog. Ausgleichskammer 24.
- Dem Vorrezipienten 20 folgt in Preßrichtung x ein teilringförmiger Werkzeugträger 30, in dem - von einer Anschlagrippe 31 und Stützgliedern 32 gehalten - eine Matrize 33 mit Druckplatte 34 lagert. Der Formgebungsquerschnitt der Matrize 33 ist mit 35 bezeichnet.
- Vor dem eigentlichen Preßvorgang ruht beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2, 3 in der Ausgleichskammer 24 des Vorrezipienten 20 ein Preßrest des voraufgehend verpreßten Bolzens 6a ; die Preßrestfront 40 läßt die Kontur der leicht konkaven Preßscheibenstirn 9 erkennen.
- Ein aus dem Bolzen 6a hergestelltes Profil 41 ragt in Preßrichtung x aus dem Formgebungsquerschnitt 35 der Matrize 33, durch die zentrischen Bohrungen 36, 37 von Druckplatte 34 und Stützglied 32 über das Pressenhaupt hinaus.
- Der Bolzen 6 wird von der Preßscheibe 7 angestaucht, wobei in der Aufnehmerbohrung 5 noch vorhandene Luft durch eine axiale Entlüftungsbohrung 19 des Preßstempels 8 entweicht (Fig.4).
- Beim nachfolgenden Verpressen des Bolzens 6 bis zu der in Fig. 3 angedeuteten Endlage wird die Aufnehmerbohrung 5 vom Preßstempel 8 durchfahren, bis die Preßscheibenstirn 9 ein wenig in die Ausgleichskammer 24 des Vorrezipienten 20 einragt.
- Ein anschließender Entlüftungshub des Vorrezipienten 20 - oder auch des Blockaufnehmers 3 - entlüftet die Ausgleichskammer 24, bis der neue Bolzen 6 eingeschoben ist.
- Die Preßscheibe 7 weist insbesondere gemäß Fig. 4, 5 eine konkave Preßscheibenstirn 9 auf, deren Zentrum von einem Stirnring 42 umgeben ist. Letzterer ist mit radialen Nuten 43 ausgestattet, dank deren der beschriebene Entlüftungsvorgang vereinfacht wird ; zwischen Bolzen 6 und Wandung der Aufnahmebohrung 5 - besonders in deren Scheitel 5, - vorhandene Luft gelangt durch die Nut/en 43 in das Preßscheibenzentrum und von dort in die Entlüftungsbohrung 19.
- In Fig. 6 verlaufen Luftkanäle 44 vom Rand einer konvexen Preßscheibenstirn 9k zur axialen Entlüftungsbohrung 19. Diese zur Pressenachse A geneigten Luftkanäle 44 können durch die Verwendung eines schwimmenden Preßscheibeneinsatzes ersetzt werden, der sich - nach Entlastung - vom Preßscheibengrund leicht abhebt und dann zwischen sich und dem Preßscheibenhalter die Luft zur Entlüftungsbohrung 19 läßt (s. bei 50 in Fig.4).
- Sowohl die konkave Preßscheibenstirn 9 als auch die konvexe Ausführung 9k ist durch einen Nitriervorgang, durch Microsealing od. dgl. so vorgerichtet, daß das zu verpressende Leichtmetall auf der Preßscheibe 7 nicht haftet.
Claims (8)
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